王國(guó)良

【摘要】隨著我國(guó)機(jī)器化大生產(chǎn)的不斷發(fā)展與壯大，對(duì)機(jī)器的現(xiàn)代化水平要求也越來(lái)越高。數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)代化的機(jī)器設(shè)備，在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中有廣闊的市場(chǎng)空間。但當(dāng)前舊的機(jī)床在設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和機(jī)床設(shè)計(jì)的合理性問(wèn)題上還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)在一定程度上影響數(shù)控技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，也會(huì)大大降低企業(yè)的運(yùn)作效率。本文通過(guò)分析當(dāng)前數(shù)控機(jī)床改造的必要性和意義，根據(jù)當(dāng)前我國(guó)機(jī)床改造的發(fā)展?fàn)铍H，提出合理化的改造建議，以此來(lái)不斷完善數(shù)控機(jī)床的功能。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；改造；實(shí)踐探索

一、數(shù)控機(jī)床改造的現(xiàn)實(shí)性意義

（一）有利于推動(dòng)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)代化水平

前文提到，數(shù)控機(jī)床具有高效率、智能化和高精密的特征，但當(dāng)前這些特征和優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)，我國(guó)企業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用還存在極大的局限性。只有實(shí)現(xiàn)機(jī)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(guó)的工業(yè)化水平。

（二）數(shù)控機(jī)床具有極大的市場(chǎng)需求

數(shù)控機(jī)床改造的成本與它帶來(lái)的企業(yè)生產(chǎn)的極大經(jīng)濟(jì)效益相比，改造成本低。機(jī)床改造主要就是對(duì)原有的機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和設(shè)計(jì)，使它能夠提高工作的效率，達(dá)到理想狀態(tài)。隨著企業(yè)對(duì)機(jī)床在生產(chǎn)制造中的認(rèn)識(shí)不斷加深，對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求不斷增加，使得數(shù)控機(jī)床的改造具有很大的市場(chǎng)需求和發(fā)展空間。

（三）數(shù)控機(jī)床改造的優(yōu)勢(shì)分析

1.節(jié)約企業(yè)成本。數(shù)控機(jī)床的改造與購(gòu)置新的機(jī)床設(shè)備相比，至少可以節(jié)約50%的成本，特別是對(duì)于大型的現(xiàn)代化設(shè)備而言，這種成本的差距會(huì)更加明顯，舊機(jī)床的升級(jí)改造只需要購(gòu)置新成本的1/4。即使要對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行徹底的升級(jí)改造，其成本也不會(huì)超過(guò)購(gòu)置新機(jī)器費(fèi)用的70%，而且可以節(jié)省運(yùn)費(fèi)等附加成本。2.機(jī)器性能穩(wěn)定。舊機(jī)器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的磨合，不會(huì)因?yàn)椴贿m應(yīng)而影響零件制造的精度。而且購(gòu)置新的機(jī)器，需要占用一定的地基，也需要雇傭?qū)I(yè)的人員進(jìn)行操作，企業(yè)內(nèi)部員工在機(jī)器的操作使用上需要一段時(shí)間適應(yīng)，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(jī)床的工作效率。機(jī)床經(jīng)過(guò)數(shù)控改造后，可以在原有基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)加工零件的自動(dòng)化和精準(zhǔn)化，而且工作效率是原來(lái)的4—6倍。在零件制造上，可以充分實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)和機(jī)械制造的緊密結(jié)合，提高零件的精密度，減少人工費(fèi)用。更重要的是升級(jí)后的數(shù)控機(jī)床可以智能識(shí)別機(jī)器故障，提高了工作的安全性，減少了工人檢修的費(fèi)用和時(shí)間。特別是對(duì)于難度系數(shù)大的零件而言，效率會(huì)更高。同時(shí)還減少了組裝費(fèi)用，縮短了企業(yè)生產(chǎn)的周期。

三、數(shù)控機(jī)床的改造措施

當(dāng)前，在我國(guó)企業(yè)當(dāng)中，數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用十分廣泛，它能夠大大提高工作效率。隨著人們對(duì)機(jī)床認(rèn)識(shí)的不斷加深，數(shù)控機(jī)床的改造有了廣泛的市場(chǎng)需求。前文已經(jīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的改造進(jìn)行了現(xiàn)實(shí)意義的分析，通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床的升級(jí)改造既可以節(jié)約企業(yè)成本，同時(shí)也能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。為此，必須進(jìn)行數(shù)控機(jī)床改造的實(shí)踐探索。

