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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 機(jī)床大修與數(shù)控化改造研究 [打印本頁(yè)]

作者: 杭州機(jī)床維修    時(shí)間: 2010-1-26 18:38
標(biāo)題: 機(jī)床大修與數(shù)控化改造研究
一,、產(chǎn)生與發(fā)展的社會(huì),、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)" O( H, K3 g' L$ n
    1、 我國(guó)現(xiàn)有的,、數(shù)以萬(wàn)計(jì)的陳舊,、落后的機(jī)床是機(jī)床大修與數(shù)控化改造行業(yè)產(chǎn)生的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,由于長(zhǎng)期自身機(jī)制的不適應(yīng)性,,經(jīng)濟(jì)實(shí)力過(guò)低,、技術(shù)落后、設(shè)備陳舊,,極大地制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,。為盡快改變我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的落后狀態(tài),近二十多年來(lái),,我們?cè)谄D難地發(fā)展民族機(jī)床制造業(yè)的同時(shí),,積極地引進(jìn)了世界先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備。一方面與世界先進(jìn)機(jī)床制造廠合作,,不斷生產(chǎn)出具有世界先進(jìn)水平的各類機(jī)床,;另一方面直接購(gòu)進(jìn)了大量的各類機(jī)床。這一切都為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到了巨大的作用,。
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    但是,,機(jī)床長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)甚至超負(fù)荷使用,同時(shí)又缺少認(rèn)真的維修與保養(yǎng),,造成機(jī)床嚴(yán)重磨損,,喪失了精度;有些機(jī)床則由于企業(yè)人員及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變,,或由于技術(shù)力量不足而被長(zhǎng)期閑置,,需要使用時(shí)卻發(fā)現(xiàn)早已銹跡斑斑,電控系統(tǒng)不能起動(dòng),;由于新產(chǎn)品制造的需要,,原有機(jī)床性能已不能滿足使用要求,急需更新升級(jí)改造,;由于世界計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,,造成數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廠的產(chǎn)品更新加快,,原有產(chǎn)品過(guò)早停產(chǎn),,給備件更換與維修帶來(lái)一定困難;況且數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命一般在5~10年,而我國(guó)大多數(shù)機(jī)床都在超期服役,。這些諸多因素都需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行大修及數(shù)控化升級(jí)改造,。. e$ x* D- D. e" T
    2、新進(jìn)的大批二手機(jī)床成為機(jī)床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的催化劑自改革開(kāi)放以來(lái),,許多企業(yè)引進(jìn)了一大批國(guó)外淘汰的舊機(jī)床,,雖然有一部分尚能滿足使用要求,但是多數(shù)由于缺少經(jīng)驗(yàn),、技術(shù),、資料及備件等因素,造成雖廉價(jià)購(gòu)進(jìn)但卻不能繼續(xù)發(fā)揮作用而閑置的尷尬局面,。其中不乏有為改造后投入使用而引進(jìn)的舊機(jī)床和生產(chǎn)線,。這里多數(shù)的二手機(jī)床只要再有適當(dāng)?shù)馁Y金投入,經(jīng)過(guò)大修改造即可發(fā)揮作用,。
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    3,、顯著的經(jīng)濟(jì)效益是機(jī)床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的發(fā)展動(dòng)力 對(duì)于機(jī)床擁有者來(lái)說(shuō),只需花費(fèi)購(gòu)買相同新機(jī)床30%以下的費(fèi)用即可獲得相同的使用效果,。根據(jù)國(guó)際該行業(yè)的記載,,即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行徹底改造升級(jí),也只需花費(fèi)購(gòu)買新機(jī)床60%左右的價(jià)格,。
