[摘 要]本文通過對(duì)我國加工企業(yè)舊機(jī)床的調(diào)查和了解，發(fā)現(xiàn)了數(shù)控化改造的巨大市場(chǎng)和機(jī)遇，通過對(duì)數(shù)控改造的可行性分析及對(duì)改造方案的確定、實(shí)施和成果驗(yàn)收的闡述，論述了機(jī)床數(shù)控化改造的重要意義。

[關(guān)鍵詞]改造 數(shù)控 機(jī)床

中圖分類號(hào)：TM121.1.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2016）07-0082-01

一、機(jī)床數(shù)控化改造的背景和意義

我國的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備大多數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且多數(shù)是役齡在10年以上的舊機(jī)床。特別從2002年開始，我國就成為世界第一機(jī)床消費(fèi)大國。2004年國產(chǎn)金屬切削機(jī)床年產(chǎn)量達(dá)到38.94萬臺(tái)、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量5.19萬臺(tái)；2005年前三季度，我國金屬切削機(jī)床和數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量分別達(dá)到34.08萬臺(tái)和4.33萬臺(tái)，可見舊機(jī)床的數(shù)量是非常巨大的。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長(zhǎng)，從而在國際、國內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響到企業(yè)的生存和發(fā)展。

另一方面，自改革開放以來，我國很多企業(yè)從國外引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造。在這些項(xiàng)目中，大部分項(xiàng)目為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用，但是有的引進(jìn)項(xiàng)目由于種種原因，設(shè)備或生產(chǎn)線不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響，嚴(yán)重的使企業(yè)陷入困境。一些設(shè)備、有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷路很好，但是因?yàn)樵O(shè)備故障不能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)；有的因?yàn)槟芎母?、產(chǎn)品合格率低而造成虧損；有的已引進(jìn)較長(zhǎng)時(shí)間，需要進(jìn)行技術(shù)更新。種種原因使有的設(shè)備不僅沒有創(chuàng)造財(cái)富，反而消耗著財(cái)富。由于近幾年國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的高速發(fā)展，使原來進(jìn)口的高檔數(shù)控系統(tǒng)已不再滿足日新月異的產(chǎn)品需求，迫切需要更換最新的數(shù)控系統(tǒng)及軟件。

機(jī)床數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步，使數(shù)控技術(shù)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)，機(jī)床改造就成為一個(gè)"永恒"的主題。一般說來，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性：

1.可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。

2.可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。

3.加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要工人"修配"。

4.可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。

5.擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無人看管加工。

6.降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。

二、機(jī)床數(shù)控化改造的方案選擇

1.恢復(fù)原功能，對(duì)機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；

2.NC化，在普通機(jī)床上加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床、CNC機(jī)床；

3.翻新，為提高精度、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新；

4.技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に?、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

三、機(jī)床改造的優(yōu)缺點(diǎn)

1.減少投資額、交貨期短

同購置新機(jī)床相比，改造費(fèi)用低。特別是大型、特殊機(jī)床尤其明顯。一般大型機(jī)床改造，只花新機(jī)床購置費(fèi)用的1/3，交貨期短。

2.機(jī)械性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)受限

所利用的床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄造構(gòu)件，而不是那種焊接構(gòu)件，改造后的機(jī)床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。但是受到原來機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改造。

3.用戶熟悉了解設(shè)備、便于操作維修

購買新設(shè)備時(shí)，不了解新設(shè)備是否能滿足其工藝要求。改造則不然，可以精確地計(jì)算出機(jī)床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者對(duì)機(jī)床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短，見效快。改造的機(jī)床一安裝好，就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基。

5.可以采用最新的控制技術(shù)

可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改成當(dāng)今水平的機(jī)床。

四、改造具體方案的確定

改造的可行性分析通過以后，就可以針對(duì)某臺(tái)或某幾臺(tái)機(jī)床的現(xiàn)況確定改造方案，一般包括：

1.機(jī)械修理與電氣改造相結(jié)合

一般來說，需進(jìn)行數(shù)控改造的機(jī)床，都需進(jìn)行機(jī)械修理。要確定修理的要求、范圍、內(nèi)容；也要確定因數(shù)控改造而需進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)改造的要求、內(nèi)容；還要確定數(shù)控改造與機(jī)械修理。機(jī)械性能的完好是數(shù)控改造成功的基礎(chǔ)。

