(完整版)普通机床数控化改造实例及分析
机床数控化改造实例
机床数控化改造实例1.引言在制造业中，机床是非常重要的设备，用于加工各种零部件和产品。
传统的机床需要操作工人手动操控，这样存在许多限制，如生产效率低、精度不高等问题。
为了解决这些问题，许多企业开始实施机床数控化改造，将传统的机床转变为数控机床。
本文将介绍一个实际的机床数控化改造实例，以帮助读者更好地了解这一过程。
2.改造目标本次机床数控化改造的目标是将一台传统的铣床转变为数控铣床。
改造后的机床能够实现自动化操作，提高生产效率和加工精度。
同时，改造后的机床还能够进行多种加工工艺，如钻孔、镗孔等，以满足不同的加工需求。
3.改造步骤3.1 设计数控系统首先，我们需要设计数控系统，包括硬件和软件部分。
硬件部分主要包括电气元件和传感器，用于实现机床的自动化操作。
软件部分则是编写控制程序，用于指导机床的运动和加工过程。
3.2 安装数控系统在设计数控系统完成后，我们需要将其安装到机床上。
这个过程涉及到各种电缆的连接和安装，以及调试数控系统的各项功能。
3.3 测试数控系统安装完成后，我们需要对数控系统进行测试。
这个过程包括检查数控系统的各项功能是否正常，如机床的定位精度、运动平稳性等。
3.4 调整数控系统在进行测试过程中，可能会发现一些问题，如机床的加工精度不高或者工作稳定性不佳。
这时，我们需要对数控系统进行调整，优化其工作性能。
3.5 操作培训当机床数控化改造完成后，我们需要对操作工进行培训，让他们熟悉新的数控系统和操作流程。
这样可以提高生产效率，减少出错率。
4.改造效果经过数控化改造，机床的生产效率显著提高。
由于数控系统的精准控制，机床的加工精度也得到了大幅度的提升。
此外，数控系统的灵活性使得机床可以进行多种加工工艺，满足不同的加工需求。
改造后的机床还具有自诊断和报警功能，可以及时发现故障并进行修复，减少停机时间。
5.总结通过本文对一个机床数控化改造实例的介绍，我们可以看到数控化改造对机床的生产效率和加工精度产生的显著影响。
普通机床数控化改造的分析与探究
速发展 ， 一个标 准型 的数控 系统在制造 厂 的生产 ， 命为五六 大 普通 机床数控化改造力度 ，不仅 能提 升我国工业装备水平 ， 寿 年。在数控机床 的使用后期要寻找 已损坏元器件 的外购件将是 也 提高 了我 国机床 制造水平 ，加强 了我国参与 国际竞争 的能 很困难， 甚至为此不得不放弃整个 系统 。在对 旧数控 机床进行 力 。 改造时 ， 必须仔细 分析这 台机 床哪些 部分还可利用 ， 哪些必须
三 、 国机 床 数 控 化 推 进 工 程 应 采 取 的对 策 我
１ ．政府应加大扶持宣传力度。进行大规模的数控改造 ， 首
末至现在 已陆续制造 了一批数控机床 ，０ ０年代 中期 ，又 陆 先需要政 府大力 宣传 ， ７ ￣８ 形成一个 声势浩 大的气氛 ； 其次 也需要 续引进 了一批 外 国数控机 床 ， 随着产 品的变化和 发展 ， 普通机 政府在政策和资金上 大力 的支持 。德国政府在这方面就做 了大
对原机床存在 的故障部 分进行诊 断并恢复 ； 次是翻新， 其 为提 程， 能操作 机床 ， 能进行机床 的简单维护， 又 还 把他们培养成 熟 高精度、 效率和 自动 化程度 ， 对机械 、 电气 部分进行 翻新 ， 对机 练 的数控技术工人 。各企业 既要舍 得花 钱进 行硬 件的改造， 又 械部分重新装配加工， 恢复原精度； 对其不满足 生产要求 的 ＣＣ 要舍得花钱进行诸如人员培训等软件的建设。 Ｎ
高 ， 品 的 稳 定 强 ； 工 零 件 范 围广 ， 适 应 单 件 、 状 复 杂 、 产 加 能 形 精
机床数控化改造实例
前言2005年，我国数控金属切削机床生产59639台，进口30746台。
除部分出口外，总消费数量约85000台。
在生产的数控金属切削机床中，经济型数控机床占60%以上（生产的数控机床中经济型数控机床占89%到90%），中档以上的数控金属切削机床不足40%。
2006年，我国机床工业的产值和销售收入保持较高的增长速度，其中数控金属切削机床产量快速增长，全年生产85756台，同比增长32.8%，增幅高于金属切削机床产量增幅的18.4%。
2007年1月至10月我国进口金属加工机床57.06亿美元，其中金属切削机床进口达41.98亿美元，同比减少8.18%，所占比例为73.57%；成形机床进口达15.08亿美元，同比增长5.68%，所占比例为26.43%。
专家认为，目前我国机床市场的需求结构已经发生了很大的变化，数控机床，特别是普及型数控机床将逐步成为市场主体。
国内的机床制造企业在努力开拓高档机床的同时，一定要加速普及型数控机床产业化步伐。
通过生产和进口数控机床并不能满足我国日益增长的制造业需求，而淘汰大型企业原有的大量普通金属切削机床不但会造成很大的浪费，而且会因为缺乏资金购买大量的数控机床来填补淘汰普通金属切削机床后的机床空缺，造成停产。
所以，目前数控化改造是适应我国制造也迅猛发展，资金短缺，旧有机床所占比例大的国情所需。
据调查，现有的与机床数控化改造有关的书籍不多，在网上有关机床数控化改造的问题很多，但是多偏向于一些基本的改造常识和高级的改造技巧方面的问题。
由于机床数控化改造涉及的知识面广，若没有专业知识的支持，改造后的机床在使用中会出现很多问题，进而造成事故；而且数控化改造的市场也会因此变得不规范。
因此，数控化改造的规范化设计改造是非常迎合目前数控化改造市场的需要的。
机床数控化改造主要是针对数控系统，伺服系统，辅助控制系统和液压系统的改造。
