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)
; p; y/ p) s$ _% T8 `8 Z) h3 T  @; J    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。
/ j4 Y1 E  q' Q5 q# \8 J    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,。
! r- S) q) s8 ^* h    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,。
: ^  p0 L) |6 `0 x    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。
    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：
7 e4 r; A& a. X/ @5 D! c0 d    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。
; w% \9 v: h4 S    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,。
& ^/ g7 J. |+ ~% Q1 a2 N* @    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,。
    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,。
8 m% _3 ]! ?- [' b    ⑦ 節(jié)省大量投資。
    ⑧ 降低投資風險。
2 n  A+ K& |8 O. R/ _    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,。
' \) I, H; P0 F; i: v    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,。
    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,。
二、大修改造方案的選擇
    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,。
3 _( H4 p1 K" o    1、前期立項準備工作
    (1) 技術(shù)可行性分析
# E1 k2 @. ]" S    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
! B. c" x7 F% C% A3 k2 L; ~    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。
    (3) 選擇機床改造者
    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,。
7 \, W0 |- M: W    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。
    (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。
    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,。
    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。
    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
) W  |9 W9 m& D6 L0 e) u" u. ?    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。
# ]: P: B# L6 x2 q3 x* i    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,。
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