數(shù)控機床改造精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控機床改造范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；改造技術(shù)；加工效率；安全水平

在我國，應(yīng)用的數(shù)控機床大多是從國外引進的，我國在數(shù)控機床自主研發(fā)能力方面與國外發(fā)達國家之間仍存在一定的差距。引進國外數(shù)控機床不僅增加了企業(yè)的運營成本，同時也對數(shù)控機床的維修工作提出了更高的要求。在這樣的情況下，工作人員要及時排除數(shù)控機床故障，提升生產(chǎn)效率，就必須從數(shù)控機床的改造工作入手，對其進行優(yōu)化。本文從數(shù)控機床改造的必要性出發(fā)，對其改造技術(shù)要求進行了論述，現(xiàn)作如下總結(jié)。

1改造數(shù)控機床的必要性

1.1可有效提升加工效率

對數(shù)控機床進行改造主要是通過技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)改造的方法，在傳統(tǒng)數(shù)控機床的基礎(chǔ)上對其進行優(yōu)化，突出其使用性能。改造數(shù)控機床后，由之前的工人一人控制1臺變?yōu)橐蝗丝刂?臺。這有利于提高加工效率，節(jié)省人力資源。除此之外，還可以提升加工精度，降低廢品率，對于縮短生產(chǎn)周期、提升企業(yè)經(jīng)濟效益具有重要的促進意義。

1.2可有效提高安全水平

基于當前我國機床數(shù)控化程度普遍不高，在安全水平方面也處于相對落后的狀態(tài)，機床在未得到及時改造的情況下，極易在使用過程中發(fā)生安全事故。而對數(shù)控機床進行合理改造后，工作人員可充分遵循人機工程的相關(guān)要求，提升機床的自動化、智能化水平，由此提升數(shù)控機床的安全水平，大幅降低工作人員在操作時與危險部位接觸的概率，進而降低事故發(fā)生率。

1.3可有效提高維修便捷性

如果工作人員對數(shù)控機床設(shè)備缺乏相應(yīng)的了解，便難以判斷其實際性能是否符合實際加工要求，維修的工序也因此變得較復(fù)雜。通過改造數(shù)控機床，工作人員可精確計算機床的實際加工能力，同時，在熟知機床特性的情況下，維修難度也隨之明顯降低，這有助于提升機床的加工效率。通常情況下，對經(jīng)改造后的機床進行適當調(diào)試后，便可實現(xiàn)機床的全負荷運轉(zhuǎn)。

1.4可有效降低機床成本

部分大型機床的價格相對較高，導(dǎo)致機床的購置成本難以得到有效降低。這一問題可通過對機床進行數(shù)控改造進行解決。研究表明，對機床進行數(shù)控改造后，所花的費用僅為原機床購置費用的1/3，且可在一定程度上縮短購置時間。除此之外，還可以有效降低機房更新過程中造成的污染排放量和能源消耗量。

2改造數(shù)控機床的相關(guān)技術(shù)要求

對機床進行數(shù)控改造的實質(zhì)就是將普通機床與數(shù)控裝置進行連接，使其充分滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求，從而實現(xiàn)生產(chǎn)效益的最大化。在數(shù)控機床改造過程中，除了要確保機床能達到標準的設(shè)計要求外，還要盡可能地發(fā)揮機床的使用性能。為從根本上提高數(shù)控機床的應(yīng)用效能，筆者特對其改造技術(shù)要求作了如下總結(jié)。

2.1滑動導(dǎo)軌副

導(dǎo)軌是數(shù)控機床的重要組成部分，對機床的整體性能具有重要影響。通常情況下，工作人員在改造數(shù)控機床時，要確保其導(dǎo)軌性能與實際改造需求相符，具體要注意以下幾點：

①在導(dǎo)向精度與工藝性方面，應(yīng)與普通車床的基本要求相符；

②應(yīng)具備一定的耐摩擦和耐磨損能力，由此盡可能地減少摩擦阻力，減少致死區(qū)；

③應(yīng)具有一定的剛度，以保障導(dǎo)軌的防護性和度以及產(chǎn)品的加工精度。

2.2滑動絲杠與滾珠絲杠

絲杠會對傳動鏈精度產(chǎn)生直接影響，加工件的精度要求與拖動扭矩要求可對其主要指標產(chǎn)生決定性的影響。在加工件要求較低且原絲杠基本未受磨損的情況下，可將滑動絲杠作為首選。通常情況下，滑動絲杠的等級應(yīng)不小于6級。如果螺母存在間隙過大的現(xiàn)象，就應(yīng)及時更換。滾珠鋼絲具有傳動效率較高、摩擦損失較小、使用壽命相對較長、傳送精度相對較高的特點，可有效降低電機的啟動力矩，滿足對精度要求較高的零件加工需求。與滾珠絲杠相比，滑動絲杠的價格相對較低，但由于其精度也相對較低，因此，對于具有較高精度要求的零件加工，應(yīng)將滾珠絲杠作為首選。

2.3齒輪副

機床的變速箱和主軸箱是齒輪的主要集中點，對傳動精度有著至關(guān)重要的影響。在改造機床的過程中，為進一步提高傳動精度，工作人員應(yīng)在普通機床的基礎(chǔ)上進一步提升齒輪精度，由此實現(xiàn)傳動精度的提升。要保障機床的加工精度，就要確保傳動結(jié)構(gòu)無間隙，同時還要根據(jù)數(shù)控機床的實際要求，對機床的齒輪作出相應(yīng)改造。

2.4安全防護

要從根本上提升數(shù)控機床的改造效果，就要對其安全防護性能進行有效改造。首先，應(yīng)重視滾珠絲杠副的安全防護工作，采取相應(yīng)的措施防止硬砂礫、切屑等塵粒進入滾道當中，對元件的精密度產(chǎn)生不良影響；其次，應(yīng)將整體鐵板防護罩加在縱向絲杠上，由此對其形成防護；最后，應(yīng)確保大拖板與滑動導(dǎo)軌接觸兩端面的密封性，防止硬質(zhì)異物進入，對導(dǎo)軌造成損傷。

3結(jié)束語

綜上所述，對機床進行數(shù)控改造是實現(xiàn)機械機械自動化的必經(jīng)環(huán)節(jié)，同時也是實現(xiàn)機床自動化、智能化的有效途徑。在改造數(shù)控機床的過程中，工作人員需充分遵循機床運作的客觀規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上通過創(chuàng)新技術(shù)不斷革新、改造機床，由此實現(xiàn)機床應(yīng)用效率的大幅提升。

參考文獻

［1］韓沖.數(shù)控機床電氣改造問題研究［J］.科技與企業(yè)，2014（08）：269.

［2］周霞瑜.數(shù)控機床維修改造中需要注意的要點探析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（08）：95.

［3］王小軍.論職業(yè)院校數(shù)控機床升級改造的必要性及改造方法［J］.電子制作，2014（24）：205.

第2篇：數(shù)控機床改造范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床；維修和改造；問題與措施

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展迅速，在現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展中起著重要作用。數(shù)控機床在不斷地改造，所以其應(yīng)用范圍將逐漸擴大。由于數(shù)控機床結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，種類繁多，一旦出現(xiàn)故障，則面臨著維修和改造的問題。因此，需要加強對數(shù)控機床維修和改造方面的研究。

1.數(shù)控機床維修改造中存在的問題

第一，數(shù)控機床缺乏安全操作的環(huán)境。數(shù)控設(shè)備缺乏齊全的安全操作功能，具體表現(xiàn)是：對于容易噴出液體或其他物質(zhì)的數(shù)控設(shè)備，沒有安裝具有連鎖保護功能的防護門；對于操作人員必須處于安全區(qū)才能啟動的設(shè)備，沒有安裝雙手控制的預(yù)防裝置，或者沒有按照規(guī)定的技術(shù)標準進行安裝；對于缺相就會燒毀電器的部分，沒有安裝三聯(lián)動斷路器。滾珠絲杠副是數(shù)控機床中一種重要的精密構(gòu)建，在數(shù)控機床維修改造的過程中，經(jīng)常沒有針對這一構(gòu)件制定有效的安全保護措施，導(dǎo)致數(shù)控機床在工作過程中，許多粉塵、碎屑、沙粒進入到滾珠絲杠副，從而損壞這一構(gòu)件。

第二，亂接中線到PE。按照相關(guān)技術(shù)要求，不能將保護接地線與電器內(nèi)部的中線連接起來，在機械電柜內(nèi)部，也不能安裝PE兼用端子。但是在數(shù)控機床維修改造過程中，有的工作人員經(jīng)常將機床中的PE接地端與三相380v中的一相連接起來，形成了AC220V，直接危害著工作人員的人身安全。

第三，非單一電源。根據(jù)相關(guān)技術(shù)標準，應(yīng)該將電氣設(shè)備安裝在單一電源上，但是在實際工作中，為了走線方便，工作人員經(jīng)常另外引線。在這種情況下，當切斷設(shè)備電源開光后，由于沒有及時切斷設(shè)備的所有電源，從而對技術(shù)人員的人身安全產(chǎn)生了威脅。

第四，電氣設(shè)備保護不當。電動機燒毀的主要原因是電動機的熱積累，根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，如果電動機連續(xù)工作0.5kw以上，則必須采取熱保護措施。在數(shù)控機床設(shè)備維修改造過程中，使用了“時間-電流”的保護器件經(jīng)常與電動機不匹配，當被保護設(shè)備燒組的時間常數(shù)與保護器件的時間常數(shù)的差異較大時，保護作用在大大降低。

