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行業新聞
探索機床數控化改造之佳徑
文章來源:官方網站
發布時間:2010-9-6

作為數控應用的合作夥伴,北京聖藍拓數控有限公司在機床再製造業務領域積累了豐富的經驗。為了幫助中國企業更好地掌握國際先進的數控技術並用於機床改造,本刊就相關問題采訪了北京聖藍拓數控有限公司總經理宋鬆先生。

 

記者:您從事機床再製造業務多年,能否談一下機床的數控化改造在中國市場的應用前景。

宋鬆

數控化改造大致應用於下述幾個領域:

     非數控機床改造成為數控機床。

     原有的數控機床升級換代(Upgrade or Retrofit)。

     機床再製造後係統的更新(包含專用機床的係統應用--Remanufacture)。

其中,第①項內容在我國比較普遍,由於我國數控化起步比較晚,20世紀90年代前積累的普通機床量非常大,當大家發現使用數控機床生產的產品附加值增加後,積極推進數控化進程的動因就自然而然地形成了,加之數控係統的普及和成本降低,使我國在普通機床改數控機床,特別是普通車床改數控車的需求量非常大,在20世紀90年代和2000年初期曾經有過一個小高潮。

隨著機床製造商積極推出普及型數控機床,從源頭上細分了數控機床用戶和普通機床用戶,換言之希望購買數控機床的客戶不再會先購買普通機床使用幾年後再改成數控機床,這部分用普通機床改數控的量在減少。

此類機床改造基本停留在普及型、低成本的層麵。數控係統也大都采用普及型或經濟型數控。電動機通常采用步進電動機。

近年來,有些機床廠收回自己原產的普通二手機床,通過更換滾珠絲杠和自動刀塔,安裝直線導軌,將其改裝成為經濟型數控機床。這種改造已經改變了原來設備的結構,提高了原機床的性能,並且保留了機床基座主體,在不增加能源和資源消耗的前提下,再製造了一個更高性能的機床。這種做法的嚐試被稱之為綠色再製造,也得到了國家有關部門的認可(如重慶二機床舊車床數控化改造翻新項目)。

對於第②項-- 原有的數控機床升級換代(Upgrade or Retrofit),這部分情況特指原有的機床價值較高、機械基礎較好,如大中型數控鏜銑床、臥式加工中心、高精度數控磨床、數控曲軸加工機床、數控凸輪加工機床和刀具磨床等。這部分機床製造周期長、技術含量高、機床原值高。但是由於數控係統老化,備件支持匱乏,電氣d8成本高,采用係統升級可以解決上述困惑,恢複原機床功能,基本實現原機床的可利用價值。如果可以同時進行針對性的機械項目d8,修複丟失精度的機械部件,可以基本達到原機床出場狀態。對於這一類機床,機床原值越高、機床體量越大、原機床技術含量越高、越有係統改造的必要,改造後的效果不論從商務上還是技術上都是非常明顯的。

我國在20世紀80年代中、後期(尚在計劃經濟時期),曾經購買過一批高檔數控機床,這部分機床陸續地被改造或將被改造。

第③類-- 再製造機床的係統更新(Remanufacture),它與前兩項的區別是:機床保留基座主體,結構有比較大的進步或改進,甚至機床的使用功能被改變如下:第一,龍門銑床或龍門刨床通過二次設計,采用新技術--直線電動機、直線導軌、高速電主軸等,使其成為高速鐵路導軌磨床;第二,普通液壓靠模凸輪磨床通過二次結構設計、數控係統升級、采用新技術(數控係統高精度輪廓控製),將原機床再製造成為高速、高精度數控凸輪磨床;第三,數控車床通過局部結構變化、安裝上帶動力頭的數控刀架,並通過係統升級,配置帶有C s軸(帶C 軸分度定位的數控係統)將其改造成為數控車削中心。

通過結構設計和采用數控係統,將普通車床再製造成為數控旋壓機等。

這部分工作技術含量很高,需要融入結構創新和二次設計,係統方麵也要大量地使用新功能、新技術。目前這部分工作技術門檻高,市場應用麵窄,暫時需求量和供應量不大。

但是從綠色製造的倡導和製造業個性化發展的趨勢看,這部分工作可以體現企業實力和自主創新能力,在市場價值方麵也比單純的加工製造可實現價值高,屬於綠色、高附加值產業。

綜上所述,我國金屬加工業需求層次不同,從國防工業、精密加工等高端需求,到模具製造、汽車零件加工的中高端需求,直至普通軸類零件的中低端需求,市場的需求層次多、數量大、機會多。特別是當今倡導的節能經濟、綠色製造,給數控改造行業提供了更多的機會。

但如何真正實現綠色再製造,而不是簡單的修理和係統升級;如何通過改造融入更多的自主知識產權,而不是低價格競爭。如何將新技術用於數控改造,提高原機床性能和精度,降低能耗,是我們企業今後競爭優勢的具體體現,也是這一行業能夠健康發展的出路。

 

記者:作為數控應用的合作夥伴,聖藍拓是如何幫助中國企業應用國際先進的數控機床控製係統的?與係統提供商之間如何分工協調?

