淺談普通機(jī)床的數(shù)控化改造

王楠

摘 要：數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的產(chǎn)品，它可以很好的解決現(xiàn)代機(jī)械制造中復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且在機(jī)械制造業(yè)中起著很大的作用。作為擁有機(jī)床的大國，普通機(jī)床的保有量很大。所以，對普通機(jī)床的數(shù)控化改造是一種較好的選擇。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；提高效率；經(jīng)濟(jì)效益

1 普通機(jī)床的改造意義

當(dāng)前市場競爭激烈，需求多變。普通機(jī)床已不適應(yīng)多品種、成批量生產(chǎn)的要求。而數(shù)控機(jī)床則結(jié)合了數(shù)控技術(shù)、PLC控制、檢測技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，可滿足批量、高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)周期要求短的零件要求。只需要改變加工零件程序，便可以滿足不同的加工對象，無需對機(jī)床做任何調(diào)整。經(jīng)過多次大修的普通車床，其零部件的尺寸改變較大，主要傳動部件經(jīng)過多次的更換、調(diào)整，仍然存在較高的故障率。傳統(tǒng)的修理方案很難滿足加工要求，而且維修費用高。因此進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的改造是必要的。

在機(jī)械加工行業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的使用越來越廣泛。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，既要全功能、高性能，又得簡單實用，而且還得具有自動加工，操作和維修方便的基本功能。

2 數(shù)控化改造后的優(yōu)越性

（1）提高加工精度和生產(chǎn)效率。

（2）提高機(jī)床的質(zhì)量和性能，滿足復(fù)雜型面零件的加工要求。

（3）實現(xiàn)機(jī)械加工的自動化，效率可提高2-6倍。

（4）可減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運時間，降低定位誤差，實現(xiàn)工序的集中。

（5）可實現(xiàn)自動報警、監(jiān)控、補償?shù)榷喾N自檢功能，可以監(jiān)視機(jī)床運行狀態(tài)。

（6）采用數(shù)控機(jī)床，不但可以降低了工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)約了勞動力，大大減少了工裝時間，同時可以縮短新產(chǎn)品試生產(chǎn)周期和測試周期，可對市場需求做出快速反應(yīng)。

3 數(shù)控化改造主要解決的問題

（1）查找出普通機(jī)床所存在的問題，恢復(fù)其功能。

（2）安裝數(shù)顯裝置或數(shù)控系統(tǒng)。

（3）恢復(fù)機(jī)械精度。

（4）在改造工程中，對工藝及技術(shù)要有所創(chuàng)新，實現(xiàn)數(shù)控改造的最大化。

4 各控制系統(tǒng)的選擇

4.1 伺服系統(tǒng)的選擇

伺服系統(tǒng)分為三種類型：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。改造時，可根據(jù)實際情況選擇。

4.2 驅(qū)動電機(jī)的選擇

對于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造，設(shè)計選用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行伺服控制。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫€位移或角位移的開環(huán)控制元件。在正常運行的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置是由脈沖信號的脈沖數(shù)和頻率來決定的，負(fù)載變化的對它沒有影響，當(dāng)給電機(jī)接收到一個脈沖信號時，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步距角。正因為存在這一線性關(guān)系，同時步進(jìn)電機(jī)也具有周期性的誤差而無累積誤差等特點。這樣用步進(jìn)電機(jī)來控制速度、位置等就變的非常的簡單。

4.3 控制系統(tǒng)的選擇

根據(jù)不同實際情況、每個人的使用習(xí)慣、改造費用等一系列的條件，設(shè)計者對數(shù)控系統(tǒng)的選擇、PLC的選擇也是不同的。這需要設(shè)計者在現(xiàn)有的條件下，來實現(xiàn)最大的優(yōu)化選擇。

4.4 主軸電機(jī)的選擇

主軸電動機(jī)需配備相應(yīng)的控制元件，是它可以實現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn)、點動控制和電機(jī)的熱保護(hù)等功能，旋轉(zhuǎn)方向的命令需要寫到PLC程序中，由PLC輸出端口控制正轉(zhuǎn)繼電器或反轉(zhuǎn)繼電器，使接觸器動作，從而完成主軸的正反轉(zhuǎn)切換。主軸電機(jī)功率大，啟動時會產(chǎn)生很大的電流，所以設(shè)計中使用了三個接觸器來完成電動機(jī)的星角切換。為適應(yīng)螺紋加工的要求，將編碼器安裝到主軸上，將信號反饋到PCU單元。在螺紋加工中，操作者須知道主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計算進(jìn)給速度，所以在主軸上安裝了編碼器是用來檢測主軸的轉(zhuǎn)速，滿足加工要求。

5 結(jié)束語

普通機(jī)床的數(shù)控化改造是一個繁瑣和細(xì)致的工作，需要設(shè)計者對機(jī)床的加工工藝和設(shè)計理念有所熟悉，這都需要設(shè)計者在前期的準(zhǔn)備工作做的充分，將改造的每一步都想到位。普通機(jī)床的數(shù)控化改造不只是電控的改造，需要機(jī)械專業(yè)的配合，這樣才能實現(xiàn)數(shù)控精度的精確，也只有這樣才能更好實現(xiàn)數(shù)控化改造的最大優(yōu)化。

由于很多單位都存有很多老舊的機(jī)床設(shè)備，將這樣的設(shè)備改造翻新，不僅可以增加工作效率，保證加工精度和質(zhì)量，同時也可以為單位節(jié)省經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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