传统机械加工机床机电一体化改造分析
2020-11-29陈蓉
陈蓉
(江苏省淮阴商业学校,江苏 淮安223003)
机械加工领域当前进行机床机电一体化改造、完成自动化技术应用已经成为发展趋势。机电一体化主要是利用计算机技术进行光学控制、电子技术控制等,实现系统化、网络化、模块化、智能化的加工模式。机电一体化改造后优化了机械加工的产品精度,提升了机械加工质量,改进了机械加工技术,对于智能制造发展来说具有重大意义。
1 传统机械加工机床机电技术改造的重要意义
机电一体化逐步发展,将传统的机械加工技艺加以改造,在推广和应用中不断提升机电加工工作效率,实践证明改造具有重要意义。
改造后的机床机电一体化有智能化优势,通过更新软件,利用计算机控制软件,将机电一体化全过程实现智能化操作,利用智能化软件改变传统的人为操作经验判断等方法,实现了智能化自行筛选和自行判断。这种基本逻辑功能模拟人类的行为,规避了传统技术控制中的风险因素。
机床机电一体化改造具有个性化优势,可以对机械加工的个性需求提供专业定制,适应经济结构逐渐转变和社会经济体制升级的特征,企业和人们对事物个性化的需求逐渐增多,而这种实际发展需求需要机电一体化改造才能完成。通过个性化加工,根据市场需求对产品升级,满足智能个性化产品的需要[1]。
机床机电一体化改造能够实现高速运行,如采用微控系统提升机床主轴转速。在传统机床机电加工模式下,转速达不到加工件的加工需求,而采用智能化改造之后,可以将原有的转速加快2 倍以上,为整个机床加工生产效益优化提供基础。以纳米技术为例,纳米机床机电一体化的改造可实现更加高精度的机械加工和转速更高的主轴运行,达到高速加工使用效果。
机床机电一体化改造体现绿色环保优势,不仅使技术提升和效能增强,且可减少材料和燃料的损耗。以绿色能源为基础的机电一体化机械加工机床必将成为机械加工机床改造优化的主流趋势。
2 传统机械机床机电技术应用现状
改革开放以后,数控机床技术不断升级,不断向着国际水准迈进,解决了精密、小批量、多品种零件加工等问题。这是对传统机械机床机电技术改造后获得的效果,受相应条件制约。中国在进行传统机械加工机床一体化运行时遇到了一些问题,例如数控机床价格较高,大量的普通机床运行难以实现。精密化加工需求,而重新购置数控机床交货周期又较长,自主知识产权较为缺失,影响了中国机械加工一体化的改造进程。因此针对当前机电一体化技术发展现状,提出了普通机床数控改造方案。通过对数控体系的改造,提高了工作效率,进一步推动机电一体化技术的发展。在进行传统机械加工机床、电一体化改造时,采用数字技术和微电脑技术的优势对控制系统予以升级,使得传统机械加工机床也具备了数控加工的能力。通过数控改造将改造特征凸显,缩短交货期,降低购买新机床的成本,使机械性能更加可靠稳定,改造后的机床性能好、质量高,通过彻底改造简化维修操作[2]。淘汰一些已经使用多年的设备。不断提升操作者维修和操作新机制的技能,采用最新的控制技术,按照技术改革发展要求,提升生产设备自动化水平,充分利用现有条件,将传统机械机加工机床进行一体化改造,节约了改造成本,而且缩减了生产准备周期,提高了产品质量,降低了工作人员的劳动强度。
3 机械加工机电机床一体化改造相关要点分析
机械加工机电机床一体化改造要满足产品种类日益增多、质量不断提高的需要。针对设备老化、技术老化的问题进行有效的技术改进。目前中国的工业企业存在技术老化、设备老化问题,已经成为亟待解决的大问题,采用新工艺、新设备进行技术改造已经成为一种发展趋势。
机电机床一体化改造拥有巨大的市场前景,针对原有的质量差、品种少、档次低等问题,从国际市场、国内市场的需求出发,进行数字化改造,改变经济发展模式中原有的思路,解决从国外引进的设备生产线消化吸收不好、维护不当的问题,发挥自主技术研发潜力,进行机电改造,针对控制部分、机械部分等进行一系列的改造提升,改进支撑与家庭的结构设计,提高加速能力,缩小反向死区误差,通过一体化改造还将加工零件程序输入到存储器中,提升了加工效率、精度[3]。
改造过程中,首先要注意改造的稳定性,传统的机械加工、机床加工一般采用焊接的方式,在此基础上使用材料及升级技术。改变原有的加工结构,将其改变为高效能、高精度的结构。例如在进行坚固的铸造件改造过程中,注重铸造的整体性,不破坏设备本身结构,方能保证机床整体稳定性。例如对普通车窗进行改造,主要是将纵向横向给进系统采用微机控制的方式,将刀架改造为数控模式,切削次序和刀具按照程序自动调节和更换,总体设计考虑数控系统的运动方式,选择计算机执行机构,使改造后的数控机床可以循环加工、螺纹加工,连续控制,保证加工精度的同时,实现经济运行[4]。
在进行维护操作时,要实现机电一体化操作,必须做好日常的使用和维护。比如采用逻辑程序编制和计算机信息处理的方法,能够保证维修操作的高效性和安全性。按照技术改造要求,循序渐进地实施维护方案。
通过改造,提高设备自动化效率和水平,打破原有的技术壁垒,提升工作效率,确保精度、专业、生产三方面均安全稳定运营。充分发挥机械加工机床机电一体化的技术优势,采用成本控制和材料节约思路,降低企业成本。以经济型数控机床为例,通过降低成本,系统改造后性能良好,节约了大量的资金。使用经济型数控车床加工时,只需转变加工程序,就可以适应生产需求,降低生产成本。改变传统手工操作的模式,对复杂零件进行简单处理。
4 传统机械加工机床机电一体化改造发展趋势
未来,智能化将成为机电一体化的发展趋势。产品具有较高的控制性,能够模拟人类行为进行自主决策、判断推理和逻辑分析[5]。例如数控机床和机器人结合后,可将一体化改造后的优势进一步凸显,机电一体化改造将走个性化发展道路,生产模式发生转变,实现虚拟智能和精益生产。微型化将成为机械加工机电机床一体化的主要特征,MEMS 微机电系统可以对1 cm 以下的几何尺寸零部件进行加工,通过激光测试仪测量出3 个轴向的误差量和补偿量。PLC 机械一体化技术设计借助数控机床误差补偿模型,提高了机器的工作效率,可迅速判断机床系统的主要误差来源,分别为机床几何误差、测头预行程误差和测头半径误差,可应对机床内部零件愈加复杂的情况,促进数控机床向快速化方向发展[6]。主轴转速达到10 000 r/min,主轴快速移动,转速加速增长,加工精度不断提升。随着纳米级机床的推广,未来可以达到精度为0.005~0.01 Nm 的定位,最小分布率达到1 nm,满足精度加工的需求。
5 结束语
机械加工机床机电一体化改造后,将更大程度地利用资源,降低对生态环境的破坏。随着技术的发展,传统的机械加工机床已经难以跟上时代步伐。对机械加工机床进行一体化改造是适应现代化发展需求、提升加工功率效率的要求。今后在配置新技术、新设备方面,对于传统机械加工机床如何进一步实现一体化技术的应用还需加大研究力度。重点关注方便维修,减少使用周期,降低维护周期,真正使机械加工机电一体化为生产所用。