第五，數(shù)控操作人員規(guī)范意識較低。數(shù)控操作人員在安裝和使用設(shè)備的過程中，規(guī)范操作意識較差，沒有按照規(guī)定的操作要點進行操作，結(jié)果導(dǎo)致數(shù)控設(shè)備容易出現(xiàn)故障。尤其是對于已經(jīng)維修改造過的設(shè)備，如果操作人員沒有將器件標志粘貼在維修器件上，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題，則很難確定故障來源，不利于設(shè)備的維修和改造。

2.改進數(shù)控設(shè)備維修改造工作的措施

2.1大型專用數(shù)控設(shè)備技術(shù)要點

對于大型數(shù)控設(shè)備主軸而言，基本都是采取齒輪變速的轉(zhuǎn)動方式，這樣能有效地擴大功率變速范圍，即使在低速時也能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。一般齒輪變速都存在掛檔問題，可以利用電動瞬動解決這一問題，所以在利用大慣量部件進行延時時，可以用時間繼電器進行檢測。同時，掛檔限位開關(guān)需要回答計算機是否掛檔成功，掛檔的瞬間點應(yīng)該向接口輸入口令，在PAL系統(tǒng)中很難順利完成這一操作過程，所以PAL無法有效地處理電動機運動問題。

需要注意的是，應(yīng)該在數(shù)控設(shè)備上保留手動掛檔按鈕開關(guān)。在進行專有數(shù)控機床改造時，可以通過參數(shù)宏調(diào)用的方式來實現(xiàn)零件加工程序與PLC程序間信息的傳遞。對于大型專用數(shù)控機床來說，應(yīng)該注意夾緊和放松等問題，具體來說，坐標軸運動時應(yīng)該放松，到達目的地時應(yīng)該夾緊。同時，應(yīng)該坐標軸劃分成低夾和高夾兩個程度，這樣能有效地避免坐標軸夾緊時出現(xiàn)抖動情況。

2.2掌控數(shù)控機床結(jié)構(gòu)

由于數(shù)控機床出現(xiàn)故障，所以需要進行維修和改造，要想有效地解決數(shù)控設(shè)備改造中的問題，需要從根源上杜絕設(shè)備故障的出現(xiàn)。首先，對于制造商而言，應(yīng)該借鑒和吸收國外先進經(jīng)驗，不斷完善數(shù)控機床生產(chǎn)技術(shù)，制造出高性能、高密度的數(shù)控設(shè)備，掌控數(shù)控機床機構(gòu)，當設(shè)備出現(xiàn)故障時，才能及時找出故障源頭，并進行維修和改造。

2.3數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌

數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌不僅需要具備普通車床導(dǎo)向的精度與性能，同時還需要具備較高的耐磨性。因此，需要提高數(shù)控設(shè)備的精度，避免其導(dǎo)軌變形影響加工精度。在操作時，可以使用導(dǎo)軌和防護來提高其加工精度。一般情況下，機床齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中，所以，數(shù)控機床的齒輪精度高于普通機床。在改造數(shù)控機床結(jié)構(gòu)時，需要充分滿足無間隙轉(zhuǎn)動的技術(shù)要求。

2.4數(shù)控機床維修改造的調(diào)試和驗收

在數(shù)控機床維修的過程中，需要對相關(guān)設(shè)備進行合理調(diào)試，合理驗收維修標準。在調(diào)試數(shù)控機床的過程中，應(yīng)該指定專人負責機械、光學(xué)、傳感以及液壓等操作進行科學(xué)調(diào)試，按照從簡到難、從外到里、從小到大的順序進行調(diào)試。在制定數(shù)控設(shè)備維修標準時，應(yīng)該堅持實事求是的原則，結(jié)合數(shù)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征開展系統(tǒng)考核。

2.5培養(yǎng)專業(yè)數(shù)控設(shè)備維修改造人員

數(shù)控機床是機電一體化高科技產(chǎn)品的典型代表，如果維修改造人員的專業(yè)知識較差，則無法快速地找出機床故障，并制定解決措施，那么數(shù)控機床改造也就無從談起。因此，對于數(shù)控機床行業(yè)來說，培養(yǎng)一批專業(yè)性強的維修和改造數(shù)控設(shè)備人才具有非常重要的意義。國家和企業(yè)應(yīng)該建立專門的數(shù)控設(shè)備維修和改造機構(gòu)，負責數(shù)控設(shè)備維修的人員應(yīng)該具備機電一體化知識，且素質(zhì)較高。以下人員可以參與到數(shù)控機床維修改造培訓(xùn)：電氣工程師、機修鉗工以及機械工程師。

為了調(diào)動數(shù)控設(shè)備維修改造人員培訓(xùn)的積極性，企業(yè)應(yīng)該盡量為培訓(xùn)機構(gòu)創(chuàng)造有利條件，對于參與培訓(xùn)的人員，企業(yè)需要配置技術(shù)手冊、測試儀器以及工具器具，從而提高其維修改造能力。

3.總結(jié)

綜上所述，數(shù)控機床維修改造中存在許多問題，數(shù)控機床缺乏安全操作的環(huán)境，亂接中線到PE，非單一電源，電氣設(shè)備保護不當，數(shù)控操作人員規(guī)范意識較低。因此，企業(yè)需要制定有效措施進行改善，掌控數(shù)控機床結(jié)構(gòu)，進行數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌和數(shù)控機床維修改造的調(diào)試、工作驗收，培養(yǎng)專業(yè)數(shù)控設(shè)備維修改造人員。

參考文獻

[1]孟詠梅.數(shù)控機床維修改造中的問題與對策研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，12（3）：83-84

第3篇：數(shù)控機床改造范文

關(guān)鍵詞：煤機企業(yè)；數(shù)控機床；設(shè)備改造

中圖分類號：TM762.2+6 文獻標識碼：A

1 質(zhì)量產(chǎn)品需要引進高精度設(shè)備

1.1 目前煤機企業(yè)液壓支架設(shè)計制造向著高端技術(shù)發(fā)展，已經(jīng)在煤機市場形成了高質(zhì)量產(chǎn)品的需求

高端液壓支架目前金屬結(jié)構(gòu)件和液壓元件的重要構(gòu)成是：用100kg級以上高強鋼板進行先進的工藝焊接；重型質(zhì)量大于35t/架以上，高度6m以上，液壓支架更加安全可靠；液壓支撐元件孔（外）徑400mm以上、液壓控制系統(tǒng)（電液控制閥、本架手動先導(dǎo)控制操縱閥、鄰架多芯管手動先導(dǎo)控制操縱閥），三大主閥（操縱閥、安全閥、單向閥）的流量為500～1000L，液壓支架更加操作靈活、自動化程度高和高產(chǎn)高效。

煤機企業(yè)為了保證高質(zhì)量生產(chǎn)制造出高端液壓支架，必須引進高精度設(shè)備。數(shù)控機床大幅度提高了切割、焊接、加工的自動化；大幅度節(jié)省人力以及減少一定時期的后續(xù)設(shè)備投資?？芍鸩綄崿F(xiàn)“工廠自動化”。

煤機企業(yè)為了保證高質(zhì)量生產(chǎn)制造出高端液壓支架中的零部件，根據(jù)各種零部件數(shù)量特點和實際要求，方便地運用多種數(shù)控機床配置，可擴充生產(chǎn)加工通道或組成實際加工時的機群，從而構(gòu)成加工質(zhì)量高和性價比好的生產(chǎn)加工系統(tǒng)。

1.2 煤機企業(yè)若要在加工現(xiàn)場正確使用數(shù)控機床就必須針對在操作、調(diào)整、編程的工作方式上進行研究

①由操作者自己進行調(diào)整、編程個人所用機床的方式通過較長期的實踐，循序漸進地掌握了本機床的特性，達到能夠加工各種零部件；缺點：在通過較長期的實踐過程中，避免不了低級的“誤操作”，給數(shù)控機床自身帶來不必要的“外力撞擊”，給剛開車不久的數(shù)控機床使用壽命、加工精度造成極大的傷害。此種由操作者自己進行調(diào)整、編程個人所用機床的方式非常不利于數(shù)控機床使用壽命、加工精度相對的長久保持。因此此種工作方式弊大于利，應(yīng)該逐步消除。

②由對單一生產(chǎn)的品種形成了一些經(jīng)驗、又有一定的文化素質(zhì)，后經(jīng)專門短期培訓(xùn)的少量技術(shù)工人進行調(diào)整、編程，向車間質(zhì)檢員交檢“首件”合格后再移交給操作工的方式。此時的機床操作工只可專注單一零部件加工制造了。此種工作方式同樣存在著“有利有弊”。有利為：通過較長期的試用調(diào)整、編程的實踐，循序漸進地認真仔細的掌握了機床的特性，達到能夠加工合格的各種零部件，重要的是大大地降低了低級的“誤操作”，減少了數(shù)控機床自身帶來不必要的“外力撞擊”的比例。有弊為：即使這些技術(shù)工人在通過較長期的試用-使用的實踐過程中，不能具備開發(fā)數(shù)控機床自身存在的更高一級多種功能的能力。也就是說沒有形成對數(shù)控機床自身的合理使用的工作方式。