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    對(duì)于機(jī)床大修改造業(yè)內(nèi)公司來(lái)說(shuō),,這不僅為他們的服務(wù)企業(yè)產(chǎn)生巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,而且也是他們自身生存和發(fā)展的根本動(dòng)力,。4 m4 |+ f6 x: \2 B! M
    4,、機(jī)床大修及數(shù)控化改造的優(yōu)勢(shì)是該行業(yè)生存與發(fā)展的有利條件 舊機(jī)床的大修、翻新,、升級(jí)改造與購(gòu)買新機(jī)床相比,,具有下列優(yōu)勢(shì):
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    ① 交貨期短。尤其是大型機(jī)床和特殊專用機(jī)床優(yōu)勢(shì)更加明顯,。
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    ② 性能更穩(wěn)定,。各基礎(chǔ)件經(jīng)長(zhǎng)期時(shí)效,幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度,;各功能部件經(jīng)長(zhǎng)期磨合,。功能穩(wěn)定性可靠性好。7 v* m' `0 k3 l2 k7 _" b/ i
    ③ 設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)小,。新機(jī)床設(shè)計(jì)中帶來(lái)的技術(shù),、方案風(fēng)險(xiǎn)在大修改造中幾乎不存在。
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    ④ 可以更充分地體現(xiàn)用戶的意愿,。用戶與維修人員可以依照實(shí)際需要和機(jī)床長(zhǎng)期使用情況,,在大修改造中提出對(duì)機(jī)床性能、操作與維修等方面的改進(jìn)(包括增、改)意見(jiàn),,有權(quán)選擇機(jī)械零部件,、數(shù)控系統(tǒng)等電氣設(shè)備的規(guī)格、型號(hào),、性能等。
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    ⑤ 更有利于使用與維護(hù),。由于用戶,、維修人員不僅可以直接參與改造方案的制定,而且可以參與改造的全過(guò)程,,可以直接獲取各種技術(shù)信息,,更深入地掌握機(jī)床的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn),從而增強(qiáng)使用與維修的主動(dòng)能力,。
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    ⑥ 可以更快地獲取最新的更實(shí)用的備件,。
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    ⑦ 節(jié)省大量投資。
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    ⑧ 降低投資風(fēng)險(xiǎn),。
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    5,、社會(huì)化、專業(yè)化趨勢(shì)是機(jī)床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的必由之路 舊機(jī)床的數(shù)控化改造和翻新不僅僅是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌時(shí)期必要和重要的行為,,而且是一個(gè)企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略措施,。) b, O' o! k/ O1 k" [, y5 R/ P
    當(dāng)前,21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,,我國(guó)大多數(shù)企業(yè)正面臨著企業(yè)改制,、轉(zhuǎn)軌以進(jìn)入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),迅速融入國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),。這就需要我們企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)集中全部力量面對(duì)這些挑戰(zhàn),。企業(yè)集團(tuán)化和集團(tuán)內(nèi)部分散網(wǎng)絡(luò)化、自治性,、并行工作的新型組織,、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、敏捷制造技術(shù),、虛擬制造技術(shù),、可持續(xù)制造技術(shù)、綠色制造技術(shù)等等一系列新的技術(shù)理論,,都需要下大力量去研究,,以開(kāi)發(fā)適銷對(duì)路產(chǎn)品,提高對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力,;集中人力,、財(cái)力、物力以提高本企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)以最快速度創(chuàng)造出盡可能多的價(jià)值,。因此,,企業(yè)自身不可能再像過(guò)去計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下?lián)碛写蠖木S修隊(duì)伍。而設(shè)備維修改造的社會(huì)化,、專業(yè)化也就不可避免地成為了大趨勢(shì),。
