數(shù)控機床改造的實踐性探索

王國良

【摘要】隨著我國機器化大生產(chǎn)的不斷發(fā)展與壯大，對機器的現(xiàn)代化水平要求也越來越高。數(shù)控機床作為現(xiàn)代化的機器設備，在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中有廣闊的市場空間。但當前舊的機床在設計的穩(wěn)定性和機床設計的合理性問題上還存在一些問題，這些問題會在一定程度上影響數(shù)控技術在企業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應用，也會大大降低企業(yè)的運作效率。本文通過分析當前數(shù)控機床改造的必要性和意義，根據(jù)當前我國機床改造的發(fā)展狀際，提出合理化的改造建議，以此來不斷完善數(shù)控機床的功能。

【關鍵詞】數(shù)控機床；改造；實踐探索

一、數(shù)控機床改造的現(xiàn)實性意義

（一）有利于推動數(shù)控機床的現(xiàn)代化水平

前文提到，數(shù)控機床具有高效率、智能化和高精密的特征，但當前這些特征和優(yōu)勢并沒有完全發(fā)揮出來，我國企業(yè)對數(shù)控機床的認識和應用還存在極大的局限性。只有實現(xiàn)機床數(shù)控化的改造，才能真正的發(fā)揮它在企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)制造中的作用，真正提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，提高我國的工業(yè)化水平。

（二）數(shù)控機床具有極大的市場需求

數(shù)控機床改造的成本與它帶來的企業(yè)生產(chǎn)的極大經(jīng)濟效益相比，改造成本低。機床改造主要就是對原有的機床的結(jié)構進行改造和設計，使它能夠提高工作的效率，達到理想狀態(tài)。隨著企業(yè)對機床在生產(chǎn)制造中的認識不斷加深，對數(shù)控機床的需求不斷增加，使得數(shù)控機床的改造具有很大的市場需求和發(fā)展空間。

（三）數(shù)控機床改造的優(yōu)勢分析

1.節(jié)約企業(yè)成本。數(shù)控機床的改造與購置新的機床設備相比，至少可以節(jié)約50%的成本，特別是對于大型的現(xiàn)代化設備而言，這種成本的差距會更加明顯，舊機床的升級改造只需要購置新成本的1/4。即使要對舊機床進行徹底的升級改造，其成本也不會超過購置新機器費用的70%，而且可以節(jié)省運費等附加成本。2.機器性能穩(wěn)定。舊機器經(jīng)過長期的磨合，不會因為不適應而影響零件制造的精度。而且購置新的機器，需要占用一定的地基，也需要雇傭?qū)I(yè)的人員進行操作，企業(yè)內(nèi)部員工在機器的操作使用上需要一段時間適應，大大降低了企業(yè)生產(chǎn)效率，影響了企業(yè)生產(chǎn)的成本。3.極大發(fā)揮機床的工作效率。機床經(jīng)過數(shù)控改造后，可以在原有基礎上實現(xiàn)加工零件的自動化和精準化，而且工作效率是原來的4—6倍。在零件制造上，可以充分實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術和機械制造的緊密結(jié)合，提高零件的精密度，減少人工費用。更重要的是升級后的數(shù)控機床可以智能識別機器故障，提高了工作的安全性，減少了工人檢修的費用和時間。特別是對于難度系數(shù)大的零件而言，效率會更高。同時還減少了組裝費用，縮短了企業(yè)生產(chǎn)的周期。

三、數(shù)控機床的改造措施

當前，在我國企業(yè)當中，數(shù)控機床的運用十分廣泛，它能夠大大提高工作效率。隨著人們對機床認識的不斷加深，數(shù)控機床的改造有了廣泛的市場需求。前文已經(jīng)對數(shù)控機床的改造進行了現(xiàn)實意義的分析，通過對數(shù)控機床的升級改造既可以節(jié)約企業(yè)成本，同時也能夠為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。為此，必須進行數(shù)控機床改造的實踐探索。

（一）考慮數(shù)控改造投的資費用。在數(shù)控改造之前，必須對數(shù)控改造的費用進行嚴格預算，同時要對改造后的工作性能進行評估。對于改造后，它能夠加工的零件的種類和數(shù)量進行綜合考量，還要對它加工零件的光滑程度和質(zhì)量進行實驗，這些都會影響到數(shù)控機床的水平。根據(jù)我們掌握的機床的技術狀況進行科學分析，在此基礎上才能夠保證數(shù)控機床的改造能夠產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

