由於機床以及技術的不斷進(jìn)步,機床改造是個“永恒”的課題(tí)。我國的機床改造業,也從老的行業進入(rù)到以數控技術為主的新的行業。目前購置一台大型數控旋壓機價格(gé)非常昂貴,所以為舊(jiù)設(shè)備的數控改造提供了一定的(de)市(shì)場。
1.旋壓機床數(shù)控改造的必要性:
我國旋壓機總量幾百台,而其中數控機床非常少。大多數製造行業和企(qǐ)業的生產、加(jiā)工裝備絕大數是傳統的機床,而(ér)且(qiě)多數以上是役齡在(zài)10年以上(shàng)的舊機(jī)床,生(shēng)產裝備和技術陳舊而(ér)落後。用這種裝備加(jiā)工出來的產品(pǐn)普遍存在質量差(chà)、檔次低、成本高、供(gòng)貨期長,從而在國際、國內市場,軍品(pǐn)和民品市場上缺乏競爭力,直接影響一個企業(yè)的產品、市場、效益,影響企業的生存和發展。所以(yǐ)必(bì)須(xū)大力提高旋(xuán)壓機的數控化率。
舊旋壓機由於使(shǐ)用(yòng)時間長久(jiǔ),分立電子元件均已嚴重老化,故障頻繁,且各種(zhǒng)機械與電子元件根本無處購買,造成維修困(kùn)難,有的已經無法正常使用。目前很多旋壓機用手工進行(háng)仿型加工,一是勞動強度(dù)大,時間長,二是控製水平比較落後,精度比較低。因此(cǐ)用傳(chuán)統的手動操作方式加工(gōng)一致性差,功效低,加工質量得不到保證,采用數控技術加工已成為必然的趨勢
改造的數控(kòng)旋壓機投入使用後,由於係(xì)統操作(zuò)靈活,使用方便,加工功能增強,適合於較為複雜型麵工件的(de)加工,提高了生產效(xiào)率,保證了加工精(jīng)度。
2.旋壓機數控化改造主要內容:
其一是恢複原功能,對機床存在的故障部分進行診斷(duàn)並恢複;其二是NC化(huà),在普通旋壓機上加數控係統,改造成CNC機床;其三是翻(fān)新,為提高精度、效率和自動化(huà)程度,對機械(xiè)、電氣部分進行翻新,對機械部(bù)分重新裝配加工,恢(huī)複原精度;對其不滿足(zú)生(shēng)產要(yào)求的CNC係統以最新(xīn)CNC進行更(gèng)新;其四是技術更新或技術創新,為提高性能或檔次,或為了使用新工(gōng)藝、新技術,在原有基(jī)礎上進行較大規模的技(jì)術更新或技術創新,較大幅度地提高水平和檔(dàng)次的更新(xīn)改造。
3.改造方案
結合生(shēng)產實際,依據(jù)工藝要求和(hé)被改機床的(de)完好程度,可采用不同的改(gǎi)造方案。
3.1機械改造
一台新的數控旋壓機,在設計上要達到:有高(gāo)的靜動態剛度;運動副之間的摩擦係數小,傳動無間(jiān)隙;功率大;便於操(cāo)作和維修。機床數(shù)控改造(zào)時應盡(jìn)量達到上述要求。不能(néng)認(rèn)為(wéi)將數控裝置與普通(tōng)機床連接在一起就達(dá)到了數控機床的要(yào)求,還應對主要部件進行相應的改造使其達到一定的設計要求,才能獲(huò)得預期的改造目的。
3.1.1滑動導軌副(fù)
對數控旋壓機來說,導軌除應具有普通旋壓機導向精度和工藝性外,還要有良好的耐摩擦、磨損特性,並減少因摩擦阻力(lì)而致死(sǐ)區。同時要有足夠(gòu)的(de)剛度,以減少導軌變形對加工精度的影響,要有合理的(de)導軌防(fáng)護和潤滑。
3.1.2滾珠(zhū)絲杠(gàng)
絲杠的選用主要(yào)取決於加工件的精度要(yào)求和(hé)拖動扭(niǔ)矩要求。滾珠絲杠(gàng)摩擦損失小,效率高,其(qí)傳動效率可在90%以上;精度高,壽(shòu)命長;啟動力(lì)矩和運(yùn)動時(shí)力矩相接近,可以降低電機啟動力矩。因此可滿(mǎn)足較高精度(dù)零件加(jiā)工要求。
3.2主軸驅動改造選(xuǎn)型
根(gēn)據旋壓工藝的要求,主軸一般都設(shè)計成無級調速。
對於交流主軸電機,采用變頻調速控製。如西門子6SE70矢量控製三相(xiàng)交流電壓源型變頻調速係統,其調速和起製動性能好,高效率、高功率因數和節電效果,廣泛的適用範圍及(jí)其它許多優(yōu)點而被國內外公認(rèn)為最有發展(zhǎn)前途的調速方式。
對於直流主軸(zhóu)電(diàn)機,如(rú)采用西(xī)門子6RA70全數(shù)字直流(liú)調速(sù)裝置代替原有的調速(sù)係統。6RA70是三相交流電源直接供電的全數字控製裝置,體積小、結構緊湊,用於直流電機電樞和勵磁供電完成調速任(rèn)務。這一裝置的優點(diǎn)在於:本身帶有參數設定單元,不(bú)需要其它的任(rèn)何附加設備即可完成參數的設定,並且所有的控製、調(diào)節、監視及附加功能都由(yóu)微處理器來實現(xiàn)。
