普通機床智能化改造

吳大海

摘 要：隨著經濟的快速發展，制造業也在高速發展，工業生產量的需求在不斷提高。機床在機械制造中發揮著巨大的作用，因此，為了更好地適應工業發展的需要，對普通機床進行智能化改造，既可以解決現代機械制造中結構復雜、精密、批量小、多零件的加工問題，而且能夠穩定產品的質量，提高生產的效率。我國作為機床大國，如果購買智能化的機床則花費較高，且當前的機床也不能夠有效地進行利用，因此改造現有的機床將其智能化是總的趨勢。在現有的技術基礎上，將機械運動的自動化向信息控制的智能化方向發展成為當下亟待解決的問題。

關鍵詞：機床改造；電氣控制；數控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.019

1 普通機床智能化改造的意義

當前，在全球化的經濟浪潮中，以生產加工為主要業務方向的企業要想占得一定量的市場份額，就必須迎合市場多變的需求，不斷地開發出新產品，以最低廉的價格，最優良的品質，最短的時間滿足市場的需要，這樣才能在激烈的競爭中生存下來。而普通機床已經不能夠滿足企業的生產需求，難以適應激烈的市場環境，因此，對普通機床進行智能化改造是大勢所趨。

普通機床的使用危險性大，所需要的勞動力高，而且不能夠進行批量化的生產，智能化機床則可以很好的解決這一系列的問題。智能機床的出現為將來制造業實現全盤生產自動化創造了條件，機床技術發展的目標就是實現全盤生產智能化，由單機智能化向FMC、CIM、CIMS發展，穩定產品的質量，提高生產的效率，降低生產的成本，從而創造更多的財富價值。在單個機床的智能化水平提高以后，可以減少工作人員在該機床管理方面的工作量，從而可以節省人力，進而投入到解決機床外的其它問題，進一步發展智能機床和機床智能化。

2 普通機床智能化改造的條件

普通機床進行智能化改造需要確定是否可以對其進行改造，有些機床難以達到改造的標準。首先，需要考慮產品的加工性，雖然機床的智能化改造后具備一系列的優點，但是不是適用于所有產品的加工方式，因此企業在對機床改造前需要對自己的產品進行分析，看該產品是否適合在智能化機床下進行加工生產。其次需要考慮機床的狀況，智能化改造是在原本的基礎上進行的，如果主要的一些部件缺失就難以實現改造，還有如果本身受力不穩也不適合進行。最后還要考慮經濟效益。對機床進行改造的初衷就是利用好現有機床，節約資源，如果改造的價格僅僅是同類設備價格的30%以內，經濟上才比較合算。改造的費用主要是機械的改造跟零件是否可以繼續利用有關，還有不同數控系統之間的價格差異，一般來說，企業會根據需求自行選擇哪種系統。

3 普通機床智能化改造的對策分析

普通機床包括普通車床、鉆床、鏜床、銑床、刨插床等，本文以銑床為例，對銑床進行智能化的改造進行對策分析。通常情況下，銑床主要是達到這兩個條件就可以具備完善的功能，首先是基礎配件的剛度要高，如果剛度不夠，在經受一定的壓力之后就會變形，其次是成本要足夠低，這樣改造才有意義。

銑床的智能化改造第一步是要根據實際的情況選擇不同的數控系統。第一種是成本較低的由步進電機拖動的開環系統。它可以滿足大部分的銑床的改造需求，具有構造簡單、操作方便、運行安全等特點。第二種是由異步電動機或者直流電機拖動的，光柵測量反饋的閉環數控系統。第三種是由交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環數控系統，它是現在企業里使用比較多的一種。第二步就是對銑床的主傳動進行自動化改造。通常來說，對銑床的性能需求不是很高，因此主傳動的位置不需要做過多的變化，主軸傳動效率連接鏈、主軸內的變速構造也基本上都可以不用改變，除非智能需求的標準較高。最后就是對進給傳動的數控改造，主要就是這四個部分，滑動導軌副，齒輪副，滑動絲杠與無間隙絲杠和安全防護。滑動導軌需要具有較高的精度和工藝性，以及能夠承受摩擦、磨損，同時還需要具備一定的剛度，防止導軌在受力的情況下變形進而影響加工的精度，因此，會在原來的導軌上粘接聚四氟乙烯軟帶。為了確保銑床有一定的傳動精度，就會使用較高的齒輪精度等級。普通銑床一般不選用低于六級的滑動絲杠，雖然價格相對低廉但是精度不夠，通常會選用無間隙絲杠，摩擦損失小、效率高、壽命長。普通銑床的改造完成后，要進行安全性檢查，防止事故的出現。

本次就以機床型號為ZJK7532-A立式銑床為例，做出實例分析。該機床的狀況良好，可以對其進行智能化改造。本次改造的主要目的就是利用數控系統對主軸升降和工作臺的XY軸的進給運動進行控制，實現三軸同步驅動，并將銑床的主軸改為交流伺服電機驅動。首先是數控系統的選擇，根據市面上的調研和數控系統選擇原則，本次系統選用FANUC數控系統。接下來是配置和安裝數控裝置，數控裝置是機床的核心，其中的系統軟件對代碼進行處理，輸出相應的指令脈沖，其中最基本的信號就是經過插補運算后的各坐標的進給速度、進給方向和位移量指令。最后是連接與調試FANUC數控系統，根據下列步驟：（1）設置系統功能參數；（2）進給伺服初始化；（3）設定伺服參0i系統#1001至#1007的有關參數；（4）主軸電動機的初始化；（5）設定主軸控制的參數；（6）設定系統和機床的其他有關參數；（7）編制梯形圖，調機要想主軸電動機轉動，必須把控制指令送到主軸電動機的驅動器。

4 結語

隨著我國工業的不斷發展，產品的質量與數量的需求在不斷提高，普通機床已經難以滿足現在的市場需求，為了提高產品的產量和生產的效率，對普通機床進行智能化改造已經是大勢所趨。只有不斷地發展智能化機床技術，促進普通機床的改造，才可以有效地節約資源，創造更多的產值。

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