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淺談數(shù)控機(jī)床的維修改造
閱讀：1453 發(fā)布時間：2009-3-7| 提 供 商 | 遼寧金川數(shù)控機(jī)床有限公司 | 資料大小 | 0K |
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數(shù)控機(jī)床是國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備，是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要標(biāo)志。數(shù)控維修技術(shù)是保障數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的前提，因?yàn)椋瑪?shù)控設(shè)備是一種過程控制，它要求在實(shí)時控制的每一刻都必須準(zhǔn)確無誤地工作；任何部分的故障與失效，都會使數(shù)控機(jī)床停機(jī)，從而造成生產(chǎn)停頓。因此，對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維修就顯得十分必要了。
一、數(shù)控機(jī)床維修改造的必要性和可行性
我國從上世紀(jì)80年代初即已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，有諸多因素需要對現(xiàn)有的機(jī)床進(jìn)行維修及數(shù)控化升級改造：
1.在許多行業(yè)中，這些數(shù)控設(shè)備均處于關(guān)鍵的工作崗位，有些機(jī)床長期運(yùn)轉(zhuǎn)甚至超負(fù)荷使用，同時又缺少認(rèn)真的維修與保養(yǎng)，造成機(jī)床嚴(yán)重磨損，精度喪失；
2.由于使用人員及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變，或由于技術(shù)力量不足而被長期閑置，有些數(shù)控機(jī)床需要使用時卻發(fā)現(xiàn)機(jī)床不能使用；
3.由于新產(chǎn)品制造的需要，原有數(shù)控機(jī)床的性能已經(jīng)不能滿足使用要求，急需更新升級改造；同時由于計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)的產(chǎn)品更新加快，需要更新數(shù)控系統(tǒng)。
這是一批很大的設(shè)備存量資產(chǎn)，修好了就是財富。只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn)，解決好關(guān)鍵技術(shù)問題，就能以zui小的投資盤活zui大的存量資產(chǎn)，即可爭取到zui大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。尤其對引進(jìn)的CNC機(jī)床，已經(jīng)花費(fèi)了幾十萬到上千萬美元，若在出現(xiàn)故障后不能及時維修、排除故障，就會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。數(shù)控機(jī)床維修、升級改造與購買新機(jī)床相比，只需花費(fèi)購買相同新機(jī)床30%以下的費(fèi)用即可獲得相同的使用效果，因此，機(jī)床的數(shù)控維修改造具有很多優(yōu)勢。
二、數(shù)控機(jī)床維修改造的目標(biāo)和實(shí)施程序
數(shù)控機(jī)床維修改造的目標(biāo)，主要是對機(jī)床存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；也可以在普通機(jī)床上加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床或CNC機(jī)床；也可以進(jìn)行機(jī)械及電氣部分的改造，以便提高機(jī)床的精度、效率或自動化程度；還可以在原有性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，及時地提高設(shè)備的水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改造成當(dāng)今水平的機(jī)床等。
數(shù)控機(jī)床維修改造實(shí)施首先要進(jìn)行技術(shù)可行性分析和經(jīng)濟(jì)可行性分析。要從該機(jī)床在本單位產(chǎn)品制造中的地位和重要程度來分析改造的價值；從該機(jī)床的投入產(chǎn)出率估算，是否能較快收回投資，是否能迅速產(chǎn)生較好的效益；機(jī)床改造后提高了機(jī)床精度，增加了功能，是否能使本單位產(chǎn)品提高水平，或者有利于開發(fā)新產(chǎn)品，從而獲得附加效益等。同時，要進(jìn)行技術(shù)方案的準(zhǔn)備工作。
