普通车床改成数控车床的发展趋势及技术改造探析

学术论文 2017-08-11 10:59:37
    前言
    现阶段,在工业生产领域中,故障机床、闲置普通机床的数量均比较大,一定程度上造成了资源的浪费,且影响工业生产行业的发展。随着工业生产的进一步发展,必然要采取相应的技术手段改造、升级这些机床,尤其是闲置普通机床,以提升资源利用效率,减少投入,获得更多的产出。
    1 普通车床改成数控车床的发展趋势
    现代制造系统中,关键技术之一即为数控技术,属于高新技术,精度、效率均比较高,且柔性自动化,利用数控技术改造普通车床为制造领域必然的发展趋势,而此种趋势在性能及功能方面良好地体现出来。
    1.1 性能发展趋势
    第一,高速、高精、高效化,普通车床改成数控车床后,控制系统多CPU,且CPU芯片采用高速类型,交流数字伺服系统的绝对式检测元件分辨率非常高,同时,对机床的动态与静态特性做出有效的改善,会逐渐的提升机床的速度、精度及效率;第二,柔性化,柔性既包含数控系统自身,也包含群控系统,数控系统设计时,采取模块化方式,具有较大的功能覆盖面,对于不同用户,其需求可被有效满足,而群控系统中,即使生产流程要求不同,同一系统也可以此为依据,自动动态调整物料流、信息流,促进群控系统效能最大化的发挥;第三,工艺复合性与多轴化,复合加工的主要目的为促进工序、辅助时间减少,其发展方向中越来越呈现出多轴、多系列控制功能[1]。
    1.2 功能发展趋势
    第一,用户界面图形化,使用者操作数控系统时,与其对话接口为用户界面,用户界面图形化发展后,使用者为非专业人员时,操作也可顺利的进行,使用者操作时,通过相应的窗口与菜单来实现;第二,科学计算可视化,数据的高效处理与解释时,即可采用科学计算可视化,此种功能实现了直接利用可视信息进行信息交流,可视化技术结合虚拟环境技术后,应用领域进一步的拓宽,而且在产品设计周期缩短、产品重量提升等方面的意义重大;第三,插补与补偿方式多样化,插补时,可采用的方式逐渐增多,如直线插补、圆弧插补等,而且补偿方式也越来越多样化,间隙补偿、象限误差补偿、温度补偿等均为可以采用的方式;第四,内装高性能PLC,高性能PLC控制模块置入数控系统内部后,梯形图或高级语言编程均可直接进行,编程工具中,针对车床铣床,标准PLC用户程序实例包含其中,用户编辑修改操作均支持,便于用戶根据自身需求构建应用程序;第五,应用多媒体技术,将多媒体技术应用到数控技术领域后,能够实现综合化、智能化处理信息,并可对系统实时监控,监测生产相关参数,提升生产效率[2]。
    2 普通车床改成数控车床的技术改造方法
    改造普通车床时,需大范围整改车床,滚柱钢丝、伺服电机需要取代普通车床的丝杆、传动结构部件,之后利用数控技术升级车床配置,改造、升级过程的复杂性比较高,需科学的开展,本节以CY6140普通车床为例,分析具体的技术改造方法。
    2.1 确定具体改造方案
    改造之前,确定具体的、可行的改造方案为必须开展的工作。设计方案时,应对用户需求充分考虑,并使改动部件尽量减少,促进经济效益最大化的实现。首先,确定电气控制系统的数控改造方案,关键部分包含四个,一为主轴部分,控制要求的达到为该部分主要的改造需要,控制要求为点动控制正转、反转、调整对刀,点动控制完成和停车时反接制动需要开展,避免点动多次开展,保护主轴电机过程中应监视主轴电机运行情况,并在电流表中接入传感器,以保护主轴电路,基于上述要求,控制电机的正转与反转通过KM1、KM2实现,同时,光电解码器安装在主轴电机末端,保证螺纹自动加工功能被车床获得;二为进给部分,改造内容包含电气部分及机械部分,方法为改变X轴原来的手动进给,变为自动进给;三是刀架部分,改造此部分时,需要联系实际生产情况,保证选择的系统性能适合,之后拆除原刀架部分、托板,将四位刀架安装上;四是PLC系统程序,设计、安装及调试该系统时,控制方式包含三种,分别为手动、自动、半自动,根据不同控制方式,设计相应程序,编译程序后调试工作开展,设计要求实现后,方可在实践中应用[3]。其次,确定机械部分改造方案,改造CY6140普通车床时,原则上大修车床,但原主轴、尾座及导轨均保留,大修后即改造机械部分,大拖板、中拖板的驱动脱离进给箱传动,取代的为两个伺服驱动[4]。
    2.2 按照步骤实施改造
    具体改造方案确定之后,需按照步骤实施数控车床的改造:第一,机械维修、电气改造,开始电气改造时,应先检测、维修车床,因此将这两项工作放置在改造第一步,检测车床后,对维修内容作出确定,结合方案,与电气改造顺利衔接,并将改造的内容完成;第二,实施改造程序,原则上,实施过程应为先部分后整体、先简单后困难,第一步完成后,电气改造开展时,划分此项改造工作,变为若干个小部分,按照原则逐个完成小部分改造,之后互联各个小部分,完成整体改造;第三,确定改造周期与范围,利用数控技术改造普通车床时,由于车床并不具备相同的具体情况,因此也不具备一致的改造范围,某些车床需改造整个电气系统,而有些车床并不需要改造整个,因此,应在科学检测分析的基础上,确定改造范围,改造周期确定时,同样需要与实际情况相结合,同时,技术人员技能水平、改造系统难易程度均会对改造周期的确定产生影响,综合分析后再确定,保证确定的准确性;第四,技术准备工作,大体上,准备工作包含机械部分、新数控系统技术资料两个方面,机械部分中,机械大修检测、准备改造零部件等均为准备内容之一,而准备新数控系统技术资料的工作主要是学习其原理、安装调试等,保证顺利的完成改造工作[5]。
    2.3 改造后性能及效益分析
    CY6140普通车床改成数控车床后,曲线、曲面等零部件加工可以完成,自动化功能的加入在技术上为无人值守的实现成为可能,生产效率、经济效益明显提高。与新购设备成本相比,数控技术改造成本更低。
    3 结束语
    普通车床改造为数控车床为制造领域必然的发展趋势之一,在数控改造过程中,应充分的利用数控技术,按照改造方案有步骤的完成改造,促进生产效率、生产质量及生产效益的提升。
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