③由“相對”高學(xué)歷、具有高綜合素質(zhì)和研發(fā)能力空間大的專業(yè)工程技術(shù)人員在電腦編制程序，并通過控制系統(tǒng)指導(dǎo)操作工進行日常的生產(chǎn)制造工作。由少數(shù)經(jīng)驗豐富的高級技師進行對調(diào)整機床中專用工具工裝進行輔助配合的方式。這種方式通過極短時期的使用調(diào)整、編程實踐，迅速達到加工合格的各種零部件，最重要的是避免了低級的“誤操作”，杜絕了給數(shù)控機床自身帶來不必要的“外力撞擊”事例；更重要的是具備隨時存在著開發(fā)數(shù)控機床更高一級的多種功能的能力。形成了對數(shù)控機床自身的合理使用的工作方式。

1.3 煤機企業(yè)根據(jù)各種零部件的加工工藝要素進行分類分析研究，合理使用數(shù)控機床

液壓支架中的各種大小液壓元件、液壓控制閥的閥體和閥芯部零件制造加工工藝的要求較高，在制造生產(chǎn)過程中，集合數(shù)控機床加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率持續(xù)高效的特點，可按各種加工工藝要素考慮分類合理使用數(shù)控機床。

可按形狀、尺寸、批量分類合理使用數(shù)控機床分析加工零件的形狀和尺寸；考慮選擇裝卡基準；制定加工工藝，保證加工零件的形狀尺寸符合制造加工信息的要求。可將不同長度、不同直徑、批量較大的零件相對固定在一些數(shù)控機床上加工。這樣既減少調(diào)整、編程的工作時間，又增加了連續(xù)不間斷制造加工的機動時間。

可按加工精度分類合理使用數(shù)控機床分析加工零件的加工精度后，可將批量較大零件相對固定在一些配置級別不同的數(shù)控機床上加工。這樣既避免了批量出現(xiàn)低于優(yōu)質(zhì)品標準的零件，又保證了在加工不同精度等級零件的質(zhì)量穩(wěn)定性和持續(xù)高效；又增加了連續(xù)不間斷制造加工的機動時間。

可按材料特性和熱處理狀態(tài)分類合理使用數(shù)控機床這樣既避免了的零件質(zhì)量波動的出現(xiàn)，又能最大限度地延長合理選擇的加工刀具的壽命，從而確保加工零件的質(zhì)量穩(wěn)定性。

2生產(chǎn)實際中應(yīng)對數(shù)控機床進行有效管理方面的研究

煤機企業(yè)車間里的生產(chǎn)計劃調(diào)度進行數(shù)控機床的有效管理方法的研究應(yīng)從過程和順序入手。

2.1 車間生產(chǎn)計劃調(diào)度應(yīng)熟知生產(chǎn)過程與工藝過程

①生產(chǎn)過程它包括原材料的運輸、保存、生產(chǎn)準備工作、毛坯的制造、零件的加工與熱處理、部件和整個產(chǎn)品的裝配、產(chǎn)品各工序的質(zhì)量檢驗、調(diào)試以及包裝等。合理的組織生產(chǎn)過程，不僅要求生產(chǎn)過程的空間組織能滿足平行性、連續(xù)性、比例性、適應(yīng)性、配套性等要求，而且在時間組織亦要盡可能使加工對象在各生產(chǎn)單位、各工序之間的運行緊密銜接，實現(xiàn)“快節(jié)拍”的連續(xù)生產(chǎn)。

②工藝過程數(shù)控機床的生產(chǎn)過程中，有一部分是與原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程，這部分生產(chǎn)過程是“工藝過程”。在各工序中以執(zhí)行工藝卡片的形式確定下來的工藝過程是“工藝規(guī)程”。各工序是工藝過程的基本單元，也是車間生產(chǎn)組織和實現(xiàn)進度計劃的基本單元。

2.2 車間生產(chǎn)計劃調(diào)度應(yīng)以精通數(shù)控機床加工順序為基礎(chǔ)，科學(xué)地進行工作安排

①加工階段的劃分零件加工時，往往不是依次加工完各個表面，而是將各個表面的粗、精加工分開進行。

②加工順序的安排數(shù)控機床加工某個零件時往往有幾個表面需要加工，這些表面不僅本身有一定的精度要求，而且各表面還有一定的位置要求。為了達到這些精度要求，各表面的加工順序就不能隨意安排，而必須遵循一定的原則，這就是定位基面的選擇和轉(zhuǎn)換決定著加工順序，以及前道工序為后道工序準備基面的原則。

加工過程前和過程中的熱處理工序的安排，是影響數(shù)控機床加工零件的質(zhì)量和材料使用性能的重要因素。

2.3 車間生產(chǎn)計劃調(diào)度應(yīng)結(jié)合加工實際有效管理數(shù)控機床

全面綜合比較現(xiàn)場的數(shù)控機床優(yōu)點、特點和弱點，根據(jù)當期的生產(chǎn)制造任務(wù)進度、加工諸多的零部件，靈活地結(jié)合起來按前述的“材料特性和熱處理狀態(tài)分類”和“數(shù)控機床加工順序”的原則來安排任務(wù)，合理使用好數(shù)控機床。

在數(shù)控機床加工零部件時，還要注意材料的利用率，應(yīng)在材料的長度和直徑上進行工作研究。

第4篇：數(shù)控機床改造范文

工件加工質(zhì)量。它不僅能夠大大提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率，而且也能提高數(shù)控機床的加工精度，獲得了明顯的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞 840DSL；數(shù)控機床；改造

中圖分類號 TG659 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)051-0095-01

1 概述

隨著現(xiàn)代化機械制造業(yè)水平的不斷提升，機床數(shù)控系統(tǒng)改造化的比率不斷的提高。目前，我國大多數(shù)機械制造行業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)中的生產(chǎn)加工裝備中大多數(shù)的數(shù)控機床，確切的說是半數(shù)以上是都是役齡在10年以上的舊數(shù)控機床，直接影響企業(yè)的生存和持續(xù)發(fā)展。所以必須大力提高這些數(shù)控機床的生產(chǎn)效率和加工精度。采取改造舊數(shù)控機床來提高設(shè)備的先進性，是其有效的途徑。

對于目前所進行數(shù)控機床改造，具有如下特點：一是所需的投資少，而且交貨期較短。同購置新的數(shù)控機床相比較，改造的費用明顯較低；二是可根據(jù)現(xiàn)有的實際條件，因地制宜合理篩選并改造功能，極大的縮短了改造周期，減小其中的成本；三是對于設(shè)備結(jié)構(gòu)性能熟悉了解，便于實際中的操作維修；四是可以及時采用最新的技術(shù)、新工藝，提高設(shè)備的自動化水平及加工精度。但由于目前的數(shù)控機床使用年代較長、機械性能穩(wěn)定的實際情況，但受數(shù)控機床的其他方面限制，不宜進行突破性的改造。

2 西門子840DSL

2.1 簡介

SINUMERIK 840DSL具有模塊化、開放、靈活而又統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，為使用者提供了最佳的可視化界面與操作編程體驗，及最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)集成功能。SINUMERIK 840DSL是一個創(chuàng)新的能適用干所有工藝功能的系統(tǒng)平臺。SINUMERIK 840DSL集成結(jié)構(gòu)緊湊、高功率密度的SINAMICSSL20驅(qū)動系統(tǒng)，并結(jié)合SIMATIC 57-300 PLC系統(tǒng)，強大而完善的功能使SINUMERIK 840DSL成為中高端數(shù)控應(yīng)用的最佳選擇。

SINUMERIK 840DSL可廣泛適用于車削、鉆削、銑削、磨削、沖壓、激光加工等工藝，能勝任刀具與模具制造、高速切削、木材與玻璃加工、傳送線等應(yīng)用場合，既適合大批量生產(chǎn)也能滿足單件小批量生產(chǎn)的要求。

2.2 動態(tài)性能與加工精度

SINUMERIK 840DSL與SINAMICS 5120驅(qū)動系統(tǒng)相結(jié)合，基于DSC（動態(tài)伺服控制）閉環(huán)位置控制技術(shù)，并通過使用創(chuàng)新性的直線電機，確保機床獲得更佳的動態(tài)性能。而電流自適應(yīng)控制更確保了伺服電機的最大利用率。系統(tǒng)中的軟件濾波器能有效抑制機床共振，同時調(diào)節(jié)型電源模塊（ALM）的受控直流鏈路能防止母線電壓波動。

無論是簡單工件，還是復(fù)雜工件，使用SINUMERIK 840DSL，都可實現(xiàn)最佳的表面加工質(zhì)量。憑借西門子卓有口碑的專業(yè)經(jīng)驗和久經(jīng)實踐驗證的SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)，SINUMERIK 840D引是刀具與模具制造的理想解決方案。它的其它技術(shù)亮點使其同樣適用于精密加工與高速加工：優(yōu)化的路徑控制，優(yōu)秀的同步操作，轉(zhuǎn)矩脈動小，納米級的實際位置分辨率，幾何誤差的測量和補償，包括旋轉(zhuǎn)軸，基于“VCS plus”技術(shù)的空間定位補償系統(tǒng)。

3 SINUMERIK 840DSL的應(yīng)用

3.1 某型機床改造

某型磨齒機是1996年從瑞士MIKRON公司進口的大型設(shè)備。該機床的原控制系統(tǒng)為法國施耐德NUM755系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)采用伺服驅(qū)動，具有X，Y，Z，U，V等坐標軸結(jié)構(gòu)，功能強大，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。由于該機床原有的控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)均已老化，并且沒有足夠的備件進行更換，從未導(dǎo)致維修困難，目前該機床故障頻繁，無法進行正常的生產(chǎn)。因此，必須對該磨齒機的控制系統(tǒng)進行升級改造，使其重新發(fā)揮應(yīng)有的價值。

