核心提示:
一、數控機床比傳統機床有以下突出的優越性,而且這些優越性均來自數控系統所包含的計算機的威力。
1.1可以加工出傳統機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。
由于計算機有高超的運算能力,可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量,因此可以復合成復雜的曲線或曲面。
1.2可以實現加工的自動化,而且是柔性自動化,從而效率可比傳統機床提高3~7倍。
由于計算機有記憶和存儲能力,可以將輸入的程序記住和存儲下來,然后按程序規定的順序自動去執行,從而實現自動化。數控機床只要更換一個程序,就可實現另一工件加工的自動化,從而使單件和小批生產得以自動化,故被稱為實現了"柔性自動化"。
1.3加工零件的精度高,尺寸分散度小,使裝配容易,不再需要"修配"。
1.4可實現多工序的集中,減少零件在機床間的頻繁搬運。
1.5由以上五條派生的好處。如:降低了工人的勞動強度,節省了勞動力(一個人可以看管多臺機床),減少了工裝,縮短了新產品試制周期和生產周期,可對市場需求作出快速反應等等。
以上這些優越性是前人想象不到的,是一個極為重大的突破。此外,機床數控化還是推行fmc(柔性制造單元)、fms(柔性制造系統)以及cims(計算機集成制造系統)等企業信息化改造的基礎。數控技術已經成為制造業自動化的核心技術和基礎技術。
二、數控化改造的內容
2.1恢復原功能,對機床、生產線存在的故障部分進行診斷并恢復;
2.2cnc化,在普通機床上加數顯裝置,或加數控系統,改造成nc機床、cnc機床;
2.3翻新,為提高精度、效率和自動化程度,對機械、電氣部分進行翻新,對機械部分重新裝配加工,恢復原精度;對其不滿足生產要求的cnc系統以最新cnc進行更新;
2.4技術更新或技術創新,為提高性能或檔次,或為了使用新工藝、新技術,在原有基礎上較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。
三、數控化改造的特點
3.1減少投資額、交貨期短
同購置新機床相比,一般可以節省60%~80%的費用,改造費用低。特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造,只花新機床購置費用的1/3,交貨期短。但有些特殊情況,如高速主軸、托盤自動交換裝置的制作與安裝過于費工、費錢,往往改造成本提高2~3倍,與購置新機床相比,只能節省投資50%左右。
3.2機械性能穩定可靠,結構受限
所利用的床身、立柱等基礎件都是重而堅固的鑄造構件,而不是那種焊接構件,改造后的機床性能高、質量好,可以作為新設備繼續使用多年。但是受到原來機械結構的限制,不宜做突破性的改造。
3.3熟悉了解設備、便于操作維修
購買新設備時,不了解新設備是否能滿足其加工要求。改造則不然,可以精確地計算出機床的加工能力;另外,由于多年使用,操作者對機床的特性早已了解,在操作使用和維修方面培訓時間短,見效快。改造的機床一安裝好,就可以實現全負荷運轉。
3.4可充分利用現有的條件
可以充分利用現有地基,不必像購入新設備時那樣需重新構筑地基。
3.5可以采用最新的控制技術
可根據技術革新的發展速度,及時地提高生產設備的自動化水平和效率,提高設備質量和檔次,將舊機床改成當今水平的機床。
[$page] 四、數控系統的選擇
數控系統主要有三種類型,改造時,應根據具體情況進行選擇。4.1、步進電機拖動的開環系統(滿足大部分機床的改造需要,價格便宜。)
該系統的伺服驅動裝置主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。由數控系統送出的進給指令脈沖,經驅動電路控制和功率放大后,使步進電機轉動,通過齒輪副與滾珠絲杠副驅動執行部件。只要控制指令脈沖的數量、頻率以及通電順序,便可控制執行部件運動的位移量、速度和運動方向。這種系統不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端,故稱之為開環系統,該系統的位移精度主要決定于步進電機的角位移精度,齒輪絲杠等傳動元件的節距精度,所以系統的位移精度較低。
該系統結構簡單,調試維修方便,工作可靠,成本低,易改裝成功。
4.2、異步電動機或直流電機拖動,光柵測量反饋的閉環數控系統
4.3、交/直流伺服電機拖動,編碼器反饋的半閉環數控系統
當前生產數控系統的公司廠家比較多,國外著名公司的如siemens公司、fanuc公司;國內著名公司如仁和公司(經濟實用型)和沈陽高檔數控國家工程研究中心等。選擇數控系統時主要是根據數控改造后機床要達到的各種精度、驅動電機的功率和用戶的要求。
五、數控改造中主要機械部件改裝探討
