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浅析机床与生产线的数控化改造方案

日期:2017-03-24 / 人气:

锻压机械行业在传统观念当中就是粗放型的设备,尽管针对锻压机械行业的现状增加了科技含量,不断提升技术水平,但是依然难以改变粗放发展的模式。
 
  数控机床比传统机床有以下突出的优越性,而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。
 

  机床数控化还是推行FMC(柔性制造单元)、FMS(柔性制造系统)以及CIMS(计算机集成制造系统)等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
 
  机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点
 
  (一)是恢复原功能,对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复;
 
  (二)是NC化,在普通机床上加数显装置,或加数控系统,改造成NC机床、CNC机床;
 
  (三)是翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新;
 
  (四)是技术更新或技术创新,为提高性能或档次,或为了使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次的更新改造。
 
  机床数控化改造的内容
 
  下面按第三种改造方式以车床数控化改造为例,结合我公司在机床改造中的实际操作情况介绍一下其改造的主要内容和主要结构形式。
 
  1、进给轴的改造
 
  普通车床的X轴和Z轴均由同一电机驱动,走刀运动经走刀箱传动丝杠及溜板箱,获得不同的工件螺距即Z轴运动;走刀运动经走刀箱传动光杆及溜板箱,获得不同的进刀量即X轴运动。普通车床数控化改造时一般都去掉走刀箱及溜板箱,改用进给伺服(或步进)传动链分别代替,具体体现为:
 
  Z轴:纵向电机→减速箱(或联轴器)→纵向滚珠丝杠→大拖板,纵向按数控指令获得不同的走刀量和螺距。
 
  X轴:横向电机→减速箱(或联轴器)→横向滚珠丝杠→横滑板,横向按数控指令获得不同的走刀量。
 
  改造后整个传动链的传动精度在保证机床刚性的前提下,与滚珠丝杠副的选择和布置结构形式、机床导轨的精度情况等有很大的关系。
 
  2、主轴部分的改造
 
  车床主轴带动工件以不同转速旋转是车削加工中的主运动,消耗机床大部分动力。普通车床由主电动机经皮带传动,经主轴变速箱带动主轴旋转,主轴箱经手动或自动变速获得(9~24)级转速,通过电磁或液压离合器操纵主轴的变速和正反转;而数控车床主轴箱由电主轴或传统机械主轴单元加变频电机和变频器组成。普通车床在数控化改造时大部分情况下保留原主轴箱,不做改动或少做改动。如需改动则要注意以下几点:
 
  如原主轴含液压操纵主轴的变速、正反转和润滑功能,则需对其增装单独普通电机加以驱动,避免液压系统受到主电机正反转或转速变换而失灵。
 
  如不需要原有机械变速换挡时,则需将主轴箱内齿轮组固定在一恒定的速度链上,摩擦片也应焊死以免因为误操作出现事故。
 
  机床能否进行螺纹加工是主轴部分数控化改造的另一重要部分,传统车床加工螺纹时往往是通过挂轮组来完成,加工不同的螺纹则需不同的挂轮组,操作起来十分麻烦。
 
  3、刀架部分的改造
 
  目前数控车床刀架基本为电动刀架,其特点是定位更准确、迅速。老式传统车床刀架多为手动、液压驱动或少部分的电动,改造时可以根据需要对其加以更换。
 
  电动刀架可分为卧式转塔刀架(一般安装8~12把刀)和立式电动刀架,立式电动刀架有四工位(或六工位),其中每一种刀架又有抬刀刀架(两端齿盘)和免抬刀刀架(三端齿盘)之分。卧式转塔刀架价格相对较贵,改造中常用立式四工位电动刀架。
 
  4、润滑部分的改造
 
  老式传统车床除主轴箱外,导轨、丝杠副、光杆等多用油枪定期注油润滑和油脂润滑,这对机床的导轨、丝杠副等的精度保持很不利,在同等驱动下机床运动的稳定性、灵活性也差一些。
 
  5、机床防护
 
  机床改造后整个防护分局部防护、半防护和全防护三种。
 
  局部防护只对丝杠副、电机、走线等采取防护措施。半防护是在局部防护的基础上增加切削的保护,即增加挡屑装置。全防护即在局部防护的基础上对整个机床加以封闭,此种防护最难处理,考虑的因素也很多如安装位、防水、美观等。实际操作起来以前两种最多,也最易操作。

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