在電氣系統(tǒng)的升級處理中，應(yīng)是以盡量保持原配置為原則，改造中保持原機床電氣系統(tǒng)的大部分不變，只將跟控制系統(tǒng)有關(guān)的必要部分進行修改設(shè)計。如圖1所示為該磨齒機的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。控制系統(tǒng)采用SI-NUMERIK 840DSL配612D驅(qū)動系統(tǒng)，進給驅(qū)動采用1FT系列，主軸驅(qū)動采用1PH6系列。SINUMERIK840 DSL由數(shù)控及驅(qū)動單元等組成。在集成系統(tǒng)時，一般將612D驅(qū)動和數(shù)控單元并排放在一起，并用設(shè)備總線互相連接。

圖1 某磨齒機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 軸的改造

磨齒機的砂輪修整部分在保留原有的機床控制結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合加工程序控制修整動作。U軸是砂輪徑向修整軸，V軸是砂輪進行軸向修整的軸，都是由數(shù)控系統(tǒng)控制、編碼器作半閉環(huán)位置反饋，采用交流伺服電動機驅(qū)動。

X軸是砂輪架進給和快速移運動的軸。砂輪架的進給運動在齒輪的加工過程中是指齒輪的徑向運動。對該磨齒機改造后由數(shù)控系統(tǒng)進行控制、編碼器作閉環(huán)位置確定，采用交流進給伺服電動機驅(qū)動。Y軸是沿立柱切向的手動軸。通過改造原機床手動的工作方式，在加工過程中對于每個加工工件，數(shù)控系統(tǒng)控制其移動一個固定的位移，以保證砂輪在一批工件加工后砂輪磨損量基本一致，同時也保證齒輪的磨削尺寸滿足工藝要求。同樣是由數(shù)控系

統(tǒng)進行控制、采用伺服電動機驅(qū)動。Z軸是指工件滑板上下運動的軸。它是影響齒輪旋轉(zhuǎn)速度的引導(dǎo)軸。改造之后也由數(shù)控系統(tǒng)控制，利用1FT6伺服電動機進行驅(qū)動。

齒形和齒向的修磨：修整時首先要調(diào)整好修整器20°壓力角底座，再進行安裝、調(diào)整好成形金剛滾輪的安裝座之后，計算好砂輪修正的進給量，然后通過U和V軸，開始修整砂輪。砂輪修整完成后，需要將標準齒形模板放在在蝸桿砂輪上，通過使用光源進行照射來觀看砂輪齒形的透光情況，確定砂輪的修整達到要求。齒頂?shù)男弈ミ^程包括修正器橫向移動以及V軸往復(fù)橫向運動進行的循環(huán)修正。

參考文獻

第5篇：數(shù)控機床改造范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床，單片機數(shù)控系統(tǒng)，改裝設(shè)計

第一章概述

機床作為機械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于計算機技術(shù)的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進行柔性自動化控制的新一代機床－數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。計算機的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類提供了實現(xiàn)機械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著計算機的發(fā)展，數(shù)控機床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，同時使人們對傳統(tǒng)的機床傳動及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河。數(shù)控機床是以數(shù)字化的信息實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置，機床電機的啟動和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計算機，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。數(shù)控機床與普通機床相比，其主要有以下的優(yōu)點：1.適應(yīng)性強，適合加工單件或小批量的復(fù)雜工件；在數(shù)控機床上改變加工工件時，只需重新編制新工件的加工程序，就能實現(xiàn)新工件加工。2.加工精度高；3.生產(chǎn)效率高；4.減輕勞動強度，改善勞動條件；5.良好的經(jīng)濟效益；6.有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機床已成為我國市場需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。我國數(shù)控機機床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品開發(fā)上取得了明顯的進步，特別是在機床的高速化、多軸化、復(fù)合化、精密化方面進步很大。但是，國產(chǎn)數(shù)控機床與先進國家的同類產(chǎn)品相比，還存在差距，還不能滿足國家建設(shè)的需要。我國是一個機床大國，有三百多萬臺普通機床。但機床的素質(zhì)差，性能落后，單臺機床的平均產(chǎn)值只有先進工業(yè)國家的1/10左右，差距太大，急待改造。舊機床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標。隨著數(shù)控機床越來越多的普及應(yīng)用，數(shù)控機床的技術(shù)經(jīng)濟效益為大家所理解。在國內(nèi)工廠的技術(shù)改造中，機床的微機數(shù)控化改造已成為重要方面。許多工廠一面購置數(shù)控機床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、PC技術(shù)改造普通機床，并取得了良好的經(jīng)濟效益。我國經(jīng)濟資源有限，國家大，機床需要量大，因此不可能拿出相當大的資金去購買新型的數(shù)控機床，而我國的舊機床很多，用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機床的自動化程度，比較符合我國的國情。1984年，我國開始生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造舊機床。到目前為止，已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。可以預(yù)料，今后，機床的經(jīng)濟型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。所以說，本畢業(yè)設(shè)計實例具有典型性和實用性。

第二章總體方案的設(shè)計

2.1設(shè)計任務(wù)本設(shè)計任務(wù)是對CA6140普通車床進行數(shù)控改造。利用微機對縱、橫向進給系統(tǒng)進行開環(huán)控制，縱向（Z向）脈沖當量為0.01mm/脈沖，橫向（X向）脈沖當量為0.005mm/脈沖，驅(qū)動元件采用步進電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架。2.2總體方案的論證對于普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造，在確定總體設(shè)計方案時，應(yīng)考慮在滿足設(shè)計要求的前提下，對機床的改動應(yīng)盡可能少，以降低成本。（1）數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按運動方式可分為點位控制系統(tǒng)、點位直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。由于要求CA6140車床加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用兩軸聯(lián)動連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）伺服進給系統(tǒng)的改造設(shè)計數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)有開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。因為開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計制造容易、控制精度較好、容易調(diào)試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。所以，本設(shè)計決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。（3）數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計任何一個數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效地運行。在設(shè)計的數(shù)控裝置中，CPU的選擇是關(guān)鍵，選擇CPU應(yīng)考慮以下要素：1.時鐘頻率和字長與被控對象的運動速度和精度密切相關(guān)；2.可擴展存儲器的容量與數(shù)控功能的強弱相關(guān)；3.I/O口擴展的能力與對外設(shè)控制的能力相關(guān)。除此之外，還應(yīng)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用場合、控制對象以及各種性能、參數(shù)要求等，綜合起來考慮以確定CPU。在我國，普通機床數(shù)控改造方面應(yīng)用較普遍的是Z80CPU和MCS-51系列單片機，主要是因為它們的配套芯片便宜，普及性、通用性強，制造和維修方便，完全能滿足經(jīng)濟型數(shù)控機床的改造需要。本設(shè)計中是以MCS-51系列單片機，51系列相對48系列指令更豐富，相對96系列價格更便宜，51系列中，是無ROM的8051，8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控機中應(yīng)用最多的是8031單片機。本設(shè)計以8031芯片為核心，增加存儲器擴展電路、接口和面板操作開關(guān)組成的控制系統(tǒng)。2.3總體方案的確定經(jīng)總體設(shè)計方案的論證后，確定的CA6140車床經(jīng)濟型數(shù)控改造示意圖如圖所示。CA6140車床的主軸轉(zhuǎn)速部分保留原機床的功能，即手動變速。車床的縱向（Z軸）和橫向（X軸）進給運動采用步進電機驅(qū)動。由8031單片機組成微機作為數(shù)控裝置的核心，由I/O接口、環(huán)形分配器與功率放大器一起控制步進電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)齒輪減速后帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)車床的縱向、橫向進給運動。刀架改成由微機控制的經(jīng)電機驅(qū)動的自動控制的自動轉(zhuǎn)位刀架。為保持切削螺紋的功能，必須安裝主軸脈沖發(fā)生器，為此采用主軸靠同步齒形帶使脈沖發(fā)生器同步旋轉(zhuǎn)，發(fā)出兩路信號：每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖個數(shù)和一個同步信號，經(jīng)隔離電路以及I/O接口送給微機。如圖2－1所示：

第三章微機數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

3.1微機數(shù)控系統(tǒng)硬件電路總體方案設(shè)計本系統(tǒng)選用8031CPU作為數(shù)控系統(tǒng)的中央處理機。外接一片2764EPROM，作為監(jiān)控程序的程序存儲器和存放常用零件的加工程序。再選用一片6264RAM用于存放需要隨機修改的零件程序、工作參數(shù)。采用譯碼法對擴展芯片進行尋址，采用74LS138譯碼器完成此功能。8279作為系統(tǒng)的輸入輸出口擴展，分別接鍵盤的輸入、輸出顯示，8255接步進電機的環(huán)形分配器，分別并行控制X軸和Z軸的步進電機。另外，還要考慮機床與單片機之間的光電隔離，功率放大電路等。其硬件框圖如圖3－1所示：圖3－28031芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖各引腳功能簡要介紹如下：⒈源引腳VSS：電源接地端。VCC：＋5V電源端。⒉輸入/輸出（I/O）口線8031單片機有P0、P1、P2、P34個端口，每個端口8根I/O線。當系統(tǒng)擴展外部存儲器時，P0口用來輸出低8位并行數(shù)據(jù)，P2口用來輸出高8位地址，P3口除可作為一個8位準雙向并行口外，還具有第二功能，各引腳第二功能定義如下：P3.0RXD：串行數(shù)據(jù)輸入端。P3.1TXD：串行數(shù)據(jù)輸出端P3.2INT0：外部中斷0請求信號輸入端。P3.3INT1：外部中斷1請求信號輸入端。P3.4T0：定時器/計數(shù)器0外部輸入端P3.5T1：定時器/計數(shù)器1外部輸入端P3.6WR：外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通。P3.7RD：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。在進行第二功能操作前，對第二功能的輸出鎖存器必須由程序置1。⒊信號控制線RST/VPD：RST為復(fù)位信號線輸入引腳，在時鐘電路工作以后，該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平，完成一次復(fù)位操作。8031單片機采用兩種復(fù)位方式：一種是加電自動復(fù)位，另一種為開關(guān)復(fù)位。ALE/PROG：ALE是地址鎖存允許信號。它的作用是把CPU從P0口分時送出的低8位地址鎖存在一個外加的鎖存器中。外部程序存儲器讀選通信號。當其為低電平時有效。

