机床数控改造的内容及措施

机床数控改造的内容及措施（共12篇）

机床数控改造的内容及措施 篇1

摘 要:数控机床改造市场具有巨大的潜力和丰厚的利润。我国的数控机床改造业正处于蓬勃的发展阶段,特别是近些年来用户对数控机床的认知能力进一步提高,对此需求也进一步增加。机床数控化改造成为新的经济增长行业。本文简单介绍了数控机床的改造内容概念,阐述了机床数控化改造的必要性,最后重点介绍了机床数控化改造的要求。

关键词:普通机床 数控改造 具体措施 技术及人员要求

进入新世纪以来,中国机床工具市场取得很大的发展,尤其数控设备成果喜人,特别是金融危机以来,中国数控市场不冷反热,各企业及时调整产品结构,产业升级,新产品新技术层出不穷,中高档产品已成主流,大多数企业迫切希望更好地掌握国际先进的数控技术用于机床改造。我从事数控技术工作多年,深有感触,现就着重探讨普通机床的数控改造方面的问题。

一、历史回顾及现状

改革开发以来,中国大量的机械机床设备需要升级改造,机械加工领域的数控技术需要迫切,上世界80年代至今,德国西门子公司在北京等地建立工厂,着重推广数控技术。数控机床的再制造开始于20世纪90年代,作为新的经济增长行业,正处在黄金时代。我国金属加工业需求层次不同,从国防军工、精密加工等高端需求到模具制造、汽车零件加工的中高端市场,直至普通轴类零件的中低端需求,都对数控系统的改造提供了广阔的空间。

二、数控改造的内容

1.普通机床改造成数控机床。数控机床的使用寿命一般是10―,而对于已经到期的一些旧机床,尤其是一些进口机床,其机械刚性有可能还好于新机床,所以,再制造的价值非常大。比如使用光栅的数显钻床改造成数控钻床,一般用步进电机;旧的光显镗床改造成数控镗床,一般用半闭环交流伺服系统;普通车床的数控改造,等等。

2.原有的数控机床升级换代。随着机场的需求功能不断完善,尤其是车间信息化的发展,数控改造不只是针对单台机床,而是要提高整体效率。比如我校数控实习车间原有三台前买的旧版华中数控系统立式铣床,电器系统已经老化无法使用,春学期我们就新购了法拉克0i-C型系统加以全面改造,既锻炼了老师和学生的实际动手能力,又让这三台旧机床焕发了青春,为学校节约了很大的设备投入经费,取得了良好的社会效果。少数情况机床价格较高,机械基础较好,如大中型数控铣床、卧式加工中心、高精度数控磨床、数控曲轴加工机床、数控凸轮加工机床和刀具磨床等,制造周期长,技术含量高,机床原值高,但苦于数控系统老化,备件支持匮乏,电器维修成本高,或原系统市场已被淘汰,此时应及时进行新数控系统的升级改造,如同时对机械项目进行维修,其价值会更加可观。

3.在现有的数控系统基础上开发新的功能。机床保留基座主体,结构有较大的进步或改进,如龙门铣床或龙门刨床,采用直线电机或直线导轨,高速电主轴等新技术,使其成为高速铁路的导轨磨床;普通液压靠模凸轮磨床的通过二次结构设计,数控系统升级,采用数控系统高精度轮廓控制,使之变为高速高精度数控凸轮磨床,数控车床通过局部结构变化,安装上带动力头的数控刀架,并通过配置CS轴的分度定位功能,将其改造成数控车削中心;通过结构设计与采用数控系统,将普通的车床再制造成为数控旋压机,等等。上述内容多体现了如下特点:需要融入结构创新和二次设计,大量采用系统的`新的功能新的技术,缺点是技术门槛高,市场应用面窄,社会需求量和供应量不大。

三、数控改造的具体措施

我国中小型城市在上世纪90年代中期逐步开展上述工作,一般机床的改装非常普遍,这是由我国国情所决定的。改革开发带来的技术进步,数控机床的高精度、高效益等优点的不断显现和人们的新的认识,促使社会积极推进数控化进程,外国西门子、法拉克,国产广数系统、华中系统等被大量采用,大多属于普及型或经济型数控系统。其伺服系统采用步进电机,具体的改造措施一般有如下几个方面:1.增加或更换滚珠丝杠。原滑台如采用液压的则拆除,选用新的滚珠丝杠及相应的机械连接工艺设计。2.增加自动刀库。现在江苏昆山产的台湾盛钰刀库应用较广。3.主轴增加交流变频器。4.PMC的应用。这种改造已经突破了原来设备的结构限制,在不增加能源和消耗的前提下,节约了成本,为社会作出了贡献。

数控改造的前提是如何真正实现有意义有价值的系统升级,而不是简单地修理和更换电路元件,通过改造融入更多的自主知识产权,将新技术用于数控改造,提高原机床的性能和精度,降低能耗。

四、数控改造的技术及人员要求

对企业或用户来说,他们希望将先进的数控系统成功地应用于终端设备上,使其发挥最大的效能,因此从事数控技术改造的人员来说就必须具备以下要求:1.熟悉机床结构,对机床结构和设备的加工工艺有较深入的了解;2.熟悉机床的生产工艺流程,了解客户的个性化需求;3.较强的就业和吃苦耐劳的精神;4.有丰富的维修经验,对机、电、液、工艺等方面有较强的理论与实践能力,精通数控系统、相关机床参数及PMC程序等。具体操作方面应注意如下几方面:1.与用户积极沟通,共同确定项目的解决方案;2.考虑方案成本提高性价比;3.应考虑项目实施的可操作性;4.知识储备多有经验能够掌握有效的资源与信息。例如,西门子数控系统对机床制造厂商和机床在制造人员来说要求是比较高的。从事二次开发的应用人员,除要了解系统之外,更多的是要了解机床,这样才能提供操作性能良好功能强大的数控机床。目前有些功能不是系统没有提供,而是机床制造厂或开发人员没有挖掘出。西门子数控系统是一个大的平台,其对环境如温度湿度和抗干扰等方面的要求较高,如果局限原来的走线、安装不规范,使用者对系统缺乏理解,理论基础不扎实,就会增加偶发性故障。

系统改造完以后,进行调试和确定合理的验收标准,也是技术准备工作的重要一环。调试工作涉及机械、液压、电气、光学、控制、传感等,因此必须由项目负责人进行,其他人员配合。调试步骤可从简到繁、从小到大、从外到里进行,也可先局部后全局、先子系统后整系统进行。验收标准是对新系统的考核,过高或过低的标准都会对改造工作产生负面影响。标准一旦确定下来,不能随便修改,因为它牵涉到整个改造工作的各个环节。

五、前景展望

低成本是推动数控改造市场迅速膨胀的关键因素,现在不少大企业原先进口的机床已经远超过了“服役期”,但这些设备价值不菲,单价在几百万元甚至上千万元,而且机械部分还可以使用,因此急需进行改造。只要正确有效地将CNC、伺服系统、机床电气系统和机械部分集成于一体,就能最终交给用户一台经过改造或等于再制造的具有个性特色的专用数控机床,使企业从中获得更大的经济效益,使资产获得有效的增值。因此该行业的前景十分远大光明。

总之,数控机床改造具有很好的发展前途,但它对数控系统制造商和数控机床改造者均提出较高的要求。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。机床改造作为新的经济增长行业,是个“永恒”的课题,必将生机盎然。

参考文献:

[1]龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例.机械工业出版社,.

[2]龚仲华.数控系统完全应用手册.人民邮电出版社,.

