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机床再制造营造数控系统商机

  目前我国的机床保有量近700万台,已成为世界上机床保有量蕞大的国家,但机床整体水平仍然比较落后,很多20世纪80年代以前的产品仍在超期服役,难以满足加工精度的要求。据统计,目前我国役龄10年以上的机床占60%以上,这些机床在未来5~10年都可能面临大修提升甚至功能性报废或技术性淘汰,从而形成相当规模的可循环利用的再制造潜在资源。

数控化再制造大有可为

以数控机床为代表的“工作母机”,是数字化控制技术和精密制造技术的结晶,是先进制造装备的典型代表。近几年来,国产高精度机床、数控机床和大型机床虽然产量增长迅速,但由于基数太小而在机床产品中所占的份额依然不高。

与此同时,我国机床的数控化率还很低。根据中国机床工具协会提供的统计资料,2000~2006年,我国设备生产厂共生产数控设备29.04万台,出口约3万台,国内销售为26.04万台;共进口数控设备2.2万台。2007年,国产数控机床超过12万台。另外,在“十五”期间更新改造约10万台数控设备,再加上2000年前我国约保有数控设备近9万台,由此估计,我国目前数控设备保有量约70万台。

目前,我国机床的数控化率整体呈逐年递增趋势,据统计,我国的数控化率已由1992年的3.2%递增到2005年13.3%。不过,与日本、美国、德国等发达国家60%~70%的产量数控化率和80%~90%的产值数控化率相比,我国机床设备的数控化率水平还显得太低。

20世纪60年代以来,我国许多重大工程项目进口和自制了一大批大型、重型设备。这些机床的机械部分经过了多年的使用维护,稳定性较好。数控化改造对重型、大型机床的改造,节约的资金更多,尤其有意义。

改革开放以来,我国进口了一大批数控机床。目前,大部分机床已经使用了10~30年,其机械本体和精度保持完好,数控系统等电气部分严重老化,急需改造。

而国外的备件已停产,很难买到。如果把数控系统全部改造成新的国外系统非常昂贵,即使改造了,因为国外数控系统更新换代很快,10年后或许用不了10年还要改造。

另外,20世纪80年代以来,我国生产了大批采用步进电机控制的经济型数控机床,由于步进系统精度低、丢步,系统不可靠,现在这些机床大量趴窝,需要改造。

对普通机床和老化的数控机床进行数控化再制造,不仅可以达到与购置新机床同样的效果:提高零件加工质量和生产率,缩短产品制造周期,改善工作环境;而且还可以减少资金投入,和购买新机床相比,可以节省50%以上的资金。如一套经济型数控化再制造机床的价格仅为相同功能新数控机床的1/5~1/3。

总之,在当前的经济形势下,机床数控化再制造在我国现阶段具有非常重要的意义,可以大大节约设备投资,以较小的代价获得性能先进的数控机床,提高加工效率和加工质量;可全面提升企业现有机床性能,有效提高企业加工制造能力。同时,还将在我国形成新兴的机床再制造与服务产业,具有重要的经济、社会和环境效益。

数控系统迎来机遇

一项具体的机床数控化再制造工程的主要工作内容包括机械与电气改造两个方面,主要是:机床机械精度的恢复和提升、运动精度的恢复与提升、数控系统和伺服系统的选取、辅助装置的选取,以及整机调试、机床检验等方面内容。其中,数控系统和伺服系统的选择和使用是直接影响工程效益的关键。机床数控化再制造的几项内容简述如下:

一、精度恢复和机械传动部分的改进随机床使用役龄的增加,机床的机械传动部件,如导轨、丝杠、轴承等都有不同程度的磨损。因此,机床再制造过程中的首要任务是对机床进行类似于通常的机床大修,以恢复机床精度,达到新机床的制造标准,因此,机床数控化再制造可以结合机床的大修来进行,但机床数控化对机床精度的要求与普通机床的大修是有区别的,即整个机床精度的恢复与机械传动部分的改进,都要为满足数控机床的结构特点和数控自动加工的要求来进行,并应具有批量大修的特征。

二、选定数控系统和伺服系统根据要进行数控化再制造机床的控制功能要求,选择合适的数控系统是至关重要的,直接决定了机床数控再制造的成败。由于数控系统是整个数控机床的指挥中心,在选择时除了考虑各项功能满足要求外,还一定要确保系统工作可靠性。一般以性能价格比来选取,并且适当考虑售后服务和故障维修等有关情况。如选用国产中、高档数控系统,将对今后操作、编程、维修等都带来较大的方便。伺服驱动系统的选取,也按再制造数控机床的性能要求决定。若采用同一家公司配套供应的数控系统和伺服驱动系统,再制造产品的质量和维修更容易得到保证。

三、数控机床辅助装置的选取在机床数控化再制造过程中,要根据机床的控制功能选取辅助装置。如选取四方或六角电动换刀架来实现刀具自动转换功能,刀位数的选择主要按被加工工件的工艺要求决定。由于大部分数控机床的辅助装置目前在国内已有不少生产厂家配套供应,所以选取后即可按其产品说明书在机床相应位置上进行安装、调整。

四、电控柜的设计和制作由于普通机床的电器控制功能要求与数控机床不一样。所以在对旧机床进行机床数控再制造时,原机床的电器控制部分一般只能报废,重新按数控化再制造要求进行设计制作。强电控制部分的线路设计,主要根据数控系统输入、输出接口的功能和控制要求来进行。数控机床的强电控制部分设计中要特别注意的是,数控系统各接口信号的特点和形式要相配,并且在设计过程中应尽量简化强电控制线路。

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