VPP：當EA為高電平且PC值小于0FFFH時CPU執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。當EA為低電平時，CPU僅執(zhí)行外部程序存儲器中的程序。XTAL1：震蕩器的反相放大器輸入，使用外部震蕩器時必須接地；XTAL2：震蕩器的反相放大器輸出，使用外部震蕩器時，接收震蕩信號；（2）片外三總線結(jié)構(gòu)單片機在實際應(yīng)用中，常常要擴展外部存儲器、I/O口等。單片機的引腳，除了電源、復(fù)位、時鐘輸入以及用戶I/O口外，其余的引腳都是為了實現(xiàn)系統(tǒng)擴展而設(shè)置的，這些引腳構(gòu)成了三總線形式：⒈地址總線AB地址總線寬度為16位。因此，外部存儲器直接尋址范圍為64KB。由P0口經(jīng)地址鎖存器提供16位地址總線的低8位地址（A7～A0），P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。⒉數(shù)據(jù)總線DB數(shù)據(jù)總線寬度為8位，由P0口提供。⒊控制總線CB控制總線由第二功能狀態(tài)下的P3口和4根獨立的控制線RST、EA、ALE和PSEN組成。其引腳圖如圖3－3所示：3.1.28255A可編程并行I/O口擴展芯片8255A可編程并行I/O口擴展芯片可以直接與MCS系列單片機系統(tǒng)總線連接，它具有三個8位的并行I/O口，具有三種工作方式，通過編程能夠方便地采用無條件傳送、查詢傳送或中斷傳送方式完成CPU與設(shè)備之間的信息交換。8255A的結(jié)構(gòu)及引腳功能：1、8255A的結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3－4所示。其中包括三個8位并行數(shù)據(jù)I/O端口，二個工作方式控制電路，一個讀/寫控制邏輯電路和一個8位數(shù)據(jù)總線緩沖器。各部分功能介紹如下：（1）三個8位并行I/O端口A、B、CA口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器?？删幊虨?位輸入、或8位輸出、或8位雙向寄存器。B口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位輸入或輸出寄存器，但不能雙向輸入/輸出。C口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，C口可分作兩個4位口，用于輸入或輸出，也可作為A口和B口選通方式工作時的狀態(tài)控制信號。（2）工作方式控制電路A、B兩組控制電路把三個端口分成A、B兩組，A組控制A口各位和C口高四位，B組控制B口各位和C口低四位。兩組控制電路各有一個控制命令寄存器，用來接收由CPU寫入的控制字，以決定兩組端口的工作方式。也可根據(jù)控制字的要求對C口按位清“0”或置“1”。（3）讀/寫控制邏輯電路它接收來自CPU的地址信號及一些控制信號，控制各個口的工作狀態(tài)。（4）數(shù)據(jù)總線緩沖器它是一個三態(tài)雙向緩沖器，用于和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連，以實現(xiàn)CPU和8255A之間信息的傳送。

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第6篇：數(shù)控機床改造范文

關(guān)鍵詞: 普通機床 數(shù)控改造 具體措施 技術(shù)及人員要求

進入新世紀以來,中國機床工具市場取得很大的發(fā)展,尤其數(shù)控設(shè)備成果喜人,特別是2008年金融危機以來,中國數(shù)控市場不冷反熱,各企業(yè)及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),產(chǎn)業(yè)升級,新產(chǎn)品新技術(shù)層出不窮,中高檔產(chǎn)品已成主流,大多數(shù)企業(yè)迫切希望更好地掌握國際先進的數(shù)控技術(shù)用于機床改造。我從事數(shù)控技術(shù)工作多年,深有感觸,現(xiàn)就著重探討普通機床的數(shù)控改造方面的問題。

一、歷史回顧及現(xiàn)狀

改革開發(fā)以來,中國大量的機械機床設(shè)備需要升級改造,機械加工領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)需要迫切,上世界80年代至今,德國西門子公司在北京等地建立工廠,著重推廣數(shù)控技術(shù)。數(shù)控機床的再制造開始于20世紀90年代,作為新的經(jīng)濟增長行業(yè),正處在黃金時代。我國金屬加工業(yè)需求層次不同,從國防軍工、精密加工等高端需求到模具制造、汽車零件加工的中高端市場,直至普通軸類零件的中低端需求,都對數(shù)控系統(tǒng)的改造提供了廣闊的空間。

二、數(shù)控改造的內(nèi)容

1.普通機床改造成數(shù)控機床。數(shù)控機床的使用壽命一般是10―12年,而對于已經(jīng)到期的一些舊機床,尤其是一些進口機床,其機械剛性有可能還好于新機床,所以,再制造的價值非常大。比如使用光柵的數(shù)顯鉆床改造成數(shù)控鉆床,一般用步進電機;舊的光顯鏜床改造成數(shù)控鏜床,一般用半閉環(huán)交流伺服系統(tǒng);普通車床的數(shù)控改造,等等。

2.原有的數(shù)控機床升級換代。隨著機場的需求功能不斷完善,尤其是車間信息化的發(fā)展,數(shù)控改造不只是針對單臺機床,而是要提高整體效率。比如我校數(shù)控實習(xí)車間原有三臺2000年前買的舊版華中數(shù)控系統(tǒng)立式銑床,電器系統(tǒng)已經(jīng)老化無法使用,2010年春學(xué)期我們就新購了法拉克0i-C型系統(tǒng)加以全面改造,既鍛煉了老師和學(xué)生的實際動手能力,又讓這三臺舊機床煥發(fā)了青春,為學(xué)校節(jié)約了很大的設(shè)備投入經(jīng)費,取得了良好的社會效果。少數(shù)情況機床價格較高,機械基礎(chǔ)較好,如大中型數(shù)控銑床、臥式加工中心、高精度數(shù)控磨床、數(shù)控曲軸加工機床、數(shù)控凸輪加工機床和刀具磨床等,制造周期長,技術(shù)含量高,機床原值高,但苦于數(shù)控系統(tǒng)老化,備件支持匱乏,電器維修成本高,或原系統(tǒng)市場已被淘汰,此時應(yīng)及時進行新數(shù)控系統(tǒng)的升級改造,如同時對機械項目進行維修,其價值會更加可觀。

3.在現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)新的功能。機床保留基座主體,結(jié)構(gòu)有較大的進步或改進,如龍門銑床或龍門刨床,采用直線電機或直線導(dǎo)軌,高速電主軸等新技術(shù),使其成為高速鐵路的導(dǎo)軌磨床;普通液壓靠模凸輪磨床的通過二次結(jié)構(gòu)設(shè)計,數(shù)控系統(tǒng)升級,采用數(shù)控系統(tǒng)高精度輪廓控制,使之變?yōu)楦咚俑呔葦?shù)控凸輪磨床,數(shù)控車床通過局部結(jié)構(gòu)變化,安裝上帶動力頭的數(shù)控刀架,并通過配置CS軸的分度定位功能,將其改造成數(shù)控車削中心;通過結(jié)構(gòu)設(shè)計與采用數(shù)控系統(tǒng),將普通的車床再制造成為數(shù)控旋壓機,等等。上述內(nèi)容多體現(xiàn)了如下特點:需要融入結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和二次設(shè)計,大量采用系統(tǒng)的新的功能新的技術(shù),缺點是技術(shù)門檻高,市場應(yīng)用面窄,社會需求量和供應(yīng)量不大。

三、數(shù)控改造的具體措施

我國中小型城市在上世紀90年代中期逐步開展上述工作,一般機床的改裝非常普遍,這是由我國國情所決定的。改革開發(fā)帶來的技術(shù)進步,數(shù)控機床的高精度、高效益等優(yōu)點的不斷顯現(xiàn)和人們的新的認識,促使社會積極推進數(shù)控化進程,外國西門子、法拉克,國產(chǎn)廣數(shù)系統(tǒng)、華中系統(tǒng)等被大量采用,大多屬于普及型或經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。其伺服系統(tǒng)采用步進電機,具體的改造措施一般有如下幾個方面:1.增加或更換滾珠絲杠。原滑臺如采用液壓的則拆除,選用新的滾珠絲杠及相應(yīng)的機械連接工藝設(shè)計。2.增加自動刀庫?，F(xiàn)在江蘇昆山產(chǎn)的臺灣盛鈺刀庫應(yīng)用較廣。3.主軸增加交流變頻器。4.PMC的應(yīng)用。這種改造已經(jīng)突破了原來設(shè)備的結(jié)構(gòu)限制,在不增加能源和消耗的前提下,節(jié)約了成本,為社會作出了貢獻。

數(shù)控改造的前提是如何真正實現(xiàn)有意義有價值的系統(tǒng)升級,而不是簡單地修理和更換電路元件,通過改造融入更多的自主知識產(chǎn)權(quán),將新技術(shù)用于數(shù)控改造,提高原機床的性能和精度,降低能耗。

