一、機床數控化改造的必要性
數控技術是先進制造技術的核心技術,它的整體水平標志著一個國家工業現代化的水平和綜合國力的強弱,具有超越其經濟價值的戰略物資地位。目前我國企業機械制造整體水平與發達國家相比還有很大的差距。由于我國企業大部分數控機床和數控系統依賴進口,企業承受不了巨額購置費,且易受國外的控制,另外數控機械設備維修力量薄弱,進口的備件維修成本高,設備完好率低,大部分進口機床數控系統已經崩潰,有的甚至在進口后還沒使用就已因為各方面原因不能使用等等。因此目前我國企業機床數控化比例極低,不到5%,各企業使用的絕大部分為傳統老式機床,很難滿足企業高技術產品的生產需求和生產效率。為節約成本,進一步發揮老式傳統機床的功效和潛在價值,將大批傳統老式機床改造為數控機床是一種必然性和趨勢。
二、機床數控化改造的分類
機床的數控化改造可以分為以下幾種:
1、其一是恢復原功能,對機床存在的故障部分進行診斷并恢復;
2、其二是NC化,在普通機床上加數顯裝置,或加數控系統,改造成NC機床、CNC機床;
3、其三是翻新,為提高精度、效率和自動化程度,對機械、電氣部分進行翻新,對機械部分重新裝配加工,恢復原精度;對其不滿足生產要求的CNC系統以{zx1}CNC進行更新;
4、其四是技術更新或技術創新,為提高性能或檔次,或為了使用新工藝、新技術,在原有基礎上進行較大規模的技術更新或技術創新,較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。
三、機床數控化改造的內容
下面按第三種改造方式以車床數控化改造為例,結合我公司在機床改造中的實際操作情況介紹一下其改造的主要內容和主要結構形式。
1、進給軸的改造
普通車床的X軸和Z軸均由同一電機驅動,走刀運動經走刀箱傳動絲杠及溜板箱,獲得不同的工件螺距即Z軸運動;走刀運動經走刀箱傳動光桿及溜板箱,獲得不同的進刀量即X軸運動。普通車床數控化改造時一般都去掉走刀箱及溜板箱,改用進給伺服(或步進)傳動鏈分別代替,具體體現為:
Z軸:縱向電機→減速箱(或聯軸器)→縱向滾珠絲杠→大拖板,縱向按數控指令獲得不同的走刀量和螺距。
X軸:橫向電機→減速箱(或聯軸器)→橫向滾珠絲杠→橫滑板,橫向按數控指令獲得不同的走刀量。
改造后整個傳動鏈的傳動精度在保證機床剛性的前提下,與滾珠絲杠副的選擇和布置結構形式、機床導軌的精度情況等有很大的關系。
1)、滾珠絲杠副的選擇和布置結構形式
普通車床大多采用的是T型絲杠等滑動絲杠副,與滾珠絲杠副相比摩擦阻力大、傳動效率低,不能適應于高速運動。另外由于磨損快,造成其精度保持性和壽命低等等,在進行普通機床數控化改造時往往都將其更換為滾珠絲杠副。滾珠絲杠副有以下一些特點:摩擦損失小,傳動效率高,可達0.90~0.96;若使用的絲杠螺母預緊后,可以wqxc間隙,提高傳動剛度;摩擦阻力小,幾乎與運動速度無關,動靜摩擦力之差極小,能保證運動平穩,不易產生低速爬行現象;磨損小、壽命長、精度保持性好。但應注意,由于滾珠絲杠副不能自鎖,有可逆性,即能將旋轉運動轉換為直線運動,或將直線運動轉換為旋轉運動,因此絲杠立式和傾斜使用時,應增加制動裝置或平衡裝置。