（1）機(jī)械及液壓系統(tǒng) 檢測目前機(jī)床的精度、機(jī)械傳動鏈的狀況、滾珠絲杠和導(dǎo)軌的狀況、有無重大故障等，以確定機(jī)床維修改造方案（大修或項(xiàng)修）。如果是非數(shù)控機(jī)床要改為數(shù)控機(jī)床，首先要考慮機(jī)械改裝的可行性，zui重要的是導(dǎo)軌的形式及滾珠絲杠的安裝、再有就是機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的傳動間隙與傳動剛度是否符合數(shù)控機(jī)床的要求。
（2）電氣系統(tǒng) 根據(jù)機(jī)床的狀態(tài)及工藝要求來選擇數(shù)控系統(tǒng)。在詳細(xì)了解目前使用較多的數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、性能價格比及機(jī)床的功能要求等指標(biāo)的基礎(chǔ)上，選擇一個比較適合的數(shù)控系統(tǒng)，并確定是否更換驅(qū)動系統(tǒng)，做到既能滿足機(jī)床全部功能要求又不提高標(biāo)準(zhǔn)。
對于外圍電路，改造可采取的方案有兩種：“接口型改造”，即保留外圍繼電器電路，只對NC、PLC進(jìn)行改造，新PLC不參與外圍電路控制，只處理NC所需的指令信號。此方案改造設(shè)計、調(diào)試工作量較小。另一種是“*改造”，在繼電器邏輯較復(fù)雜，故障率較高，又有清楚邏輯圖的情況下，可用新NC所帶的PLC將外圍電路全部改造，簡化了外圍電路，又合理利用了PLC的控制能力。此方案可簡化硬件電路，提高可靠性。
三、用FANUC—0iMB對TD6511臥式銑鏜床數(shù)控改造實(shí)例
用日本FANUC—0iMB數(shù)控系統(tǒng)、交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)及交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)對一臺型號為TDK6511的銑鏜床進(jìn)行X、Y、Z、B軸及主軸系統(tǒng)進(jìn)行改造。保留原有液壓和冷卻系統(tǒng)；在機(jī)床的坐標(biāo)上采用滾軸絲杠傳動機(jī)構(gòu)。整個改造工作包括機(jī)械設(shè)計、電氣設(shè)計、PLC程序的編制、整機(jī)的安裝和調(diào)試。改造后，機(jī)床各坐標(biāo)X/Y/Z軸分別為1400/700/1000 mm；各坐標(biāo)快速和手動速度X/Y/Z軸分別為8000/1000/8000 mm/min，B坐標(biāo)zui大速度為2r/min。機(jī)床加工精度達(dá)到±0.02mm，機(jī)床具有三坐標(biāo)聯(lián)動功能，可完成各種復(fù)雜曲線或曲面的加工。
四、結(jié)論
數(shù)控機(jī)床的維修改造，要制定詳細(xì)的工作進(jìn)程和工作計劃，人員職責(zé)必須明確。此外還要及時地進(jìn)行技術(shù)資料進(jìn)行整理、歸檔，注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做好下一步的維修工作。
一、數(shù)控機(jī)床維修改造的必要性和可行性
我國從上世紀(jì)80年代初即已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，有諸多因素需要對現(xiàn)有的機(jī)床進(jìn)行維修及數(shù)控化升級改造：
1.在許多行業(yè)中，這些數(shù)控設(shè)備均處于關(guān)鍵的工作崗位，有些機(jī)床長期運(yùn)轉(zhuǎn)甚至超負(fù)荷使用，同時又缺少認(rèn)真的維修與保養(yǎng)，造成機(jī)床嚴(yán)重磨損，精度喪失；
2.由于使用人員及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變，或由于技術(shù)力量不足而被長期閑置，有些數(shù)控機(jī)床需要使用時卻發(fā)現(xiàn)機(jī)床不能使用；
3.由于新產(chǎn)品制造的需要，原有數(shù)控機(jī)床的性能已經(jīng)不能滿足使用要求，急需更新升級改造；同時由于計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)的產(chǎn)品更新加快，需要更新數(shù)控系統(tǒng)。
這是一批很大的設(shè)備存量資產(chǎn)，修好了就是財富。只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn)，解決好關(guān)鍵技術(shù)問題，就能以zui小的投資盤活zui大的存量資產(chǎn)，即可爭取到zui大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。尤其對引進(jìn)的CNC機(jī)床，已經(jīng)花費(fèi)了幾十萬到上千萬美元，若在出現(xiàn)故障后不能及時維修、排除故障，就會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。數(shù)控機(jī)床維修、升級改造與購買新機(jī)床相比，只需花費(fèi)購買相同新機(jī)床30%以下的費(fèi)用即可獲得相同的使用效果，因此，機(jī)床的數(shù)控維修改造具有很多優(yōu)勢。