由于数控机床本身是机，电，液一体化，结构复杂的产品，因此在改造中是否按照准确的计算方法计算，是否按照规则，要求选择改造方案和元器件类型，是决定改造后机床性能，运行精度，加工质量和可靠性的关键因素。
普通机床的数控化改造
技术创新
数控系统
采用先进的数控系统，实现高精度、高速度 的加工控制。
刀具系统
采用新型刀具材料和刀具结构，提高刀具的 寿命和加工效率。
传动系统
采用高效传动系统，如静压轴承、静压导轨 等，提高机床的刚性和稳定性。
冷却系统
采用先进的冷却技术和装置，减少加工过程 中的热量产生和温度变化。
市场前景
市场需求
参考文献2
普通机床数控化改造的 方法与步骤.pdf
参考文献3
普通机床数控化改造的 实例分析.pdf
THANKS
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适应性强
普通机床适用于各种类型 的加工任务，可以加工各 种材质和形状的零件。
数控机床的特点
数字控制
数控机床采用数字控制系 统，通过程序控制实现自 动化操作。
高效加工
数控机床可以进行高效加 工，提高生产效率和加工 精度。
高精度
数控机床的加工精度通常 比普通机床高。
机床改造的必要性
提高加工效率
通过将普通机床改造为数控机床 ，可以大幅提高加工效率，降低
安装新部件
按照改造方案，安装新的数控 部件，如数控柜、伺服电机、
光栅尺等。
连接线路
连接各种线路，包括电源线、 信号线等，确保机床的正常运
行。
调试动作
在安装完成后，进行空载和负 载调试，检查各动作是否正常
。
调试和验收
进行静态调试
01
检查各部件的安装位置、连接情况等，确保机床的静态精度满
足要求。
进行动态调试
优化加工流程
数控机床可以精确控制加工过程，避免了传统加 工中由于人为因素导致的误差和浪费。
3
提高设备利用率
普通铣床数控化改造设计
普通铣床数控化改造设计随着现代制造技术的发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
普通机床通过进行数控化改造，可以大大提高机床的生产效率和生产质量，同时也可以节约生产成本，提高企业的竞争力。
本文将介绍普通铣床数控化改造的设计方案。
一、数控化改造的必要性普通铣床具有结构简单、成本低的特点，但是由于其操作人员需要进行繁琐的手动调节和操作，使得生产效率低下，并且生产过程容易出现误差，影响了产品的质量。
而通过进行数控化改造，可以将机床操作变为全自动化、智能化的过程，提高生产效率、减少生产成本、提高生产质量。
二、数控化改造方案1. 基础设施改造为了使普通铣床能够进行数控化改造，需要进行一些基础设施的改造。
首先需要对机床进行检查和维护，保证机床的各项性能稳定而可靠。
还需要更换一些传统机械设备，例如步进电机控制器、主轴马达等，以便与数控系统兼容。
2. 数控系统升级普通铣床数控化改造的核心是将其搭载上数控系统，此时该机床将变身为数控铣床。
数控系统包括软件和硬件两个部分。
在硬件方面，需要更换一些关键配件，例如控制器、转换器、数据采集卡等。
而在软件方面，需要安装数控程序，司机、可编程逻辑控制器（PLC）等。
3. 人机界面改造人机界面是指人员与机床进行交互操作的一种方式。
在数控化改造的过程中，必须更新和升级人机界面，设计一种更加符合人工智能化特点的操作系统。
这种新的人机界面一方面需要方便操作，另外一方面也要考虑到用户体验的舒适性。
三、数控化改造后的效果通过对普通铣床的数控化改造，可以大大提高机床的生产效率和生产质量。
一方面，由于取消了传统的人工调整和操作环节，使得生产效率得到了极大的提高。
另一方面，由于数控系统具有高度准确度和稳定性，生产过程中误差较少，从而提高了产品的质量。
同时，通过数控化改造，企业还可以获得以下优势：降低人员培训成本，减少错误发生的几率，提高内部交流和生产计划的灵活性。
这些优势都可以为企业的生产和发展带来实质性的帮助。
普通车床数控化改造方案
普通车床数控化改造方案一、待改造设备明细：1、设备名称：普通卧式机床2、设备型号：CA61363、生产厂商：沈阳第一机床厂4、该设备最大工件回转直径360mm，最大工件长度750mm的普通卧式机床。
二、改造目的：1、实现锚具用的夹片的数控车床生产。
2、提高夹片的生产效率和加工精度。
3、不改变原有机床的机械结构；4、增加数控控制部分，实现机床机械加工自动化；5、增强机床的可操作性；6、提高生产效率，提高加工精度，降低劳动成本，降低工人劳动强度。
三、改造方案及配置：1、X向进给轴改造：拆除机床原有手动进给机构和小丝杠更换为精密滚珠丝杠副，大托板尾部用铣床加工后便于滚珠丝杠与驱动电机连接，尾部安装电机支座及驱动电机，用连接轴连接。
2、Z向进给部分的改造：拆除原机床的丝杠、光杠、走刀箱、溜板箱；驱动电机安装在原走刀箱位置将滚珠丝杠安装在原丝杠安装位置，用连接轴连接丝杠与电机并用销钉锁紧，大托板与丝杠副采用三角支架和直角板连接利用原溜板箱孔位用高强度内六方螺栓锁紧，3、刀架部分改造：刀架部分是机床主要功能部分，对其改造主要是为了实现多把刀连续工作，自动换刀加工。
拆除原机床刀架及小托板，换上夹片加工专用排刀架。
该刀架操作简单，经济实用、加工精度高、刚性好、使用寿命长、工艺性好等特点。
配套刀具的选用可以选用数控机加刀具也可选用普通磨制车刀。
4、电器部分改造：数控系统采用南京公司生产的最新数控系统,驱动电机采用国产三相混合式步进电机；电机驱动模块采用南京大地数控系统内襄式驱动器；加装电器控制部分；安装数控系统与驱动电机、电机驱动器、车床主轴连接及控制单元。
取消原机床润滑系统，增加手动间歇润滑泵对两个进给导轨副、滚珠丝杠副进行润滑。
增装X、Z轴行程开关及相关附件。