机床数控改造的内容及措施 篇2

一、历史回顾及现状

改革开发以来，中国大量的机械机床设备需要升级改造，机械加工领域的数控技术需要迫切，上世界80年代至今，德国西门子公司在北京等地建立工厂，着重推广数控技术。数控机床的再制造开始于20世纪90年代，作为新的经济增长行业，正处在黄金时代。我国金属加工业需求层次不同，从国防军工、精密加工等高端需求到模具制造、汽车零件加工的中高端市场，直至普通轴类零件的中低端需求，都对数控系统的改造提供了广阔的空间。

二、数控改造的内容

1. 普通机床改造成数控机床。

数控机床的使用寿命一般是10—12年，而对于已经到期的一些旧机床，尤其是一些进口机床，其机械刚性有可能还好于新机床，所以，再制造的价值非常大。比如使用光栅的数显钻床改造成数控钻床，一般用步进电机;旧的光显镗床改造成数控镗床，一般用半闭环交流伺服系统;普通车床的数控改造，等等。

2. 原有的数控机床升级换代。

随着机场的需求功能不断完善，尤其是车间信息化的发展，数控改造不只是针对单台机床，而是要提高整体效率。比如我校数控实习车间原有三台2000年前买的旧版华中数控系统立式铣床，电器系统已经老化无法使用，2010年春学期我们就新购了法拉克0i-C型系统加以全面改造，既锻炼了老师和学生的实际动手能力，又让这三台旧机床焕发了青春，为学校节约了很大的设备投入经费，取得了良好的社会效果。少数情况机床价格较高，机械基础较好，如大中型数控铣床、卧式加工中心、高精度数控磨床、数控曲轴加工机床、数控凸轮加工机床和刀具磨床等，制造周期长，技术含量高，机床原值高，但苦于数控系统老化，备件支持匮乏，电器维修成本高，或原系统市场已被淘汰，此时应及时进行新数控系统的升级改造，如同时对机械项目进行维修，其价值会更加可观。

3. 在现有的数控系统基础上开发新的功能。

机床保留基座主体，结构有较大的进步或改进，如龙门铣床或龙门刨床，采用直线电机或直线导轨，高速电主轴等新技术，使其成为高速铁路的导轨磨床;普通液压靠模凸轮磨床的通过二次结构设计，数控系统升级，采用数控系统高精度轮廓控制，使之变为高速高精度数控凸轮磨床，数控车床通过局部结构变化，安装上带动力头的数控刀架，并通过配置CS轴的分度定位功能，将其改造成数控车削中心;通过结构设计与采用数控系统，将普通的车床再制造成为数控旋压机，等等。上述内容多体现了如下特点：需要融入结构创新和二次设计，大量采用系统的新的功能新的技术，缺点是技术门槛高，市场应用面窄，社会需求量和供应量不大。

三、数控改造的具体措施

我国中小型城市在上世纪90年代中期逐步开展上述工作，一般机床的改装非常普遍，这是由我国国情所决定的。改革开发带来的技术进步，数控机床的高精度、高效益等优点的不断显现和人们的新的认识，促使社会积极推进数控化进程，外国西门子、法拉克，国产广数系统、华中系统等被大量采用，大多属于普及型或经济型数控系统。其伺服系统采用步进电机，具体的改造措施一般有如下几个方面：1.增加或更换滚珠丝杠。原滑台如采用液压的则拆除，选用新的滚珠丝杠及相应的机械连接工艺设计。2.增加自动刀库。现在江苏昆山产的台湾盛钰刀库应用较广。3.主轴增加交流变频器。4.PMC的应用。这种改造已经突破了原来设备的结构限制，在不增加能源和消耗的前提下，节约了成本，为社会作出了贡献。

数控改造的前提是如何真正实现有意义有价值的系统升级，而不是简单地修理和更换电路元件，通过改造融入更多的自主知识产权，将新技术用于数控改造，提高原机床的性能和精度，降低能耗。

四、数控改造的技术及人员要求

对企业或用户来说，他们希望将先进的数控系统成功地应用于终端设备上，使其发挥最大的效能，因此从事数控技术改造的人员来说就必须具备以下要求：1.熟悉机床结构，对机床结构和设备的加工工艺有较深入的了解;2.熟悉机床的生产工艺流程，了解客户的个性化需求;3.较强的就业和吃苦耐劳的精神;4.有丰富的维修经验，对机、电、液、工艺等方面有较强的理论与实践能力，精通数控系统、相关机床参数及PMC程序等。具体操作方面应注意如下几方面：1.与用户积极沟通，共同确定项目的解决方案;2.考虑方案成本提高性价比;3.应考虑项目实施的可操作性;4.知识储备多有经验能够掌握有效的资源与信息。例如，西门子数控系统对机床制造厂商和机床在制造人员来说要求是比较高的。从事二次开发的应用人员，除要了解系统之外，更多的是要了解机床，这样才能提供操作性能良好功能强大的数控机床。目前有些功能不是系统没有提供，而是机床制造厂或开发人员没有挖掘出。西门子数控系统是一个大的平台，其对环境如温度湿度和抗干扰等方面的要求较高，如果局限原来的走线、安装不规范，使用者对系统缺乏理解，理论基础不扎实，就会增加偶发性故障。

系统改造完以后，进行调试和确定合理的验收标准，也是技术准备工作的重要一环。调试工作涉及机械、液压、电气、光学、控制、传感等，因此必须由项目负责人进行，其他人员配合。调试步骤可从简到繁、从小到大、从外到里进行，也可先局部后全局、先子系统后整系统进行。验收标准是对新系统的考核，过高或过低的标准都会对改造工作产生负面影响。标准一旦确定下来，不能随便修改，因为它牵涉到整个改造工作的各个环节。

五、前景展望

低成本是推动数控改造市场迅速膨胀的关键因素，现在不少大企业原先进口的机床已经远超过了“服役期”，但这些设备价值不菲，单价在几百万元甚至上千万元，而且机械部分还可以使用，因此急需进行改造。只要正确有效地将CNC、伺服系统、机床电气系统和机械部分集成于一体，就能最终交给用户一台经过改造或等于再制造的具有个性特色的专用数控机床，使企业从中获得更大的经济效益，使资产获得有效的增值。因此该行业的前景十分远大光明。

总之，数控机床改造具有很好的发展前途，但它对数控系统制造商和数控机床改造者均提出较高的要求。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。机床改造作为新的经济增长行业，是个“永恒”的课题，必将生机盎然。

摘要：数控机床改造市场具有巨大的潜力和丰厚的利润。我国的数控机床改造业正处于蓬勃的发展阶段, 特别是近些年来用户对数控机床的认知能力进一步提高, 对此需求也进一步增加。机床数控化改造成为新的经济增长行业。本文简单介绍了数控机床的改造内容概念, 阐述了机床数控化改造的必要性, 最后重点介绍了机床数控化改造的要求。

关键词：普通机床,数控改造,具体措施,技术及人员要求

参考文献

[1]龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例.机械工业出版社, 2006.

[2]龚仲华.数控系统完全应用手册.人民邮电出版社, 2009.