四、數(shù)控改造的技術(shù)及人員要求

對企業(yè)或用戶來說,他們希望將先進的數(shù)控系統(tǒng)成功地應(yīng)用于終端設(shè)備上,使其發(fā)揮最大的效能,因此從事數(shù)控技術(shù)改造的人員來說就必須具備以下要求:1.熟悉機床結(jié)構(gòu),對機床結(jié)構(gòu)和設(shè)備的加工工藝有較深入的了解;2.熟悉機床的生產(chǎn)工藝流程,了解客戶的個性化需求;3.較強的就業(yè)和吃苦耐勞的精神;4.有豐富的維修經(jīng)驗,對機、電、液、工藝等方面有較強的理論與實踐能力,精通數(shù)控系統(tǒng)、相關(guān)機床參數(shù)及PMC程序等。具體操作方面應(yīng)注意如下幾方面:1.與用戶積極溝通,共同確定項目的解決方案;2.考慮方案成本提高性價比;3.應(yīng)考慮項目實施的可操作性;4.知識儲備多有經(jīng)驗?zāi)軌蛘莆沼行У馁Y源與信息。例如,西門子數(shù)控系統(tǒng)對機床制造廠商和機床在制造人員來說要求是比較高的。從事二次開發(fā)的應(yīng)用人員,除要了解系統(tǒng)之外,更多的是要了解機床,這樣才能提供操作性能良好功能強大的數(shù)控機床。目前有些功能不是系統(tǒng)沒有提供,而是機床制造廠或開發(fā)人員沒有挖掘出。西門子數(shù)控系統(tǒng)是一個大的平臺,其對環(huán)境如溫度濕度和抗干擾等方面的要求較高,如果局限原來的走線、安裝不規(guī)范,使用者對系統(tǒng)缺乏理解,理論基礎(chǔ)不扎實,就會增加偶發(fā)性故障。

系統(tǒng)改造完以后,進行調(diào)試和確定合理的驗收標準,也是技術(shù)準備工作的重要一環(huán)。調(diào)試工作涉及機械、液壓、電氣、光學(xué)、控制、傳感等,因此必須由項目負責人進行,其他人員配合。調(diào)試步驟可從簡到繁、從小到大、從外到里進行,也可先局部后全局、先子系統(tǒng)后整系統(tǒng)進行。驗收標準是對新系統(tǒng)的考核,過高或過低的標準都會對改造工作產(chǎn)生負面影響。標準一旦確定下來,不能隨便修改,因為它牽涉到整個改造工作的各個環(huán)節(jié)。

五、前景展望

低成本是推動數(shù)控改造市場迅速膨脹的關(guān)鍵因素,現(xiàn)在不少大企業(yè)原先進口的機床已經(jīng)遠超過了“服役期”,但這些設(shè)備價值不菲,單價在幾百萬元甚至上千萬元,而且機械部分還可以使用,因此急需進行改造。只要正確有效地將CNC、伺服系統(tǒng)、機床電氣系統(tǒng)和機械部分集成于一體,就能最終交給用戶一臺經(jīng)過改造或等于再制造的具有個性特色的專用數(shù)控機床,使企業(yè)從中獲得更大的經(jīng)濟效益,使資產(chǎn)獲得有效的增值。因此該行業(yè)的前景十分遠大光明。

總之,數(shù)控機床改造具有很好的發(fā)展前途,但它對數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機床改造者均提出較高的要求。我國的機床改造業(yè)也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。機床改造作為新的經(jīng)濟增長行業(yè),是個“永恒”的課題,必將生機盎然。

參考文獻:

[1]龔仲華.數(shù)控機床故障診斷與維修500例.機械工業(yè)出版社,2006.

第7篇：數(shù)控機床改造范文

機床作為機械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于計算機技術(shù)的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進行柔性自動化控制的新一代機床－數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。計算機的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類提供了實現(xiàn)機械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著計算機的發(fā)展，數(shù)控機床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，同時使人們對傳統(tǒng)的機床傳動及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河。數(shù)控機床是以數(shù)字化的信息實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置，機床電機的啟動和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計算機，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。數(shù)控機床與普通機床相比，其主要有以下的優(yōu)點：1.適應(yīng)性強，適合加工單件或小批量的復(fù)雜工件；在數(shù)控機床上改變加工工件時，只需重新編制新工件的加工程序，就能實現(xiàn)新工件加工。2.加工精度高；3.生產(chǎn)效率高；4.減輕勞動強度，改善勞動條件；5.良好的經(jīng)濟效益；6.有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機床已成為我國市場需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。我國數(shù)控機機床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品開發(fā)上取得了明顯的進步，特別是在機床的高速化、多軸化、復(fù)合化、精密化方面進步很大。但是，國產(chǎn)數(shù)控機床與先進國家的同類產(chǎn)品相比，還存在差距，還不能滿足國家建設(shè)的需要。我國是一個機床大國，有三百多萬臺普通機床。但機床的素質(zhì)差，性能落后，單臺機床的平均產(chǎn)值只有先進工業(yè)國家的1/10左右，差距太大，急待改造。舊機床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標。隨著數(shù)控機床越來越多的普及應(yīng)用，數(shù)控機床的技術(shù)經(jīng)濟效益為大家所理解。在國內(nèi)工廠的技術(shù)改造中，機床的微機數(shù)控化改造已成為重要方面。許多工廠一面購置數(shù)控機床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、PC技術(shù)改造普通機床，并取得了良好的經(jīng)濟效益。我國經(jīng)濟資源有限，國家大，機床需要量大，因此不可能拿出相當大的資金去購買新型的數(shù)控機床，而我國的舊機床很多，用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機床的自動化程度，比較符合我國的國情。1984年，我國開始生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造舊機床。到目前為止，已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。可以預(yù)料，今后，機床的經(jīng)濟型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。所以說，本畢業(yè)設(shè)計實例具有典型性和實用性。

第二章總體方案的設(shè)計

2.1設(shè)計任務(wù)本設(shè)計任務(wù)是對CA6140普通車床進行數(shù)控改造。利用微機對縱、橫向進給系統(tǒng)進行開環(huán)控制，縱向（Z向）脈沖當量為0.01mm/脈沖，橫向（X向）脈沖當量為0.005mm/脈沖，驅(qū)動元件采用步進電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架。2.2總體方案的論證對于普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造，在確定總體設(shè)計方案時，應(yīng)考慮在滿足設(shè)計要求的前提下，對機床的改動應(yīng)盡可能少，以降低成本。（1）數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按運動方式可分為點位控制系統(tǒng)、點位直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。由于要求CA6140車床加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用兩軸聯(lián)動連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）伺服進給系統(tǒng)的改造設(shè)計數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)有開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。因為開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計制造容易、控制精度較好、容易調(diào)試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。所以，本設(shè)計決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。（3）數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計任何一個數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效地運行。在設(shè)計的數(shù)控裝置中，CPU的選擇是關(guān)鍵，選擇CPU應(yīng)考慮以下要素：1.時鐘頻率和字長與被控對象的運動速度和精度密切相關(guān)；2.可擴展存儲器的容量與數(shù)控功能的強弱相關(guān)；3.I/O口擴展的能力與對外設(shè)控制的能力相關(guān)。除此之外，還應(yīng)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用場合、控制對象以及各種性能、參數(shù)要求等，綜合起來考慮以確定CPU。在我國，普通機床數(shù)控改造方面應(yīng)用較普遍的是Z80CPU和MCS-51系列單片機，主要是因為它們的配套芯片便宜，普及性、通用性強，制造和維修方便，完全能滿足經(jīng)濟型數(shù)控機床的改造需要。本設(shè)計中是以MCS-51系列單片機，51系列相對48系列指令更豐富，相對96系列價格更便宜，51系列中，是無ROM的8051，8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控機中應(yīng)用最多的是8031單片機。本設(shè)計以8031芯片為核心，增加存儲器擴展電路、接口和面板操作開關(guān)組成的控制系統(tǒng)。2.3總體方案的確定經(jīng)總體設(shè)計方案的論證后，確定的CA6140車床經(jīng)濟型數(shù)控改造示意圖如圖所示。CA6140車床的主軸轉(zhuǎn)速部分保留原機床的功能，即手動變速。車床的縱向（Z軸）和橫向（X軸）進給運動采用步進電機驅(qū)動。由8031單片機組成微機作為數(shù)控裝置的核心，由I/O接口、環(huán)形分配器與功率放大器一起控制步進電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)齒輪減速后帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)車床的縱向、橫向進給運動。刀架改成由微機控制的經(jīng)電機驅(qū)動的自動控制的自動轉(zhuǎn)位刀架。為保持切削螺紋的功能，必須安裝主軸脈沖發(fā)生器，為此采用主軸靠同步齒形帶使脈沖發(fā)生器同步旋轉(zhuǎn)，發(fā)出兩路信號：每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖個數(shù)和一個同步信號，經(jīng)隔離電路以及I/O接口送給微機。如圖2－1所示：

