一、 國情
目前我國所擁有的機床數量及型號來看,我國現有的機床80%是老式人工操作機床,而CNC數控系統卻只有10%-20%,而機床數控化程度是衡量一個國家機械制造水平重要標志,世界發(fā)達國家都把發(fā)展數控技術作為機械工業(yè)的發(fā)展重點。目前我國機械制造水平與發(fā)達國家相比存在很大的差距,設備陳舊、技術落后,嚴重影響我國生產力發(fā)展。采用數控機床,逐漸增加數控機床比重已成為我國機械工業(yè)部重要戰(zhàn)略部署。而提高數控率有兩個途徑:1、購買新數控機床;2、把普通數控機床進行數控改造。根據我國目前的財力和工業(yè)發(fā)展狀況,完全靠化大量的資金購買數控設備提高數控率是不經濟的,而普通機床通過數控化改造是快捷、經濟的,是符合我國國情,也是提高機床數控率重要途徑。
二、 市場競爭
在市場經濟條件下,多品種、中小批量生產已成為現在機械制造業(yè)的基本特征。隨著市場經濟的激烈競爭,產品的更新換代越來越快,生產效率、質量也越來越高。企業(yè)靠普通機床加工設備是不行的,必須要有柔性的數控機床才能滿足加工要求??抠徶眯聰悼卦O備來滿足加工要求,投資大,回收資金周期長,受企業(yè)財力限制。而采用數控系統改造升級,實現自動化、精密化,提高加工柔性,是大部分企業(yè)更新機床設備重要途徑
三、 企業(yè)效益
在殘酷的市場競爭條件下,企業(yè)生存之本在于效益,效益取決于產品質量和成本。而機械制造業(yè)質量取決與設備自動化程度和精度,數控機床在產品一致性和精度都高于普通機床;數控機床能耗低、效率高、可靠性高。普通機床數控改造后對企業(yè)效益有利幾點:1、生產對比:①通過提高切削速度和進給速度,從而達到成倍提高生產效率,有效提高零件的表面加工質量和加工精度并解決常規(guī)加工難以解決的某些特殊材料(如鋁鈦合金、模具鋼、淬硬鋼)和特殊形狀零件(如復雜薄壁零件)的高效加工問題。②通過工藝復合,減少工件的安裝次數,有效縮短搬運和裝夾時間。例如,將五面五軸加工中心與立車復合構成萬能加工中心,可實現一次裝卡完成零件的大部分(或全部)加工。③采用圓周銑加工孔和以螺旋軌跡插補實現不鉆底孔的直接攻絲等新加工方法,大幅度減少手動換刀次數,提高加工效率。④為數控機床開發(fā)智能尋位加工功能,消除對精密夾具和人工找正的依賴,有效縮短單件小批加工的準備時間。2、能耗對比:①傳統機床能耗大,尤其表現在大功率的交直流電機,改造前電機多,傳動復雜,負載重能耗有效利用率低。②機床主軸采用大功率直流電機傳動的機床,數控改造后將去掉交流拖動直流發(fā)電機組,而采用直流調速器控制,節(jié)約50%能耗。3、維修對比:①數控連續(xù)無故障工作時間長,維修快捷、方便,系統有自診斷能力可快速幫助維修人員查找問題。②普通機床靠老式繼電控制,故障頻繁,維修繁瑣,問題診斷困難。4、人力資源對比:①普通機床操作對機床操作人員個人技能要求高,對機床熟悉程度要求高。②普通機床操作人員勞動強度高,效率低,人力資源成本高??傊當悼貦C床加工產品成本低、質量高,企業(yè)效益好,利潤高。
四、數控機床種類
目前數控分為四種:1、傳統數控,如FANUC 0系統、MITSUBISHI M50系統、SIEMENS802C/D系統、國產單版機KND1000T/M、GS980T等。這是一種專用的封閉體系結構的數控系統,也屬于經濟型數控系統。目前,這類經濟型系統還是占領了國內制造業(yè)的大部分市場,主要針對經濟型機床。2、PC嵌入NC結構的開放式數控系統,如FANUC18i、16i系統、SINUMERIK 840D系統、Num1060系統、AB 9/360等數控系統。這些數控系統制造商將多年來積累的數控軟件技術和當今計算機豐富的軟件資源相結合開發(fā)的產品。它具有一定的開放性,但由于它的NC部分仍然是傳統的數控系統,用戶無法介入數控系統的核心。這類系統結構復雜、功能強大,價格昂貴,主要針對大型多軸聯動機床數控改造用,如大型鏜銑加工中心、龍門加工中心、多軸聯動磨齒等高附加值設備。 3、NC嵌入PC結構的開放式數控系統,NC嵌入PC”結構的開放式數控系統 它由開放體系結構運動控制卡和PC機共同構成。這種運動控制卡通常選用高速DSP作為CPU,具有很強的運動控制和PLC控制能力。它本身就是一個數控系統,可以單獨使用。它開放的函數庫供用戶在WINDOWS平臺下自行開發(fā)構造所需的控制系統。因而這種開放結構運動控制卡被廣泛應用于制造業(yè)自動化控制各個領域。如美國Delta Tau公司用PMAC多軸運動控制卡構造的PMAC-NC數控系統、日本MAZAK公司用三菱電機的MELDASMAGIC 64構造的MAZATROL 640 CNC等,這類系統在國內用得很少。4、SOFT型開放式數控系統,這是一種最新開放體系結構的數控系統。它提供給用戶最大的選擇和靈活性,它的CNC軟件全部裝在計算機中,而硬件部分僅是計算機與伺服驅動和外部I/O之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應的驅動程序一樣。用戶可以在WINDOWS NT平臺上,利用開放的CNC內核,開發(fā)所需的各種功能,構成各種類型的高性能數控系統,與前幾種數控系統相比,SOFT型開放式數控系統具有最高的性能價格比,因而最有生命力。通過軟件智能替代復雜的硬件,正在成為當代數控系統發(fā)展的重要趨勢。其典型產品有美國MDSI公司的Open CNC、德國Power Automation公司的PA8000 NT等。
五、數控改造幾大部分
1、機械維修改造。機床部分維修改造主要目的恢復、提高機床精度和性能,如傳動結構改造,將原有傳動結構去掉,重新設計安裝滾珠絲桿、伺服電機連接及安裝加工件,修復導軌及主軸精度等。2、電氣部分改造包含數控系統、伺服驅動、電機、功能模塊及低壓電氣元件選型,尤其是伺服電機、驅動必須根據機床實際結構和負載進行計算選擇,另電氣原理圖設計必須規(guī)范標準。3、現場安裝調試,安裝調試必須嚴格按照規(guī)范進行,要有一絲不茍,精益求精精神,避免返工現象。4、精度驗收5、試加工及培訓。