5、数控系统介绍：数控系统采用高性能微处理器和大规模可编程逻辑阵列的专用数控电路，抗干扰能力强，可靠性高。
具有自诊断功能，内外部状态实时显示出现异常立刻报警。
机床数控化改造实例
机床数控化改造实例机床是现代工业生产中不可或缺的一种设备，它能够实现物料加工、零件切割等工作。
性能越优越的机床，生产效率越高，因此机床一直是厂家关注的对象之一。
随着科技的不断发展和革新，机床工艺技术也在不断提升。
而机床数控化改造正是其中的一种重要举措。
什么是机床数控化改造？数控技术是一种集计算机与数学控制技术于一体的高新技术。
机床数控化改造其实就是利用数控技术对传统的机床进行改造，使其具有自动化、智能化、高精度、高效率等特点。
通过对机床进行数控化改造，可以有效提升机床的加工精度、生产效率、格式化生产、节省人力和成本，是工业现代化发展的大势所趋。
机床数控化改造的实例分析1.数控加工中心机床这种数控机床基于传统机床的结构进行升级改造，使用计算机对机床进行数控化操作，使其在生产中的加工精度和生产效率大大提高。
数控加工中心机床是一种多工位刀库、高速切削、多角度加工能力的设备，其特点在于其操作过程完全自动化，生产效率高，准确性高，智能化程度高。
这种机床不仅适用于大型工程项目，也适用于各类小型生产企业。
2.数控车床数控车床是一种采用计算机技术来完成工具运动和工件制作过程自动化的设备。
该机床通过对旋转工件的结构加以改进，使加工效率最大化，准确性极高。
同时，它在操作和编程方面相对简单，且能够在短时间内完成数控化改造。
3.数控钻床数控钻床则是针对钻床进行数控化改造，使其在加工过程中表现出更高的生产效率和加工精度。
改造后的数控钻床可以自动执行各种操作，如切削、丝锥、排刀等等，大大提高了加工效率和准确度。
4.数控铣床数控铣床是将铣削工艺数控化改造的一种典型应用，它是将机械设备与计算机系统结合起来进行铣削加工。
该机床的加工精度可以达到极高的准确度，同时在生产效率上可以大大提高，节省了时间和人力成本。
总体来看，机床数控化改造的过程不仅可以提升机床性能、提高生产效率和加工精度，还对提升企业的智能制造和生产效益有非常重要的推动作用。
普通车床数控化改造
普通车床数控化改造普通车床数控化改造摘要：这次设计主要是将一台普通车床进行经济型数控改造设计，设计改造后的经济型数控机床具有定位、直线插补、顺逆圆弧插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，且加工质量稳定可靠。
零件加工的适应性强，自动化程度高。
关键词：车床 ;数控 ;改造一、引言计算机技术与车床制造业的高速发展，特别是面向柔性制造技术的出现，使得数控车床得到了迅速普及。
这次设计主要是将一台普通车床进行经济型数控改造设计，由于定位精度高，所以纵、横向导轨均采用贴塑导轨，传动系统采用滚珠丝杠，同时，为提高传动刚度和消除间隙，对丝杠进行预拉伸，传动齿轮采用双片错齿消隙齿轮，驱动元件采用步进电机。
为了保证加工螺纹时，主轴转一转，刀架移动一个被加工导程，主轴用脉冲发生器通过波纹管联接，并将纵向和横向进给系统用单片机控制，是其成为一个能独立运动的开环进给伺服系统。
数控系统采用MCS—51系列的8031单片机扩展系统。
控制系统由微机部分、键盘及显示器I/O 接口及光电隔离电路、步进电机功率放大电路组成。
系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管，以显示加工数据及机床状态等信息。
为了达到机床要求的脉冲当量，传动系统采用步进电机齿轮减速后，带动丝杠。
二、数控改造的优点和意义数控机床是实现柔性制造、计算机系统、敏捷制造等先进制造技术的重要基础装备，它关系到一个国家发展的战略地位。
数控系统可分为开环、半闭环、闭环等几种形式。
开环具有稳定性好、环境是适应性强、造价底等特点;闭环定位精度和重复定位精度高，但造价高;而半闭环既有高档全闭环机床的加工精度，又有开环机床的稳定性和环境适应性，适合复杂零件的加工。
随着科学技术的迅速发展，数控技术的应用范围日益扩大，数控机床及其系统已成为机械制造业中不可缺少的组成部分。
我国在普及应用数控技术方面近几年来取得了很大的进展，从计算机数控(CNC)发展到直接数控(DNC)，并能独立设计和制造机械加工中心及柔性制造系统(FMS)。
机床数控化改造现状与设计实例
机床数控化改造现状与设计实例引言机床是制造业中不可或缺的重要设备之一，而数控化改造是现代制造业发展的重要方向。
机床数控化改造可以提高生产效率、降低人工成本、提高产品质量和稳定性，对企业的发展具有重要意义。
本文将介绍机床数控化改造的现状和一些设计实例，以帮助读者了解该领域的最新动态和技术。
机床数控化改造的意义机床数控化改造的意义在于提高生产效率和质量，降低成本，提高企业的竞争力。
传统机床需要由操作人员进行操作，随着生产任务的增加，人为因素会导致制造误差的增加，而数控机床可以通过预先编程的方式实现自动化操作，减少人为因素的影响，提高生产效率和一致性。
通过数控化改造，可以实现更加复杂的加工工艺，提高产品质量和精度。
数控机床可以实现更精确的定位和运动控制，避免了传统机床加工中的误差和偏差，提高了工件的加工精度和表面质量。
数控化改造还可以降低人工成本，减少因为人为操作导致的人员损失和发生事故的风险。
自动化生产方式可以减少工人的劳动强度，提高工作环境的安全和舒适度。
机床数控化改造的技术进展随着科技的发展和进步，机床数控化改造技术也在不断地更新和进步。
目前，常见的机床数控化改造技术包括软件控制技术、硬件改造技术和自动化技术等。
