普通机床的数控改造教学文案

普通机床的数控改造

机械行业作为国民经济的基础对我国经济发展具有非常关键的战略意义。是整个国民经济快速健康发展的平台和载体。

虽然目前机械行业企业经营状况都比以前大有好转，但是由于大部分企业还是以普通设备为主进行生产。这就直接导致了生产效率低下，产品质量主要依赖于工人素质的高低，无法适应当前市场需求的小批量、高精度、形状复杂的产品。设备落后就成了严重制约企业跟上**步伐继续健康发展的主要瓶颈之一。

由于数控机床生产效率高，产品合格率高，能加工复杂的形体且产品的一致性好。所以我国企业必须实现数字化生产。但是目前绝大多数企业无法承受大批购买新数控机床所需的巨额资金。所以应用新技术改造旧机床是解决这个问题帮助企业走出困境的捷径。

下面以以下几点谈谈普通机床的数控化改造；

一、数控改造的优势

机床数控化改造与新购数控机床相比有以下几点明显优势；

1、减少投资额，交付周期明显缩短。与新购数

控机床相比较，数控改造一般可以节省百分之六十至

八十的费用，而且设备改造周期远远短于新设备订购时间。特别是重、大型及专用机床尤为明显。

2、机械性能稳定可靠。

3、便于操作与维修。由于多年的使用，从操作者和维修工对机床的性能早已了解，只需较短时间的培训。只要机床调试完成就可以全负荷投入生产，大大缩短过渡时间。

4、数控改造的同时对机械部分进行了大修所以机床精度和加工质量有了很大提高，还节省了大修费用。

5、数控改造有极大的针对性。市场上销售的数控机床大多为通用性机床，而数控改造则可以针对企业特殊需求进行适和企业产品特点的改造。

因此根据企业实际情况有针对性地对旧有的普通机床进行数控改造，不但可以大大缓解新购买数控机床带来的巨大资金压力，又可以充分利用现有资源，是解决企业困境的好方法。

二、普通机床数控改造要点：

1）明确改造目的。根据企业产品的实际需要和设备的

现实状况，明确改造后的机床要实现的功能和达到的精度。

2）根据改造目的制定切实可行的改造方案。既要利用广泛应用的成熟方法，又要采用新方法、新材料、新工艺。因为在改造中数控系统的成本远高于机械部分，所以数控系统的选型一定要与设备的实际需求相匹配，尽量避免大马拉小车等造成资金的浪费。

三、数控改造中机械部分改造要点：

改造后的机床，在性能上要达到：有高的动静态刚度；运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙；功率大；便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求。不能认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了数控机床的要求，还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，才能获得预期的改造目的。为了达到上述目的常用到以下方法：

1、尽可能的缩短传动链长度，减小传动间隙，提高传动可靠性。方法有以下几种；

1）采用电机通过无间隙弹性联轴器与丝杠直联。

2）采用电机通过消隙齿轮与丝杠传动。

3）采用电机通过同步带与丝杠传动。

2、尽可能减小摩擦，提高系统响应速度。方法有以下几种

1）导轨副贴塑处理。

2）用滚珠丝杠代替普通丝杠。

3）采用直线导轨。

4）增加集中润滑系统，对各运动副进行强制润滑。

3、机械转动惯量与电机转动惯量一定要匹配。如果机械转动惯量大于电机转动惯量就极有可能导致机床定位精度不准和制动失灵。

4、位置检测装置的选择：常用的线性值检测装置有限位开关、感应同步尺、磁尺和直线光栅尺等。常用的角度值检测装置有旋转变压器、脉冲编码器和圆光栅等。技术人员要根据机床的实际需要选择合适的检测装置。

5、安全防护装置。因为滚珠丝杠等是精密零件，既要防止杂物进入又要防止撞车事故，所以在实际改造中要十分注意设计合理的防护装置保护丝杠和导轨。又要设计机械硬限位防止撞车和电气软限位失灵导致事故。

因为车床在我国普通设备的保有量中占很大比例，下面以我设计改造的Cffice:smarttags" />616A车床为例介绍一下普通车床数控改造常用方法。

C616A车床数控改造概要：

一、改造目标：将普通车床经过改造后能实现x、z轴联动以实现复杂型面加工和提高生产效率。

二、总体方案：根据机床加工要求和实际状况采用西门子数控系统及伺服电机控制x、z轴，将原普通丝杠更换为滚珠丝杠。为减小摩擦将大拖板和中拖板贴塑处理。保留原主轴系统以获得较大调速范围，并且在主轴上安装编码器以实现车削螺纹功能。并将原普通刀架换成数控电动刀架。加装集中润滑系统保证各部分充分润滑。并恢复原机械几何精度。

三、x轴改造方案：

根据具体情况去掉原小刀架部分，重新设计中拖板、滚珠丝杠副及电机安装法兰箱等。该轴采用伺服电机经过同步带轮1：1传动来驱动。其中电机额定转矩8牛/米，采用南京工艺装备厂的FFZD2004-3型双

螺母垫片式中度预紧滚珠丝杠。并安装TLDB4型电动刀架以实现自动换刀功能。为减小摩擦对中拖板导轨进行聚四氟乙烯贴塑处理。

四、z轴改造方案：

去掉原走刀箱及溜板箱采用伺服电机直接通过弹性联轴器驱动滚珠丝杠带动大拖板运动。其中电机扭矩11牛/米，采用FFZD5006-5双螺母垫片式中度预紧滚珠丝杠。为减小摩擦对大拖板底导轨采取聚四氟乙烯贴塑所处理。为防止灰尘和铁屑加装丝杠和导轨防护装置。

五、主轴部分改造方案：在邻近主轴的传动轴上安装脉冲编码器，经换算后检测主轴转速。下面是其详细改造方案图纸：

机床改装完毕后经用户使用表明该机床已经能够加工锥体、半球体及各种复杂轴类零件，具备数控车床所有功能。生产效率比改造前有很大提高而且零件的废品率大大降低。

自2001年参加工作以来我已经设计了FP3A万能工具铣X5030、X5032、XK516、等大中型铣床和MK163、C616A车床以及GSP法国数控钻镗床等十余台设备的数控改造工作。这些设备经过改造后，都已成为客户的关键生产设备，在其实际应用中收到了令人满意的效果。

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