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普通車床的數(shù)控化改造分析及數(shù)控裝置的選擇
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http://m.t3home.cn 發(fā)表日期：2010-9-20 8:43:26
蘭格鋼鐵 |
摘要：當(dāng)前隨著新知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，科技領(lǐng)域日新月異的發(fā)展，企業(yè)中傳統(tǒng)普通車床現(xiàn)有的加工技術(shù)已很難適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的需求。文章針對(duì)普通車床數(shù)控化改造的內(nèi)容及數(shù)控裝置的特點(diǎn)進(jìn)行探討。
一、普通車床數(shù)控化改造分析
數(shù)控車床作為機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，是機(jī)械制造業(yè)中使用量最大、覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床，主要用于加工各種軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。其可以很好地解決現(xiàn)代制造中的復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工問題，能穩(wěn)定加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。但其價(jià)格較昂貴、一次性投資大，往往使企業(yè)心有余而力不足。我國作為機(jī)床大國，數(shù)控化的道路漫長，對(duì)普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造是一條節(jié)約資金、快速有效的途徑。普通車床的數(shù)控化改造具有針對(duì)性強(qiáng)、大大節(jié)約原材料和資金以及擴(kuò)大機(jī)床應(yīng)用范圍等優(yōu)點(diǎn)，因此，走改造之路不失為上策。
(一)可行性
普通車床改造成數(shù)控車床是指對(duì)普通車床某些部位機(jī)械結(jié)構(gòu)做一定的改造，加上數(shù)控裝置，從而使普通車床具有數(shù)控加工能力。
從提高資本效率出發(fā)，改造閑置設(shè)備，能發(fā)揮車床的原有功能和改造后的新增功能，提高機(jī)床的使用價(jià)值；數(shù)控改造費(fèi)用低，減少了投資額，經(jīng)濟(jì)性好。數(shù)控改造費(fèi)用僅為新購一臺(tái)數(shù)控車床費(fèi)用的15%。25%，同購置新車床相比，一般可以節(jié)省75%～85%的費(fèi)用；增強(qiáng)了功能，如圓弧加工、錐度加工，這是傳統(tǒng)加工方法難以實(shí)現(xiàn)的；交貨期短，可滿足生產(chǎn)急需。
(二)市場(chǎng)效益
機(jī)床數(shù)控化改造的市場(chǎng)在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機(jī)床數(shù)控化率不到3%。用普通車床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長。社會(huì)擁有大量的普通車床，把這種車床改造為數(shù)控車床，會(huì)收到良好的經(jīng)濟(jì)效益。還有許多學(xué)校的實(shí)習(xí)工廠，如果把普通車床改造為數(shù)控機(jī)床，在降低成本的同時(shí)，又方便了教學(xué)和培訓(xùn)的各環(huán)節(jié)。
二、普通車床數(shù)控化改造的內(nèi)容
車床的數(shù)控化改造主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：一是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新。為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に嚒⑿录夹g(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造；其二是恢復(fù)車床十八項(xiàng)精度，對(duì)存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；其三是翻新。為提高精度、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度，對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新；其四是NC化，在普通車床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床、CNC機(jī)床。具體內(nèi)容包括：總體設(shè)計(jì)方案的確定、對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行改造設(shè)計(jì)和自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的選型和安裝等。
三、數(shù)控裝置的選擇
分析了改造的可行性和確定改造內(nèi)容后，應(yīng)進(jìn)行有針對(duì)性的數(shù)控系統(tǒng)裝置的選擇。
目前市場(chǎng)上數(shù)控系統(tǒng)的類型比較多，選擇前首先應(yīng)對(duì)擬改造的數(shù)控機(jī)床自身功能有一個(gè)充分的了解，可依據(jù)價(jià)格合理、技術(shù)先進(jìn)、服務(wù)方便的原則選擇數(shù)控系統(tǒng)。在經(jīng)濟(jì)能力許可的情況下，盡量選用名牌產(chǎn)品。此類數(shù)控系統(tǒng)，零件篩選嚴(yán)格、制造工藝規(guī)范可靠，對(duì)出現(xiàn)的因電器元件故障或提前失效引起的設(shè)備故障，有極好的預(yù)防作用。而且也應(yīng)注重?cái)?shù)控系統(tǒng)的功能選擇。不應(yīng)單純追求數(shù)控系統(tǒng)的高性能指標(biāo)，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)較高的性能價(jià)格比非常重要。數(shù)控系統(tǒng)所具有的功能要與準(zhǔn)備改造的數(shù)控機(jī)床所能達(dá)到功能相匹配，盡量減少過剩的數(shù)控功能。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)功能過剩，一方面浪費(fèi)資金；另一方面，還可能潛伏由于數(shù)控系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加而帶來的故障率增加的隱患。數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型：開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)、半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。在改造時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，在實(shí)際的改造過程中通常采用開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。
(一)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，沒有檢測(cè)反饋的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)
該系統(tǒng)的主要特征是控制電路變換一次指令脈沖信號(hào)，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角。數(shù)控系統(tǒng)輸出的進(jìn)給指令信號(hào)通過環(huán)形分配器來控制驅(qū)動(dòng)電路，它以變換脈沖的個(gè)數(shù)來控制坐標(biāo)位移量，以變換脈沖的頻率來控制位移速度，以變換脈沖的分配順序來控制位移方向。因此，該控制方式的最大特點(diǎn)是控制方便、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜。但機(jī)械傳動(dòng)誤差沒有經(jīng)過反饋校正，位移精度不高。早期的數(shù)控改造均采用該控制方式，該類控制方式所配的數(shù)控裝置也多由單片機(jī)或單扳機(jī)組成，使得整個(gè)控制系統(tǒng)的價(jià)格較低。
(二)交/直流伺服電機(jī)拖動(dòng)，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)
半閉環(huán)系統(tǒng)檢測(cè)元件安裝在伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠端部，間接測(cè)量執(zhí)行部件的位置。它只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但其結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡單。在將角位移檢測(cè)元件與速度檢測(cè)元件和伺服電機(jī)做成一個(gè)整體時(shí)則無需考慮位置檢測(cè)裝置的安裝問題。選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)主要是根據(jù)數(shù)控改造后車床要達(dá)到的各種精度、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和用戶的要求。
四、結(jié)論
經(jīng)過探討，我們認(rèn)為普通車床的數(shù)控化改造是企業(yè)和相關(guān)專業(yè)學(xué)校實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)和教學(xué)數(shù)控化的一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的途徑。改造時(shí)采用開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，但缺點(diǎn)是位移精度不高；相對(duì)而言，采用半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)在精度上要比開環(huán)控制系統(tǒng)的高；而閉環(huán)控制系統(tǒng)價(jià)格較高。相關(guān)人員可根據(jù)自身情況進(jìn)行選擇。(來源：《沿海企業(yè)與科技》)來源：鋼構(gòu)之窗 |
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