软件控制技术软件控制技术是机床数控化改造的重要部分，它通过编写程序实现机床的自动化控制。
常见的软件控制技术包括数控编程、轨迹规划和运动控制等。
数控编程是将加工工艺和运动轨迹等信息进行编码，通过指令的方式控制机床的运动和加工过程。
数控编程可以实现复杂的加工过程，同时也提高了操作的灵活性和准确性。
轨迹规划是指根据产品的要求和几何形状，通过算法计算机床的运动轨迹和加工路径。
轨迹规划可以根据不同的加工要求，实现高效的加工过程和减少加工时间。
运动控制是机床数控化的核心技术之一，它可以实现机床的精密定位和运动控制。
运动控制技术包括伺服控制和步进控制等，可以实现高精度和高速度的运动。
硬件改造技术硬件改造技术是指将传统机床的部分或全部部件进行升级和改造，以适应数控化改造的要求。
普通车床数控化改造总体方案设计方案
普通车床数控化改造总体方案设计1.机械部分的改造设计ca6140车床的主轴以及进给系统都是由法兰式电动机拖动。
普通车床主轴传动系统部分改造难度大、成本高，且精度提高有限，所以在改造此类机床时，摇臂钻床要选那些主轴各方面性能能满足使用要求的。
改造时，保留原主轴系统，对进给传动系统及电气控制系统进行改造。
进给传动系统的传动精度及效率也是数控机床性能的重要组成部分。
原机床进给箱为交换齿轮箱，结构复杂、反向间隙大、传动精度差。
在改造过程中，采用步进电动机与滚珠丝杠，并装有减速机构的传动方式，通过减速机构可得到所需的减速比并增大驱动力矩。
普通车床原机床是用滑动丝杠，传动误差大，因此在数控化改造中将其更换为滚珠丝杠。
滚珠丝杠的传动效率高、无爬行、预紧后可消除反向间隙、精度高。
改造后ca6140车床的横向、纵向传动方式为：步进电动机一消隙齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台的传动方式。
ca6140车床垂直方向的传动方式为：步进电动机一圆锥齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台。
同时，垂直方向还应考虑滚珠丝杠的自锁，采用超越离合器的自动平衡装置实现自锁。
ca6140车床的导轨是采用铸铁-铸铁或铸铁—淬火钢滑动导轨，其静摩擦因数大，摇臂钻床动、静摩擦因数相差较大，低速时易出现爬行，力矩损失大，影响运动的平稳性和定位精度。
若是将导轨改造成滚动导轨或静压导轨，工艺复杂、费用大、周期长；所以在对ca 6140车床改造时采用在普通车床原导轨上粘接聚四氟乙烯软带的方法。
聚四氟乙烯软带是以聚四氟乙烯树脂为基材与耐磨填充料复合后，在常温下用模压法成型烧结、车削和活化处理制得。
其特点是摩擦因数低，抗磨损，静、动摩擦因数差值小，定位准确，防振消声运行平稳，低能耗，具有耐老化和足够的力学性能，对提高机械加工精度、延长导轨副使用寿命也有一定的作用。
这种方法比较方便，费用低，动、静摩擦因数相差小，耐磨性和抗咬伤力强，具有良好的自润滑和抗振性，进给运动无爬行，运动平稳。
车床的数控化改造方案(精简)
普通车床的数控化改造方案数控化加工是机械加工行业朝高质量，高精度，高成品率，高效率发展的趋势。
结合我国实际国情，经济型数控车床是我国从普通车床向数控车床发展的及其重要的台阶。
利用现有的普通车床，对其进行数控化改造是一条低成本，高效益的途径。
一、总体方案：图1 数控系统的总体框架配置总体框架说明：1、PC机可采用工控PC机，可满足该控制系统的控制要求。
2、运动控制卡。
我们采用了由ADVANTECH公司生产的PCL运动控制卡。
该卡是一种高速三轴步进电机运动控制卡，它有16位的数字输入、输出口，可实现三轴联动。
因此，它可以满足车床X，Z轴联动，实现直线，圆弧插补。
3、光电耦合电路是自己设计的，它的作用是能够隔离外部干扰信号对运动控制卡的信号冲击，提高系统的稳定性。
4、机床本体是由C613改造而来，拆除原来的丝杆，溜板箱，变速箱等，保留原来的三爪卡盘等。
5、步进电机及其驱动器是采用南京四通公司的。
驱动器的输入电压式45V，考虑步进电机的步距角和丝杆的螺距，本系统X轴的脉冲当量是0.00125，Z 轴的脉冲当量是0.0025。
完全能够达到0.005mm的加工精度要求。
6、各种限位开关，减速开关，回零开关均安装在机床本体上，限位开关是起这硬件硬限位的作用，当车床加工工件超出加工范围时，车床自动停止加工。
减速开关的作用是当车床刀架回零并走到车床零点附近时，减速开关被开启并通知车床减速走到零位置。
二、进给系统的设计考虑到该数控系统是开环控制，没有位置反馈，故进给系统尽可能的要减少中间传动环节。
本车床的X，Z两轴进给系统去掉了原来的进给系统的中间传动环节，直接采用了步进电机＋刚性联轴器＋滚珠丝杆的传动方案。
拆除原来的丝杆，增加少量的机械附件，就可安装步进电机及滚珠丝杆螺母副。
根据计算，要求步进电机的扭距是5 Nm。
我们选用步进电机是南京四通公司的86BYG250C-SAFRBC-0302，步距角选用0.9/1.8，扭距是7.5Nm。
普通机床的数控改造
机遇：国家政策支持，鼓励企业进行技术改造和创新；市场需求不断扩大，为企业 提供了更广阔的发展空间。
应对策略：加强技术研发，提高自主创新能力；加强人才培养，提升企业核心竞争 力；加强市场调研，及时掌握市场需求变化。
改进建议：在改造过程中，可以考 虑采用一些新的技术和方法，以提 高改造的效率和效果，例如采用更 加智能化的数控系统等。
案例对其他改造工程的借鉴意义
案例中普通机床的数控改造过程和 实施方案可以为其他改造工程提供 参考和借鉴。
案例中遇到的问题和解决方法可以 为其他改造工程提供经验和教训， 避免类似问题的发生。
