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機(jī)床的數(shù)控化電氣改造設(shè)計(jì)
本文重點(diǎn)介紹了普通機(jī)床數(shù)控化改造的必要性及數(shù)控化改造的內(nèi)容及其優(yōu)缺點(diǎn)，以及如何進(jìn)行普通機(jī)床的數(shù)控化改造，包括數(shù)控系統(tǒng)的選擇要素，并對(duì)數(shù)控改造中如何對(duì)主要機(jī)械部件進(jìn)行改造進(jìn)行了探討，列舉了普通機(jī)床數(shù)控改造的主要步驟。最后說明了普通機(jī)床數(shù)控改造中經(jīng)常遇到的問題及其解決方案。
摘要： 機(jī)床的數(shù)控化改造關(guān)鍵是電氣控制設(shè)計(jì),作者通過多年的實(shí)踐及對(duì)業(yè)內(nèi)眾同仁的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)加以適當(dāng)?shù)臍w納整理,從數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、加工精度、機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸等的控制設(shè)計(jì)入手
關(guān)鍵詞：機(jī)床;數(shù)控;改造;集成;性能;調(diào)整
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)各行各業(yè)開始將先進(jìn)的科技水平應(yīng)用在制造行業(yè)當(dāng)中，推動(dòng)了我國(guó)科技水平的進(jìn)一步發(fā)展。但是從國(guó)際水平來看，我國(guó)制造行業(yè)水平依然落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，阻礙了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了改變這一社會(huì)現(xiàn)狀，我們必須要對(duì)制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行全面分析，采取科學(xué)合理的措施來提高制造業(yè)中各個(gè)設(shè)備的水平，即對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)床進(jìn)行改造，使其實(shí)現(xiàn)數(shù)控化，從而確保制造行業(yè)的健康發(fā)展。下文簡(jiǎn)單對(duì)機(jī)床數(shù)控化電氣改造設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，以供參考。
一、普通機(jī)床數(shù)控化改造的優(yōu)勢(shì)
1、節(jié)約費(fèi)用
與購(gòu)置新的數(shù)控機(jī)床相比，普通機(jī)床的數(shù)控化改造一般可節(jié)省大約60%～80%的費(fèi)用。由于大型機(jī)床機(jī)械部分所占比重較大，可節(jié)約的費(fèi)用更加可觀，符合產(chǎn)業(yè)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)。
2、操作更加容易，維修更為方便
由于是老設(shè)備的改造升級(jí)，操作人員對(duì)設(shè)備熟悉，在操作使用和維修方面不必花費(fèi)太多的時(shí)間和精力進(jìn)行培訓(xùn)。
二、對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的主要內(nèi)容
對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造也就是以舊機(jī)床為基礎(chǔ)，通過科學(xué)合理的改造使機(jī)床具有數(shù)控化功能，滿足當(dāng)前制造業(yè)的發(fā)展。在實(shí)際工作中，對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
1、對(duì)機(jī)床精度的恢復(fù)以及機(jī)床傳動(dòng)部分的改進(jìn)
制造企業(yè)在生產(chǎn)以及發(fā)展過程中，如果長(zhǎng)時(shí)間使用機(jī)床，且沒有對(duì)其進(jìn)行必要的維護(hù)，那么在導(dǎo)軌、軸承等部位必然會(huì)出現(xiàn)磨損情況，這對(duì)于機(jī)床的正常運(yùn)行產(chǎn)生巨大的影響。因此在實(shí)際工作中，我們很有必要對(duì)機(jī)床進(jìn)行改造。首先需要將舊機(jī)床進(jìn)行機(jī)床大修，這樣可以在一定程度上提高其精準(zhǔn)度，從而達(dá)到新機(jī)床的制造標(biāo)準(zhǔn)。但是在實(shí)際工作中我們可以清楚的知道，在機(jī)床進(jìn)行精度改造與機(jī)床大修存在著明顯的不同，也就是說，機(jī)床數(shù)控改造應(yīng)當(dāng)進(jìn)行精度的恢復(fù)以及傳動(dòng)部分的改進(jìn)，只有這兩個(gè)部分進(jìn)行改造，才能夠確保機(jī)床實(shí)現(xiàn)數(shù)控化與自動(dòng)化要求。數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分別采用交、直流主軸電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。這兩類電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍大，并可無極減速，因此使主軸箱、進(jìn)給變速箱及其傳動(dòng)系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。由電動(dòng)機(jī)直接連接主軸或滾珠絲杠。目前數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中常用的機(jī)械傳動(dòng)裝置主要有滾珠絲杠副、靜壓蝸桿蝸母條和預(yù)加載荷雙齒輪齒條三種。機(jī)床采用的導(dǎo)軌是新材料低摩擦因數(shù)的導(dǎo)軌，如滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。另外，在機(jī)床上還要加一些輔助裝置，如冷卻系統(tǒng)、空氣過濾器、自動(dòng)換刀裝置、排屑裝置等。
2、選定數(shù)控系統(tǒng)
