普通机床智能化改造

吴大海

摘 要：随着经济的快速发展，制造业也在高速发展，工业生产量的需求在不断提高。机床在机械制造中发挥着巨大的作用，因此，为了更好地适应工业发展的需要，对普通机床进行智能化改造，既可以解决现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多零件的加工问题，而且能够稳定产品的质量，提高生产的效率。我国作为机床大国，如果购买智能化的机床则花费较高，且当前的机床也不能够有效地进行利用，因此改造现有的机床将其智能化是总的趋势。在现有的技术基础上，将机械运动的自动化向信息控制的智能化方向发展成为当下亟待解决的问题。

关键词：机床改造；电气控制；数控

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

1 普通机床智能化改造的意义

当前，在全球化的经济浪潮中，以生产加工为主要业务方向的企业要想占得一定量的市场份额，就必须迎合市场多变的需求，不断地开发出新产品，以最低廉的价格，最优良的品质，最短的时间满足市场的需要，这样才能在激烈的竞争中生存下来。而普通机床已经不能够满足企业的生产需求，难以适应激烈的市场环境，因此，对普通机床进行智能化改造是大势所趋。

普通机床的使用危险性大，所需要的劳动力高，而且不能够进行批量化的生产，智能化机床则可以很好的解决这一系列的问题。智能机床的出现为将来制造业实现全盘生产自动化创造了条件，机床技术发展的目标就是实现全盘生产智能化，由单机智能化向FMC、CIM、CIMS发展，稳定产品的质量，提高生产的效率，降低生产的成本，从而创造更多的财富价值。在单个机床的智能化水平提高以后，可以减少工作人员在该机床管理方面的工作量，从而可以节省人力，进而投入到解决机床外的其它问题，进一步发展智能机床和机床智能化。

2 普通机床智能化改造的条件

普通机床进行智能化改造需要确定是否可以对其进行改造，有些机床难以达到改造的标准。首先，需要考虑产品的加工性，虽然机床的智能化改造后具备一系列的优点，但是不是适用于所有产品的加工方式，因此企业在对机床改造前需要对自己的产品进行分析，看该产品是否适合在智能化机床下进行加工生产。其次需要考虑机床的状况，智能化改造是在原本的基础上进行的，如果主要的一些部件缺失就难以实现改造，还有如果本身受力不稳也不适合进行。最后还要考虑经济效益。对机床进行改造的初衷就是利用好现有机床，节约资源，如果改造的价格仅仅是同类设备价格的30%以内，经济上才比较合算。改造的费用主要是机械的改造跟零件是否可以继续利用有关，还有不同数控系统之间的价格差异，一般来说，企业会根据需求自行选择哪种系统。

3 普通机床智能化改造的对策分析

普通机床包括普通车床、钻床、镗床、铣床、刨插床等，本文以铣床为例，对铣床进行智能化的改造进行对策分析。通常情况下，铣床主要是达到这两个条件就可以具备完善的功能，首先是基础配件的刚度要高，如果刚度不够，在经受一定的压力之后就会变形，其次是成本要足够低，这样改造才有意义。

铣床的智能化改造第一步是要根据实际的情况选择不同的数控系统。第一种是成本较低的由步进电机拖动的开环系统。它可以满足大部分的铣床的改造需求，具有构造简单、操作方便、运行安全等特点。第二种是由异步电动机或者直流电机拖动的，光栅测量反馈的闭环数控系统。第三种是由交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统，它是现在企业里使用比较多的一种。第二步就是对铣床的主传动进行自动化改造。通常来说，对铣床的性能需求不是很高，因此主传动的位置不需要做过多的变化，主轴传动效率连接链、主轴内的变速构造也基本上都可以不用改变，除非智能需求的标准较高。最后就是对进给传动的数控改造，主要就是这四个部分，滑动导轨副，齿轮副，滑动丝杠与无间隙丝杠和安全防护。滑动导轨需要具有较高的精度和工艺性，以及能够承受摩擦、磨损，同时还需要具备一定的刚度，防止导轨在受力的情况下变形进而影响加工的精度，因此，会在原来的导轨上粘接聚四氟乙烯软带。为了确保铣床有一定的传动精度，就会使用较高的齿轮精度等级。普通铣床一般不选用低于六级的滑动丝杠，虽然价格相对低廉但是精度不够，通常会选用无间隙丝杠，摩擦损失小、效率高、寿命长。普通铣床的改造完成后，要进行安全性检查，防止事故的出现。

本次就以机床型号为ZJK7532-A立式铣床为例，做出实例分析。该机床的状况良好，可以对其进行智能化改造。本次改造的主要目的就是利用数控系统对主轴升降和工作台的XY轴的进给运动进行控制，实现三轴同步驱动，并将铣床的主轴改为交流伺服电机驱动。首先是数控系统的选择，根据市面上的调研和数控系统选择原则，本次系统选用FANUC数控系统。接下来是配置和安装数控装置，数控装置是机床的核心，其中的系统软件对代码进行处理，输出相应的指令脉冲，其中最基本的信号就是经过插补运算后的各坐标的进给速度、进给方向和位移量指令。最后是连接与调试FANUC数控系统，根据下列步骤：（1）设置系统功能参数；（2）进给伺服初始化；（3）设定伺服参0i系统#1001至#1007的有关参数；（4）主轴电动机的初始化；（5）设定主轴控制的参数；（6）设定系统和机床的其他有关参数；（7）编制梯形图，调机要想主轴电动机转动，必须把控制指令送到主轴电动机的驱动器。

4 结语

随着我国工业的不断发展，产品的质量与数量的需求在不断提高，普通机床已经难以满足现在的市场需求，为了提高产品的产量和生产的效率，对普通机床进行智能化改造已经是大势所趋。只有不断地发展智能化机床技術，促进普通机床的改造，才可以有效地节约资源，创造更多的产值。

参考文献：

[1]余英良.机床数控改造设计与实例[J].机械工业出版社，2016（02）.

[2]王学东.开放式数控系统步进电机的控制研究[J].邢台职业技术学院，2015（06）.

[3]杨丰.普通机床的数控改造[J].长沙航空职业技术学院学报，2016（09）.

[4]徐靖，刘敏，赵春.探讨普通车床机械结构的数控化改造[J].机电工程技术，2017（10）.

[5]李建国.普通机床数控改造关键技术的设计研究[J].科技创新导报，2015（03）.