二、數(shù)控機(jī)床維修改造的目標(biāo)和實(shí)施程序
數(shù)控機(jī)床維修改造的目標(biāo)，主要是對機(jī)床存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；也可以在普通機(jī)床上加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床或CNC機(jī)床；也可以進(jìn)行機(jī)械及電氣部分的改造，以便提高機(jī)床的精度、效率或自動化程度；還可以在原有性能的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，及時地提高設(shè)備的水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改造成當(dāng)今水平的機(jī)床等。
數(shù)控機(jī)床維修改造實(shí)施首先要進(jìn)行技術(shù)可行性分析和經(jīng)濟(jì)可行性分析。要從該機(jī)床在本單位產(chǎn)品制造中的地位和重要程度來分析改造的價值；從該機(jī)床的投入產(chǎn)出率估算，是否能較快收回投資，是否能迅速產(chǎn)生較好的效益；機(jī)床改造后提高了機(jī)床精度，增加了功能，是否能使本單位產(chǎn)品提高水平，或者有利于開發(fā)新產(chǎn)品，從而獲得附加效益等。同時，要進(jìn)行技術(shù)方案的準(zhǔn)備工作。
（1）機(jī)械及液壓系統(tǒng) 檢測目前機(jī)床的精度、機(jī)械傳動鏈的狀況、滾珠絲杠和導(dǎo)軌的狀況、有無重大故障等，以確定機(jī)床維修改造方案（大修或項(xiàng)修）。如果是非數(shù)控機(jī)床要改為數(shù)控機(jī)床，首先要考慮機(jī)械改裝的可行性，zui重要的是導(dǎo)軌的形式及滾珠絲杠的安裝、再有就是機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的傳動間隙與傳動剛度是否符合數(shù)控機(jī)床的要求。
（2）電氣系統(tǒng) 根據(jù)機(jī)床的狀態(tài)及工藝要求來選擇數(shù)控系統(tǒng)。在詳細(xì)了解目前使用較多的數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、性能價格比及機(jī)床的功能要求等指標(biāo)的基礎(chǔ)上，選擇一個比較適合的數(shù)控系統(tǒng)，并確定是否更換驅(qū)動系統(tǒng)，做到既能滿足機(jī)床全部功能要求又不提高標(biāo)準(zhǔn)。
對于外圍電路，改造可采取的方案有兩種：“接口型改造”，即保留外圍繼電器電路，只對NC、PLC進(jìn)行改造，新PLC不參與外圍電路控制，只處理NC所需的指令信號。此方案改造設(shè)計、調(diào)試工作量較小。另一種是“*改造”，在繼電器邏輯較復(fù)雜，故障率較高，又有清楚邏輯圖的情況下，可用新NC所帶的PLC將外圍電路全部改造，簡化了外圍電路，又合理利用了PLC的控制能力。此方案可簡化硬件電路，提高可靠性。
三、用FANUC—0iMB對TD6511臥式銑鏜床數(shù)控改造實(shí)例
用日本FANUC—0iMB數(shù)控系統(tǒng)、交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)及交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)對一臺型號為TDK6511的銑鏜床進(jìn)行X、Y、Z、B軸及主軸系統(tǒng)進(jìn)行改造。保留原有液壓和冷卻系統(tǒng)；在機(jī)床的坐標(biāo)上采用滾軸絲杠傳動機(jī)構(gòu)。整個改造工作包括機(jī)械設(shè)計、電氣設(shè)計、PLC程序的編制、整機(jī)的安裝和調(diào)試。改造后，機(jī)床各坐標(biāo)X/Y/Z軸分別為1400/700/1000 mm；各坐標(biāo)快速和手動速度X/Y/Z軸分別為8000/1000/8000 mm/min，B坐標(biāo)zui大速度為2r/min。機(jī)床加工精度達(dá)到±0.02mm，機(jī)床具有三坐標(biāo)聯(lián)動功能，可完成各種復(fù)雜曲線或曲面的加工。
四、結(jié)論
數(shù)控機(jī)床的維修改造，要制定詳細(xì)的工作進(jìn)程和工作計劃，人員職責(zé)必須明確。此外還要及時地進(jìn)行技術(shù)資料進(jìn)行整理、歸檔，注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做好下一步的維修工作。