為了企業(yè)的生存和發(fā)展,進(jìn)步機床的數控化率是必要的。需要進(jìn)行數控改造的設備一般包括傳統機床及近期從國外引進(jìn),因存在題目而不能投產(chǎn)的機床設備和生產(chǎn)線(xiàn)。
一、數控改造的內容
機床與生產(chǎn)線(xiàn)的數控改造主要內容有:(1)恢復原功能,對機床、生產(chǎn)線(xiàn)存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復;(2)NC化,在普通機床上加數顯裝置或加數控系統;(3)翻新,為進(jìn)步精度、效率和自動(dòng)化程度,對機械、電氣部分進(jìn)行翻新,對機械部分重新裝配加工,恢復原精度;對其不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的CNC系統以最新CNC進(jìn)行更新;(4)技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng )新,為進(jìn)步性能或檔次,或為了使用新工藝、新技術(shù),在原有基礎上進(jìn)行較大規模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng )新。
二、數控系統發(fā)展的趨勢
l.向開(kāi)放式、基于PC的第六代方向發(fā)展
基于PC所具有的開(kāi)放性、低本錢(qián)、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點(diǎn),更多的數控系統生產(chǎn)廠(chǎng)家會(huì )走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機,來(lái)處理人機界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通訊等題目,由原有的系統承擔數控任務(wù)PC機所具有的友好的人機界面,將普及到所有的數控系統。在遠程通訊、遠程診斷和維修的應用將更加普遍。
2.向高速化和高精度化發(fā)展
3.向智能化方向發(fā)展
(1)應用自適應控制技術(shù)。數控系統能檢測過(guò)程中的重要信息,并自動(dòng)調整系統參數,改進(jìn)系統運行狀態(tài)。
(2)引進(jìn)專(zhuān)家系統指導加工。將熟練工人和專(zhuān)家經(jīng)驗、加工的一般規律和特殊規律存進(jìn)系統中,以工藝參數數據庫為支撐,建立具有人工智能的專(zhuān)家系統。
(3)引進(jìn)故障診斷專(zhuān)家系統
(4)智能化數字伺服驅動(dòng)裝置?梢酝ㄟ^(guò)自動(dòng)識別負載和自動(dòng)調整參數,使驅動(dòng)系統獲得最佳的運行狀態(tài)。
三、數控系統的選擇
1.開(kāi)環(huán)系統
該系統的伺服驅動(dòng)裝置是步進(jìn)電機、功率步進(jìn)電機、電液脈沖馬達等。這種系統不需要位置和速度反饋,位移精度主要決定于步進(jìn)電機的角位移精度和齒輪絲杠等傳動(dòng)元件的精度,所以位移精度低。但系統結構簡(jiǎn)單、調試維修方便、工作可靠、本錢(qián)低、易改裝成功。
2.閉環(huán)系統
該系統由光柵、感應同步器等位置檢測裝置測得的實(shí)際位置信號反饋給計算機,與給定值進(jìn)行比較,將兩者的差值放大并變換,驅動(dòng)執行機構,以消除偏差。此系統復雜、本錢(qián)高、對環(huán)境溫度要求嚴。但系統精度高、速度快、功率大?筛鶕a(chǎn)品技術(shù)要求,決定是否采用。
3.半閉環(huán)系統
半閉環(huán)系統檢測元件安裝在中間傳動(dòng)件上,間接丈量執行部件的位置。它只能補償系統環(huán)路內的部分元件的誤差,因此,其精度比閉環(huán)系統的精度低,但是其結構與調試都較閉環(huán)系統簡(jiǎn)單。
當前生產(chǎn)數控系統的公司及廠(chǎng)家比較多,國外的如德國西門(mén)子公司、日本發(fā)那科公司;國內的如中國珠峰公司、北京航天機床數控系統團體公司、華中數控公司和沈陽(yáng)高檔數控國家工程研究中心等。選擇數控系統時(shí)主要是根據數控改造后機床要達到的各種精度、驅動(dòng)電機的功率和用戶(hù)的要求來(lái)確定。
四、機床數控改造主要步驟
1.改造方案的確定
(1)機械修理與電氣改造相結合。一般來(lái)說(shuō),需進(jìn)行電氣改造的機床,都需進(jìn)行機械修理。要確定修理的要求、范圍和內容;也要確定因電氣改造而需進(jìn)行機械結構改造的要求和內容;還要確定電氣改造與機械修理、改造之間的交錯時(shí)間要求。機械性能的完好是電氣改造成功的基礎。
(2)先易后難、先局部后全局。確定改造步驟時(shí),應把整個(gè)電氣部分改造分成若干個(gè)子系統進(jìn)行,待各系統基本成型后再互聯(lián)完玉成系統工作。在每個(gè)子系統工作中,應先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作,然后做技術(shù)性高的、要求精細的工作,使人的留意力能集中到關(guān)鍵地方。
(3)根據使用條件選擇系統。針對改造對象確定它的環(huán)境和條件,這對選擇電氣系統的防護、抗干擾、自冷卻及空氣過(guò)濾等性能可提供正確的依據。電氣系統選擇時(shí)還必須考慮成熟產(chǎn)品,它們性能應公道實(shí)用、有備件可提供維修支持、功能可滿(mǎn)足當前和今后若干年內的發(fā)展要求等。
(4)落實(shí)參與改造的職員和責任。
(5)改造范圍與周期的確定。
2.改造的技術(shù)預備
(1)機械部分預備。為配合電氣改造的機械大修工作應先期完成。同時(shí)對需拆、改和加工的部分等應事先規劃,要與整個(gè)改造工作銜接得當。
(2)新系統電氣資料消化。
(3)新舊系統接口的轉換設計。根據每臺設備改造范圍不同,需事先設計接口部分轉換,若全部改造的,應設計機電轉換接口、操縱面板控制與配置、互聯(lián)部分接點(diǎn)、參數丈量點(diǎn)、維修位置等。要求操縱與維修方便公道、線(xiàn)路走向通順、中小連接點(diǎn)少、強弱電干擾最小、備有適當裕量等。局部改造的,還需要考慮新舊系統的性能匹配、電壓極性與大小變換、安裝位置、數模轉換等,必要時(shí)需自行制作轉換接口。