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    國(guó)外機(jī)床的改造與翻新是近期發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),在先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)形成了一定的規(guī)模和市場(chǎng),。而在我國(guó),,這一產(chǎn)業(yè)才剛剛興起,按照應(yīng)具備的條件來(lái)衡量還相距甚遠(yuǎn),。但是業(yè)內(nèi)有識(shí)之士正在努力塑造自己,、完善自己,相信不久的將來(lái),,一批具備一定條件和一定規(guī)模的機(jī)床改造,、翻新的專業(yè)化企業(yè)會(huì)成長(zhǎng)起來(lái)。1 M2 ]  _6 b6 m9 l0 L  G
二,、大修改造方案的選擇! b/ N- y" Q1 f& |( [6 H* B( t
    此項(xiàng)工作如果能爭(zhēng)得大修改造企業(yè)的技術(shù)支持可能會(huì)更好,、更快些。# J5 w! L# w5 e! h
    1,、前期立項(xiàng)準(zhǔn)備工作
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    (1) 技術(shù)可行性分析$ j8 R' F9 o$ D' I
    主要是瞄準(zhǔn)改造目標(biāo)及加工對(duì)象,,對(duì)被改造機(jī)床進(jìn)行結(jié)構(gòu)、性能,、精度等技術(shù)現(xiàn)狀的全面分析,。其中包括機(jī)床原來(lái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理;機(jī)床的基礎(chǔ)部件和結(jié)構(gòu)件是否仍然完好,;普通機(jī)床改為數(shù)控機(jī)床,,要考察各坐標(biāo)軸的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及導(dǎo)軌副的形式等是否適用;測(cè)量機(jī)床目前的各項(xiàng)精度與出廠精度進(jìn)行對(duì)比,,是否存在差距,;綜合總結(jié)目前機(jī)床存在的一切故障和歷史上出現(xiàn)過(guò)的重大故障。針對(duì)上述問(wèn)題,,對(duì)照改造目標(biāo)和典型工件,,編寫改造任務(wù)書(shū),做到改造后的機(jī)床達(dá)到一定的先進(jìn)性和實(shí)用性,。
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    (2) 經(jīng)濟(jì)可行性分析5 D; @( t& X/ _+ m
    從實(shí)際可操作性出發(fā)列出幾種應(yīng)考慮的情況:從機(jī)床自身的價(jià)值考慮,,分析要達(dá)到改造目標(biāo)所需投入是否偏高;從該機(jī)床在本單位產(chǎn)品制造中的地位和重要程度來(lái)分析改造價(jià)值,;從該機(jī)床的投入產(chǎn)出率估算,,是否能較快收回投資,,然后迅速產(chǎn)生較好效益;機(jī)床改造后提高了機(jī)床精度,,增加了功能,,是否能使本單位產(chǎn)品提高水平,或者能有利于開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,,從而獲得附加效益,。改造資金來(lái)源可靠。/ ^, [, }. |+ l. L6 G
    (3) 選擇機(jī)床改造者6 B0 G3 s! N6 r! N" H
    這是一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題,。選擇得好,,則能順利完成改造任務(wù),達(dá)到改造目標(biāo),;選擇不好,,不僅是機(jī)床改造的失敗,,而且浪費(fèi)了資金和時(shí)間,,影響生產(chǎn)。用戶可根據(jù)后面討論的機(jī)床改造應(yīng)具備的條件來(lái)慎重選擇,。
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    2,、技術(shù)方案準(zhǔn)備
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    (1) 機(jī)械及液壓系統(tǒng)
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作為機(jī)床的最終用戶,廠方必須首先要確認(rèn),,該機(jī)床機(jī)械及液壓系統(tǒng)的狀況,。如:目前機(jī)床的精度,機(jī)械傳動(dòng)鏈的狀況,,絲杠,、導(dǎo)軌的狀況,有無(wú)重大故障等,,以確定機(jī)床是大修,、項(xiàng)修。如果是非數(shù)控機(jī)床要改為數(shù)控機(jī)床,,首先要考慮機(jī)械改裝的可行性,,最重要的是導(dǎo)軌的形式及滾珠絲杠的安裝。再有就是機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)間隙與傳動(dòng)剛度是否符合數(shù)控機(jī)床的要求,。
