1、教学实践中普通机床数控化改造的可行性及技术途径分析 李冠璋 北华大学工程训练中心 摘 要： 作为制造业大国, 中国制造已摆脱假冒伪劣的陷阱, 逐步走上正轨。随着科学技术对制造业的巨大推动作用, 制造领域发生了根本性的变化。其代表就是, 数控技术广泛应用并极大地提高了生产的效率, 改善了产品的质量。数控机床是机械电气一体化设备的典型代表, 其技术含量高, 操作复杂, 但商业数控机床价格昂贵, 操作使用和维修成本较高。对于很多囊中羞涩的专科学校来说, 可望而不可及。为解决这样的问题, 可以考虑为普通机床加装数控装置。在教学实践中, 对普通机床进行数控化改造, 这是降低生产成本适应发展趋势的有力尝试
2、。关键词： 机床; 数控化; 技术途径; 1 机床数控化改造可行性分析在旧机床上进行数控化技术改造, 既能拓展利用旧设备的资源, 又能以极小的代价获得性能先进的数控机床, 还可以教导学生们一步步学习掌握数控机床的各项技术, 可谓一举多得。通过对机床数控化改造的可行性进行分析, 可以得出如下结论:1.1 具有较为可观的经济效益(1) 对机床的数控化改造资金投入少, 完成时间短, 改造成本低廉。与新购置普通数控机床相比, 改造的数控机床通常能够节省 60%至 80%的费用, 而对于大型和特殊用途机床, 则还可以减少更多花销。对常用的大型机床进行数控化改造, 只需花费新机床费用的 1/3。一般的操作
3、中, 通常都会采用与专业公司联合改造的方式, 这样做会明显缩短改造周期。(2) 节省对操作与维修进行培训的经费。由于被改造的旧机床通常都已使用多年, 学生、教师和操作工人对它的机械性能和结构都比较熟悉。在机床数控化改造过程中, 可根据自身的技术力量和条件, 多管齐下, 邀请有实力的外部力量介入。如此可大大提高自身对数控机床维修的技术能力, 同时因学生们参与改造过程而缩短了机床操作和维修的培训时间。(3) 机床数控改造后生产效率显著提升。对机床进行数控改造后, 与之前相比, 对加工对象适应能力更强, 加工精度也更高, 产品质量更趋于稳定, 生产效率更高。同时, 还能实现过去无法完成的复杂零件加工
4、, 降低了人员参与程度, 有助于优化生产管理。因为数控机床效率更高, 同样的工作量需求设备更少, 减少厂房面积, 也降低了设备维修保养成本。1.2 更好满足市场需求机械制造工业中, 为满足市场需要, 品种繁多、批量较小的制造生产占有相当大的比重。相比于普通机床, 数控机床更适应这种生产模式。机床数控化改造依赖电子技术与传统机械制造技术相结合, 其可靠性更高, 也更容易实现机械和电子的一体化制造模式, 经济价值可观。为此, 在旧有机床上进行数控改造, 可以有效提高机床的使用性能, 降低产品生产的成本, 获得较高的经济效益。2 传统机床数控化改造的关键技术机床数控化改造, 具体来说, 就是指以可使
5、用的普通老式机床作为对象, 通过一系列改造手段将其改造为具有数控功能, 并实现与数控机床相近的功用。2.1 对传统机床数控化改造的主要项目及操作流程第一步, 对机床的精度进行恢复, 对机械传动部分进行改进。因为机床使用时间过长, 其机械传动部件等都会有一定程度磨损。改造的首要任务就是对原机床进行大修, 通过大修来恢复机床的精度, 确保能够达到数控机床的运行标准。第二步, 根据实际需要选择合适的数控系统及其伺服系统。改造数控机床目的之一就是要提高机床的稳定性能, 实现以最低的故障率运行。数控系统的选择重点把握好几个方面:一是价格合适合理, 性价比高;二是技术尽可能先进, 可以完成绝大多数数控机床
6、功能;三是售后服务方便周到, 是否能得到及时有效的维修和充足的备件供应也非常重要。第三步, 认真选取数控机床改进的辅助装置。选取伺服驱动系统一般分为三种:开环, 闭环, 半闭环方式。一般情况下, 闭环和半闭环控制对实现高精度伺服控制提供操作基础, 但因为系统中同时增加对位置的定位和检测。考虑到普通车床数控改造的精度要求一般都不是很高, 为降低成本简化结构, 我们可采用由微机控制电机的开环方式的伺服系统。步进电机开环系统没有位置检测与反馈控制, 结构简单, 易于控制。第四步, 完成电控柜的设计及制作。机床数控化改造时, 只能对原机床的电器控制部分进行报废, 并按照数控化改造要求重新进行设计制作。
7、耍特别注意的是, 必须相配数控系统各接口信号, 设计过程中对强电控制线路尽可能进行简化。第五步, 完成整机的联接和调试。对机床上述改造过程完成后, 就可进行调试, 对新组装的改造机床的各个部件运行情况进行检查。检查的顺序:先对机床的电气控制部分做以调试, 主要是观察机床的单个动作能否正常实现。然后进入整机联机调试, 因为数控化改造会出现多种方案, 且机床的类型不同, 对其改造的内容也不尽相同, 要根据具体情况选取合适的调适方式。在机床数控化改造基本完成后, 还要继续完成对数控机床的操作人员和编程人员的进一步培训, 帮助改造的数控机床尽快恢复生产。2.2 进行机床数控化改造采用的关键技术完成对普
8、通机床的数控化改造, 能够实施自动化流程作业, 大大改善了工人的劳动强度, 但关键还在于机床的精密程度。3 结语数控改造后机床的功能可完成对多种材质的车削加工。同时具备手动和数控加工方式。通过改造的实践教学, 并配合机床的操作人员和数据编程人员完成整个过程, 既能提高机床的生产效率, 改善实际的工艺水准, 还可降低成本的投入。利用传统车床的数控改造方式对实践经费紧张, 却又想培养出具备较高素质且动手能力较强技术人员的各工科院校来说, 还是比较合适的选择。参考文献1吴康雄, 易继军.旧机床的数控化再制造技术探讨J.制造技术, 2006, 33 (2) :55. 2赵中敏.机床数控改造探讨J.中国设备工程, 2005 (10) ) :13, 3张立新, 王卫兵, 是杰.将 C615 普通车床改造成教学型数拉车床的实践J.机床与液压, 2001 (1) :90.
