機床大修與數(shù)控化改造研究

杭州機床維修

一、產(chǎn)生與發(fā)展的社會,、經(jīng)濟基礎(chǔ)
  T7 L. W7 }* O* k; A: `6 i/ ^) I    1,、 我國現(xiàn)有的,、數(shù)以萬計的陳舊,、落后的機床是機床大修與數(shù)控化改造行業(yè)產(chǎn)生的現(xiàn)實基礎(chǔ)我國是一個發(fā)展中國家,，由于長期自身機制的不適應(yīng)性,，經(jīng)濟實力過低,、技術(shù)落后、設(shè)備陳舊,，極大地制約著國民經(jīng)濟的發(fā)展,。為盡快改變我國機械制造業(yè)的落后狀態(tài)，近二十多年來,，我們在艱難地發(fā)展民族機床制造業(yè)的同時,，積極地引進了世界先進技術(shù)與設(shè)備。一方面與世界先進機床制造廠合作,，不斷生產(chǎn)出具有世界先進水平的各類機床,；另一方面直接購進了大量的各類機床。這一切都為我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了巨大的作用,。
5 a& L5 `' l& w& R    但是,，機床長期運轉(zhuǎn)甚至超負荷使用，同時又缺少認真的維修與保養(yǎng),，造成機床嚴重磨損,，喪失了精度；有些機床則由于企業(yè)人員及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變,，或由于技術(shù)力量不足而被長期閑置,，需要使用時卻發(fā)現(xiàn)早已銹跡斑斑，電控系統(tǒng)不能起動,；由于新產(chǎn)品制造的需要,，原有機床性能已不能滿足使用要求，急需更新升級改造,；由于世界計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,，造成數(shù)控系統(tǒng),、驅(qū)動系統(tǒng)廠的產(chǎn)品更新加快，原有產(chǎn)品過早停產(chǎn),，給備件更換與維修帶來一定困難,；況且數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命一般在5～10年，而我國大多數(shù)機床都在超期服役,。這些諸多因素都需要對機床進行大修及數(shù)控化升級改造,。
7 r: Z. [. P$ v5 W" j7 e( ]7 N    2、新進的大批二手機床成為機床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的催化劑自改革開放以來,，許多企業(yè)引進了一大批國外淘汰的舊機床,，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,、技術(shù),、資料及備件等因素，造成雖廉價購進但卻不能繼續(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的舊機床和生產(chǎn)線,。這里多數(shù)的二手機床只要再有適當?shù)馁Y金投入，經(jīng)過大修改造即可發(fā)揮作用,。
    3,、顯著的經(jīng)濟效益是機床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的發(fā)展動力 對于機床擁有者來說，只需花費購買相同新機床30%以下的費用即可獲得相同的使用效果,。根據(jù)國際該行業(yè)的記載,，即使將原機床的結(jié)構(gòu)性能進行徹底改造升級，也只需花費購買新機床60%左右的價格,。
    對于機床大修改造業(yè)內(nèi)公司來說，這不僅為他們的服務(wù)企業(yè)產(chǎn)生巨大社會經(jīng)濟效益,，而且也是他們自身生存和發(fā)展的根本動力,。
9 N. c3 H1 B- j    4、機床大修及數(shù)控化改造的優(yōu)勢是該行業(yè)生存與發(fā)展的有利條件 舊機床的大修,、翻新,、升級改造與購買新機床相比，具有下列優(yōu)勢：
    ① 交貨期短,。尤其是大型機床和特殊專用機床優(yōu)勢更加明顯,。
' J' ^! f6 N2 K" [: u; |, O% O5 E    ② 性能更穩(wěn)定。各基礎(chǔ)件經(jīng)長期時效,，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度,；各功能部件經(jīng)長期磨合。功能穩(wěn)定性可靠性好,。
    ③ 設(shè)計風險小,。新機床設(shè)計中帶來的技術(shù),、方案風險在大修改造中幾乎不存在。