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案例中使用的技术和方法可以为其 他改造工程提供新的思路和解决方 案。
案例的成功经验可以为其他改造工 程提供成功的案例，提高改造工程 的成功率。
普通机床的数控改造发展趋势 与展望
数控技术发展趋势对改造的影响
数控技术向高精度、高速度、高可靠性方向发展，提高改造后机床的性能和加工精度。 智能化数控系统的发展，实现加工过程的自适应控制和智能诊断，提高改造后机床的自 动化和智能化水平。 数控技术的网络化发展，实现远程监控和故障诊断，方便对改造后机床的维护和管理。
案例中的技和技术背
景
技术难点1：具 体分析改造过 程中遇到的主
要技术难题
解决方案1：详 细阐述针对第 一个技术难点 的解决方案和
实施过程
技术难点2：具 体分析改造过 程中遇到的另 一个技术难题
解决方案2：详 细阐述针对第 二个技术难点 的解决方案和
实施过程
在改造过程中，需要考虑到数控系统的控制精度和动态特性，以确保改造后的机床能够满 足加工要求。
普通车床的数控化改造方案
普通车床的数控化改造方案摘要：为了提高我国机床的国际竞争力，满足生产和教学需要，将普通车床进行数控化改造并提高其使用的多功能性、安全性是大势所趋，在对普通车床进行改造的同时，设计出便于工人使用的机床附属元件也是很有意义的，所以本次设计改造主要包括对普通车床进行数控化改造、“车、铣、钻复合”车床改造及安全扳手的设计改造。
关键词：车床;改造;数控化;多功能性;安全性1.引言我国是世界上机床产量最多的国家，目前机床总量380余万台，但其中数控机床总数只有11.34万台，数控化率不到3%，在国际市场竞争中处于较低水平。
所以，投入较少的资金，将普通车床改造升级为数控车床，可以为企业创造可观的经济效益，可以使学校适应现代化生产和教学的要求，同时也可提高我国机床的数控化率。
并且，在普通车床改造升级为数控车床的基础上，还要更大程度的提高该数控车床的多功能性、安全性、加工精度和生产效率，因此提出了以下改造方案。
2.改造方案2.1数控化改造方案对普通车床进行数控化改造，可以提高加工效率、加工精度和自动化程度，数控改造分为硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计主要包括液压卡盘、液压尾座的总体布局设计，及其主要零件形状、尺寸、材料的设计，在制造前还要对其进行有限元分析，从而优化设计;软件设计主要包括PLC和CNC系统的设计，包括CNC系统的选择及电气控制线的连接、PLC系统的选择及与CNC机床联接方式的确定，并设计与其配套的附属元件。
2.2“车、铣、钻复合”车床改造方案车铣复合是实现工件完整加工的有效方法，减少了零件在加工中重复拆卸、安装、找正所耗费的时间。
动力刀塔的设计是车铣复合车床的重要部分，它的性能将直接影响零件的加工精度、表面质量和机床生产率。
基于以上考虑，将动力刀塔设计如下：动力刀塔由步进电机、伺服电动机、横溜板、燕尾槽动导轨、立柱、动力头、刀具等组成，其中动力头是主要组成部分。
动力头部分可以安装十二把刀具，分别为车刀、铣刀、钻头、螺纹刀等;动力头安装在立柱上，可做旋转运动，方便了更换刀具;立柱可以沿着燕尾槽动导轨上下滑动，同时与主轴的旋转运动相配合，可以实现刀具与工件之间X向、Y向的相对运动。
普通机床的数控化改造
图7-5 消隙联轴器 1—套筒 2、3—锥环 4—压盖 5—轴 6—螺钉
图7-5 消隙联轴器 1—套筒 2、3—锥环 4—压盖 5—轴 6—螺钉
图7 工作台加平衡 液压缸或配重
3)升降台式铣床工作台重，而且铣削力也较大，垂直丝杠要配备 功率较大的驱动电动机，且比较难选，因此可在工作台上加配重 或平衡液压缸来平衡(见图7)。
2.铣床的数控化改造
(1)工作台的进给运动 因为改造后的机床主要加工圆弧、凸轮一
类平面曲线轮廓，所以采用微机数控系统实现三坐标两轴联动控 制，工作台纵向(Ｘ轴)、横向(Ｙ轴)及垂直方向(Ｚ轴)的运动分别 由步进电动机经过一级齿轮减速后由滚珠丝杠副拖动。
(2)结构设计 1)应尽量消除齿轮副和丝杠副的间隙，齿轮采用双片薄齿轮错齿 法消除间隙。 2)若采用直流伺服电动机作驱动元件，伺服电动机的轴端为光轴， 齿轮与电动机轴、电动机轴与传动轴采用锥环无键连接较方便。
3)导轨副。 4)主轴脉冲发生器。 5)安装电动卡盘或液压卡盘。
(5)安装调整中应注意的问题 1)利用螺母的间隙调整装置调整丝杠副间隙时，应使调整后产生 的预紧力为丝杠副最大负载的 1／3 为宜。
2)传动丝杠轴线上各联轴套上的锥销孔应按十字分布方式进行配 作。 3)消除齿轮间隙的方法很多，调整中心距的方法是最简便的一种。 4)滚珠丝杠副的制造精度要求较高，加工工艺比较复杂，都是由 专业工厂按系列化进行生产。 5)主轴脉冲发生器的引出轴与车床主轴按1∶1无间隙柔性连接传 动，连接后应保证两者有很好的同步性。
1)纵向滚珠丝杠。
图2 车床纵向传动的支承结构 1、4—推力球轴承 2、10—径向滑动轴承 3—左端轴承座 5—左接杆 6、9—联轴套 7— 滚珠丝杠副 8—螺母座 11—丝杠托架 12—消隙变速箱 13—步进电动机
机床数控化改造实例
机床数控化改造实例随着科技的不断发展，机床数控化改造已经成为制造业最为重要的技术变革之一。
机床数控化改造只是一种先进的技术手段，它通过对原有机床进行改造，使其具有数控的能力，既提高了生产效率，也提高了产品精度，大大降低了材料和时间的浪费，提高了生产效率，成为现代制造企业必备的生产工具。
针对这一发展趋势，本篇文档将来展示一些机床数控化改造的实例。
1.铣床改造传统的铣床较为单一，只能完成一些简单的加工工作，在现代工业发展的今天已经无法满足市场的需求。