机床数控改造的内容及措施 篇3

关键词 数控机床 电气故障 故障排查

数控机床最常见的故障可分为机械故障和电气故障，其中的电气故障通常又分为强电弱电故障。本文介绍了数控机床常见电气故障现象并总结出常见故障的比较先进并且比较适合于现代数控控机床的故障分析方法，对以后机床故障的分析和研究打下理论基础。

一、数控机床常见电气故障

（一）数控基床电气装置常见故障。数控机床的电气装置部分的故障主要是硬件故障，其中的硬件故障为：控制系统某元器件接触不良或损坏、无供电电源等，这种故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。

（二）数控机床可编程控制器的故障分析。 数控机床可编程控制器，也就是PLC控制器部分的故障分为：1.软件故障:包括数控机床用户程序，如果用户程序出现故障，在数控机床运行时会发生一些无报警的机床故障，因此PLC用户程序要编制好。2.硬件故障:也即是在PLC输入输出模块出现问题而引起的故障。对于个别输入输出口出现故障，可以通过修改PLC程序，可使用备用接口替代出现故障的接口。

（三） 数控机床伺服系统的故障分析。数控机床伺服控制系统是数控机床故障率最高的部分。伺服控制系统可分为直流伺服控制单元、直流永磁电动机和交流伺服控制单元、交流伺服电动机有两个部分，两者各有其优、缺点。伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的，要分别对各单元进行分析。

（四）显示器的故障分析。通常情况下，数控机床显示器出现错误的表现为：系统的软件出错，从而会导致系统显示的混乱或者不正常或根本无法显示，其中，显示系统本身出现故障是引起系统显示器不正常的最主要原因，因此，如果系统不能正常显示，就必须首先要分清造成此现象的主要原因。

（五）控制元件、检测开关的故障分析。数控机床常用的控制元件有液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置、检测开关，检测元件有：检测开关，这些常见的机床控制元件、检测开关由于接触不良引起各种故障比较多，这类故障很容易解决，但是必须用仪器仪表配合检查。

二、数控机床常见电气故障诊断与排除方法

数控机床故障排查的方法很多，大致可以分为以下几种：

（一）直观检查法。1.问： 即向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。2.看：总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态。3.摸：在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况。4.试：这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。

（二）仪器检查法。仪器检查法就是使用常规电工仪表对各组交、直流电源电压及相关直流和脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。

（三）信号与报警指示分析法。1.硬件报警指示：结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。2.软件报警指示：依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。

（四）接口状态检查法。现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。

（五）参数调整法。数控系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。这种方法对维修人员的要求是很高的，不仅要对具体系统主要参数十分了解，既熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。

（六）备件置换法。当故障集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于某一区域乃至某一元件比较困难，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再检查修复故障板。

（七）交叉换位法。当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。

（八）特殊处理法。当今的数控系统其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。

三、结语

数控机床是企业生产中的关键设备，无论是设备的价格还是产品的价格都很昂贵，机床的使用寿命对企业来说是非常重要的，因此，机床的维修、保养、故障分析和故障后的处理工作就显得很重要。虽然数控机床种类繁多，故障千变万化，但故障分析和维修方法是基本相同的。一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此掌握故障分析诊断的方法是非常重要的。

机床数控改造的内容及措施 篇4

在保证质量的前提下考虑如何提高生产效率，是企业提高竞争生存能力的条件之一，在机械加工企业中，有许多老式普通机床,为了能使这些老式机床适应目前复杂零件批量、多品种的加工，充分挖掘利用普通机床潜力，就需要对普通机床进行机电一体化改造。数控技术是先进制造技术的基础，它综合应用了计算机、控制技术、电气传动、传感检测、液压气动、网络通信、光电技术、自动化、柔性化、集成化为基础的精密机械制造和管理信息等发展起来的高新技术。作为数控加工的主体设备，数控机床是典型的机电一体化产品，数控机床的高精度、高效率及高柔性决定了大力推广使用数控机床是提高制造能力和水平，适应市场需求和提高竞争能力的主要物质基础条件之一。

近几年随着微电子技术、计算机技术、集成技术以及自动控制技术的发展，PLC的功能越来越强大，功能模块越来越多，可以在小型PLC机上实现大型机的功能。本文提出了利用PLC控制步进电动机和机床主轴来实现机床的数控化改造。

2 车床改造前后的对比

金属切削加工是改变零件形状的方法之一，从毛坯到成品，使零件加工成符合生产需要的形状和尺寸。数控机床是以编程控制器(PLC)微处理器为核心的一种新型工业控制装置，具有体积小、功能强、编程简单、可靠性强等优点，将加工信号传递到机床的数控系统，通过伺服系统按程序自动进行加工，检测设置是由传感器和传动电机组成，根据闭锁系统反馈的信号来控制、修正运动部件的偏移量，保证了零件加工的精确度。由于数控机床是根据控制器输出的信号自动按工艺完成所需的加工工作，减少了由操作人员接在普通机床加工时为保证零件按图标定的诸如直径的上下偏差、长度公差、形位公差、吃刀距、超出距所造成的重复开停机、调整、测试等一系列浪费时间的工作，并且保证产品质量。以普通车床为例，将一根直径40、长500毫米的坯料加工至直径=36，精度要求不柱度为0.05毫米的轴。

普通车床车削时所需的机动时间T应该为：

由 n=1000×v/π×D=1000×100/3.14×40=796转/分

式中：v—车床主轴速度 D—工件坯料直径

因： L=l y △=500 2 2=504毫米

式中：L—车刀所移动的距离 y—吃刀距(毫米)

l—工件待加工长度 △—超出距(毫米)

T=L×h/s×n×t=504×2/0.8×796×2=0.79分钟

式中：T—机动时间 h—切削厚度

s—走刀量 n—工件每分钟转数

t—切削深度

除以上能以轴、转速及走刀量等有据可依能算出的走刀时间外，其余的如为保证尺寸精度必须小心谨慎地给定进给量前的刀尖与工件表面的对刀，然后以拖板的刻度为参考小心进刀，试车一定长度后，停机检测(最多为两次)，确信与图纸的要求相符后才进行车削，其中所需的时间只能按实际操作加上人为制定给出该项工作所耗费的工时，设定此所需的时间为0.5分钟时，则普通车床的实际用时T′应为：T′=T 0.5=0.79 0.5=1.29(分钟)

改装(PLC)后的车床，转由编程控制器(PLC)发出的信号完成所须的加工工序，由于车床的横向进给实现了自动化，程序应为：以车刀刀尖为基准点，控制车刀刀尖按指令给定的以主轴中心轴线为基准进到所需加工的轴的半径距离时，横向进给自锁，依照信号进行纵向切削工作，省去了由人工操作加工中所需的反复开停车及检测用时，因此，从以上的加工一根简单的φ40×500(毫米)的轴可以得出：如果改装后数控车床的转速、切削用量等和普通车床相同，则数控机床所需的实际用时为T″=0.79(分钟)。

普通车床与改装(PLC)可编程控制器后的车床的实际时间差为：T′-T″=1.29-0.79=0.5(分钟)

由此可见改装(PLC)控制后车床的机动时比普通车床的用时省却了0.5分钟，工效将近提高了一倍，对于批量生产的产品，不仅节省了大量的时间，还提高了控制系统的可靠性和准确性，为企业提供了更可靠的自动化生产保障，提高了经济效益。

3 以CW6140型普通车床为例，把继电控制改造为PLC控制

3.1 改造分析

1)根据机床电气控制原理图的控制状态，选择合适的PLC机型;

2)列出PLC输入、输出I/O分配表;

3)画出PLC控制电路接线图;

4)画出PLC梯形图，并编制程序;

