相关文章

东莞数控车床与生产线的数控化改造

数控化改造的内容

其一是恢复原功能,对车床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复;

其二是NC化,在普通车床上加数显装置,或加数控系统,改造成NC车床、CNC车床;

其三是翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新;

其四是技术更新或技术创新,为提高性能或档次,或为了使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

东莞数控车床

的数控化改造的优缺

1、减少投资额、交货期短

同购置新车床相比,一般可以节省60%~80%的费用,改造费用低。特别是大型、特殊车床尤其明显。一般大型车床改造,只花新车床购置费用的1/3,交货期短。但有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱,往往改造成本提高2~3倍,与购置新车床相比,只能节省投资50%左右。

2、机械性能稳定可靠,结构受限

所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的车床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制,不宜做突破性的改造。

下面按第三种改造方式以车床数控化改造为例,结合我公司在机床改造中的实际操纵情况介绍一下其改造的主要内容和主要结构形式。

1、进给轴的改造

普通车床的X轴和Z轴均由同一电机驱动,走刀运动经走刀箱传动丝杠及溜板箱,获得不同的工件螺距即Z轴运动;走刀运动经走刀箱传动光杆及溜板箱,获得不同 的进刀量即X轴运动。普通车床数控化改造时一般都往掉走刀箱及溜板箱,改用进给伺服(或步进)传动链分别代替,具体体现为:

改造后整个传动链的传动精度在保证机床刚性的条件下,与滚珠丝杠副的选择和布置结构形式、机床导轨的精度情况等有很大的关系。

1)、滚珠丝杠副的选择和布置结构形式

普通车床大多采用的是T型丝杠等滑动丝杠副,与滚珠丝杠副相比摩擦阻力大、传动效率低,不能适应于高速运动。另外由于磨损快,造成其精度保持性和寿命低等 等,在进行普通机床数控化改造时往往都将其更换为滚珠丝杠副。滚珠丝杠副有以下一些特点:摩擦损失小,传动效率高,可达0.90~0.96;若使用的丝杠 螺母预紧后,可以完全消除间隙,进步传动刚度;摩擦阻力小,几乎与运动速度无关,消息摩擦力之差极小,能保证运动平稳,不易产生低速爬行现象;磨损小、寿 命长、精度保持性好。但应留意,由于滚珠丝杠副不能自锁,有可逆性,即能将旋转运动转换为直线运动,或将直线运动转换为旋转运动,因此丝杠立式和倾斜使用 时,应增加制动装置或平衡装置。

2)、机床导轨

普通车床导轨大多采用的是滑动导轨,其动、静摩擦系数大,在使用一段时间后都会有不同程度的磨损,对机床传动精度和其保持性带来很大的影响。因此在对其进 行数控化改造的同时必须针对机床导轨状况进行必要的检验处理,对于磨损较严重的更要进行大修,即进行磨削、淬火、贴塑、配刮等处理,同时采用公道的润滑, 充分保证其精度。

3)、电机与丝杠的联接

在满足机床要求的条件下,为减少中间环节带来的传动误差,我们多将电机与丝杠副通过联轴器直接联接,这要根据改造中实际情况来定。一般对于小型车床如 C6116型,由于空间尺寸有限,特别是X轴,电机与丝杠副不能直联,多采用齿轮副或同步带论来传动;对于大型车床如C6150,床身长5米的车床,由于 丝杠较长,直径较大,除了要考虑传动力的题目,还要考虑其低速性能及加减速惯量匹配的题目,往往电机都要通过几级减速来传动。无论是采用齿轮还是同步带论 来传动,其传动间隙的消除是比较关键的。齿轮传动中常用的方法有错齿消隙法、偏心轴调整法等等,同步带论传动中多采用调整中心距或张紧轮消隙法。

2、主轴部分的改造

车床主轴带动工件以不同转速旋转是车削加工中的主运动,消耗机床大部分动力。普通车床由主电动机经皮带传动,经主轴变速箱带动主轴旋转,主轴箱经手动或自 动变速获得(9~24)级转速,通过电磁或液压离合器操纵主轴的变速和正反转;而数控车床

主轴箱由电主轴或传统机械主轴单元加变频电机和变频器组成。普通 车床在数控化改造时大部分情况下保存原主轴箱,不做改动或少做改动。

3、刀架部分的改造

目前数控车床刀架基本为电动刀架,其特点是定位更正确、迅速。老式传统车床刀架多为手动、液压驱动或少部分的电动,改造时可以根据需要对其加以更换。

电动刀架可分为卧式转塔刀架(一般安装8~12把刀)和立式电动刀架,立式电动刀架有四工位(或六工位),其中每一种刀架又有抬刀刀架(两端齿盘)和免抬刀刀架(三端齿盘)之分。卧式转塔刀架价格相对较贵,改造中常用立式四工位电动刀架。

4、润滑部分的改造

老式传统车床除主轴箱外,导轨、丝杠副、光杆等多用油枪定期注油润滑和油脂润滑,这对机床的导轨、丝杠副等的精度保持很不利,在同等驱动下机床运动的稳定性、灵活性也差一些。

5、机床防护

机床改造后整个防护分局部防护、半防护和全防护三种。