與此同時(shí),我國(guó)機(jī)床的數(shù)控化率還很低。根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具協(xié)會(huì)提供的統(tǒng)計(jì)資料,2000~2006年,我國(guó)設(shè)備生產(chǎn)廠共生產(chǎn)數(shù)控設(shè)備29.04萬臺(tái),出口約3萬臺(tái),國(guó)內(nèi)銷售為26.04萬臺(tái);共進(jìn)口數(shù)控設(shè)備2.2萬臺(tái)。2007年,國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床超過12萬臺(tái)。另外,在“十五”期間更新改造約10萬臺(tái)數(shù)控設(shè)備,再加上2000年前我國(guó)約保有數(shù)控設(shè)備近9萬臺(tái),由此估計(jì),我國(guó)目前數(shù)控設(shè)備保有量約70萬臺(tái)。
目前,我國(guó)機(jī)床的數(shù)控化率整體呈逐年遞增趨勢(shì),據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)的數(shù)控化率已由1992年的3.2%遞增到2005年13.3%。不過,與日本、美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家60%~70%的產(chǎn)量數(shù)控化率和80%~90%的產(chǎn)值數(shù)控化率相比,我國(guó)機(jī)床設(shè)備的數(shù)控化率水平還顯得太低。
20世紀(jì)60年代以來,我國(guó)許多重大工程項(xiàng)目進(jìn)口和自制了一大批大型、重型設(shè)備。這些機(jī)床的機(jī)械部分經(jīng)過了多年的使用維護(hù),穩(wěn)定性較好。數(shù)控化改造對(duì)重型、大型機(jī)床的改造,節(jié)約的資金更多,尤其有意義。
改革開放以來,我國(guó)進(jìn)口了一大批數(shù)控機(jī)床。目前,大部分機(jī)床已經(jīng)使用了10~30年,其機(jī)械本體和精度保持完好,數(shù)控系統(tǒng)等電氣部分嚴(yán)重老化,急需改造。
而國(guó)外的備件已停產(chǎn),很難買到。如果把數(shù)控系統(tǒng)全部改造成新的國(guó)外系統(tǒng)非常昂貴,即使改造了,因?yàn)閲?guó)外數(shù)控系統(tǒng)更新?lián)Q代很快,10年后或許用不了10年還要改造。
另外,20世紀(jì)80年代以來,我國(guó)生產(chǎn)了大批采用步進(jìn)電機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,由于步進(jìn)系統(tǒng)精度低、丟步,系統(tǒng)不可靠,現(xiàn)在這些機(jī)床大量趴窩,需要改造。
對(duì)普通機(jī)床和老化的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化再制造,不僅可以達(dá)到與購(gòu)置新機(jī)床同樣的效果:提高零件加工質(zhì)量和生產(chǎn)率,縮短產(chǎn)品制造周期,改善工作環(huán)境;而且還可以減少資金投入,和購(gòu)買新機(jī)床相比,可以節(jié)省50%以上的資金。如一套經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化再制造機(jī)床的價(jià)格僅為相同功能新數(shù)控機(jī)床的1/5~1/3。
總之,在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下,機(jī)床數(shù)控化再制造在我國(guó)現(xiàn)階段具有非常重要的意義,可以大大節(jié)約設(shè)備投資,以較小的代價(jià)獲得性能先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床,提高加工效率和加工質(zhì)量;可全面提升企業(yè)現(xiàn)有機(jī)床性能,有效提高企業(yè)加工制造能力。同時(shí),還將在我國(guó)形成新興的機(jī)床再制造與服務(wù)產(chǎn)業(yè),具有重要的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。數(shù)控系統(tǒng)迎來機(jī)遇
一項(xiàng)具體的機(jī)床數(shù)控化再制造工程的主要工作內(nèi)容包括機(jī)械與電氣改造兩個(gè)方面,主要是:機(jī)床機(jī)械精度的恢復(fù)和提升、運(yùn)動(dòng)精度的恢復(fù)與提升、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的選取、輔助裝置的選取,以及整機(jī)調(diào)試、機(jī)床檢驗(yàn)等方面內(nèi)容。其中,數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的選擇和使用是直接影響工程效益的關(guān)鍵。機(jī)床數(shù)控化再制造的幾項(xiàng)內(nèi)容簡(jiǎn)述如下:
一、精度恢復(fù)和機(jī)械傳動(dòng)部分的改進(jìn)隨機(jī)床使用役齡的增加,機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)部件,如導(dǎo)軌、絲杠、軸承等都有不同程度的磨損。因此,機(jī)床再制造過程中的首要任務(wù)是對(duì)機(jī)床進(jìn)行類似于通常的機(jī)床大修,以恢復(fù)機(jī)床精度,達(dá)到新機(jī)床的制造標(biāo)準(zhǔn),因此,機(jī)床數(shù)控化再制造可以結(jié)合機(jī)床的大修來進(jìn)行,但機(jī)床數(shù)控化對(duì)機(jī)床精度的要求與普通機(jī)床的大修是有區(qū)別的,即整個(gè)機(jī)床精度的恢復(fù)與機(jī)械傳動(dòng)部分的改進(jìn),都要為滿足數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和數(shù)控自動(dòng)加工的要求來進(jìn)行,并應(yīng)具有批量大修的特征。
二、選定數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)根據(jù)要進(jìn)行數(shù)控化再制造機(jī)床的控制功能要求,選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)是至關(guān)重要的,直接決定了機(jī)床數(shù)控再制造的成敗。由于數(shù)控系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的指揮中心,在選擇時(shí)除了考慮各項(xiàng)功能滿足要求外,還一定要確保系統(tǒng)工作可靠性。一般以性能價(jià)格比來選取,并且適當(dāng)考慮售后服務(wù)和故障維修等有關(guān)情況。如選用國(guó)產(chǎn)中、高檔數(shù)控系統(tǒng),將對(duì)今后操作、編程、維修等都帶來較大的方便。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選取,也按再制造數(shù)控機(jī)床的性能要求決定。若采用同一家公司配套供應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),再制造產(chǎn)品的質(zhì)量和維修更容易得到保證。
三、數(shù)控機(jī)床輔助裝置的選取在機(jī)床數(shù)控化再制造過程中,要根據(jù)機(jī)床的控制功能選取輔助裝置。如選取四方或六角電動(dòng)換刀架來實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能,刀位數(shù)的選擇主要按被加工工件的工藝要求決定。由于大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床的輔助裝置目前在國(guó)內(nèi)已有不少生產(chǎn)廠家配套供應(yīng),所以選取后即可按其產(chǎn)品說明書在機(jī)床相應(yīng)位置上進(jìn)行安裝、調(diào)整。
四、電控柜的設(shè)計(jì)和制作由于普通機(jī)床的電器控制功能要求與數(shù)控機(jī)床不一樣。所以在對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行機(jī)床數(shù)控再制造時(shí),原機(jī)床的電器控制部分一般只能報(bào)廢,重新按數(shù)控化再制造要求進(jìn)行設(shè)計(jì)制作。強(qiáng)電控制部分的線路設(shè)計(jì),主要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)輸入、輸出接口的功能和控制要求來進(jìn)行。數(shù)控機(jī)床的強(qiáng)電控制部分設(shè)計(jì)中要特別注意的是,數(shù)控系統(tǒng)各接口信號(hào)的特點(diǎn)和形式要相配,并且在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量簡(jiǎn)化強(qiáng)電控制線路。