3.2 电气控制线路分析

CW6140型普通车床电气控制线路原理图如图1所示，

图中分主电路、控制电路和照明、信号电路。

3.2.1 电路分析

主电路中有两台电机，M1为主轴电机，带动主轴旋转和刀架作进给运动;M2为冷却泵。

三相交流电源通过转换开关QS1引入，主轴电机M1由接触器控制启动，热继电器FR1为主轴电机M1的过载保护。

冷却泵电机M2由组合开关QS2控制启动和停止，热继电器FR2为它的过载保护。

3.2.2 控制电路分析

(1)主轴电机的控制。当按SB2时，接触器KM1的线圈获得电动作，同时KM1的常开触点闭合，KM3和KT得电，KM1和 KM3主触点闭合时电机M1星形正转降压启动，当KT延时约3~5S时，KT延时常闭触点断开使KM3失电，其星形接法主触点断开;KT延时常开触点闭合使KM2得电，其主触点闭合，电机M1从星形转换为三角形运行。同理，按SB1时，电机M1反转(星形—三角形启动)。

(2)冷却泵电机的控制。旋合组合开关QS2使冷却泵电机M2启动运行。

(3)照明电路分析。控制变压器TC的二次侧输出36V电压，作为机床低压照灯电源，EL为机床的低压照明灯，由开关SA2控制。

3.3 PLC及其程序设计

3.3.1 PLC选型和I/O端口分配

根据以上机床主电路继电控制要求分析，系统共需开关量输入点5个，开关量输出点4个，考虑系统的经济性和技术指标，拟选用三菱公司的微型机FX2n—16MR机型，该机基本单元有8点输入，8点输出，完全能满足控制要求。输入/输出信号地址分配。

3.3.2 PLC控制电路接线图

为了保证安全,系统外部设置了急停控制电路，SB6为电源供给按钮，当系统出现故障时，按下SB5，KM线圈失电，KM常开启点断开，PLC失去电源，机床停止工作。

3.3.3 PLC程序设计：

当按SB2时， X000的常开触点闭合，Y000、Y003和T0得电，接触器KM1的线圈获得电动作，同时KM1和 KM4主触点闭合时电机M1星形正转降压启动，当T0延时约3~5S时，T0延时常闭触点断开使KM4失电，其星形接法主触点断开;T0延时常开触点闭合使KM3得电，其主触点闭合，电机M1从星形转换为三角形运行。同理，按SB1时，X001的常开触点闭合, 接触器KM2的线圈获得电动作,电机M1反转(星形—三角形启动)。根据以上要求编制PLC控制梯形图及由梯形图写出PLC控制指令程序。

编程如下:

LD X000

or Y000

ANI Y001

AND X002

AND X003

AND X004

OUT Y000

LD X001

or Y001

ANI Y000

AND X002

AND X003

AND X004

OUT Y001

LD Y000

or Y001

MPS

ANI Y002

OUT TO

K30

MRO

LD TO

or Y002

ANB

ANI Y003

OUT Y002

MPP

ANI TO

ANI Y002

OUT Y003

END

采用简易编程器或设置有三菱PLC开发软件的电脑，把编制的程序输入固化到可编程控制器的存储器内，并进行调试运行，直到完全达到要求的控制功能为止。

4 结束语

机床数控改造的内容及措施 篇5

C单机向高精度、高速度和高柔性方向发展；数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展；网络系统向开放、集成和智能化方向发展。智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活

北京傲唯刃道科技有限公司

C系统标准ISO14649（STEP-NC）以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命，周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。

9、极端化（大型化和微型化）国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。

结束语：总之，数控(NC)机床技术已成为制造技术的发展基础。数控机床技术的进步和发展为现代制造业的发展提供了良好的条件，促使制造业向着高效、优质以及人性化的方向发展。为了满足制造技术不断发展的需要，NC机床将朝着智能化、网络化、集成化、数字化的方向发展。今后，随着计算技术、测试技术、微电子技术、计算机技术、材料和机械结构等方面的研究和科技的进步，也必将面临着

北京傲唯刃道科技有限公司

新的挑战。可以预见，随着数控机床技术的发展和数控机床的广泛应用制造业将迎来一次足以撼动传统制造业模式的深刻革命。

行业概况：

中国数控机床行业现状及前景 篇6

随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。

“十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，2004年产量是2000年的3.7倍，平均年增长39%；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的4.24倍。“十五”期间，中国机床行业发展迅猛的主要原因是市场需求旺盛。固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展迅猛、外商投资企业增长速度加快所致。

2006年，中国数控金切机床产量达到85756台，同比增长32.8%，增幅高于金切机床产量增幅18.4个百分点，进而使金切机床产值数控化率达到37.8%，同比增加2.3个百分点。此外，数控机床在外贸出口方面亦业绩骄人，全年实现出口额3.34亿美元，同比增长63.14%，高于全部金属加工机床出口额增幅18.58个百分点。

2007年，中国数控金切机床产量达123,257台，数控金属成形机床产量达3,011台；国产数控机床拥有量约50万台，进口约20万台。

2008年10月，中国数控机床产量达105,780台，比2007年同比增长2.96%。长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。国外公司在中国数控系统销量中的80%以上是普及型数控系统。如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，提高中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品，提高中国高档数控系统总体技术水平。

机床数控改造的内容及措施 篇7

1 改造数控机床的必要性

1.1 可有效提升加工效率

对数控机床进行改造主要是通过技术创新与技术改造的方法, 在传统数控机床的基础上对其进行优化, 突出其使用性能。改造数控机床后, 由之前的工人一人控制1 台变为一人控制2台。这有利于提高加工效率, 节省人力资源。除此之外, 还可以提升加工精度, 降低废品率, 对于缩短生产周期、提升企业经济效益具有重要的促进意义。

1.2 可有效提高安全水平

基于当前我国机床数控化程度普遍不高, 在安全水平方面也处于相对落后的状态, 机床在未得到及时改造的情况下, 极易在使用过程中发生安全事故。而对数控机床进行合理改造后, 工作人员可充分遵循人机工程的相关要求, 提升机床的自动化、智能化水平, 由此提升数控机床的安全水平, 大幅降低工作人员在操作时与危险部位接触的概率, 进而降低事故发生率。

1.3 可有效提高维修便捷性

如果工作人员对数控机床设备缺乏相应的了解, 便难以判断其实际性能是否符合实际加工要求, 维修的工序也因此变得较复杂。通过改造数控机床, 工作人员可精确计算机床的实际加工能力, 同时, 在熟知机床特性的情况下, 维修难度也随之明显降低, 这有助于提升机床的加工效率。通常情况下, 对经改造后的机床进行适当调试后, 便可实现机床的全负荷运转。

1.4 可有效降低机床成本

部分大型机床的价格相对较高, 导致机床的购置成本难以得到有效降低。这一问题可通过对机床进行数控改造进行解决。研究表明, 对机床进行数控改造后, 所花的费用仅为原机床购置费用的1/3, 且可在一定程度上缩短购置时间。除此之外, 还可以有效降低机房更新过程中造成的污染排放量和能源消耗量。

2 改造数控机床的相关技术要求

对机床进行数控改造的实质就是将普通机床与数控装置进行连接, 使其充分满足现代化生产需求, 从而实现生产效益的最大化。在数控机床改造过程中, 除了要确保机床能达到标准的设计要求外, 还要尽可能地发挥机床的使用性能。为从根本上提高数控机床的应用效能, 笔者特对其改造技术要求作了如下总结。

2.1 滑动导轨副

导轨是数控机床的重要组成部分, 对机床的整体性能具有重要影响。通常情况下, 工作人员在改造数控机床时, 要确保其导轨性能与实际改造需求相符, 具体要注意以下几点: (1) 在导向精度与工艺性方面, 应与普通车床的基本要求相符; (2) 应具备一定的耐摩擦和耐磨损能力, 由此尽可能地减少摩擦阻力, 减少致死区; (3) 应具有一定的刚度, 以保障导轨的防护性和润滑度以及产品的加工精度。