（一）考慮數(shù)控改造投的資費(fèi)用。在數(shù)控改造之前，必須對(duì)數(shù)控改造的費(fèi)用進(jìn)行嚴(yán)格預(yù)算，同時(shí)要對(duì)改造后的工作性能進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于改造后，它能夠加工的零件的種類(lèi)和數(shù)量進(jìn)行綜合考量，還要對(duì)它加工零件的光滑程度和質(zhì)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這些都會(huì)影響到數(shù)控機(jī)床的水平。根據(jù)我們掌握的機(jī)床的技術(shù)狀況進(jìn)行科學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上才能夠保證數(shù)控機(jī)床的改造能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

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

（三）注重對(duì)舊機(jī)床的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

雖然國(guó)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(jìn)行人工設(shè)計(jì)和改造，實(shí)現(xiàn)機(jī)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(jī)床的運(yùn)作效率和水平。例如，在機(jī)床上的Z軸中，增加了剎車(chē)功能，這樣可以避免機(jī)床斷電后，主軸箱滑落對(duì)機(jī)床和工件造成的損失。還有就是需要重新設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)作為機(jī)床的必備功能，可以用智能的潤(rùn)滑油路代替原有的手動(dòng)潤(rùn)滑，并且在機(jī)床內(nèi)潤(rùn)滑油過(guò)少時(shí)有智能提示系統(tǒng)。設(shè)置特有的刀具拆卸系統(tǒng)，當(dāng)前，很多大型機(jī)床采用的是氣動(dòng)方式裝置刀具，雖然拆卸方便，但制作成本高，而且還對(duì)氣壓有嚴(yán)格要求。而電動(dòng)式的裝卸刀具，不僅可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，降低成本，還可以通過(guò)感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)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(jī)床刀架改造

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

1、導(dǎo)軌方向的改造：導(dǎo)軌方向的驅(qū)動(dòng)由絲桿完成，當(dāng)傳統(tǒng)車(chē)床上的溜板箱的手柄到達(dá)自動(dòng)走刀的位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)位置開(kāi)始運(yùn)行，引起齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，最后經(jīng)過(guò)絲杠驅(qū)動(dòng)完成了這一方向的走刀過(guò)程。在動(dòng)力的提供上，可以選擇由步進(jìn)電機(jī)—電機(jī)轉(zhuǎn)抽——以及齒輪——二級(jí)齒輪——絲杠——溜板箱，通過(guò)此程序完成導(dǎo)軌方向的供給。2.水平和垂直方向的改造。原有的手柄設(shè)置不合理，影響了車(chē)床的工作效率，在零件加工上動(dòng)力不足，所以在保留原有位置的基礎(chǔ)上，再添加一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，把電機(jī)軸與傳統(tǒng)的絲桿進(jìn)行連接。

（五）對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制的選擇。從導(dǎo)軌的垂直方向和平行方向進(jìn)行綜合改造，這樣既確保了刀具工作的有效范圍，同時(shí)在選擇方向的也要確保對(duì)兩個(gè)方向的動(dòng)力進(jìn)行控制。

對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，有很多的選擇方案。例如單片機(jī)、微機(jī)、工業(yè)PC機(jī)等等。但綜合考慮體積、耗能和成本，應(yīng)該選為單片機(jī)。單片機(jī)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(jī)床改造的能力不斷加強(qiáng)，當(dāng)前的單片機(jī)種類(lèi)多，功能豐富，所以在選擇上要慎重。

小結(jié)

當(dāng)前數(shù)控機(jī)床在我國(guó)企業(yè)中有很大的市場(chǎng)需求，但現(xiàn)在傳統(tǒng)的機(jī)床已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足企業(yè)的需要，在效率低下的同時(shí)也浪費(fèi)了很多的人力物力，因此對(duì)舊機(jī)床的改造具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，它可以推動(dòng)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)代化水平，可以提高企業(yè)的效率，降低運(yùn)作成本，確保機(jī)床的性能更加穩(wěn)定。通過(guò)對(duì)當(dāng)前機(jī)床性能的分析，提出可行性的改造措施，包括嚴(yán)格考察舊機(jī)床的改造條件，重點(diǎn)改造數(shù)控系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)單元，以及對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)等等。希望這些措施可以推動(dòng)企業(yè)內(nèi)機(jī)床的數(shù)控升級(jí)，在降低企業(yè)運(yùn)作成本的同時(shí)，也能夠?yàn)榇龠M(jìn)我國(guó)工業(yè)的現(xiàn)代化管理水平貢獻(xiàn)綿薄之力。

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