为此，一些企业对铣床进行了改造，使之具有多种多样的功能，提高了工作效率，降低了成本。
改造后的铣床，具有自主控制能力和自动化加工功能，可以实现平面铣削、零件成型、草绘加工等多种加工方式，效率高、精度高，受到了广泛的应用。
2.车床改造传统车床在使用过程中，存在许多设备老化和老化退化的问题，这就需要对车床进行进一步的改造和升级。
改造后的车床，能够通过控制系统自主完成工作，操作简单、高效、精确。
改造后的车床不仅可以实现常规的车削加工，还可以实现自由曲面加工和多轴联动加工，提高了生产工艺和生产效率，节约这企业的成本。
3.磨床改造传统磨床加工效率较低，精度不够高，无法满足现代工业对于制品质量的要求。
为了改变这种现状，很多企业对磨床进行了改造。
改造后的磨床，不仅可以实现自动化加工，还可实现多种加工模式，提高了工艺的自动化程度和加工质量，降低了企业的成本。
4.刨床改造传统的刨床在使用过程中存在重复性低、操作过程复杂等问题，这限制了刨床的应用范围和工作效率。
改造后的刨床，不仅能够实现更高的精度、更高的速度，还能够通过自动化加工实现多模式，应用效果显著。
5.补强型数控补强型数控是目前最为先进、最受欢迎的一种机床数控化改造方式，主要解决了数控化改造前的瑕疵和问题，提升了机床的整体性能和加工效率。
6.组合型数控组合型数控是一种通过组装多种机床构件、组合而成的数控机床。
它能够通过多种机床的组合形式实现各种复杂的加工工作，不仅加工效率高，还具有精度高、可靠性好的优点。
普通车床的数控化改造
普通车床的数控化改造一、概述数控改造一般是指对普通机床某些部件做一定的改造，配上数控装置，从而使机床具有数控加工的能力。
我国现有普通机床3百万台左右对这些设备的数控改造已成为国家的一项重要技术政策在生产中贯彻实施。
利用MCS-51系列8031单片机，对普通机床C620车床进行数控改造，利用微机对纵、横进给系统进行开环控制，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副。
其系统框图如。
二、机床改造前的修复和处理由于用微机改造的机床只能提高零件加工质量的一致性，零件的加工精度由机床本身的传动精度及步进电机步距精度来保证。
所以机床改装前必须对机床进行修复。
(1对实际役龄在5年以下的机床，各部件零件仍处于芫好精度尚未降低，导轨刮花在基本可见的状态，可以不进行大修。
对这类机床可同时具备微机控制与手动操作的双重功能，以保证个别单件小批量零件加工，在没有必要用数控切削时，仍可用手动操作，充分发挥机床的潜力，提高机床利用率。
(对役龄在5：10年的机床基本零件尚好，只需对部分易损件进行检修和更换，并按照车床大修的标准检查合格即可进行改造。
三、改装过程3.1、车床传动系统的改装对普通车床而言主传动系统及进给系统都是出自主轴电机，而改造后的数控车床，主传动系统与进给系统相互分离成为两个不相关的系统。
三相电机——皮带轮——主轴变速箱——主轴(进给系统纵、横分别以!"向表示)传动路线板箱刀架)改造后激控车床的传动示意图见。
3.2、步进电机与滚珠丝杠的连接步进电机与滚珠丝杠的.连接方式是机床改装的一个重要问题，要求连接可靠。
为了便于编程，保证加工精度，一般要求车床纵向!向脉冲当量为0.01mm 横向"向)脉冲当量为0.05mm这样，直径值为0.01mm.由于回转形工件图纸尺寸均以直径值表示，所以横向"经验交流'机丨电I工暇I技I术丨向)脉冲当量规定为0不仅直观，而且可以提高重复定位精度。
普通车床数控化系统改造方案
普通车床数控化系统改造方案扫描电子显微镜(SEM)是一种利用高能电子对样品进行扫描的仪器,它将样品中反射、透射、散射电子等所产生的信号转换成强度或图像形式进行分析、测量和成像。
其分辨率高、可观察范围广,适用于科研和生产中的材料组织、表面形貌、微观结构、粒度分布等方面的研究。
近年来,随着电子光学、计算机与图像处理技术的发展,SEM不仅在传统工业、冶金、矿山、化工等行业得到广泛应用,在生物医学、材料科学、微电子等领域也有着重要的地位。
SEM技术的优势:一、高分辨率: SEM理论分辨率高达0.4纳米,在实际应用中可达到1~2纳米。
相对于光学显微镜而言,SEM可分析高清晰的小颗粒、小结构、微观形貌等,使研究对象更加清晰,分析结果更加可信;二、大深度: 对于材料性质的认识需从多个角度进行剖析,最近的SEM已经可以进行三维重建,实现材料的精确切割和分析,进一步深化对材料性质的了解;三、样品不受损伤: SEM采用电子束对样品进行扫描,不会对样品造成损伤,同时能够对高温、低温、高真空等环境进行探测和分析;四、能够对样品进行电学分析: SEM可通过加电、放电等方式对样品进行电学探测和分析,可观察到样品中的电磁波和电子现象;五、自动化、信息化能力强: SEM可实现自动化、计算机控制,能够自动采集、分析、存储样品信息,使研究过程更加自动化、便捷、高效。
SEM改造前的痛点:普通SEM通常需要在低真空和高真空环境下分别进行扫描,这就导致了普通SEM系统需要具备两种不同的真空系统,高真空系统和低真空系统,并且普通SEM通常采用的是螺旋升降组件,操作不仅繁琐而且稳定性有待提高。
同时，普通SEM在扫描样品时会受到电磁泵的强烈干扰,导致噪音干扰较大,分辨率和精度较低。
SEM数控化系统改造方案:针对普通SEM的痛点,借助于数控技术、精密机械工程等专业技术手段,对普通SEM系统进行升级改造,实现普通SEM的数控化。
具体方案如下:一、全新的真空系统: 将普通SEM的高真空系统和低真空系统合并为一个全新的真空系统,同时改用泵升组件替换原有的螺旋升降组件,解决了系统繁琐、不稳定的问题。