2.2 滑动丝杠与滚珠丝杠

丝杠会对传动链精度产生直接影响, 加工件的精度要求与拖动扭矩要求可对其主要指标产生决定性的影响。在加工件要求较低且原丝杠基本未受磨损的情况下, 可将滑动丝杠作为首选。通常情况下, 滑动丝杠的等级应不小于6 级。如果螺母存在间隙过大的现象, 就应及时更换。滚珠钢丝具有传动效率较高、摩擦损失较小、使用寿命相对较长、传送精度相对较高的特点, 可有效降低电机的启动力矩, 满足对精度要求较高的零件加工需求。与滚珠丝杠相比, 滑动丝杠的价格相对较低, 但由于其精度也相对较低, 因此, 对于具有较高精度要求的零件加工, 应将滚珠丝杠作为首选。

2.3 齿轮副

机床的变速箱和主轴箱是齿轮的主要集中点, 对传动精度有着至关重要的影响。在改造机床的过程中, 为进一步提高传动精度, 工作人员应在普通机床的基础上进一步提升齿轮精度, 由此实现传动精度的提升。要保障机床的加工精度, 就要确保传动结构无间隙, 同时还要根据数控机床的实际要求, 对机床的齿轮作出相应改造。

2.4 安全防护

要从根本上提升数控机床的改造效果, 就要对其安全防护性能进行有效改造。首先, 应重视滚珠丝杠副的安全防护工作, 采取相应的措施防止硬砂砾、切屑等尘粒进入滚道当中, 对元件的精密度产生不良影响;其次, 应将整体铁板防护罩加在纵向丝杠上, 由此对其形成防护;最后, 应确保大拖板与滑动导轨接触两端面的密封性, 防止硬质异物进入, 对导轨造成损伤。

3 结束语

综上所述, 对机床进行数控改造是实现机械机械自动化的必经环节, 同时也是实现机床自动化、智能化的有效途径。在改造数控机床的过程中, 工作人员需充分遵循机床运作的客观规律, 并在此基础上通过创新技术不断革新、改造机床, 由此实现机床应用效率的大幅提升。

参考文献

[1]韩冲.数控机床电气改造问题研究[J].科技与企业, 2014 (08) :269.

[2]周霞瑜.数控机床维修改造中需要注意的要点探析[J].科技创新与应用, 2014 (08) :95.

[3]王小军.论职业院校数控机床升级改造的必要性及改造方法[J].电子制作, 2014 (24) :205.

数控机床改造的实践性探索 篇8

【关键词】数控机床；改造；实践探索

一、数控机床改造的现实性意义

（一）有利于推动数控机床的现代化水平

前文提到，数控机床具有高效率、智能化和高精密的特征，但当前这些特征和优势并没有完全发挥出来，我国企业对数控机床的认识和应用还存在极大的局限性。只有实现机床数控化的改造，才能真正的发挥它在企业现代化生产制造中的作用，真正提高企业的生产效率，提高我国的工业化水平。

（二）数控机床具有极大的市场需求

数控机床改造的成本与它带来的企业生产的极大经济效益相比，改造成本低。机床改造主要就是对原有的机床的结构进行改造和设计，使它能够提高工作的效率，达到理想状态。随着企业对机床在生产制造中的认识不断加深，对数控机床的需求不断增加，使得数控机床的改造具有很大的市场需求和发展空间。

（三）数控机床改造的优势分析

1.节约企业成本。数控机床的改造与购置新的机床设备相比，至少可以节约50%的成本，特别是对于大型的现代化设备而言，这种成本的差距会更加明显，旧机床的升级改造只需要购置新成本的1/4。即使要对旧机床进行彻底的升级改造，其成本也不会超过购置新机器费用的70%，而且可以节省运费等附加成本。2.机器性能稳定。旧机器经过长期的磨合，不会因为不适应而影响零件制造的精度。而且购置新的机器，需要占用一定的地基，也需要雇傭专业的人员进行操作，企业内部员工在机器的操作使用上需要一段时间适应，大大降低了企业生产效率，影响了企业生产的成本。3.极大发挥机床的工作效率。机床经过数控改造后，可以在原有基础上实现加工零件的自动化和精准化，而且工作效率是原来的4—6倍。在零件制造上，可以充分实现现代信息技术和机械制造的紧密结合，提高零件的精密度，减少人工费用。更重要的是升级后的数控机床可以智能识别机器故障，提高了工作的安全性，减少了工人检修的费用和时间。特别是对于难度系数大的零件而言，效率会更高。同时还减少了组装费用，缩短了企业生产的周期。

三、数控机床的改造措施

当前，在我国企业当中，数控机床的运用十分广泛，它能够大大提高工作效率。随着人们对机床认识的不断加深，数控机床的改造有了广泛的市场需求。前文已经对数控机床的改造进行了现实意义的分析，通过对数控机床的升级改造既可以节约企业成本，同时也能够为企业带来可观的经济效益。为此，必须进行数控机床改造的实践探索。

（一）考虑数控改造投的资费用。在数控改造之前，必须对数控改造的费用进行严格预算，同时要对改造后的工作性能进行评估。对于改造后，它能够加工的零件的种类和数量进行综合考量，还要对它加工零件的光滑程度和质量进行实验，这些都会影响到数控机床的水平。根据我们掌握的机床的技术状况进行科学分析，在此基础上才能够保证数控机床的改造能够产生经济效益。

（二）注重数控系统和驱动单元的选择。数控机床的核心就在于数控系统，而机床加工的精密程度则取决于驱动单元的功能发挥状况如何。数控机床的系统和启动单元的水平直接决定了数控机床性能的高低。旧的机床控制部分采用的是三行数码管显示，驱动是步行电动机控制，系统分辨率低。这种落后的配置系统使得机床的整体功能下降，机床的精准度、可靠性都受到了影响。所以在旧机床的改造上必须考虑数控系统和驱动单元。从技术层面来讲，日本的高档数控机床产品性能好，但费用高达8万，成本太高，所以应该采用国产的KND数控系统和日本松下的驱动系统。既保证了性能，又节约了成本。

（三）注重对旧机床的创新设计

虽然国产的KND数控系统比较完善，但系统功能以外的其他控制系统，需要进行人工设计和改造，实现机械制造和数据管理的融合，最大限度地提高数据机床的运作效率和水平。例如，在机床上的Z轴中，增加了刹车功能，这样可以避免机床断电后，主轴箱滑落对机床和工件造成的损失。还有就是需要重新设计润滑系统，润滑系统作为机床的必备功能，可以用智能的润滑油路代替原有的手动润滑，并且在机床内润滑油过少时有智能提示系统。设置特有的刀具拆卸系统，当前，很多大型机床采用的是气动方式装置刀具，虽然拆卸方便，但制作成本高，而且还对气压有严格要求。而电动式的装卸刀具，不仅可以通过电动机提供动力，降低成本，还可以通过感应开关来确保主轴上刀具的松紧状况。使刀具更换更加安全可靠。

（四）普通机床刀架改造

普通机床的刀架的滑动由两部分组成，包括平行方向和垂直方向的移动，这两个方向的滑动就保证了刀架课一随意移动，但是刀架的移动的有效范围比较小，所以应该确保刀具的移动空间。

