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旧机床及生产线数控化改造的内容、技术与原则

作者:天乙数控机床时间:2022-12-01684次浏览

信息摘要:

可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床,而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。即使是数控机床,多数是经济型数控机床,生产装备和技术陈旧而落后。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在、国内市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场

可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床,而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。即使是数控机床,多数是经济型数控机床,生产装备和技术陈旧而落后。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在、国内市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益,影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。

  

  据专家预测,到2000年,我国数控机床消费额可达240.2亿元。这些需求一方面通过购置新设备来满足,另一方面,如果充分利用我国的现有的存量资产,用更新改造后的设备替代和减少购置新设备,可以起到事半功倍的效果。以240.2亿元的需求量估计,即使10%的需求通过设备的再生改造来实现,每年也有24亿元的市场。

  

  2.进口设备和生产线的数控化改造市场

  

  我国自改革开放以来,很多企业从国外引进技术、设备和生产线进行技术改造。据不*统计,从1979~1988年10年间,全国引进技术改造项目就有18446项,大约165.8亿美元。

  

  这些项目中,大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。但是有的引进项目由于种种原因,设备或生产线不能正常运转,甚至瘫痪,使企业的效益受到影响,严重的使企业陷入困境。为了充分利用这些设备和生产线,我们对部分引进10年以上、与机械行业有关的技术改造项目进行了一次调查。我们了解到一些设备、生产线从国外引进以后,有的消化吸收不好,备件不全,维护不当,结果运转不良;有的引进时只注意引进设备、仪器、生产线,忽视软件、工艺、管理等,造成项目不完整,设备潜力不能发挥;有的甚至不能启动运行,没有发挥应有的作用;有的生产线的产品销路很好,但是因为设备故障不能达产达标;有的因为能耗高、产品合格率低而造成亏损;有的已引进较长时间,需要进行技术更新。种种原因使有的设备不仅没有创造财富,反而消耗着财富。

  

  这些不能使用的设备、生产线是个包袱,也是一批很大的存量资产,修好了就是财富。只要找出主要的技术难点,解决“卡脖子”的关键技术问题,就可以zui小的投资盘活zui大的存量资产,争取到zui大的经济效益和社会效益。这也是一个极大的改造市场。

  

  2数控化改造的内容、技术与原则

  

  1.国外改造业的兴起

  

  在美国、日本和德国等发达国家机床工业处于不景气的今天,它们的机床改造却是作为新的经济增长行业,生意盎然,处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步,机床改造是个“永恒”的课题。我国的机床改造业,也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国,用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场,已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国,机床改造业称为机床再生(Remanufacturing)业。从事再生业的公司有:Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg-Bullavd(得宝)服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。

  

  #在日本,机床改造业称为机床改装(Retrofitting)业。从事改装业的公司有:大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。数控化改造的内容

  

  机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点:

  

  其一是恢复原功能,对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复;其二是NC化,在普通机床上加数显装置,或加数控系统,改造成NC机床、CNC机床;其三是翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的CNC系统以CNC进行更新;其四是技术更新或技术创新,为提高性能或档次,或为了使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

  

  考核数控化改造的标准如下:

  

  改造的投入在新机床价格的30%以内,并能取得70%~80%使用效率,认为是成功的;,li>改造投入费的回收期,低于购置新机床投放费的回收期(一般为5~6年)的一半以下(一般为2~3年),改造是有价值的。

  

  也有例外。如某项工程的关键设备,如果从外国购置,其供货时间与价格都无法接受的情况,其改造评价标准应另行考虑。

  

  #数控化改造的利弊

  

  1.减少投资额、交货期短

  

  同购置新机床相比,一般可以节省60%~80%的费用,改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造,只花新机床购置费用的1/3,交货期短。但有些特殊情况,如高速主轴、刀具自动交换装置、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱,往往改造成本提高2~3倍,与购置新机床相比,只能节省投资50%左右。

  

  2.机械性能稳定可靠,结构受限

  

  所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制,不宜做突破性的改造。

  

  3.熟悉了解设备、便于操作维修

  

  购买新设备时,不了解新设备是否能满足其加工要求。改造则不然,可以地计算出机床的加工能力;另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。

  

  4.可充分利用现有的条件

  