: a- P" e- d7 R    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際需要和機床長期使用情況,，在大修改造中提出對機床性能、操作與維修等方面的改進(包括增,、改)意見,，有權(quán)選擇機械零部件、數(shù)控系統(tǒng)等電氣設(shè)備的規(guī)格,、型號,、性能等。
    ⑤ 更有利于使用與維護,。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程,，可以直接獲取各種技術(shù)信息,，更深入地掌握機床的結(jié)構(gòu)及性能特點，從而增強使用與維修的主動能力,。
    ⑥ 可以更快地獲取最新的更實用的備件,。
    ⑦ 節(jié)省大量投資。
! _  o  R' ^) p    ⑧ 降低投資風險,。
    5,、社會化、專業(yè)化趨勢是機床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的必由之路 舊機床的數(shù)控化改造和翻新不僅僅是當前經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌時期必要和重要的行為,，而且是一個企業(yè)長期發(fā)展的戰(zhàn)略措施,。
    當前，21世紀知識經(jīng)濟時代,，我國大多數(shù)企業(yè)正面臨著企業(yè)改制,、轉(zhuǎn)軌以進入市場經(jīng)濟，迅速融入國際競爭,。這就需要我們企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)集中全部力量面對這些挑戰(zhàn),。企業(yè)集團化和集團內(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,，以開發(fā)適銷對路產(chǎn)品,，提高對市場的快速反應(yīng)能力；集中人力,、財力,、物力以提高本企業(yè)的市場競爭力，充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢以最快速度創(chuàng)造出盡可能多的價值,。因此,，企業(yè)自身不可能再像過去計劃經(jīng)濟體制下?lián)碛写蠖�全的維修隊伍。而設(shè)備維修改造的社會化,、專業(yè)化也就不可避免地成為了大趨勢,。
& T9 E. u4 I# e3 Y; {0 x# T/ b    國外機床的改造與翻新是近期發(fā)展起來的一個新興產(chǎn)業(yè)，在先進國家已經(jīng)形成了一定的規(guī)模和市場,。而在我國,，這一產(chǎn)業(yè)才剛剛興起，按照應(yīng)具備的條件來衡量還相距甚遠,。但是業(yè)內(nèi)有識之士正在努力塑造自己,、完善自己，相信不久的將來,，一批具備一定條件和一定規(guī)模的機床改造,、翻新的專業(yè)化企業(yè)會成長起來。
5 {8 l# G9 m. L! |) H; g二,、大修改造方案的選擇
# n% @, k+ s2 E! C4 E9 Y2 l    此項工作如果能爭得大修改造企業(yè)的技術(shù)支持可能會更好,、更快些。
    1,、前期立項準備工作
' f1 C+ M3 B- U- _4 E) u6 m% f    (1) 技術(shù)可行性分析
    主要是瞄準改造目標及加工對象,，對被改造機床進行結(jié)構(gòu)、性能,、精度等技術(shù)現(xiàn)狀的全面分析,。其中包括機床原來的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理；機床的基礎(chǔ)部件和結(jié)構(gòu)件是否仍然完好,；普通機床改為數(shù)控機床，要考察各坐標軸的機械傳動結(jié)構(gòu)及導(dǎo)軌副的形式等是否適用,；測量機床目前的各項精度與出廠精度進行對比,，是否存在差距；綜合總結(jié)目前機床存在的一切故障和歷史上出現(xiàn)過的重大故障,。針對上述問題,，對照改造目標和典型工件，編寫改造任務(wù)書,，做到改造后的機床達到一定的先進性和實用性,。
    (2) 經(jīng)濟可行性分析
    從實際可操作性出發(fā)列出幾種應(yīng)考慮的情況：從機床自身的價值考慮,，分析要達到改造目標所需投入是否偏高；從該機床在本單位產(chǎn)品制造中的地位和重要程度來分析改造價值,；從該機床的投入產(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,；機床改造后提高了機床精度,，增加了功能，是否能使本單位產(chǎn)品提高水平,，或者能有利于開發(fā)新產(chǎn)品,，從而獲得附加效益。改造資金來源可靠,。
