陈颖:3MZ2210挡边磨床的改造

职务: 工程师
编号:201    当前票数:44

随着时代的进步,社会对于工业产品精度和质量稳定性提出了更高的需求。传统的机床明显是跟不上时代的潮流。根据我公司实际情况,进行数控化改造还是非常具有可行性的。

  在科技迅速发展的今天,对于机械加工行业的加工精度要求,已经越来越高。尤其是机械加工中的精密加工行业——轴承行业尤为突出。数控化技术以其高精度、高自动化、高效率、低污染的优势。已经被越来越多轴承生产厂家所接受。虽然现在相对于传统的液控+继电器的机床相比,数控机床在价格上略显高昂,但是随着时代的进步,社会对于工业产品精度和质量稳定性提出了更高的需求。传统的机床明显是跟不上时代的潮流。

  然而对于像公主岭轴承有限公司这样一个建厂几十年的老厂来说,迅速普及数控化明显是不现实的事情。但是根据我公司实际情况,进行数控化改造还是非常具有可行性的,首先我公司的非数控化设备虽然老旧,但是机床床身基本完好,而且经过长时间使用,机床内部应力已经基本释放,在经过精度恢复后,更具有精度保持性。由于机床源程序和电路部分的设计都是我公司人员来完成,这样在设计的时候,就可以充分考虑我公司人员操作习惯,使机床的操作更具人性化,同时在维修的时候也可以做到快速反应。


   此次改造的机床是无锡产3MZ2210A挡边磨床,原来主要问题有:

  1.PLC加液压控制,调整困难,改胎换型号时间长。

  2.上下料机构。

    ①设计有缺陷,机械手拔进和拔出状况不稳,上下料不到位。

    ②单臂机械手,加工辅助时间长,影响工作效率。

  3.砂轮补偿机构。由于补偿机构不稳定,操作者有时需通过手动进给补偿,导致产出的工件尺寸散差大,难以保证工艺要求,直接影响产品质量。

  4.砂轮修整机构设计有缺陷。砂轮修整尺寸不准确,经常多修或是少修,导致砂轮修整和补偿不能同步,加工产品难以保证工艺要求。直接影响产品质量。

  5.由于砂轮尺寸过大,无法加工小型号、大锥角轴承。

  6.此机床为切入式磨削,无法实现微震荡磨削。


  详细技术原理及性能指标

  1. 采用PLC加位置控制单元及双伺服轴,触摸屏实现显示及参数设置。定位动作按钮化,减少机械调整量。

  2. 在机床加工程序中增加定位位置直接设置功能块,减少操作人员计算及数据输入量,避免操作失误。此项技术为我公司独创,机床厂家尚未运用。

  3. 对原机床上下料部分重新设计:

    ①采用双臂式替代单臂式,减少辅助时间。

    ②采用缓冲技术,加快上下料时间并防止机械手上料时工件磕碰支点。

    ③重新设计机械手旋转及拔出部分机构的结构,避免机械手旋转及拔出动作不稳,上下料不到位。此技术参考了意大利NOVA机床设备技术。

  以上改进预计可减少辅助时间40%。

  4. 通过采用双轴伺服系统。修整器设计为固定式修整器,工作环节少,可提高修整精度。

  5. 通过采用双轴伺服系统,补偿由数控系统控制,尺寸稳定,可大幅提高产品精度。

  6. 重新设计原机床床头托板,增加一层导轨,与砂轮轴托板成110�夹角,以实现微震荡磨削,提高产品质量,避免烧伤。


  项目内容、实施时间及完成情况

  1.由原机床PLC+液压系统改造为数控双轴伺服系统。机床调整、进给、补偿等动作都由数控系统来完成,动作稳定可靠,加工精度高。

  2.电气系统采用OMRON C200H PLC+触摸屏人机界面,参数设置方便。PCU+伺服驱动器+伺服电机实现位置控制,系统分辨率达到0.0001mm,进给分辨率直径方向达到0.001mm。

  3.磨削循环采用分段式进给,粗、精磨转换过程中加入消除机床各部位刚性变形的程序,提高了尺寸控制精度,机床设有工步位置直设界面,方便调整。

  4.重新设计机床上下料机构,采用双机械手上下料,并采用缓冲技术,防止机械手磕碰支点,提高工作效率和稳定性。

  5.重新设计机床磨架轴托板和床头轴托板布局,由原90�夹角更改为114�夹角。同时重新设计修整器,更改为定位置修整器,与国内最新挡边机床技术接轨。


  项目成果及经济效益:

  1.该机床为我公司设备车间自行设计改造,每台和国内同配置机床相比可节约RMB11万左右。

  2.此次改造自行研发的数项技术,可推广应用到我公司其他机床。

  3.通过此次改造锻炼了队伍,使我公司具备自行设计、改造数控机床的能力。

  4.改造后的机床,80%产品达到P5级产品要求。100%达到P6级产品要求。

  5.机床参数设置方式及各部位机械调整充分征求了操作人员意见。符合我公司操作人员操作习惯。

  机床罩壳设计宽敞,便于机床维修、保养并符合我公司操作人员身高、臂长等自然情况。


  应用情况

  目前,我公司已改造完工三台,两台正在改造中。使用部门反应良好。

  试制产品型号: 32218

  各项检测指标如下:

项目

加工作业指导书要求

实测值

表面粗糙度

≤0.5μm

0.37μm

平行差

≤0.02mm

0.012mm

尺寸散差

0.02mm以内

0.15mm以内

单件加工周期

45秒

27秒

设备Cmk

≥1.33

≥1.67


全部评论

  • 浅醉闲眠-王者之... 2017/9/20 8:24:18
    严重支持!旧设备经过改造可以接近新设备的能力,很好!