1、导轨方向的改造：导轨方向的驱动由丝杆完成，当传统车床上的溜板箱的手柄到达自动走刀的位置时，驱动位置开始运行，引起齿轮的转动，最后经过丝杠驱动完成了这一方向的走刀过程。在动力的提供上，可以选择由步进电机—电机转抽——以及齿轮——二级齿轮——丝杠——溜板箱，通过此程序完成导轨方向的供给。2.水平和垂直方向的改造。原有的手柄设置不合理，影响了车床的工作效率，在零件加工上动力不足，所以在保留原有位置的基础上，再添加一个步进电机，把电机轴与传统的丝杆进行连接。

（五）对步进电机的控制的选择。从导轨的垂直方向和平行方向进行综合改造，这样既确保了刀具工作的有效范围，同时在选择方向的也要确保对两个方向的动力进行控制。

对步进电机的控制，有很多的选择方案。例如单片机、微机、工业PC机等等。但综合考虑体积、耗能和成本，应该选为单片机。单片机的控制可以减少干扰，能够提高数据传递的速度。但随着和数控机床改造的能力不断加强，当前的单片机种类多，功能丰富，所以在选择上要慎重。

小结

当前数控机床在我国企业中有很大的市场需求，但现在传统的机床已经无法满足企业的需要，在效率低下的同时也浪费了很多的人力物力，因此对旧机床的改造具有很大的现实意义，它可以推动数控机床的现代化水平，可以提高企业的效率，降低运作成本，确保机床的性能更加稳定。通过对当前机床性能的分析，提出可行性的改造措施，包括严格考察旧机床的改造条件，重点改造数控系统和驱动单元，以及对旧机床进行创新升级等等。希望这些措施可以推动企业内机床的数控升级，在降低企业运作成本的同时，也能够为促进我国工业的现代化管理水平贡献绵薄之力。

参考文献

[1]管怀蓉.数控机床改造的实践性探索[J].装备制造技术，2010年12期.

[2]于恩.浅谈机床改造中数控系统的选择[J].恩施职业技术学院学报，2006年02期.

机床数控改造的内容及措施 篇9

答（1）加工工艺分析

（2）数值计算

（3）编写零件加工程序单

（4）制备控制介质

（5）程序校对与首件试切

2．简述什么样类型的零件加工首选数控机床。

答；对于小批量产品的生产，由于生产过程中产品品种变换频繁、批量小、加工方法的区别大，宜采用数控机床。

3．简述G00指令与G01指令的相同点与不同点。

答：使用G00指令时，刀具的实际运动路线并不一定是直线，而是一条折线。使用G00指令时由轴机床参数指定。G01的进给率由F指令决定。G01的轨迹是直线。

4．简述加工中心的特点。

答：（1）.具有刀库和自动换刀装置，能够通过程序或手动控制自动更换刀具，在一次装夹中完成铣、镗、钻、扩、铰、攻丝等加工，工序高度集中。（2）加工中心通常具有多个进给轴（三轴以上），甚至多个轴。(3)加工中心上如果带有自动交换工作台，一个工件在加工的同时，另一个工作台可以实现工件的装夹，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率。

5.数控机床的坐标轴与运动方向如何确定？

答：Z坐标轴：Z轴是首先要确定的坐标轴，是机床上提供切削力的主轴轴线方向，如果一台机床有几个主轴，则指定常用的主轴为Z轴。

X坐标轴：X轴通常是水平的，且平行于工件装夹面，它平行于主要切削方向，而且以此方向为正方向。

Y坐标轴：Z轴和X轴确定后，根据笛卡尔坐标系，与它们互相垂直的轴便是Y轴。

机床某一部件运动的正方向是增大工件和刀具之间距离的方向。

6．简述M00指令与M01指令的相同点与不同点。

答：当使用M00时，机床主轴、进给及切削液等全部进入停止状态。而当使用M01时，只有当面板上“选择停止”按钮被按下时，M01才有效。

7．在数控机床上，什么是对刀点？对刀点选择原则是什么？

答：所谓的对刀点，是指在数控加工时刀具相对工件运动的起点，也是程序的起点。

原则：（1）选在零件的设计基准、工艺基准上，或与之相关的位置上，以保证工件的加工精度；（2）选在方便坐标计算的地方以简化程序编制；（3）选在便于对刀，便于测量的地方，以保证对刀的准确性。

8．简述开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床的特点。

答：开环控制机床不带位置检测反馈装置，因此它工作比较稳定，反应快，调试维修方便，结构简单，但控制精度低。闭环控制机床的工作台上安装了位置检测反馈系统，因此它价格精度高，但结构复杂，造价高，调试维修困难。

半闭环控制机床的检测元件安装在电动机或主轴丝杠上，因此它具有比较高的控制性，调试比较方便。

9．简述加工顺序的安排。

答：1.基面先行原则 2.先粗后精原则 3.先主后次原则 4.先面后孔原则 5.先近后远原则

10．什么是工序集中原则？简述采用工序集中原则的优缺点。

答：工序集中原则是指每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。

优点：有利于采用高效率的专用设备和数控机床，提高生产率;减少工序数目，缩短工艺路线，简化生产计划和生产组织工作；减少机床数量、操作人员数和占地面积；减少工件装夹次数，不仅保证了加工表面健的相互位置精度，而且减少了夹具数量和装夹工件的辅助时间。

缺点：专用设备和工艺装备投资大，调整维修比较麻烦，生产准备周期比较长，不利于转产

11．简述机床原点、机床参考点与编程原点之间的关系。

答：机床坐标系原点是由机床厂家在设计时确定的，机床的参考点是相对机床零点的一个特定点、一个可设定的参数值，它的主要意义在于建立机床坐标系，只有知道机床坐标系后才能确定编程原点。

12．说明M02指令和M30指令的相同点与不同点。

答：相同点：它们都表示程序结束。

不同点：M30指令还兼有控制返回零件程序头的作用，用M30时若想再次按循环启动键，将从程序第一段重新执行；而M02没有此功能，若要重新执行该程序，就得在进行调整。

13．精加工时切削用量的选择原则。

答：首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。

14．举例说明数控机床如何按加工方式分类的。

答：（1）金属切削类数控机床

（2）金属成型类数控机床

（3）特种加工类数控机床

（4）其他类数控机床

15．什么是工序分散原则？简述采用工序分散原则的优缺点。

答：工序分散原则是将加工内容分散在较多的工序中进行，每道工序的加工内容很少。

优点：加工设备和工艺装备结构件简单，调整和维修方便，操作简单，转产容易；有利于选择合理的切削用量，较少机动时间。

缺点：工艺路线较长，所需设备及操作人员数较多，占地面积大。

16.论述：为什么说数控机床是机械制造领域的发展方向？

答：由于数控机床集中高精度、高效率于一身。故在许多企业中已经代替坐标镗床、万能铣床等完成精加工任务。随着数控机床精度和自动化程度的不断提高，数控机床已从单件小批生产中的精密复杂工件逐步扩大到批量生产柔性加工。数控机床是高度机电一体化的典型产品，是现代机床水平的重要标志。是体现现代机械水平的重要标志，是机械制造领域的发展方向。