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普通机床数控化改造实例及分析来源：数控产品网添加：2010-05-22 阅读:649次[ 内容简介]机床与生产线的数控改造主要内容有：(1)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；(2) NC化，在普通机床上加数显装置或加数控系统；(3)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；对其不能满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；(4)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。
现在很多企业为了生存和发展，不断地提高机床的数控化率是必要的。
需要进行数控改造的设备一般包括传统机床及近期从国外引进，因存在问题而不能投产的机床设备和生产线。
我们芜湖高新重型机床有限公司，在机床数字化控制和改造方面有独特的心得和实际经验。
在普通机床恢复精度改造成高效的数控机床方面做了大量的工作。
现为了更好的服务客户，我们总结了有关机床数控改造的知识供大家参考。
一、数控改造的内容机床与生产线的数控改造主要内容有：(1)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；(2) NC化，在普通机床上加数显装置或加数控系统；(3)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；对其不能满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；(4)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。
二、数控系统发展的趋势l．向开放式、基于PC的第六代方向发展基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。
至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控任务PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。
在远程通信、远程诊断和维修的应用将更加普遍。
2．向高速化和高精度化发展3．向智能化方向发展(1)应用自适应控制技术。
数控系统能检测过程中的重要信息，并自动调整系统参数，改进系统运行状态。
(2)引入专家系统指导加工。
将熟练工人和专家经验、加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。
(3)引入故障诊断专家系统(4)智能化数字伺服驱动装置。
可以通过自动识别负载和自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。
三、数控系统的选择1．开环系统该系统的伺服驱动装置是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。
这种系统不需要位置和速度反馈，位移精度主要决定于步进电机的角位移精度和齿轮丝杠等传动元件的精度，所以位移精度低。
但系统结构简单、调试维修方便、工作可靠、成本低、易改装成功。
2．闭环系统该系统由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置信号反馈给计算机，与给定值进行比较，将两者的差值放大并变换，驱动执行机构，以消除偏差。
此系统复杂、成本高、对环境温度要求严。
但系统精度高、速度快、功率大。
可根据产品技术要求，决定是否采用。
3．半闭环系统半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。
它只能补偿系统环路内的部分元件的误差，因此，其精度比闭环系统的精度低，但是其结构与调试都较闭环系统简单。
当前生产数控系统的公司及厂家比较多，国外的如德国西门子公司、日本发那科公司；国内的如中国珠峰公司、北京航天机床数控系统集团公司、华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心等。
选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求来确定。
四、机床数控改造主要步骤1．改造方案的确定(1)机械修理与电气改造相结合。
一般来说，需进行电气改造的机床，都需进行机械修理。
要确定修理的要求、范围和内容；也要确定因电气改造而需进行机械结构改造的要求和内容；还要确定电气改造与机械修理、改造之间的交错时间要求。
机械性能的完好是电气改造成功的基础。
(2)先易后难、先局部后全局。
确定改造步骤时，应把整个电气部分改造分成若干个子系统进行，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。
在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，使人的注意力能集中到关键地方。
(3)根据使用条件选择系统。
针对改造对象确定它的环境和条件，这对选择电气系统的防护、抗干扰、自冷却及空气过滤等性能可提供正确的依据。
电气系统选择时还必须考虑成熟产品，它们性能应合理实用、有备件可提供维修支持、功能可满足当前和今后若干年内的发展要求等。