一臺新的數控機床,在設計上要達到:有高的靜動態剛度;運動副之間的
1.1可以加工出傳統機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。
由于計算機有高超的運算能力,可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量,因此可以復合成復雜的曲線或曲面。
1.2可以實現加工的自動化,而且是柔性自動化,從而效率可比傳統機床提高3~7倍。
由于計算機有記憶和存儲能力,可以將輸入的程序記住和存儲下來,然后按程序規定的順序自動去執行,從而實現自動化。數控機床只要更換一個程序,就可實現另一工件加工的自動化,從而使單件和小批生產得以自動化,故被稱為實現了"柔性自動化"。
1.3加工零件的精度高,尺寸分散度小,使裝配容易,不再需要"修配"。
1.4可實現多工序的集中,減少零件在機床間的頻繁搬運。
1.5由以上五條派生的好處。如:降低了工人的勞動強度,節省了勞動力(一個人可以看管多臺機床),減少了工裝,縮短了新產品試制周期和生產周期,可對市場需求作出快速反應等等。
以上這些優越性是前人想象不到的,是一個極為重大的突破。此外,機床數控化還是推行fmc(柔性制造單元)、fms(柔性制造系統)以及cims(計算機集成制造系統)等企業信息化改造的基礎。數控技術已經成為制造業自動化的核心技術和基礎技術。
二、數控化改造的內容
2.1恢復原功能,對機床、生產線存在的故障部分進行診斷并恢復;
2.2cnc化,在普通機床上加數顯裝置,或加數控系統,改造成nc機床、cnc機床;
2.3翻新,為提高精度、效率和自動化程度,對機械、電氣部分進行翻新,對機械部分重新裝配加工,恢復原精度;對其不滿足生產要求的cnc系統以最新cnc進行更新;
2.4技術更新或技術創新,為提高性能或檔次,或為了使用新工藝、新技術,在原有基礎上較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。
三、數控化改造的特點
3.1減少投資額、交貨期短
同購置新機床相比,一般可以節省60%~80%的費用,改造費用低。特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造,只花新機床購置費用的1/3,交貨期短。但有些特殊情況,如高速主軸、托盤自動交換裝置的制作與安裝過于費工、費錢,往往改造成本提高2~3倍,與購置新機床相比,只能節省投資50%左右。
3.2機械性能穩定可靠,結構受限
所利用的床身、立柱等基礎件都是重而堅固的鑄造構件,而不是那種焊接構件,改造后的機床性能高、質量好,可以作為新設備繼續使用多年。但是受到原來機械結構的限制,不宜做突破性的改造。
3.3熟悉了解設備、便于操作維修
購買新設備時,不了解新設備是否能滿足其加工要求。改造則不然,可以精確地計算出機床的加工能力;另外,由于多年使用,操作者對機床的特性早已了解,在操作使用和維修方面培訓時間短,見效快。改造的機床一安裝好,就可以實現全負荷運轉。
3.4可充分利用現有的條件
可以充分利用現有地基,不必像購入新設備時那樣需重新構筑地基。
3.5可以采用最新的控制技術
可根據技術革新的發展速度,及時地提高生產設備的自動化水平和效率,提高設備質量和檔次,將舊機床改成當今水平的機床。
[$page] 四、數控系統的選擇
數控系統主要有三種類型,改造時,應根據具體情況進行選擇。4.1、步進電機拖動的開環系統(滿足大部分機床的改造需要,價格便宜。)
該系統的伺服驅動裝置主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。由數控系統送出的進給指令脈沖,經驅動電路控制和功率放大后,使步進電機轉動,通過齒輪副與滾珠絲杠副驅動執行部件。只要控制指令脈沖的數量、頻率以及通電順序,便可控制執行部件運動的位移量、速度和運動方向。這種系統不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端,故稱之為開環系統,該系統的位移精度主要決定于步進電機的角位移精度,齒輪絲杠等傳動元件的節距精度,所以系統的位移精度較低。
該系統結構簡單,調試維修方便,工作可靠,成本低,易改裝成功。
4.2、異步電動機或直流電機拖動,光柵測量反饋的閉環數控系統
4.3、交/直流伺服電機拖動,編碼器反饋的半閉環數控系統
當前生產數控系統的公司廠家比較多,國外著名公司的如siemens公司、fanuc公司;國內著名公司如仁和公司(經濟實用型)和沈陽高檔數控國家工程研究中心等。選擇數控系統時主要是根據數控改造后機床要達到的各種精度、驅動電機的功率和用戶的要求。
五、數控改造中主要機械部件改裝探討
一臺新的數控機床,在設計上要達到:有高的靜動態剛度;運動副之間的