17.刀具半径补偿常用的方法有几种？各有何优缺点？

机床数控改造的内容及措施 篇10

(2)一作用是：____。

(3)。____采用布局形式是：____。

答：(1)滚珠丝杠}制动装置。

(2)导轨；

对运动部件起支承和导向作用。

(3)工作台；

十字形。（6分）8．近年来一些数控机床的基础支撑件采用钢板焊接结构件代替铸铁件的优点是什么？（3分）答：钢板的焊接结构既可以增加静刚度，减小结构质量，又可以增加构件本身的阻尼。（3分）9．图10卧式加工中采甩T形工作台的优点是什么？（3分）答：工作台沿前床身方向作X坐标进给运动，在全部行程范围内工作台均可支撑在床身上，故刚性较好，提高了工作台的承载能力，易于保证加工精度，而且有较长的工作行程，其床身、工作台及数控转台为三层结构，更易保证大件的结构刚性。（3分）10．连线题图2中是数控机床上常见的几种组成元件，将各原件与其对应名称进行划 答：(1)导轨-C(l分)作用：对运动部件起支承和导向作用。（1分）(2)滚珠丝杠螺母副-A(l分)作用：是将旋转运动转换为直线运动。（1分）(3)刀库-B(l分)作用：用于存储刀具。（1分）(4)工作台--D(l分)作用：安装工件。（1分）11.如图3所示卧式加工中心，采用的是 一形式刀库，采用____工作台可以完成B轴运动，采用 结构立柱，举例说说这台加工中心适合加工哪些零件？（8分）答：(1)链式（2分）；

(2)数控回转（2分）；

(3)框式双立柱（2分）；

(4)适合加工箱体类零件（2分）。

12.图4所示全功能型数控车床进给系统的电机、导轨、反馈元件等可采用哪些元件？（4分）(1)进给电机采用：． A．步进电机 B．交流伺服电机(2)导轨采用：

A.空气静压导轨 B．滚动导轨(3)反馈元件采用：

A．光电编码器 B．无(4)刀库采用：

A.格子箱式 B．鼓轮式 答：(1)B(2)B(3)A(4)B 13.下图1为JCS-018A型立式加工中心外形图，写出箭头所指部分的名称，并回答相关问题。

14.填空写出箭头所指部分的名称。（5分）①伺服电动机 ②换刀机械手 ③数控柜 ④盘式刀库 ⑤ ⑥ ⑦驱动电源柜 ⑧____ ⑨ ⑩_ ___ 答：⑤主轴箱⑥操作面板（或者人机界面）⑧工作台⑨滑座⑩床身。（每空1分，5分）15.请在下列图中的三个零件中选择，()是适合在JCS-018A型立式加工中心上加工的零件。（3分）答：A。（3分）16.请回答加工中心和数控铣床的最大区别是什么？（4分）答：加工中心设置有刀库并能自动换刀，这是它与数控铣床的主要区别。（4分）17.立式加工中心和卧式加工中心的主要区别是什么？（4分）答：立式加工中心主轴的轴线为垂直设置。卧式加工中心的主轴轴线为水平设置。（4分）18．卧式加工中心适合加工什么类型的零件？（4分）答：最适合加工箱体类工件。（4分）19.图4所示为卧式加工中心，回答(1)一(4)问题。(20分)(1)写出箭头所指部分的名称：（每空1分，共6分）①____ ②____ ③____ ④____ ⑤____ ⑥____(2)加工中心的选择与加工的需要有关，请将加工需要与对应加工中心进行连线。（每题2分，共8分）平面类工件需要对顶面进行加工 车削中心 箱体类工件需要对多个侧面进行加工 立式加工中心 回转体类零件需要对内外表面进行加工 卧式加工中心 工件需要对除安装面以外的所有面进行加工 五面加工中心(3)该卧式加工中心采用T形床身布局，优点是什么？（3分）(4)该卧式加工中心的立柱采用框式立柱结构，优点是什么？（3分）答：(1)①刀库、②换刀机械手、③主轴、④操作面板（或人机界面）、⑤工作台、⑥滑座。（每条1分，共6分）(2)(3)T形床身布局的优点：刚性好，提高了工作台的承载能力，易于保证加工精度；

有较长的工作行程。（3分）(4)框式立柱布局的优点：受力变形小，受热变形对加工精度的影响小。（3分）20.图2所示为一台经济型数控车床，写出箭头所指部分的名称。经济型数控车床一般是在普通车床的基础上进行改进设计的，进给伺服系统常采用哪种电机和伺服控制方式？这种控制方式的最大优点是什么？缺点是什么？(1)写出箭头所指邵分的名称：

① ②一 ． ③一 ④ ⑤ ．⑥_ ___(2)经济型数控车床一般是在普通车床的基础上进行改进设计的，并采用____电机驱动的____控制伺服系统。

数控机床改造中的电气设计分析 篇11

数控系统已成为我国机械制造工业和国民经济的重要装备，其非标准化设计是目前数控化改造工作中普遍存在的问题。我国很多企业中普通机床的占有量巨大，机床的数控化改造电气控制设计的方案也存在诸多问题。许多机床已经使用20年以上，还会出现应用与维修技术工作的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因索的制约。因此对普通机床进行数控改造成为一个很好的出路，对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益。其发展也直接关系到我国的多个领域，使之在当今日益竞争的社会中处于优势。普通机床的数控化改造在很大程度上盘活企业的固定资产，还可以节约能源、实现废品资源化和保护环境。将普通机床改造升级为数控机床，开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术。提高劳动效率并用较少的资金为提高企业的竞争力做出贡献，紧跟世界潮流，向智能化方向发展。

数控机床改造概述

数控系统分经济性数控系统和标准型数控系统，和经济性数控系统比较，标准型数控系统是建立在微机基础上，因此得到越来越广泛的应用。其功能齐全并可构成全闭环、后半闭环的位置控制系统，使交流伺服电机的工作性能得到充分发挥。

1.数控系统运动方式按运动轨迹可分为点位控制系统与连续控制系统，对机床电气系统进行改造设计离不开对数控系统运动方式的分析。选择电机参数时，当工件相对于刀具移动过程中不进行切削则选用点位控制系统。通过对机床数控化改造进行归纳总结和分析，这类控制系统要求刀具从一点快速移动到另点的准确位置。数控系统类型和功能选择不合理，会无法保证其定位精度。这为普通机床数控化改造中的电气设计提供依据，从而减少了误差的可能性。

2.由于普通机床的这些缺点越来越使之在当今日益竞争的社会中处于劣势，体积大、启动特性欠佳直接影响了机床的加工精度。普通机床经过数控化改造后，控制电路和强电路的设计也随之变得重要。大大地提高传动进给精度，使系统工作变得稳定。设计电路的时候应该抛开原先机床的电路按照标准重新绘制电路图，也可在定程度上提高机床的加工精度。注意各个元器件额定电流及额定电压要满足要求，拓宽普通机床的加工范围。适当拉开与强电线的距离，延长机床的役龄。

3.普通机床传动链复杂从而导致传动精度低，因此在普通机床的数控化改造中一般采用步进电机和交流伺服电机。避免产品的加工精度降低与产品的质量稳定性不是很高的现象发生，且结构简单、运行可靠、效率高。改善个零件需要多道工序，在选择电机时要根据实际情况选择合适的电机。普通机床对工人的熟练程度要求高且加工工序简单，数控机床改造可大大提高表面精度及机床的快速反应性。因此可以加工较复杂的零件，易于控制。改善生产效率较低、工人劳动强度大、生产准备时间长等问题，带来可观的经济效益。

数控机床改造中的电气设计分析

普通机床改造成数控机床的方法要有技术可行性分析和经济可行性分析，电路图的设计并不是一次确定的。需要技术上的改进措施，在实际的接线过程中根据临时的需要不断地修改、更正。一方面是机械上的改进，保证整个电器柜内元器件的归类整齐。另方面是电气系统的改进，保证实际的电路和电路图保持致。