(4)落实参与改造的人员和责任。
(5)改造范围与周期的确定。
2．改造的技术准备(1)机械部分准备。
为配合电气改造的机械大修工作应先期完成。
同时对需拆、改和加工的部分等应事先规划，要与整个改造工作衔接得当。
(2)新系统电气资料消化。
(3)新旧系统接口的转换设计。
根据每台设备改造范围不同，需事先设计接口部分转换，若全部改造的，应设计机电转换接口、操作面板控制与配置、互联部分接点、参数测量点、维修位置等。
要求操作与维修方便合理、线路走向通顺、中小连接点少、强弱电干扰最小、备有适当裕量等。
局部改造的，还需要考虑新旧系统的性能匹配、电压极性与大小变换、安装位置、数模转换等，必要时需自行制作转换接口。
(4)操作和编程人员的技术培训。
培训内容一般应包括①新的操作面板配置、功能、指示含义；②新系统的功能范围、使用方法及与旧系统的差别；③维护保养要求；④编程标准与自动化编程等。
重点是弄懂、弄通操作说明书和编程说明书。
(5)调试步骤与验收标准的确定。
调试工作应由项目负责人进行，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。
验收标准的制定必须实事求是，过高或过低的标准都会对改造工作产生负面影响。
3．改造的实施(1)原机床的全面保养。
原机床经长期使用后，需要进行全面保养。
其次，应对机床作一次改前的几何精度、尺寸精度测量，并记录在案。
这样既可对改造工作起指导参考作用，又可在改造结束时作对比分析用。
(2)保留的电气部分最佳化调整。
若对电气系统作局部改造，则应对保留电气部分进行保养和最佳化调整，如强电部分的零件更换、电机的保养、变压器的烘干绝缘、污染的清洁、通风冷却装置的清洗、伺服驱动装置的最佳化调整、老化电线电缆的更新、连接件的紧固等。
只有对保留的电气部分做好过细的最佳化调整，才能保证改造后的机床有较低的故障率。
(3)原系统拆除。
原系统的拆除必须对照原图纸仔细进行，及时在图纸上作出标记，防止遗漏或过拆。
在拆的过程中也会发现一些新系统设计中的欠缺之处，应及时补充与修正。
拆下的系统要妥善保管，以备万一改造不成功时恢复使用。
还有一定使用价值的，可作备件。
(4)合理安排新系统位置及布线。
连线工作必须分工明确，有一人复查检验，以确保连线工艺规范、线径合适、正确无误、可靠美观。
(5)调试。
调试必须按事先确定的步骤和要求进行。
调试中首先试安全保护系统灵敏度，防止人身和设备事故发生。
调试现场必须清理干净；各运动坐标拖板处于全行程中心位置；能空载试验的，先空载后加载；能模拟试验的，先模拟后实动；能手动的，先手动后自动。
4．验收及后期工作(1)机床机械性能验收。
机床的各项机械性能应达到要求，几何精度应在规定的范围内。
(2)电气控制功能和控制精度验收。
电气控制的各项功能必须达到动作正常、灵敏可靠。
控制精度应用系统本身的功能（如步进尺寸等）与标准计量器具（如激光干涉仪、坐标测量仪等）对照检查，达到精度范围之内。
同时还应与改造前机床的各项功能和精度作出对比，获得量化的指标差。
(3)试件切削验收。
可以参照国内外有关数控机床切削试件标准，在有资格的操作工、编程人员配合下进行试切削。
试件切削可验收机床刚度、切削力、噪声、运动轨迹、关联动作等，一般不宜采用产品零件作试件使用。
(4)图纸、资料验收。
机床改造完后，应及时将图纸、资料、改造档案汇总、整理、移交入档。
这对该设备的今后稳定运行十分重要。
(5)总结、提高。
五、数控改造实例1．用西门子810M改造X53铣床用德国西门子810M数控系统、611A交流伺服驱动系统对一台型号为X53的铣床进行X、Y、Z三轴数控改造。
保留了原有的主轴系统和冷却系统。
改造的三轴在机械上采用了滚珠丝杠及齿轮传动机构。
整个改造工作包括机械设计、电气设计、PLC程序的编制与调试、机床大修、整机的安装和调试。
铣床改造后，加工有效行程X、Y、Z轴分别为880mm、270mm、280mm；最大速度X、Y、Z轴分别为5 000mm/mi n、1 500mm/min、800mm/min；点动速度X、Y、Z轴分别为3 000mm/min、1 000mm/min、500 m m/min；机床加工精度达到士0.001 mm。
机床的三坐标联动可完成各种复杂曲线或曲面的加工。
2．用GSK980T和步进驱动系统改造C6140车床采用GSK980T数控系统、DY3混合式步进驱动单元对一台加长C6140车床的X、Z两轴进行改造。
保留了原有的主轴系统和冷却系统。
改造的两轴在机械上采用了滚珠丝杠及同步带传动机构。
整个改造工作包括机械设计、电气设计、机床大修及整机的安装和调试。
车床改造后，加工有效行程X、Z轴分别为3 90mm、1400mm；最大速度X、Z轴分别为1 200mm/min，3 000mm/min；点动速度为400mm/min；点动快速X、Z轴分别为1 200mm/min、3 000mm/min；机床最小移动单位为0.001mm。
六、数控改造中的问题和建议1．数控改造中的问题通过几台机床的数控改造工作后，发现工作中也存在许多问题，主要表现在：(1)各部门、开发人员职责不明朗、组织混乱，严重影响了改造进度；(2)制定的工作进程和计划大多只是凭经验制定，不太合理；(3)相关人员的培训工作没有到位，导致机床改造后出现工艺人员不会编程、操作人员对机床操作不熟练等问题。
2．数控改造建议(1)负责改造的员工职责明确，奖罚分明，充分调动员工的积极性；培养一批高素质的应用和维护人员，选派人员外出进修，学习先进技术；(2)要注重用户使用、维护数控系统的技术培训，建立国内外数控技术资源库。
建立技术资料档案，做好备品配件工作。