5 |& I: W2 ?9 l, f. Z' J& U& o4 r" r    (3) 選擇機床改造者
! R$ G, x) J  z- J1 m* E    這是一個很關(guān)鍵的問題,。選擇得好，則能順利完成改造任務(wù),，達到改造目標,；選擇不好，不僅是機床改造的失敗,，而且浪費了資金和時間,，影響生產(chǎn)。用戶可根據(jù)后面討論的機床改造應(yīng)具備的條件來慎重選擇,。
0 q* Q; B* \$ m2 I& z( u    2,、技術(shù)方案準備
    (1) 機械及液壓系統(tǒng)
作為機床的最終用戶，廠方必須首先要確認,，該機床機械及液壓系統(tǒng)的狀況,。如：目前機床的精度，機械傳動鏈的狀況,，絲杠,、導(dǎo)軌的狀況，有無重大故障等,，以確定機床是大修,、項修。如果是非數(shù)控機床要改為數(shù)控機床,，首先要考慮機械改裝的可行性,，最重要的是導(dǎo)軌的形式及滾珠絲杠的安裝。再有就是機械傳動機構(gòu)的傳動間隙與傳動剛度是否符合數(shù)控機床的要求,。
. t8 x; q5 ~  f0 u    (2) 電氣系統(tǒng)
    在做數(shù)控機床改造方案時,，用戶可以根據(jù)機床的狀態(tài)及工藝要求來選擇數(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較好的有：西門子(德國),、發(fā)那科(日本)、三菱(日本),、NUM(法國),、FAGOR(西班牙)等。用戶可在詳細了解上述廠商數(shù)控系統(tǒng)的特點及性能價格比等指標的基礎(chǔ)上,，與實施改造的工程公司一道,，選擇一個比較適合的數(shù)控系統(tǒng)。其二,，是根據(jù)機床的功能要求選擇相應(yīng)控制系統(tǒng)的類型,，做到既能滿足機床全部功能要求又不提高標準。
3 T. R: H; R3 F, b: u% e    我們建議,，在選擇數(shù)控系統(tǒng)方面,，要特別注意：一要盡量向一個著名廠家的型號系列靠攏。這樣既有利于維修和管理,，也利于備件的購買,。千萬不要把企業(yè)的數(shù)控系統(tǒng)搞成萬國牌。二要清楚所選廠家在國內(nèi)的維修服務(wù)狀況,，以免將來后患無窮,。
) r  [, L. E( o, c2 S    數(shù)控系統(tǒng)選定之后，用戶根據(jù)機床實際狀況,，決定更換或不更換驅(qū)動系統(tǒng),。若不更換，則必須確認老驅(qū)動系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)是否可以匹配,。
: Q# Y+ b# U4 {  t+ r$ y! v    對于機床測量系統(tǒng),，目前數(shù)控系統(tǒng)的要求是增量式脈沖編碼輸入，所以老機床所配的感應(yīng)同步尺或旋轉(zhuǎn)變壓器等測量元件均需用增量式脈沖編碼器,、光柵尺代替,。
    對于外圍電路，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NC、PLC進行改造,，新PLC不參與外圍電路控制,，只處理NC所需的指令信號。此方案改造設(shè)計,、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。此方案可大大簡化硬件電路,，大大提高可靠性,，但改造設(shè)計、調(diào)試工作量較大,。
    (3) 各部分安裝形式的確定
6 j- {4 B1 [4 C" q0 q: ?& @3 C    其一,，控制系統(tǒng)的安裝常見的有懸掛式、柜式,、臺式等,。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度,，也關(guān)系到操作與維修的方便性,。
    其二，驅(qū)動系統(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)考慮的因素有通風冷卻，電纜走線方式及長度,，對其他電器的干擾等,。
. A$ G5 l" M, d. `; E& F, g. j    其三，電動機的安裝,，根據(jù)機床的實際,，確定電動機的安裝方式：①法蘭式，②底座式,，③帶底座法蘭式,，再加上軸伸方向、電動機接線盒的位置等,，這些由電動機的訂貨輔助參數(shù)確定,。其四，測量系統(tǒng)的安裝,，如選擇電動機內(nèi)裝編碼器的結(jié)構(gòu)方式,，電動機安裝一確定，它也就確定了,；外裝式需要有彈性聯(lián)軸節(jié),、安裝卡子,、電纜走線方向及長度等的考慮；對于光柵尺,，安裝的問題則應(yīng)重視,，除安裝可行性外，定尺,、動尺的安裝配合,、安裝精度、溫度影響等均需考慮,。