在對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的過程中，選定數(shù)控系統(tǒng)是關(guān)鍵的工作環(huán)節(jié)之一。在選擇數(shù)控系統(tǒng)的過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)考慮到以下兩個(gè)方面的工作：首先，要求確保機(jī)床的功能多樣化，使其功能得到充分發(fā)揮;其次，還要求數(shù)控系統(tǒng)在實(shí)際工作中提高其可靠性。一般以性能價(jià)格比來選取，并適當(dāng)考慮售后服務(wù)和故障維修等有關(guān)情況。如選用企業(yè)內(nèi)已有數(shù)控機(jī)床中相同型號(hào)的數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)今后操作、編程、維修等都帶來較大的方便。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選取，也按改造數(shù)控機(jī)床的性能要求決定。若采用同一家公司配套供應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，改造產(chǎn)品的質(zhì)量和維修更容易得到保證。
當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司比較多，國(guó)外的公司如SIEMENS公司、FANUC公司、國(guó)內(nèi)的公司如廣州數(shù)控GSK公司、華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司等。一般，進(jìn)口系統(tǒng)較國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)性能穩(wěn)定，但價(jià)格昂貴，將其用于機(jī)床改造，有些得不償失。國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)在目前市場(chǎng)上有各種經(jīng)濟(jì)型和標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)。其中，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，技術(shù)易于掌握及制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)性能相對(duì)較差，可靠性不高;另外，隨著生產(chǎn)而后技術(shù)的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)制造成本越來越低，售價(jià)也在不斷降低，所以在系統(tǒng)選擇上一般可以考慮國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)，例如廣州數(shù)控體貼或華中數(shù)控系統(tǒng)。
3、電氣系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)
機(jī)床數(shù)控化改造工作執(zhí)行的過程中，通常情況下原機(jī)床的電氣控制裝置只能做報(bào)廢處理，從而依據(jù)改造的需求來重新制作專門的電氣控制裝置。數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電控制工作中，所必須要加以重視的關(guān)鍵在于，數(shù)控系統(tǒng)本身各個(gè)接口特性以及形式之間是否完全相配，不僅如此，還應(yīng)當(dāng)要盡可能的對(duì)于強(qiáng)點(diǎn)控制線路進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。
因此，在執(zhí)行電氣控制系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)工作之中，所需要加以遵循的原則在以下幾個(gè)方面：在機(jī)床能夠充分滿足控制需求的情況之下，確保改造設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、簡(jiǎn)便性，在改造的過程中，要依據(jù)實(shí)際情況和條件，不能夠盲目的追尋高參數(shù)以及全自動(dòng)化，只要能夠做到操作快捷、使用維修簡(jiǎn)便即可。而改造的設(shè)計(jì)方案之中，刀架電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電動(dòng)機(jī)、主軸電動(dòng)機(jī)等幾個(gè)部分實(shí)質(zhì)是需要確保做到自動(dòng)控制的。數(shù)控機(jī)床機(jī)電控制系統(tǒng)本身，除了要利用輔助運(yùn)動(dòng)裝置以及輔助控制系統(tǒng)以外，還必須要將各個(gè)不同部分的開關(guān)、形成等納入到自動(dòng)化控制之中。改造完成之后的控制系統(tǒng)本身，不僅僅要能夠保留住傳統(tǒng)控制系統(tǒng)所具備的優(yōu)勢(shì)，還要具備小巧、靈活、通用、維護(hù)方便等方面的特性。
4、整機(jī)聯(lián)接調(diào)試
當(dāng)久機(jī)床之上的各個(gè)不同部件都完成了改造工作之后，便可以針對(duì)其進(jìn)行試組裝，從而確保各個(gè)部分運(yùn)行無誤，存在問題的部件需要采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)試措施。一般情況下，都是現(xiàn)對(duì)于電氣控制環(huán)節(jié)加以調(diào)試，來觀察某個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)作是否運(yùn)行正常，各個(gè)環(huán)節(jié)正常之后，才能夠聯(lián)動(dòng)調(diào)試。
三、結(jié)語
綜上所述，就現(xiàn)階段的數(shù)控化改造方案來說，實(shí)質(zhì)上機(jī)床類型不同的情況下，所呈現(xiàn)出的相關(guān)改造內(nèi)容也有著較大的差異性。因此，在實(shí)際執(zhí)行機(jī)床數(shù)控化改造工作的過程中，并不是要完全按照某個(gè)模式來進(jìn)行，可以依據(jù)實(shí)際情況的不同，選擇更加合適的改造措施，利用科學(xué)合理的方式來使得傳統(tǒng)形式的機(jī)床數(shù)控化得以在性能上大幅度提升。此外，當(dāng)機(jī)床數(shù)控的改造工作完成之后，還需要立即對(duì)于相關(guān)的編程人員、操作人員加以培訓(xùn)，這能夠促使改造后的機(jī)床盡快的發(fā)揮出自身所具有的效用。
參考文獻(xiàn)：
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