  可以充分利用现有地基,不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。同时工夹具、软件程序、样板及外围设备也能再利用。以加工中心为例,工艺装备的费用一般要占整个机床售价的10%以上。

  

  5.可以采用的控制技术

  

  可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备的自动化水平和效率,提高设备质量和档次,将旧机床改成当今水平的机床。

  

  3数控化改造实例

  

  挂靠在中科院沈阳计算所的数控国家工程研究中心,是数控系统研究开发和工程化的国家工程中心。该中心研制成功我国*台数控系统蓝天一号;解决了我国数控系统从无到有的问题;“八五”期间,该中心承担并完成了5项数控系统的国家攻关项目、两项中科院重大项目,前后形成了蓝天(LT)数控产品4个系列13种型号。

  

  该中心蓝天数控取得了许多国内*:是我国*台数控系统;取得了我国*个数控软件版权;装备了我国*台五轴联动加工中心;五轴联动加工出我国*个叶轮;装备了我国*台双过程曲轴铣床;装备了我国*台非球面光学镜片加工中心;是我国*个批量出口的数控系统。

  

  几年来,数控中心以蓝天系列数控系统为主,采用多种数控技术,成功地改造了机床与生产线近20项;以先进数控技术为机床和生产线的数控化改造做了大量的工作,解决了数控化改造的一些共性问题,取得了显著的经济效益和社会效益。

  

  例如使用蓝天数控系统,1992年开始,在*天津机车车辆机械厂改造了2台生产增压器叶轮的数控机床;1993年、1995年在鞍山无缝钢管厂分别改造石油管生产线中的2台数控机床;1994年开始陆续为航空总公司沈阳黎明发动机制造公司改造4台数控机床和加工中心;1995年开始,为鞍山高压容器厂改造两条旋压器收口机生产线。以上改造的设备,有的已运行7年,至今仍正常运转,深受用户好评。另外,使用蓝天数控和其它系统,还成功地为一汽集团汽车生产线改造了8台数控机床。其中典型的改造实例如下。

  

  1.鞍山无缝钢管厂石油管生产线的数控改造

  

  该车间用数控车床加工石油钻井用石油钢管衔接螺纹,其形状特殊,加工精度和重复精度要求高。该机床的原装数控系统是美国GE公司的550NC系统。由于年久失修,常出故障,没有资料和备件,厂里技术力量解决不了问题,机床处于停产状态。我们采用国家“八五”攻关成果和先进的双过程四轴联动共用Z轴技术,替代了较落后的GE550NC系统,恢复了生产,提高了自动化程度。该车间先后改造了2台车丝机床,改造装备费投资44万元,年新增产值为2160万元,新增利税162万元。

  

  2.沈阳黎明发动机制造公司的数控改造

  

  中国航空工业总公司沈阳黎明发动机制造公司使用蓝天数控系统,先后为该公司数控中心改造了4台进口数控机床和加工中心。这些数控机床引进年代较早,原先的数控系统年久失修,功能不够,故障频出,不能适应生产要求。由于购置新机床费用太高,而这些数控机床主机仍有使用价值,所以我们以技术成果重点改造了数控系统及其相关的控制部件。结果恢复了生产,提高了产品质量,提高了产值与效益。

  

  改造了70年代由法国进口的TFM160N大型立式车床(价值300万人民币)的数控系统,重新配备电气线路。改造后该机床加工美国某飞机发动机部件,产值达400万美元,而改造投资仅有16万元。还改造了英国进口的数控铣床200C(价值100多万元)和德国进口的数控车床V800(价值100多万元)。更新改造了国外进口的BMC—10B(5)五坐标加工中心(为二手货,其价值400多万元)的控制系统。采用先进的蓝天数控系统更新改造,改造后的机床具有90年代先进技术性能:五轴联动,六轴伺服控制、强力切削、全闭环大行程快速进给、ATC控制;链式刀库容量60把刀,随机换刀;三位双托盘任意交换,工作台面1000mm×1000mm,工作台翻转轴(A轴)同步控制;采用对称齿轮传动结构,双伺服系统(A1和A2轴)由数控同步控制,工作台翻转力量大;温度补偿,主轴和立柱间温差补偿,确保高精度加工需要;该项改造费为53万元。


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