（二）注重數(shù)控系統(tǒng)和驅(qū)動單元的選擇。數(shù)控機床的核心就在于數(shù)控系統(tǒng)，而機床加工的精密程度則取決于驅(qū)動單元的功能發(fā)揮狀況如何。數(shù)控機床的系統(tǒng)和啟動單元的水平直接決定了數(shù)控機床性能的高低。舊的機床控制部分采用的是三行數(shù)碼管顯示，驅(qū)動是步行電動機控制，系統(tǒng)分辨率低。這種落后的配置系統(tǒng)使得機床的整體功能下降，機床的精準度、可靠性都受到了影響。所以在舊機床的改造上必須考慮數(shù)控系統(tǒng)和驅(qū)動單元。從技術層面來講，日本的高檔數(shù)控機床產(chǎn)品性能好，但費用高達8萬，成本太高，所以應該采用國產(chǎn)的KND數(shù)控系統(tǒng)和日本松下的驅(qū)動系統(tǒng)。既保證了性能，又節(jié)約了成本。

（三）注重對舊機床的創(chuàng)新設計

雖然國產(chǎn)的KND數(shù)控系統(tǒng)比較完善，但系統(tǒng)功能以外的其他控制系統(tǒng)，需要進行人工設計和改造，實現(xiàn)機械制造和數(shù)據(jù)管理的融合，最大限度地提高數(shù)據(jù)機床的運作效率和水平。例如，在機床上的Z軸中，增加了剎車功能，這樣可以避免機床斷電后，主軸箱滑落對機床和工件造成的損失。還有就是需要重新設計潤滑系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)作為機床的必備功能，可以用智能的潤滑油路代替原有的手動潤滑，并且在機床內(nèi)潤滑油過少時有智能提示系統(tǒng)。設置特有的刀具拆卸系統(tǒng)，當前，很多大型機床采用的是氣動方式裝置刀具，雖然拆卸方便，但制作成本高，而且還對氣壓有嚴格要求。而電動式的裝卸刀具，不僅可以通過電動機提供動力，降低成本，還可以通過感應開關來確保主軸上刀具的松緊狀況。使刀具更換更加安全可靠。

（四）普通機床刀架改造

普通機床的刀架的滑動由兩部分組成，包括平行方向和垂直方向的移動，這兩個方向的滑動就保證了刀架課一隨意移動，但是刀架的移動的有效范圍比較小，所以應該確保刀具的移動空間。

1、導軌方向的改造：導軌方向的驅(qū)動由絲桿完成，當傳統(tǒng)車床上的溜板箱的手柄到達自動走刀的位置時，驅(qū)動位置開始運行，引起齒輪的轉(zhuǎn)動，最后經(jīng)過絲杠驅(qū)動完成了這一方向的走刀過程。在動力的提供上，可以選擇由步進電機—電機轉(zhuǎn)抽——以及齒輪——二級齒輪——絲杠——溜板箱，通過此程序完成導軌方向的供給。2.水平和垂直方向的改造。原有的手柄設置不合理，影響了車床的工作效率，在零件加工上動力不足，所以在保留原有位置的基礎上，再添加一個步進電機，把電機軸與傳統(tǒng)的絲桿進行連接。

（五）對步進電機的控制的選擇。從導軌的垂直方向和平行方向進行綜合改造，這樣既確保了刀具工作的有效范圍，同時在選擇方向的也要確保對兩個方向的動力進行控制。

對步進電機的控制，有很多的選擇方案。例如單片機、微機、工業(yè)PC機等等。但綜合考慮體積、耗能和成本，應該選為單片機。單片機的控制可以減少干擾，能夠提高數(shù)據(jù)傳遞的速度。但隨著和數(shù)控機床改造的能力不斷加強，當前的單片機種類多，功能豐富，所以在選擇上要慎重。

小結(jié)

當前數(shù)控機床在我國企業(yè)中有很大的市場需求，但現(xiàn)在傳統(tǒng)的機床已經(jīng)無法滿足企業(yè)的需要，在效率低下的同時也浪費了很多的人力物力，因此對舊機床的改造具有很大的現(xiàn)實意義，它可以推動數(shù)控機床的現(xiàn)代化水平，可以提高企業(yè)的效率，降低運作成本，確保機床的性能更加穩(wěn)定。通過對當前機床性能的分析，提出可行性的改造措施，包括嚴格考察舊機床的改造條件，重點改造數(shù)控系統(tǒng)和驅(qū)動單元，以及對舊機床進行創(chuàng)新升級等等。希望這些措施可以推動企業(yè)內(nèi)機床的數(shù)控升級，在降低企業(yè)運作成本的同時，也能夠為促進我國工業(yè)的現(xiàn)代化管理水平貢獻綿薄之力。

參考文獻

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