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数控车床加工改造需要注意哪些?
- 2020-11-03-

数控车床加工改造是制造业的一个很普遍的一种设备设计方式,尤其是对于那些一些小企业来说,通过对旧设备的数控化改造,不仅可以节约设备的升级成本,也可以提升企业的加工效率和产品质量,这是一个“多利”行为,所以的话很多企业都或多或少的存在这样的需求。

但是的话企业设备的数控化改造并不是一个很简单的事情,这对改造者的设计能力以及结构处理能力都有很高的要求,说实话这是一个费力不讨好的工作,在我的个人职业生涯当中,我很尽力的去规避做这个事情,在这件事情上很少有“功劳”的成分,但是却很难逃脱被抱怨的声讨,当然我们今天还是就技术论技术。

数控机床改造的话可以分为两种情况,一种是非数控机床进行数控化改造;另外一种是对数控机床进行数控化改造,而前者的难度要远远的大于后者,所以接下来的分享以第一种类型的数控化改造来介绍,如果能搞定第一种类型机床的数控化改造,那第二种也就没有什么问题了。

01 数控系统的选择
选择什么样的数控系统,也就决定了你改造的成本,也在很大程度上面决定了改造的质量,从目前市面上的数控系统的选择来看的话,我们可以大致的从这几个数控系统入手。

A、日本发那科数控系统,这个系统的牛逼之处就是非常稳定,超乎常规的稳定,不论是系统本身的运行还是对于环境的需求都具有很强的适应性,更重要的是现在很多大学的教材都是以这个发那科系统为蓝本来编写出来的,这也就意味着很多毕业生都对这个系统有一定程度的掌握,那企业在招新人的培训成本上会有很大的降低,这也是选择这个系统的一大优势。

B、德国西门子数控系统,这个系统也是很多人愿意去选择的主流系统,它的稳定性还有强大的功能自然不用过多的赘述,但是的话有一个地方是我很不满意的,就是这个系统对使用环境是非常苛刻性,我所在的城市是位于中国的南方,每年春天的湿气很重,墙壁上会流水的那种,这个使用环境对西门子数控系统而言简直就是灾难,电路会板一块接一块的烧啊,维修成本也是在飘红,设备运维的老大在报销维修费用的时候都头皮发麻,所以的话南风天气根本就不敢停机啊。

C、中国广数或华中数控系统,这两个数控系统是国内的主流品牌了,如果非要再加入一个选择的话,那也许就是凯恩帝数控系统了,其实他们的品质应该都差不多,或者说都一样“差”(确实存在一定的差距),无论是从功能上还是稳定性上,和上面两个系统比起来,还有很大的进步空间,虽然作为一个中国人,我们不能妄自菲薄,但是事实就是的精神我们还是需要有的,革命尚未成功,通知仍需努力啊。

做数控化改造,千万不要在系统上做妥协,除非你根本就没有从长远来规划过机床的稳定性和加工质量的保障,否则前期节约的那点钱,还不够你后期的维修与保养费,更别说对你生产效率和质量的影响了,所以我的建议是,在你力所能及的前提下,尽力买好一点的数控系统。

02 电机的选择
电机的选择很关键,特别是对于机床的数控化改造更是如此,我们需要考虑的因子有很多。

A、切削力的大小,如采用什么样的刀具,实现什么样的加工,加工什么样的材料等等;

B、进给方向是什么样的导轨,是线轨还是滑轨?这在传动效率上是完全不一样的,这也就意味电机的功率不一样;

C、升降轴的电机是否需要平衡掉这个轴运动机构的重力,还是另外采用重锤或液压来做平衡;

D、升降轴的电机是否需要选择带抱闸的电机来防止该向机构的下滑。

电机的选择在一定程度上决定了机床的使用性能,如果选择不好,机床虽然可以动起来,但是是否能够正常的满足使用那就两说了,当然这里面牵涉到很多的计算和校核,这不是一个很简单的工作,还是很具有一些技术含量的。

03 进给机构的改造
对于很多老式设备而言,其进给机构大多采用都是滑动导轨和T型丝杆的传动方式,这种方式并不是很实用与数控系统的改造,所以通常我们会在一定程度上重新来规划各个进给方向的传动机构,尤其是传动丝杆和电机的连接,电机的固定等等,这些结构都可能牵涉到一定的再加工和零部件的增加,而且这些结构的增加还需要充分考虑原有结构的空间和局限,所以这是一个很麻烦的事情,这也是我很讨厌做这个事情的原因,你需要在结构上去做很多妥协,而这些妥协的背后就是改造的使用隐患,其花费的心思并不比设计一台新的设备少,甚至设计一台新的设备要来的更自由和容易一些。

如果可能的话,还是尽力换掉导轨和丝杆,当然这要充分的评估机床的结构与使用程度,千万不要想着勉强使用,因为数控系统对设备的传动精度还是有一定的要求的,否则并不是说经过数控化改造的设备就一定能实现更高精度的零件加工,这在设备本身的精度和数控系统的牛逼上是相互相成的,只有这两个方面都做好了,才能真正实现一台数控设备的稳定加工。

采用滚珠丝杆和直线导轨是最普遍的使用方法,至于如何去选择直线导轨和滚珠丝杆,可以去我的专栏里查看相关的文章,那里面我有很详细的介绍,包括结构都很详细的说明。

04 机床几何精度的恢复
重新做机床的几何精度,对设备进行数控化改造,并不是单纯的配置一个数控系统那么简单,更需要对设备本身的硬件几何精度做一个综合的检测,并依据检测的结果对其做一定程度的修复与保障,这样才能很好的实现该设备的数控化改造。

如果你不知道如何去检测一台设备的几何精度,可以去查阅相应的设备国标,国标里面对每项精度都有很详细的图示和数据要求,当然也可以去我的专栏里翻阅我的文章,我在里面有一篇就是写如何检测设备精度的,其中包括了什么样的精度,要求是多少,检测方法是怎么样的,有很详细的说明,只有建立在几何精度合格与可靠的前提下的数控化改造才有可能成功,否则就是改了个样子而已,对于真正的加工并没有太大的实际意义。

一台设备比较容易磨损的如导轨、丝杆、主轴,齿轮、传动轴等等,对这些关键部件和零件进行检查也是一项非常重要的工作,因为这些零件在很大程度上就决定了设备的几何精度和加工质量。同时很多易损件还存在于数控系统相关部件的接口问题,是考虑全新更换,还是过渡性质的设计都需要做一个综合的考量。

05 防护功能的增加
对于很多老式的设备而言,几乎都是开放式的加工,但是数控设备不一样,特别是现在出来的数控设备,几乎都是封闭式的加工,因为加工过程不需要人工介入,所以对于铁屑和冷却液的飞溅就需要做很好的防护,这也是一个让人非常头疼的事情,老式设备几乎都是开放式的设备,从其设计结构而言就很难去实现全封闭的防护,特别是很多结构的局限是你根本就无法去弥补的,这也是一个让我非常痛恨的问题。

如果你不做这一块,你的数控化改造就会存在一个很大的硬伤,基本上从外观上就很难合格,更比说存在的加工过程的缺陷了,如果强行做这一块,那又将是一个做多错多的陷阱,也许是你永远都无法擦完的屁股,会成为使用者永远诟病的理由。

综上所讲,设备的数控化改造并不是一个很好的活儿,如果没有很大的必要,还是尽量不要去碰这个东西,当然如果你的要求非常低的话,那也是很容易做的一个活儿,就看你的自我设限了。