第三章微機數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

3.1微機數(shù)控系統(tǒng)硬件電路總體方案設(shè)計本系統(tǒng)選用8031CPU作為數(shù)控系統(tǒng)的中央處理機。外接一片2764EPROM，作為監(jiān)控程序的程序存儲器和存放常用零件的加工程序。再選用一片6264RAM用于存放需要隨機修改的零件程序、工作參數(shù)。采用譯碼法對擴展芯片進行尋址，采用74LS138譯碼器完成此功能。8279作為系統(tǒng)的輸入輸出口擴展，分別接鍵盤的輸入、輸出顯示，8255接步進電機的環(huán)形分配器，分別并行控制X軸和Z軸的步進電機。另外，還要考慮機床與單片機之間的光電隔離，功率放大電路等。8031芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖各引腳功能簡要介紹如下：⒈源引腳VSS：電源接地端。VCC：＋5V電源端。⒉輸入/輸出（I/O）口線8031單片機有P0、P1、P2、P34個端口，每個端口8根I/O線。當系統(tǒng)擴展外部存儲器時，P0口用來輸出低8位并行數(shù)據(jù)，P2口用來輸出高8位地址，P3口除可作為一個8位準雙向并行口外，還具有第二功能，各引腳第二功能定義如下：P3.0RXD：串行數(shù)據(jù)輸入端。P3.1TXD：串行數(shù)據(jù)輸出端P3.2INT0：外部中斷0請求信號輸入端。P3.3INT1：外部中斷1請求信號輸入端。P3.4T0：定時器/計數(shù)器0外部輸入端P3.5T1：定時器/計數(shù)器1外部輸入端P3.6WR：外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通。P3.7RD：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。在進行第二功能操作前，對第二功能的輸出鎖存器必須由程序置1。⒊信號控制線RST/VPD：RST為復(fù)位信號線輸入引腳，在時鐘電路工作以后，該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平，完成一次復(fù)位操作。8031單片機采用兩種復(fù)位方式：一種是加電自動復(fù)位，另一種為開關(guān)復(fù)位。ALE/PROG：ALE是地址鎖存允許信號。它的作用是把CPU從P0口分時送出的低8位地址鎖存在一個外加的鎖存器中。外部程序存儲器讀選通信號。當其為低電平時有效。

VPP：當EA為高電平且PC值小于0FFFH時CPU執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。當EA為低電平時，CPU僅執(zhí)行外部程序存儲器中的程序。XTAL1：震蕩器的反相放大器輸入，使用外部震蕩器時必須接地；XTAL2：震蕩器的反相放大器輸出，使用外部震蕩器時，接收震蕩信號；（2）片外三總線結(jié)構(gòu)單片機在實際應(yīng)用中，常常要擴展外部存儲器、I/O口等。單片機的引腳，除了電源、復(fù)位、時鐘輸入以及用戶I/O口外，其余的引腳都是為了實現(xiàn)系統(tǒng)擴展而設(shè)置的，這些引腳構(gòu)成了三總線形式：⒈地址總線AB地址總線寬度為16位。因此，外部存儲器直接尋址范圍為64KB。由P0口經(jīng)地址鎖存器提供16位地址總線的低8位地址（A7～A0），P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。⒉數(shù)據(jù)總線DB數(shù)據(jù)總線寬度為8位，由P0口提供。⒊控制總線CB控制總線由第二功能狀態(tài)下的P3口和4根獨立的控制線RST、EA、ALE和PSEN組成。其引腳圖如圖3－3所示：3.1.28255A可編程并行I/O口擴展芯片8255A可編程并行I/O口擴展芯片可以直接與MCS系列單片機系統(tǒng)總線連接，它具有三個8位的并行I/O口，具有三種工作方式，通過編程能夠方便地采用無條件傳送、查詢傳送或中斷傳送方式完成CPU與設(shè)備之間的信息交換。8255A的結(jié)構(gòu)及引腳功能：1、8255A的結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3－4所示。其中包括三個8位并行數(shù)據(jù)I/O端口，二個工作方式控制電路，一個讀/寫控制邏輯電路和一個8位數(shù)據(jù)總線緩沖器。各部分功能介紹如下：（1）三個8位并行I/O端口A、B、CA口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器?？删幊虨?位輸入、或8位輸出、或8位雙向寄存器。B口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位輸入或輸出寄存器，但不能雙向輸入/輸出。C口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，C口可分作兩個4位口，用于輸入或輸出，也可作為A口和B口選通方式工作時的狀態(tài)控制信號。（2）工作方式控制電路A、B兩組控制電路把三個端口分成A、B兩組，A組控制A口各位和C口高四位，B組控制B口各位和C口低四位。兩組控制電路各有一個控制命令寄存器，用來接收由CPU寫入的控制字，以決定兩組端口的工作方式。也可根據(jù)控制字的要求對C口按位清“0”或置“1”。（3）讀/寫控制邏輯電路它接收來自CPU的地址信號及一些控制信號，控制各個口的工作狀態(tài)。（4）數(shù)據(jù)總線緩沖器它是一個三態(tài)雙向緩沖器，用于和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連，以實現(xiàn)CPU和8255A之間信息的傳送。

摘要：針對現(xiàn)有常規(guī)CA6140普遍車床的缺點提出數(shù)控改裝方案和單片機系統(tǒng)設(shè)計，提高加工精度和擴大機床使用范圍，并提高生產(chǎn)率。本論文說明了普通車床的數(shù)90控化改造的設(shè)計過程，較詳盡地介紹了CA6140機械改造部分的設(shè)計及數(shù)控系統(tǒng)部分的設(shè)計。采用以8031為CPU的控制系統(tǒng)對信號進行處理，由I/O接口輸出步進脈沖，經(jīng)一級齒輪傳動減速后，帶動滾動絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)縱向、橫向的進給運動。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床，單片機數(shù)控系統(tǒng)，改裝設(shè)計

參考文獻：

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[4]顧京，數(shù)控加工編程及操作.北京:高等教育出版社,2002

第8篇：數(shù)控機床改造范文

此次改造與研究中，熟悉機床數(shù)控化改造的基本過程，并把各個相關(guān)學(xué)科的知識融會貫通形成一個有機的整體，為以后的改造工作打下了良好的基礎(chǔ)，同時也積累了很多經(jīng)驗，在今后的工作中不斷學(xué)習(xí)，不斷實踐。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)機床； 數(shù)控； 改造

一、數(shù)控機床改造的意義

數(shù)控機床在機械加工行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)控機床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡單實用的經(jīng)濟型數(shù)控機床，具有自動加工的基本功能，操作維修方便。經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開環(huán)步進控制系統(tǒng)，功率步進電機為驅(qū)動元件，無檢測反饋機構(gòu)，系統(tǒng)的定位精度一般可達±0.01mm至0.02mm，已能滿足改造后加工零件的精度要求。

企業(yè)要在當前市場需求多變，競爭激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價格、最好的質(zhì)量、最短的時間去滿足市場需求的不斷變化。而普通機床已不適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)要求，數(shù)控機床綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)等先進技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當變更加工對象時只需要換零件加工程序，無需對機床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。另外數(shù)控機床改造節(jié)省資金。 機床的數(shù)控改造同購置新機床相比一般可節(jié)省60%左右的費用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結(jié)構(gòu)進行徹底改造升級也只需花費購買新機床60%的費用，并可以利用現(xiàn)有地基。改造后性能穩(wěn)定可靠。因原機床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。改造后還能提高生產(chǎn)效率。機床經(jīng)數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工的自動化效率可比傳統(tǒng)機床提高 3至5倍。對復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準備周期。

二、機床數(shù)控化改造的必要性

數(shù)控技術(shù)是先進制造技術(shù)的核心技術(shù)，它的整體水平標志著一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的水平和綜合國力的強弱，具有超越其經(jīng)濟價值的戰(zhàn)略物資地位。目前我國企業(yè)機械制造整體水平與發(fā)達國家相比還有很大的差距。由于我國企業(yè)大部分數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)依賴進口，企業(yè)承受不了巨額購置費，且易受國外的控制，另外數(shù)控機械設(shè)備維修力量薄弱，進口的備件維修成本高，設(shè)備完好率低，大部分進口機床數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)崩潰，有的甚至在進口后還沒使用就已因為各方面原因不能使用等等。因此目前我國企業(yè)機床數(shù)控化比例極低，不到5%，各企業(yè)使用的絕大部分為傳統(tǒng)老式機床，很難滿足企業(yè)高技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)需求和生產(chǎn)效率。為節(jié)約成本，進一步發(fā)揮老式傳統(tǒng)機床的功效和潛在價值，將大批傳統(tǒng)老式機床改造為數(shù)控機床是一種必然性和趨勢。

我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。但廢棄傳統(tǒng)機床大量引進數(shù)控機床對企業(yè)來說是一筆巨大的負擔，利用現(xiàn)有設(shè)備，提升傳統(tǒng)制造業(yè)的科技含量，是適合我國國情的一條道路，它不僅完成企業(yè)設(shè)備的更新?lián)Q代，而且也有良好的經(jīng)濟價值。

在美國、日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造作為新的經(jīng)濟增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及技術(shù)的不斷進步，機床改造是個“永恒”的課題。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國，機床改造業(yè)稱為機床再生（Remanufacturing）業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton機床公司、Devlieg-Bullavd（得寶）服務(wù)集團、US設(shè)備公司等。美國得寶公司已在中國開辦公司。在日本，機床改造造業(yè)稱為機床改裝（Retrofitting）業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大畏工程集團、崗三機械公司、千代田工機公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。

三、數(shù)控化改造的步驟

1.改造方案的確定

改造的可行性分析通過以后，就可以針對工藝和機床現(xiàn)況確定改造方案，一般包括：

機械修理與電氣改造相結(jié)合。確定改造步驟時，應(yīng)把整個電氣部分改造先分成若干個子系統(tǒng)進行，如數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、主軸、進給系統(tǒng)、面板控制與強電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作，根據(jù)使用條件選擇系統(tǒng)。