3.3數控及進給驅動係統
當前生產數控係統的公司廠家比較多(duō),國外著名公司的如德國SIEMENS公司、法國NUM公司、日本FANUC公司;國內公司如中國珠峰公司、北京航天機床數控係統集團公(gōng)司、華中數控公司和沈陽高檔數控國家工程研究中心。
選(xuǎn)擇數控係統時主要是根據數控改造後機床要達到的各種精度、驅動電機的功率(lǜ)和用戶的要求等具體情況進行選擇
3.3.1交/直流伺服(fú)電機拖動,編碼器反饋的半閉環控製係統
半閉(bì)環係統檢測元件安裝在中間傳(chuán)動件上(shàng),間接測量執行部(bù)件的位置。它隻能補償係統環路內部部分元件的誤差,因此,它的精度比閉環係統的精度低,但是它的結(jié)構與調(diào)試都較閉環係統簡單。比如西(xī)門子的1FT5、1FT6交流伺服電機,穩定可靠,伺服性能(néng)好。
3.3.2異步電動機或直(zhí)流電機拖動(dòng),光柵測量反饋的閉環控製(zhì)係統
該係統與開環係統的區別是:由光柵等位置(zhì)檢測裝置測得的實際位置反饋信號,隨時與給(gěi)定值進行比較,將兩(liǎng)者的差值放大和變換,驅動執行機構。閉環進給係統在結構上比開環進給係統複雜,成本也高,設計和調試都比開環係統難。但是可以獲得比開環進給係統更高的精度,驅動功率更大(dà)的特性指標。
3.3.3 伺服閥/伺服油缸,光柵測量反饋的閉環控製係統
在行程較短,旋壓力要求大的場合,由(yóu)伺(sì)服閥,伺服油缸組成的閉環控製係統是一個很好的選擇。
4.機(jī)床數控改造主要步驟
4.1改造方案的確定
改(gǎi)造的可行性分析通過以後,就可以針對工藝和機床現況確定改造方案,一般包括:
4.1.1 機械(xiè)修理與電氣(qì)改造相結合
一般來說,需進行電氣改造的機床,都需(xū)進行機械修理。機械性能的完好是電氣改造成功的基礎。
4.1.2先局部後整體
確定改造步驟時,應把整個電氣(qì)部分改(gǎi)造先分成若幹個子係統進行,如數控係統、測量係統(tǒng)、主軸、進給係統、麵(miàn)板控製與強電部分等,待各(gè)係統基本(běn)成(chéng)型後再互聯完成全係統工作。
4.1.3 根據使用條件選擇係(xì)統(tǒng)
針對使用環境、溫度、濕度、灰塵、電源、光線,甚至有否鼠害等外界使用條件,這對選擇電氣係統的防(fáng)護性能、抗幹擾性(xìng)能、自冷卻性能(néng)、空氣過濾性能等可提供正確的依據,使改(gǎi)造後的(de)電氣係統有了可靠的使用保證。
4.1.4 改造範圍確定
有時(shí)數控機床電氣係統改造(zào),並不一定包含該機床全部電氣係統,應根據科學的測定和分析決定其改造範圍。
4.2 改造的技術準(zhǔn)備
改(gǎi)造前的技術準備充分與否,很大程(chéng)度上決定著改造能否取得成功。技術準備包括:
4.2.1機械(xiè)部分準備
為配合電氣改造(zào)而需(xū)進行的機械大(dà)修改造的測量、計算、設(shè)計、繪圖、零件製作等應先期完成。
4.2.2舊係統電氣資料消化(huà)
隻有對舊係(xì)統電氣資料進行充分的消化,才能了解以前的設計思想,才能更好(hǎo)完成新舊係統的銜接與轉(zhuǎn)換。
4.2.3新係統電氣資料消化
新係(xì)統(tǒng)有許(xǔ)多新功能、新技術,因此改造前應熟悉技術資料,包括係統原理說明(míng)、線路圖、PLC梯形圖及文本、安裝調試說明、使用手冊、編程手冊等。
4.2.4 新舊係統接口的轉(zhuǎn)換(huàn)設計(jì)
全局改造的,應設計機電轉換接口、操作麵(miàn)板控製與配置、互聯部分接點等,要求操作(zuò)與維修方(fāng)便、合理,線路走向通順、連接點少,強弱電幹擾小(xiǎo),備有適當裕(yù)量(liàng)等(děng)。局部改造的,還需要考慮新(xīn)舊係統的性能匹配、電壓極性與大小變換、安裝(zhuāng)位(wèi)置、數模轉換等。
4.2.5 調試步(bù)驟(zhòu)的確定
調(diào)試(shì)工作涉(shè)及機械、液壓、電氣,調試步驟可從簡到繁,從小到大,從(cóng)外到(dào)裏(lǐ)進行,也可先局部後全局,先子係統後整係統(tǒng)進行。
4.2.6驗收標準的確定(dìng)
驗收標準是對新係統的考核(hé),製定時必須實事(shì)求是。
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