宋鬆

作為數控應用企業,其任務是將先進優質的數控係統成功地用於終端設備上,使其發揮最大的能效。對企業和從業人員的要求是:

     熟悉機床結構,對機床的結構和所改造設備的加工工藝有比較深入的了解。

     熟悉改造生產流程,了解客戶個性化需求。

     敬業和吃苦精神。

數控大修與改造,乃至今後的再製造,均屬於工程施工類,幾乎每一台改造都是一個個案。而係統供應商關心的是大客戶--機床廠的批量需求,生產方式也屬於量產的管理,對有改造需求的設備用戶既尊重、又敬而遠之,不願意牽扯太多精力從事這些個性化的需求,也不儲備這方麵的人才。所以從生產方式上決定了係統供應商和改造的不同市場、不同的關注點。但是對於係統製造商來說改造商也是一個不錯的客戶資源--購買係統、承擔具體的工程技術風險。

聖藍拓數控技術有限公司憑借一個長期在數控改造行業中經驗豐富的團隊,具備了機、電、液、工藝專業人才組合,在項目實施前為用戶提供切實可行的解決方案,在改造實施的過程中,特別關注兩個方麵:一是,在承接項目的售前階段,與用戶積極溝通,共同確定項目的解決方案框架;二是,考慮方案成本,給客戶推薦高性價比的方案。

例如:一台普通的立式加工中心三個直線軸,一個主軸,某些機床還需要一個伺服軸控製刀庫(可以采用PLC軸),對於這種配置的機床,西門子840D810D802D slFANUC 16/18i -MFANUC 0I CFANUC 0i -mate C均可以實現,顯然采用西門子840DFANUC16/18M係統控製一台普通立式加工中心有些奢華,性價比差。

另外,應該考慮項目實施的可操作性,特別是對於進口機床的大修和改造,關鍵備件的購買渠道是否暢通,自己是否能夠解決?否則當某一關鍵環節無法逾越時,整個項目其他部分做得再出色,也不能實現最終的目標--穩定地加工出合格的產品。

所以,北京聖藍拓數控技術有限公司注重為用戶提供一個“完善、經濟、可行的解決方案”.

 

記者:國際先進的數控機床控製係統在與國內機床配套應用開發過程中,有哪些需要注意的問題,如何有效避免或排除?

宋鬆

作為數控改造或數控技術應用,有N 個方案可以實現既定目標,但是哪種方案最可靠,最有把握?哪種方案最有可操作性?哪種方案成本最低?這裏的差異就比較大了。知識儲備多,有經驗,能夠掌握有效的資源和信息,就可以提供更有效、水平更高的解決方案。

對於普通數控車床以及一般技術水平的工程項目來講,提供解決方案並不是那麼重要,因為工藝技術相對比較成熟,技術單一,信息渠道多,資源便於整合。

但是,對於曲軸或凸輪加工等特殊數控機床來講,相對就要複雜得多。例如:實現曲軸高速、高精度磨削加工,可以采用偏心軸加工,實現主軸頸和偏心軸頸的加工;也采用數控插補的方式實現偏心軸頸的加工。那麼采用插補的方式加工偏心軸頸,程序是如何生成的?采用宏程序還是CAD/CAM生成數據?數控係統應具備什麼必備的功能,如高精度輪廓插補、伺服前饋控製等。

如果在最初的方案製訂中忽略了某些重要環節,一旦工程啟動,再發現結構性的問題,則非常棘手,有時方案無法繼續實施。例如:某機床廠技術人員谘詢立式凸輪磨床的改造方案時,不知是用主軸電動機做工件旋轉軸,還是用伺服電動機做工件旋轉軸好,實際上這是一個關鍵性的技術問題。目前國內尚沒有非常完美的凸輪磨削解決方案,特別是保證凸輪升程的高輪廓精度,某些技術人員認為機床軸可以移動了,怎麼樣加工是生產廠家的事,實際機床交付後,機床動作看似沒問題,但根本加工不出合格的產品。這就是由於最初的技術方案不完善,沒有從產品的工藝角度出發,而僅從自身的設備角度出發所造成的,這也是目前我國某些生產企業的不足。

再回到高精度凸輪磨床的解決方案這個話題,首先必須有一個相對成熟的凸輪升程軟件,使操作或工藝編程人員能夠根據工藝數據升程C 軸和X 軸的數據表。另外,從硬件結構上要保證C 軸與X 軸有高的響應速度,在西門子和FANUC係統中最好采用G05高速高精度輪廓插補功能,並且保證X 軸傳動鏈盡量小的移動慣量,如采用直線導軌,或者直線電動機等。

 

記者:您對中國用戶如何用好數控產品有哪些建議?對數控係統提供商有哪些建議?

宋鬆

通過我們多年從事數控應用的經驗來看,係統應用商要嫻熟正確地應用數控係統,需要具備下述能力或素質:

1)對被改造設備的結構、動作、加工工藝應了如指掌。

2)掌握所使用數控係統的新功能、結構及應用知識。

3)掌握基本的自動化控製原理,並具備機、電、液、光學檢測的應用技術基礎。

4)掌握相應工具軟件的使用(Step7編程工具、FANUC FLADDER-III編程工具等)。

5)由於數控應用工作環境艱苦,所以需要從業人員熱愛這項工作,具有敬業精神。

當然作為係統製造商,如果能夠提供更加開放、更加方便的數控係統,將會受到使用者的歡迎。例如西門子802D sl自帶的tool-box,編輯S7-200 PLC程序時非常方便,特別是機床基本動作(車床刀架換刀、主軸換檔、機床標準操作麵板等)均已由西門子公司編輯成“塊”或子程序,通過修改參數,直接調用就可以。另外隨機說明書簡介易懂,一個有一定現場經驗的大專畢業生,通過3~5天的培訓,在說明書的指導下就可以實施一般難度機床改造,使用門檻低,被市場很快認可。

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