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    (2) 電氣系統(tǒng)) g' ]: z2 [. k+ ?$ A  G3 {
    在做數(shù)控機(jī)床改造方案時(shí),,用戶可以根據(jù)機(jī)床的狀態(tài)及工藝要求來(lái)選擇數(shù)控系統(tǒng)。其一,,是選擇數(shù)控制造廠商,,目前世界上性能及信譽(yù)較好的有:西門子(德國(guó))、發(fā)那科(日本),、三菱(日本),、NUM(法國(guó)),、FAGOR(西班牙)等。用戶可在詳細(xì)了解上述廠商數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及性能價(jià)格比等指標(biāo)的基礎(chǔ)上,,與實(shí)施改造的工程公司一道,,選擇一個(gè)比較適合的數(shù)控系統(tǒng)。其二,,是根據(jù)機(jī)床的功能要求選擇相應(yīng)控制系統(tǒng)的類型,,做到既能滿足機(jī)床全部功能要求又不提高標(biāo)準(zhǔn)。
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    我們建議,,在選擇數(shù)控系統(tǒng)方面,,要特別注意:一要盡量向一個(gè)著名廠家的型號(hào)系列靠攏。這樣既有利于維修和管理,,也利于備件的購(gòu)買,。千萬(wàn)不要把企業(yè)的數(shù)控系統(tǒng)搞成萬(wàn)國(guó)牌。二要清楚所選廠家在國(guó)內(nèi)的維修服務(wù)狀況,,以免將來(lái)后患無(wú)窮,。" N' ~( T/ v9 c4 x7 t! z! h; o
    數(shù)控系統(tǒng)選定之后,用戶根據(jù)機(jī)床實(shí)際狀況,,決定更換或不更換驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),。若不更換,則必須確認(rèn)老驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)是否可以匹配,。
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    對(duì)于機(jī)床測(cè)量系統(tǒng),,目前數(shù)控系統(tǒng)的要求是增量式脈沖編碼輸入,所以老機(jī)床所配的感應(yīng)同步尺或旋轉(zhuǎn)變壓器等測(cè)量元件均需用增量式脈沖編碼器,、光柵尺代替,。& |3 g+ Q- p0 v
    對(duì)于外圍電路,改造可采取的方案有兩種:“接口型改造”,,即保留外圍繼電器電路,,只對(duì)NC、PLC進(jìn)行改造,,新PLC不參與外圍電路控制,,只處理NC所需的指令信號(hào)。此方案改造設(shè)計(jì),、調(diào)試工作量較小,。另一種是“徹底改造”,在繼電器邏輯較復(fù)雜,,故障率較高,,用戶又能提供清楚邏輯圖的情況下,可用新NC所帶的PLC將外圍電路全部改造,,簡(jiǎn)化了外圍電路,,又合理利用了PLC的控制能力,。此方案可大大簡(jiǎn)化硬件電路,大大提高可靠性,,但改造設(shè)計(jì),、調(diào)試工作量較大。* `4 A9 }: X  U! U
    (3) 各部分安裝形式的確定
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    其一,,控制系統(tǒng)的安裝常見(jiàn)的有懸掛式,、柜式、臺(tái)式等,。安裝方式的選定,,直接決定各種連接電纜的走線方式和電纜長(zhǎng)度,也關(guān)系到操作與維修的方便性,。1 q7 l: {3 Q/ w8 L( q$ }- G
    其二,,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安裝,原則上只能采取電氣柜內(nèi)安裝這一種方式,,應(yīng)考慮的因素有通風(fēng)冷卻,,電纜走線方式及長(zhǎng)度,對(duì)其他電器的干擾等,。
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    其三,,電動(dòng)機(jī)的安裝,,根據(jù)機(jī)床的實(shí)際,,確定電動(dòng)機(jī)的安裝方式:①法蘭式,②底座式,,③帶底座法蘭式,,再加上軸伸方向、電動(dòng)機(jī)接線盒的位置等,,這些由電動(dòng)機(jī)的訂貨輔助參數(shù)確定,。其四,測(cè)量系統(tǒng)的安裝,,如選擇電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝編碼器的結(jié)構(gòu)方式,,電動(dòng)機(jī)安裝一確定,它也就確定了,;外裝式需要有彈性聯(lián)軸節(jié),、安裝卡子、電纜走線方向及長(zhǎng)度等的考慮,;對(duì)于光柵尺,,安裝的問(wèn)題則應(yīng)重視,除安裝可行性外,,定尺,、動(dòng)尺的安裝配合,、安裝精度、溫度影響等均需考慮,。
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