經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造的優(yōu)化方案探索

摘要：因歷史等方面的因素，在我國現(xiàn)有的加工設(shè)備中普通加工設(shè)備偏多，而數(shù)控設(shè)備相對比較少，很多企業(yè)所用機(jī)床，其精度都不是很高，且故障的發(fā)生率也比較高，在這種形勢下，加強(qiáng)機(jī)床的改造并也變得非常有必要。本文就經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造的優(yōu)化方案進(jìn)行探索與研究。

關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)型；數(shù)控機(jī)床；改造；優(yōu)化；方案

1.在機(jī)床簡易數(shù)控工作中微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用原理

通過微機(jī)技術(shù)的利用，所改造的這種機(jī)床簡易數(shù)控裝置主要由功率步進(jìn)電機(jī)、單板機(jī)、收發(fā)信板、控制程序、驅(qū)動電源裝置以及零件加工程序等部件所構(gòu)成[1]。基于控制程序控制下，單板機(jī)不僅可使該數(shù)控系統(tǒng)具有圓弧插補(bǔ)以及直線插補(bǔ)加工工件輪廓所具功能，同時(shí)還具有反向間隙補(bǔ)償、刀具補(bǔ)償、快速回零等功能。在零件加工程序?qū)⒕唧w進(jìn)給速度、位移尺寸以及其方向等給出以后，系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)利用單板機(jī)，根據(jù)所輸入的一系列零件加工程序，進(jìn)行脈沖信號的發(fā)出，接著通過隔離放大后，分別驅(qū)動各功率進(jìn)步機(jī)，從而使刀架可根據(jù)所規(guī)定的位移量、方向以及速度等，達(dá)到橫向運(yùn)動以及縱向運(yùn)動的目的，繼而形成一個(gè)科學(xué)且經(jīng)濟(jì)的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。

2.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造優(yōu)化方案

2.1.控制系統(tǒng)選用

目前在市場上，數(shù)控系統(tǒng)的種類非常多，對此，在選用之前，應(yīng)充分了解被改造機(jī)床自身功能，基于便于服務(wù)、價(jià)格合理且技術(shù)先進(jìn)這一原則來進(jìn)行選擇，目前在數(shù)控系統(tǒng)中，應(yīng)用相對比較廣泛有兩種，即JWK-15T系統(tǒng)和JBK-30M系統(tǒng)，其中JWK-15T數(shù)控系統(tǒng)的核心為MCS-51系列8031單片微機(jī)，該系統(tǒng)通過三路驅(qū)動電路的應(yīng)用，分別對各步進(jìn)電動機(jī)實(shí)施控制，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)床位移運(yùn)動，并且在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)任意三坐標(biāo)聯(lián)動或者二坐標(biāo)聯(lián)動。JBK-30M系統(tǒng)為一種三坐標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可執(zhí)行自身編程指令，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)二坐標(biāo)系統(tǒng)編程指令。

在選用控制系統(tǒng)時(shí)必須要注意以下兩個(gè)問題：第一，基于資金充足的條件下，盡量用質(zhì)量好、工藝可靠且規(guī)范的產(chǎn)品，確保其可有效預(yù)防因電器元件而出現(xiàn)的各種故障。第二，所用系統(tǒng)功能應(yīng)滿足預(yù)改造數(shù)控機(jī)床要達(dá)到的各功能，盡量降低過剩數(shù)控功能，在追求高性能指標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)的同時(shí)，還應(yīng)注重其性能價(jià)格比。

2.2.改造對象應(yīng)合理且科學(xué)

首先調(diào)查研究各機(jī)床零件加工的實(shí)際情況，并分類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，查看零件批量情況，了解各批量應(yīng)在何種機(jī)床實(shí)施加工，明確機(jī)床的型號[2]。對形狀較為復(fù)雜的這些零件，利用微機(jī)技術(shù)來進(jìn)行機(jī)床的改造，不僅可有效可減少加工成本，確保零件的成形，同時(shí)還可使企業(yè)加工能力得到提升。

2.3.改造范圍和輔助改造應(yīng)合理

2.3.1.改造范圍

改造范圍應(yīng)基于改造對象自身的性能與精度需求，結(jié)合企業(yè)自身的條件來明確，下面就以臥式機(jī)床作為例子來予以闡述，

第一，為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的改造，對滿足精度需求的機(jī)床，通常情況下，車床部件不動，而是對床鞍縱向滑動絲杠副進(jìn)行改造，將其改造成為縱向的滾珠絲杠副，且在其右端位置安裝相應(yīng)的功率步進(jìn)電機(jī)以及消隙減速箱，此外還對中滑板橫向滑動絲杠副進(jìn)行改造，將其改造成為滾珠四絲杠副，且于其外端處安裝功率步進(jìn)電機(jī)以及消隙減速箱，以此使車床橫向運(yùn)動以及縱向運(yùn)動不僅可借助于微機(jī)系統(tǒng)來控制，同時(shí)也可由操作人員來實(shí)施普通操作。改造機(jī)床時(shí)，只需拆除溜板箱中開合螺母和中滑板中滑動螺母，將滾珠螺母座設(shè)于合適位置就可。

第二，在電氣的控制上，為防止普通操作和數(shù)控操作互相影響以及干涉，導(dǎo)致操作失誤，在改造時(shí)，應(yīng)安裝相應(yīng)的電氣聯(lián)鎖開關(guān)，以此對操作轉(zhuǎn)換進(jìn)行有效地控制[3]。而對于全新或者比較新的車床實(shí)施數(shù)控改造時(shí)，通常情況下會保留機(jī)床所有零部件，直接于縱向滑動絲杠右端以及橫向滑動絲杠外端分別安裝消隙減速箱與功率步進(jìn)電機(jī)，以此確保車床兼具普通操作和數(shù)控兩種功能。

2.3.2.輔助改造

在輔助改造上，若改造后的機(jī)床所加工零件較復(fù)雜，需用三把刀或者四把刀才可將所有工序完成，在此時(shí)需對刀架部件實(shí)施改造，通常情況下，可安裝有鼠牙盤定位以及四把刀的自動轉(zhuǎn)刀架來滿足上述需求。此外，若改造后的這一數(shù)控機(jī)床需對螺紋實(shí)施加工，則可于主軸后端同軸位置和異軸位置分別安裝脈沖發(fā)生器，將其看作主軸處信號反饋元件，以此實(shí)現(xiàn)對主軸轉(zhuǎn)角處的檢測，且把其變化的實(shí)際情況及時(shí)傳送至單板機(jī)，從而使單板機(jī)可根據(jù)需要加工螺距的實(shí)際要求來處理[4]。

3.結(jié)束語

綜上所述，借助于微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用來進(jìn)行機(jī)床的改造，操作比較簡單和方便，所測量的精度也比較高，能夠使機(jī)床達(dá)到自動化的目的，繼而進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，加工形狀比較復(fù)雜或者小批量的零件。

參考文獻(xiàn)：

[1] 常軍，王宏，李堯等.普通機(jī)床的數(shù)控化研究[J].新技術(shù)新工藝，2011，（8）：24-26.

[2] 閆向彤，趙璐.普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2009，（10）：205-206.

[3] 皮智謀，申曉龍.為數(shù)控機(jī)床增加第四軸的改造[J].機(jī)床與液壓，2012，40（8）：169-172.

[4] 張玉萍，辛世界.基于840D數(shù)控系統(tǒng)的旋壓機(jī)床改造[J].機(jī)床與液壓，2013，41（16）：174-176.