2.新舊系統(tǒng)接口的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

根據(jù)每臺(tái)設(shè)備改造范圍不同，需事先設(shè)計(jì)接口部分轉(zhuǎn)換，若全部改造的，應(yīng)設(shè)計(jì)機(jī)電轉(zhuǎn)換接口、操作面板控制與配置、互聯(lián)部分接點(diǎn)、參數(shù)測(cè)量點(diǎn)、維修位置等，要求操作與維修方便、合理，線路走向通順、中小連接點(diǎn)少，強(qiáng)弱電干擾最小，備有適當(dāng)裕量等。局部改造的，還需要考慮新舊系統(tǒng)的性能匹配、電壓極性與大小變換、安裝位置、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，必要時(shí)需自行制作轉(zhuǎn)換接口。

五、改造方案的實(shí)施

準(zhǔn)備工作就緒后，即可進(jìn)入改造的實(shí)施階段。實(shí)施階段內(nèi)容按時(shí)間順序分為：

1.原機(jī)床的全面保養(yǎng)

機(jī)床經(jīng)長(zhǎng)期使用后，會(huì)不同程度地在機(jī)械、液壓、潤(rùn)滑、清潔等方面存在缺陷，所以首先要進(jìn)行全面保養(yǎng)。其次，應(yīng)對(duì)機(jī)床作一次改前的幾何精度、尺寸精度測(cè)量，記錄在案。這樣既可對(duì)改造工作起指導(dǎo)參考作用，又可在改造結(jié)束時(shí)作對(duì)比分析用。

2.原系統(tǒng)拆除

原系統(tǒng)的拆除必須對(duì)照原圖紙，仔細(xì)進(jìn)行，及時(shí)在圖紙上作出標(biāo)記，防止遺漏或過拆（局部改造情況下）。在拆的過程中也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的欠缺之處，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充與修正，拆下的系統(tǒng)及零件應(yīng)分門別類，妥善保管。還有一定使用價(jià)值的，可作其他機(jī)床備件用。

3.改造的實(shí)施與調(diào)試

機(jī)床改造應(yīng)按預(yù)先制定好的方案按先后順序進(jìn)行實(shí)施。

調(diào)試必須按事先確定的步驟和要求進(jìn)行。調(diào)試人員應(yīng)頭腦冷靜，隨時(shí)記錄，以便發(fā)現(xiàn)和解決問題。調(diào)試中首先試安全保護(hù)系統(tǒng)靈敏度，防止人身、設(shè)備事故發(fā)生。調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)必須清理干凈，無多余物品；各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)拖板處于全行程中心位置；能空載試驗(yàn)的，先空載后加載；能模擬試驗(yàn)的，先模擬后實(shí)動(dòng)；能手動(dòng)的，先手動(dòng)后自動(dòng)。

六、改造成果驗(yàn)收

驗(yàn)收工作應(yīng)聘請(qǐng)有關(guān)的人員共同參加，并按已制定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。驗(yàn)收工作包括：

1.機(jī)床機(jī)械性能驗(yàn)收

經(jīng)過機(jī)械修理和改造以及全面保養(yǎng)，機(jī)床的各項(xiàng)機(jī)械性能應(yīng)達(dá)到要求，幾何精度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。

2.電氣控制功能和控制精度驗(yàn)收

電氣控制的各項(xiàng)功能必須達(dá)到動(dòng)作正常，靈敏可靠?？刂凭葢?yīng)用系統(tǒng)本身的功能（如步進(jìn)尺寸等）與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具（如激光干涉儀、坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等）對(duì)照檢查，達(dá)到精度范圍之內(nèi)。同時(shí)還應(yīng)與改造前機(jī)床的各項(xiàng)功能和精度作出對(duì)比，獲得量化的指標(biāo)差。

3.試件切削驗(yàn)收

可以參照國內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機(jī)床切削試件標(biāo)準(zhǔn)，在有資格的操作工、編程人員配合下進(jìn)行試切削。試件切削可驗(yàn)收機(jī)床剛度、切削力、噪聲、運(yùn)動(dòng)軌跡、關(guān)聯(lián)動(dòng)作等，一般不宜采用產(chǎn)品零件作試件使用。

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作者簡(jiǎn)介

楊海榮，單位：兗礦東華地礦建設(shè)分公司，本科專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，現(xiàn)從事機(jī)械加工。