數控化改造機床的一體化探討

摘要：機電一體化的實質是機械工程技術與微電子技術的結合。機電一體化技術是一門跨學科的綜合性的復合技術，它隨機械工程技術、微電子技術、計算機技術、激光技術、材料工程技術的發(fā)展而進步。機電一體化的一些共性關鍵技術有：信息處理技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服傳動技術、精密機械技術、系統總體技術等。

關鍵詞：機床；數控機床；機電一體化

我國目前機床總量380余萬臺，而其中數控機床總數只有11.34萬臺，即我國機床數控化率不到3％。近10年來，我國數控機床年產量約為0.6～0.8萬臺，年產值約為18億元。機床的年產量數控化率為6％。我國機床役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機床中，自動/半自動機床不到20％，FMC/FMS等自動化生產線更屈指可數（美國和日本自動和半自動機床占60％以上）。可見我們的大多數制造行業(yè)和企業(yè)的生產、加工裝備絕大數是傳統的機床，而且半數以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數控化率。

1 機床改造的意義

目前，我國的工廠企業(yè)，除了一些新建單位外，大多數都存在“技術老化”的問題設備役齡在15年以上的，所占比重相當大，面對這么多陳舊設備應該怎么辦？這是一個急待解決的大問題。為實現工業(yè)現代化，我們同樣要創(chuàng)造和引進新技術，新工藝，新設備，進行必要的設備更新。另一方面動員機械制造業(yè)的廣大職工，堅持自力更生和勤儉本企業(yè)的方針，大搞技術革新，挖掘設備潛力，更具有現實意義。而改造機床是深受大家歡迎的一種革新形式，為滿足生產的需要已經做出了重大的貢獻。例如，某機械廠生產的只要產品是板框壓濾機，生產批量很大，僅慮壓板每年需要兩萬多塊，總重量2200多噸。為了滿足生產的需要，如果設計制造一條新的加工作業(yè)線，需要投資20余萬元，便改裝成了專用加工作業(yè)線。此作業(yè)線自1960年投產以來，到現在已使用了20多年了，一直負擔者全部慮壓板的生產任務，并且加工質量很穩(wěn)定。又如，這個廠利用一臺報廢了的皮帶傳動龍門刨的床身，改裝成了一臺行程8米的導軌磨，從1972年改裝成功到現在，共大修本廠機床400多臺次，協助兄弟廠大修床身百余臺，并且修磨精度高，光潔度好；然而改裝這臺機床只投資5000元，可是購買一臺新的導軌磨床卻要花費10幾萬元。

改造機床的效益是多方面的，再從提高生產率看，假設改造機床100萬臺，每臺生產率提高20%，這就等于多生產20萬臺新機床；反之，如果不對舊機床實行技術改造，當前生產的新機床在技術水平上或數量上又不能及時地滿足生產需要時，那就勢必會影響國民經濟的高速發(fā)展。通過上述事例不難看出，機床改造不但是解決設備“技術老化”的重要途徑，能夠滿足生產發(fā)展的需要，而且可以獲得十分客觀的經濟效果。

2 普通機床數控化改造的策略

隨著我國對外開放步伐的加快，我國機床加工業(yè)也進入了一個全新的發(fā)展時代。通過對國外先進技術的引進，以及我國對科技的自主攻關，開發(fā)研制出一系列具有自主版權的數控系統，為我國數控機床產業(yè)化發(fā)展打下了良好的技術基礎。我國自主研發(fā)的數控機床已達1300多個品種，具有很高的覆蓋率。目前我國新研發(fā)的數控機床絕大部分已經達到了上世紀80年代中期的國際水準，也有一部分達到了90年代的國際水準。我國對數控機床技術的研發(fā)已由研究開發(fā)階段邁向推廣應用階段，由封閉型系統向開放型系統過渡。一些單項目的數控技術已經于國際水平持平。雖然數控機床能夠生產出形狀復雜、精確度高以及多變的零部件，能夠使得加工的零部件質量得到提升，提高生產效率，但是數控機床在應用推廣過程中也受到了諸多其它條件的限制。

對舊式機床進行數控化改造，可是進行小批量零部件生產、加工出多品種且復雜的零件、零部件的加工精度和生產效率均得到提高，節(jié)約成本，縮短了生產周期，更加適合我國國情的需要。經濟型數控系統正是結合我國的國情以及實際生產的需要而誕生的。目前，我國經濟型數控機床系統發(fā)展飛快，已經研制出幾十種NC系統。經濟型數控機床主要具有如下特點：價位低廉。進口標準的數控機床需要幾十萬甚至上百萬的資金，而經濟型數控機床僅需要幾萬元，其具有較高的性價比。正因如此，其很適合在一線生產線上進行大面積的推廣。能夠滿足多種產品的生產的需要，并能夠進行中小批量的自動化生產，能滿足不同產品的需求。在普通機床上能夠加工的零件，在經濟型機床上也能進行加工，對于加工不同的零件只需要通過修改加工程序變可是實現，能夠很快的達到批量生產。產品質量較高，降低了廢品的產生率。由于數控機床的精確度較高，因此其所加工生產出的零件尺寸均統一，合格率高。能夠有效控制復雜零件加工精確度。普通機床在加工復雜零件時需要成熟技工邊加工邊與樣板進行核對，費時費力，且生產出零件質量得不到保證，而經濟型數控車床是通過程序進行加工，加工時間短，且質量有所保證。使得工人的勞動強度得到降低。經濟型數控機床的應用，使得工人擺脫了緊張而繁重的體力勞動。

3 結束語

目前，在機械加工工業(yè)中，絕大多數是舊式機床，如果改用微機控制、實現機電一體化的改造，會使機床適應小批量、多品種、復雜零件的加工，不但提高加工精度和生產率，而且成本低、周期短，適合我國國情。利用微機實現機床的機電一體化改造的方法有兩種，一種是以微機為中心設計控制部件；另一種是采用標準的步進電機數字控制系統作為主要控制裝置，前者需要重新設計控制系統，比較復雜；后者選用國內標準化的微機空控制系統，比較簡單。隨著當今工業(yè)設備對精密程度的要求越來越高，加工設備的機械加工設備的加工的精密程度也要求越來越高。而在中國的機械加工設備的車床中普通車床占了很大比例。這已經越來越制約著當今工業(yè)的發(fā)展。而數控機床由于價格昂貴，且需要較高技術的加工工人。所以對機床進行自動化改造很是必要。

參考文獻

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