1.对普通机床进行数控化改造，一定要用热缩管将其包住。加强对机床精度的恢复，否则会给以后数控机床的维修带来很大的不便。旧机床一般在工作车间已经工作多年，走线的时候有部分线路要暴露在机床外面。导轨、溜板等都有不同程度的磨损，因此控制电路和强电路的设计需要科学合理。定期按常规机床大修的方法对机床导轨进行磨削，以免长期被机床油浸泡腐蚀线路。磨削可采用电刷镀的方法加工耐磨表层，保持信号线不被干扰。采用刮研与贴塑工艺的方法修配恢复精度，加快机床数控化的进度。

2.电气设计中电路图主要包括主电路图、电气原理图、CNC接线图和元器件的位置图，其修复与完善是改造机床维修的另一个侧重点。关系到系统工作是否稳定，可采用更换主轴轴承等传统方法配合电刷镀工艺完成。各个部件和电源的连接关系定要表达清楚，并调试验收精度。按正确的步骤运算、准确地使用公式及精确地选择参数，有些磨损量小的机床也可以采用表面工程技术在现场操作，以及系统和机床的接地。

普通机床的数控化改造 篇12

关键词：数控机床,数控系统,数控改造

1 数控机床概述及市场现状

数控机床由:程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。作为制造业加工母机和工业发展的基础, 是国民经济各部门制造能力与水平的体现。我国从20世纪80年代, 十分重视对数控技术和数控机床的发展, 尤其进入“十五”后, 中国数控机床行业实现了超高速发展。从2001年到2004年平均增长率达到39%;到2005年国产数控机床产量已近6万台。2007年实现翻番, 中国数控金切机床产量达到12.3万台, 增幅高于金切机机床产量增幅近20个百分点, 金切机床销售产值中数控化率达到38%。此外数控机床外贸出口业绩骄人, 通过以北美, 港澳为出口主体的外贸销售, 使2007年实现出口额4.6亿美元, 同比增长36%, 高于全部金属加工机床出口额增幅20个百分点。

2 数控机床的发展趋势

现在我国已建立了以低、中档数控机床为主的产业体系。20世纪90年代后主要发展高档数控机床。1995年, 我国数控机床的品种有了新的法杖。数控机床品种不断增多, 规格齐全。许多技术复杂的大型数控机床、重型数控机床都相继研制出来。为了跟踪国外技术的发展北京机床研究所研制出了JCS-FM-1.2型的柔性制造单元和柔性制造系统。这个时期, 我国在引进、消化国外技术的基础, 进行了大量开发工作。一些较高档次的数控系统 (五轴联动) 、分辨率0.00002mm的高精度数控系统、数字仿型数控系统, 为柔性单元配套的数控系统都开发出来了, 并已造出机样。

3 数控化改造的市场现状及特点

所谓“数控化改造”, 即通过对原普通机床进行诊断、恢复精度、加载数字控制系统及调校等流程, 使不具备数控化加工与控制的设备, 实现数控化加工的过程。在数字化控制改造范畴中, 根据改造过程所加载的控制系统不同, 分为“数显改造”与“数控改造”。数显改造较适合应用于机床经济价值低、用户改造投入低及加工产品精度低这“三低”情形;而数控改造则相对应用面就广泛得多, 所有的非数控化的普通设备都可通过恰当的“改造”使之“数控化”, 从这层面上讲, 数控化改造的市场极为广阔。随着企业产品转型及产业升级, 将普通机床进行数控化改造的需求在持续增长。当前, 普通加工设备经济型改造、特殊大型设备数控化改造以及企业加工能力升级后所淘汰的普通机床的改造等市场因素, 使数控化改造的总量逐年递增。普通加工设备经济型改造有如下优点:a.投资少、见效快;b.性能稳定、维修便捷;c.以“我”为中心, 主动选择空间大。

4 数控改造的步骤

通常的机床数控化改造步骤基本如下:4.1旧设备基本评估;4.2确定改造方案;4.3落实改造投入资金;4.4整理消化机床现有资料、数据;4.5现场测绘旧设备电气、机械部件;4.6对CNC、PLC、机床电气、机械改造内容进行设计、订货、制造;4.7对机床其余机电系统、液压系统、辅件进行现场拆修、保养、更换;4.8对机床改造部分进行现场施工、安装和连接;4.9机床联调试验;4.10修调恢复机床几何精度、定位精度;4.11机床及控制系统各部分功能联动试验, 工作可靠性运行;4.12机床交检查验收;4.13机床试生产切削运行。

5 数控系统的选择

数控系统主要有三种类型:开环, 闭环, 半闭环。由于开环系统调试维修方便, 工作可靠, 成本低, 易改装成功。虽然精度较低, 但已经满足改造目标, 故选用开环系统。

步进电机拖动的开环系统简介:

该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲, 经驱动电路控制和功率放大后, 使步进电机转动, 通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序, 便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端, 故称之为开环系统, 该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度, 齿轮丝杠等传动元件的节距精度, 所以系统的位移精度较低。

6 数控改造中主要机械部件改装探索

机械传动装置是数控机床进给传动系统的重要组成部分, 其作用是将伺服电动机的旋转运动转变为执行部件的直线运动或回转运动。为确保进给传动系统的定位精度、快速响应特性和稳定性要求, 机械传动装置必须具有高刚度、无传动间隙、低摩擦、高灵密度和长寿命等。

6.1 齿轮副。

数控机床进给伺服系统中齿轮传动部件的主要作用有:一是降速将伺服电动机的高速低转矩输出变为负载所要求的低速大转矩;二是保证精度、要有较高的运动精度和平稳性、齿侧间隙要小, 这样保证齿轮的双向传动精度和系统稳定性。

6.2 滑动导轨副。

对数控车床来说, 导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外, 还要有良好的耐摩擦、磨损特性, 并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度, 以减少导轨变形对加工精度的影响, 要有合理的导轨防护和润滑。

6.3 滑动丝杠与滚珠丝杠。

求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠, 但应检查原丝杠磨损情况, 如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。滚珠丝杠摩擦损失小, 效率高, 其传动效率可在90%以上;精度高, 寿命长;启动力矩和运动时力矩相接近, 可以降低电机启动力矩。因此可满足较高精度零件加工要求。车床经改造后不但保持了原机床主轴传动部分变速范围广的特点, 在机床运动控制上可以利用编程语言编程控制, 还可以在系统示教状态下将操作者手动加工过程自动生成ISO代码, 以便下一零件的自动加工。实践证明该机床操作方便, 降低了操作者劳动强度, 提高了产品质量, 为下一道工序生产创造了良好条件。而改造所需费用仅是购买简易数控车床价格的一半。

7 结论

由于计算机有高超的运算能力, 可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量, 因此可以复合成复杂的曲线或曲面。同时还可以加工出品种较多较复杂的工件。

由于计算机有记忆和存储能力, 可以将输入的程序记住和存储下来, 然后按程序规定的顺序自动去执行, 从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序, 就可实现另一工件加工的自动化, 从而使单件和小批生产得以自动化, 从而由以上几条派生的好处。如:实现柔性自动化, 降低了工人的劳动强度, 节省了劳动力 (一个人可以看管多台机床) , 减少了工装, 缩短了新产品试制周期和生产周期, 降低了投入资金, 可对市场需求作出快速反应等等。

参考文献

[1]廖建国, 倪详明.数控机床与数控编程技术[M].北京:科学出版社, 2005, 8.

[2]余英良.机床数控改造设计与实例[M].北京:机械工业出版社, 1997, 3.