简析数控系统改造中关键部件的设计与选择
2017-12-20 来源： 哈尔滨电机厂有限责任公司 作者：周 岩
摘 要：现代化生产技术中数控系统的应用已越来越普遍，这也使得生产机械的控制更加自动化、智能化，而要实现高效化的生产活动，数控系统设计与选择的合理性具有十分重要的意义，在根据生产需要对原有数控系统进行改造的过程中，也要注重对关键部件的设计与选择，从而保障数控系统在生产中良好的功能发挥。文章将针对数控系统改造中关键部件的设计与选择展开分析与探究。
关键词：数控系统改造；关键部件；设计；选择
随着现代科技发展速度的不断加快，生产技术的更新周期也逐步缩短，在生产企业进行技术改造的过程中，数控系统的改造是十分重要的部分，而数控系统改造中对关键部件的设计与选择则是其重点内容，关键部件设计与选择的科学性与合理性关系着数控系统改造的成败，也影响着改造后对生产力提升的效果，因而，加强对数控系统改造中关键部件设计与选择的研究具有着很大的必要性。
1 、数控系统选择的基本原则
1.1 功能的适用性
在数控系统建设与改造中要实现数控系统功能的良好发挥，首先应科学的对数控系统进行选择，其所要遵循的第一个原则就是适用性原则，即数控系统的功能应能够与机床类型、生产实际需求良好适应，并且要满足机床生产的扩展功能的需要，从而保证数控机床生产作业的顺利高效开展。
而在一些情况下，系统用户可能会提出相对具体的实用性功能要求，如测量功能需求、刀具管理需求、在线加工功能，在数控系统选择与设计的过程中可以根据实际情况予以加入。
1.2 最优性价比
由于当前数控系统的开发企业相对较多，所涉及的数控系统在性能与价格方面各不相同，在对数控系统进行实际选择时，还要遵循最优性价比原则，不仅要考虑购买成本价格，还要从长远的角度考虑其后期使用及维护成本问题，尽可能选择功能良好且适应企业机床生产需要的，同时价格最为合理且便于后期使用及维护的数控系统，系统的先进性也应计入到性价比参考的因素当中，部分已淘汰或即将淘汰的数控系统虽然在价格上相对便宜，但经过一段时间的使用后，可能市场上相应的维修备件也随着系统淘汰而退出市场，这就会给后期维护带来较大的问题，所以要避免选用市场寿命短的数控系统。
1.3 配套性
由于数控系统的生产厂家实例与经营策略不同，一些厂家在实际产品提供中只能提供部分关键部件，而选择这些厂家合作可能会一定程度上增加数控系统建设到投入使用的周期和成本，并且如从不同厂家购置的关键部件相互之间存在不匹配情况，也会影响数控系统的建设与功能发挥。
因此，选择能够提供整套系统关键部件的厂家进行合作是最为理想的方式，如对于能够成套提供伺服驱动器和主轴驱动器的厂家就可以优先进行考虑。
2 、数控系统改造中的关键部件
2.1 主传动系统
传动系统是数控系统中十分重要的组成部分，也是系统改造中需要重点进行设计与改造的关键系统。主传动系统的功能主要在于承受主切削力，其传动速度与功率直接影响着机床的加工功率，而要实现机床高效率的自动化加工，并保障机床加工的有效精度，针对主传动系统中具有关键性作用的主轴部件进行优化改造就是极为重要的。
主传动系统是交流电动数控机床中较为广泛的应用系统，这就说明了在运作的过程中对调速的范围和功率的要求有所提升。通过采用机电结合的方法来满足主传动系统和调速的要求。
在通常情况下，可以使用齿轮变数和电动机调速两种方法来达到功率提升的目的。
2.2 进给传动系统
在数控系统的改造过程中，对进给传动系统的改造也是十分重要的，这是由于进给传动系统决定着击穿加工的精度与稳定性，进而很大程度上影响着机床所生产的工件的质量与使用价值。由于进给传动系统功能的核心在于其灵敏度、精度方面，因而在实际的改造过程中要重点注意对进给传动系统精度及刚度的优化，如可通过调整齿轮转动速度来消除滚逐渐的传动间隙，以达到更好的精度与刚度。
在进给传动系统中，摩擦阻力也是影响运行效率与质量的一个重要因素，因而要对系统结构进行合理的设计与调整，尽可能降低运动件互相之间所产生的摩擦阻力，保证系统的良好运行，降低构件损坏几率。
此外，要保证系统中元件机构具有良好的制动和启动效率，还要通过对元件组合惯量的有效设计与控制，降低惯量所产生的影响。
3 、数控系统关键部件设计改造的主要流程环节
3.1 做好原机床保养工作
原机床的保养应确保全面到位，这也是数控系统改造的重要条件，由于机床投入使用后随着时间推移，一些主要部分会出现各种情况的损伤问题，而这些损伤问题如不通过保养有效处理，就会影响到改造后机床生产的精度与效率，因此，有必要在进行改造前做好原机床保养工作。
在保养过程中，还应同时做好机床尺度精度、几何精度的测量工作，保留相关数据，为关键部件的设计与改造提供数据参考，并作为改造后参数对比分析的重要参照。
3.2 对保留电气部分进行调整和保养
机床数控系统改造往往并非全面改造，而要保留一些电气部分，这些电气部分虽然不需要进行改造，但仍然会与改造后的部件共同合作，参与到生产加工中，因而其性能也是十分重要的，这就需要对其进行有效的调整与保养，一方面要做好各类部件、零件的清洁工作，更换老化、损坏或性能不良的零部件，另一方面要进行性能检查，结合关键部件设计与改造的性能要求，对相应部分进行调整，如通风冷却装置、驱动装置等，实现整体性能的最优化，防止改造后故障的发生。
3.3 对新系统位置及布线的优化设计
要保证数控系统改造的有效进行，还需要根据新系统的设计图纸，对新系统进行合理的配置，主要包括面板的安放、箱体的固定、固定调整元器件的位置以及线路走向等。各项工作必须做到复查检验、分工明确，以保证连线工艺的规范，走线路径的合理准确。
3.4 做好改造后的调试工作
数控系统改造后还需要经过调试才能最终投入使用，调试工作需要按照规范的步骤及要求进行，对于调试过程中的结果记录必须要保证真实准确，从而使相应问题能够得到及时发现与有效处理。关键部件调试应保持现场清洁，避免影响调试精度，可采取模拟实验、空载试验、手动自动操作交替结合的方式，以获得最准确的调试结果，保证数控系统功能的良好发挥。
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