2.改造的技術(shù)準備

改造前的技術(shù)準備充分與否，很大程度上決定著改造能否取得成功。技術(shù)準備包括：機械部分準備，為配合電氣改造而需進行的機械大修改造的測量、計算、設(shè)計、繪圖、零件制作等應(yīng)先期完成。電氣部分準備，新舊系統(tǒng)接口的轉(zhuǎn)換設(shè)計全局改造的，應(yīng)設(shè)計機電轉(zhuǎn)換接口、操作面板控制與配置、互聯(lián)部分接點等，要求操作與維修方便、合理，線路走向通順、連接點少，強弱電干擾小，備有適當裕量等。局部改造的，還需要考慮新舊系統(tǒng)的性能匹配、電壓極性與大小變換、安裝位置、數(shù)模轉(zhuǎn)換等。

3.改造的實施

準備工作就緒后，即可進入改造的實施階段。實施階段內(nèi)容按時間順序分為：

①原機床的全面保養(yǎng)

②保留的電氣部分最佳化調(diào)整

對電氣系統(tǒng)作局部改造，則應(yīng)對保留電氣部分進行保養(yǎng)和最佳化調(diào)整。如強電部分的零件更換，電機的保養(yǎng)，變壓器的烘干絕緣，污染的清潔，通風冷卻裝置的清洗，伺服驅(qū)動裝置的最佳化調(diào)整，老化電線電纜的更新，連接件的緊固等等。

③原系統(tǒng)拆除

原系統(tǒng)的拆除必須對照原圖紙，仔細進行，及時在圖紙上作出標記，防止遺漏或過拆（局部改造情況下）。在拆的過程中也會發(fā)現(xiàn)一些新系統(tǒng)設(shè)計中的欠缺之處，應(yīng)及時補充與修正。

④合理安排新系統(tǒng)位置及布線

根據(jù)新系統(tǒng)設(shè)計圖紙，合理進行新系統(tǒng)配置，包括箱體固定、面板安放、線路走向和固定、調(diào)整元器件位置、密封及必要裝飾等。應(yīng)確保連線工藝規(guī)范、線徑合適、正確無誤、可靠美觀。

⑤調(diào)試

調(diào)試必須按事先確定的步驟和要求進行。調(diào)試人員隨時記錄，以便發(fā)現(xiàn)和解決問題。調(diào)試中首先試安全保護系統(tǒng)靈敏度，防止人身、設(shè)備事故發(fā)生；各運動坐標拖板處于全行程中心位置；能空載試驗的，先空載后加載；能模擬試驗的，先模擬后實動；能手動的，先手動后自動。

4.驗收工作及培訓(xùn)

驗收工作應(yīng)聘請有關(guān)的人員共同參加，并按已制定的驗收標準進行各部件的驗收。

四、結(jié)束語

目前我國企業(yè)機床數(shù)控化比例極低，各企業(yè)使用的絕大部分為傳統(tǒng)老式機床，很難滿足企業(yè)高技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)需求和生產(chǎn)效率。為節(jié)約成本，進一步發(fā)揮老式傳統(tǒng)機床的功效和潛在價值，將大批傳統(tǒng)老式機床改造為數(shù)控機床是一種必然性和趨勢。通過改裝機床或是提高了機床的生產(chǎn)效率和自動化程度、減輕了操作者的勞動強度，或是提高了機床的加工精度和表面質(zhì)量，或是擴大了機床的加工能力和工藝范圍，均給生產(chǎn)企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

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[2] 王仁德、趙春雨、張耀滿主編.機床數(shù)控技術(shù).沈陽：東北大學(xué)出社，2002

[3] 榮西林.電工與電子技術(shù).北京：冶金工業(yè)出版社，2001

第9篇：數(shù)控機床改造范文

1加工要求和加工難點

1.1加工要求

等速萬向節(jié)的星形套形狀各異，其中，直滾道星形套的加工，即需要在局部球體上加工6個對稱、非圓弧截面滾道，因此，無法通過常規(guī)的數(shù)控磨床加工。

1.2加工難點

具體的加工難點主要體現(xiàn)在以下4方面。1.2.1精度星形套對6個滾道的底徑、分度角的精度要求較高。技術(shù)協(xié)議規(guī)定，底徑深度誤差不可超過0.015mm，分度允差應(yīng)＜30°。為了保證底徑深度的精度，加工時需要利用內(nèi)齒輪的齒面定心，并采用數(shù)控分度臺。

1.2.2效率

在磨削加工前，滾道已經(jīng)過粗加工，滾道磨削余量在0.5mm左右。技術(shù)協(xié)議要求單件加工時間＜30s，且需要通過多工件同時加工的方式保證效率。

1.2.3通用性

技術(shù)協(xié)議中要求機床可用于外徑為40～60mm、長度為20～30mm的同類星形套直滾道加工，并能以簡單的方式盲足工件變換的要求。

1.2.4砂輪自動修整和補償

由于滾道為非圓弧截面，因此，需安裝砂輪成型修整器（金剛滾輪），且砂輪磨損后的修整和修整量的自動補償需要通過加工程序?qū)崿F(xiàn)。

2總體方案

由于星形套的滾道加工工藝要求類似于平面磨床的成型磨削，因此，設(shè)備改造時選擇M7120平面磨床作為改造對象，其數(shù)控化改造方案如圖2所示。改造內(nèi)容如下：①為了調(diào)整徑向、軸向加工位置和進給速度，原機床磨頭的上、下工作臺在左、右運動時需要以伺服進給的方式代替液壓和手動進給的方式；增加數(shù)控分度臺，實現(xiàn)6滾道分度。②需要為機床設(shè)計專門的多工件裝夾夾具，并保證夾具具備適應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格變化的通用性。③機床對磨頭的要求與平面磨床基本一致，可直接使用原機床的主軸部件；磨頭電機利用變頻調(diào)速，可保證切削速度恒定。

3加工動作

工作臺上安裝的頂尖、拉桿、分度臺、金剛滾輪滾道的軸線需調(diào)整成同軸。機床在完成工件安裝，且X，Z，C軸回歸參考點后，可通過滾道的自動磨削加工程序完成加工。自動加工程序的基本動作分為以下6步：①啟動砂輪、修整器，X軸快速運動至砂輪修整位置x1；Z軸進給至點z1，砂輪修整成型。②Z軸快進至加工位置z2，X軸快速下降至粗磨位置（留0.1mm左右的加工余量）。③Z軸進給至z3，完成第1滾道的粗磨；C軸分度60°，Z軸以進給速度返回至z2，完成第2滾道的粗磨；C軸再次分度60°，Z軸進給至z3，完成第3滾道的粗磨。如此循環(huán)，完成6個滾道的粗磨加工。④X，Z軸依次快速回到0點后，X軸下降到x1－Δx位置（Δx為砂輪修整量）；Z軸進給至z1，再次修整砂輪。⑤Z軸快進至加工開始位置z2，X軸快速下降，并重復(fù)③中的動作，將6滾道加工至要求的尺寸。⑥重復(fù)④和⑤中的動作，再次修整砂輪后，完成6滾道的精磨加工。以上加工程序利用宏程序編制，X，Z軸的各定位點、砂輪修整量Δx均可根據(jù)實際情況，通過修改宏程序變量調(diào)整。當工件加工余量較大或?qū)鉂嵍纫筝^高時，可增加砂輪的修整和磨削加工進給次數(shù)，從而保證加工精度。

4夾具設(shè)計

夾具設(shè)計是該機床數(shù)控化改造的重點，需要滿足內(nèi)徑定心、多工件裝夾和工件快速變換等要求。設(shè)計的夾具結(jié)構(gòu)如圖3所示。通過彈性錐套的脹緊可實現(xiàn)內(nèi)徑定心，其原理與彈性聯(lián)軸器的軸連接類似，可通過內(nèi)錐環(huán)的軸向移動使外錐環(huán)脹開后夾緊工件。為了保證定心良好，每一件工件需安裝2對錐環(huán)，工件夾緊部位可通過隔套調(diào)整。此外，所有外錐環(huán)需開口，以保證松、夾動作可靠。用來實現(xiàn)工件松、夾動作的液壓油缸直接安裝在數(shù)控分度臺上，可隨分度臺一同回轉(zhuǎn)。油缸的活塞前端安裝有拉桿，彈性錐套、隔套安裝在拉桿上，工件夾緊時活塞帶動拉桿向左移動，由于外錐環(huán)和工件的軸向移動會被支座、墊擋住，因此，外錐環(huán)將送開被夾緊的工件。為了增加夾具的剛性、保證同軸精度，需要在拉桿尾部安裝頂尖作為輔助支承。當工件規(guī)格變化時，可更換拉桿、錐環(huán)和隔套。為了保證拉桿安裝的精度，油缸活塞與拉桿間采用內(nèi)錐孔連接。

5其他改造

5.1主軸

機床的主軸（砂輪旋轉(zhuǎn)軸）可直接使用原機床的結(jié)構(gòu)和部件。為了保證切削速度恒定，在主電機中增加了變頻器調(diào)速功能。

5.2進給

對于機床磨頭的上、下運動軸X，工作臺的左、右運動軸Z，需要以伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠的進給傳動方式代替原先的手動和液壓進給方式。進給系統(tǒng)采用數(shù)控機床的典型結(jié)構(gòu)，由于磨頭的質(zhì)量較大，改造時需要增設(shè)重力平衡裝置。

5.3其他

機床采用成型磨削工藝，且需要砂輪的修整，以保證滾道的形狀。因此，需要安裝金剛滾輪修整器。此外，為了保證滾道加工分度位置正確，安裝工件時需要采用粗定位裝置定位。

6結(jié)束語