普通机床的数控改造方法
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7.1.2 数控改造的内容与步骤 1.普通机床改造主要内容 1)机床的测绘 (1)改造前，首先对机床的机械残留价值进行评估，特别 要注意导轨的磨损程度。磨损严重的机床应进行导轨磨削 加工，恢复机床的几何精度。 (2)机床改造前对机床进行严谨、细致地测绘。测绘中要 忠实于原设计，对原机床的结构、尺寸、润滑等做好详细 记录。 2)数控系统选型 (1)应考虑开放性、先进性、可靠性和可维护性。在机床 改造中，数控系统选型，既不同于新机床设计也不同于机 床维修，主要考虑在原机床的机械结构限制下，达到或超 过原机床的功能，所以在选购数控系统时并非越贵越好。
3)原系统拆除 原系统的拆除必须对照原图纸仔细进行， 及时做出标记，防止遗漏或过拆(局部改造情况下)。拆下 的零部件应分类放置，妥善保管，以备万一改造不成功或 局部失败时恢复使用。切忌大手大脚，乱扔乱放。 4)新系统固定及布线 根据设计图纸，合理进行配置，包 括箱体固定、面板安放、元器件安装等。布线工艺规范、 线径合适、正确无误、美观可靠。 5)调试 调试必须按事先确定的步骤和要求进行，调试人 员应头脑冷静，随时记录。调试中首先测试安全保护系统 灵敏度，防止人身、设备事故发生。然后按照先空载后加 载、先模拟后实动、先手动后自动的原则调试。
2.数控机床改造前技术准备 1)机械部分准备 为配合电气改造而进行的机械设计等 应先期进行，考虑施工工期，对停机后需拆、改、加的部 分做好周密计划，提出明确目标要求，与整个改造工作衔 接得当。 2)新系统资料消化 新系统有许多新功能和新要求，改 造前应熟悉技术资料，包括系统操作使用手册、编程手册 、安装调试说明、PLC梯形图等。要有充足的时间去消化 、整理、核对，做到思路清晰，层次分明。 3)新旧系统接口的设计 根据每台设备改造范围不同， 要有针对性进行接口的设计。 4)人员的技术培训 提前对操作人员和编程人员进行新 系统知识培训，否则将影响改造后机床的迅速投入生产。 培训内容有新系统操作使用方法、新旧系统的差别、维护 保养知识等。重点内容是操作说明书和编程说明书。
5)调试步骤与验收标准的确定 调试步骤可从简到繁，先 局部后全局。验收标准是对新系统的考核，制定时必须实 事求是，不能过高也不能过低。 3.数控机床改造的实施 1)原机床的全面保养 机床经长期使用后，在机械、液压 、润滑等方面存在某些缺陷，所以首先要进行全面保养。 其次，应对机床精度详细测量，全面记录。 2)优化调整保留的电气部分 电气系统若作局部改造， 则应对保留电气部分进行保养和优化调整。如元器件更换 ，电动机的保养，变压器的烘干增加绝缘处理，通风冷却 装置的清洗，伺服驱动装置的最佳化调整，电缆线的更新 ，连接件的紧固等。
7.2 机械系统的改造
7.2.1 CA6140卧式车床的数控改造
(2)数控系统控制方式的选择，既要根据产品的加工要求 ，又要考虑数控系统的性价比，合理选择开环、闭环、半 闭环的控制系统。开环控制为步进电动机驱动，成本较低 ，适用于精度要求不高的机床。闭环控制系统精度高，用 在高精度机床上。 (3)伺服驱动装置与伺服电动机和数控系统相匹配，伺服 电动机的额定转矩对改造影响很大，若选得太小，不能实 现惯量匹配，影响机床性能。若选得太大，造成浪费，增 加改造成本。 (4)对于外围接口电路，可采取的方案有两种：一种是保 留外围继电器电路，新PLC不参与外围电路控制，只处理 CNC所需的指令信号。此方案设计与调试工作量较小。另 一种是彻底改造，针对继电器逻辑较复杂，故障率较高的 机床，可用新CNC内置的PLC将外围电路全部改造。此方 案简化了硬件电路，提高了可靠性，但设计与调试工作量 较大。
第7章 普通机床的数控改造
知识目标
1.了解普通机床数控改造的内容及步骤 2.掌握普通机床机械及电气改造方法
1.会安装与调试进给机械传动链 2.能够连接与调试机床电气控制系统
7.1 数控改造的优点与内容
7.1.1 数控改造的优点 利用先进工艺、先进技术对旧机床数控改造，优点如下： (1)改造有针对性 机床的改造方案是针对原机床中存在 的问题提出的，需要改哪些地方，改到什么程度，都应做 到与生产紧密结合。但由于受到原来机械结构的限制，不 宜做过大的改动。 (2)充分利用资源 旧机床数控改造，大部分床身、立柱 等主要基础件和传动部分不需更换，与新机床制造相比一 般可以节省60％～80％的费用。因此周期短，费用低， 特别适用于大型、专用机床的改造。 (3)机床性能稳定 改造后的机床性能更加稳定，因为机 床的大型结构件是铸铁，而铸铁件年代越久时效越充分， 精度比新铸件稳定。机床改造时只需修复或更换若干中小 型部件，就可获得与新机床类似效果。
3)机械部件的设计与改造 (1)滑动导轨副 机床导轨除具有导向精度外，还要有良 好的耐摩擦、磨损特性，有足够的刚度，以减少导轨变形 对加工精度的影响。此外，还要有合理的防护和润滑。一 般采用贴塑方法对机床导轨进行改造。 (2)进给滚珠丝杠副改造 在普通车床数控改造时，一般 都是拆除走刀箱及溜板箱，用伺服进给传动链代替。在进 给轴的结构设计中，滚珠丝杠的轴向定位采用预拉伸结构 ，以获得高刚性和高精度。 (3)主轴箱的改造 普通机床主轴旋转是由三相异步电动 机经变速箱驱动，利用电磁离合器或液压操纵杆，实现主 轴的有级变速和正反转。而数控机床的主轴采用交、直流 调速系统，实现主轴的无级调速。普通机床在数控改造时 ，一般保留原主轴箱，不做改动或少做改动。
(4)提高精度和效率 旧机床改造，可根据生产技术及科技 水平，选择先进的控制系统，从而提高机床的自动化水平 和效率，提高机床质量和档次。 (5)调动人员积极性 技术人员、操作维修人员非常了解原 机床的特性，所以，数控改造可以充分发挥现有技术力量 ，调动技术人员的积极性与创造性。 (6)培养锻炼队伍 在机床改造过程中，多方人员共同参与 ，相互学习，通过拆解旧机床，装配新部件，既锻炼了队 伍，又提高了技术水平。
7.1.2 数控改造的内容与步骤 1.普通机床改造主要内容 1)机床的测绘 (1)改造前，首先对机床的机械残留价值进行评估，特别 要注意导轨的磨损程度。磨损严重的机床应进行导轨磨削 加工，恢复机床的几何精度。 (2)机床改造前对机床进行严谨、细致地测绘。测绘中要 忠实于原设计，对原机床的结构、尺寸、润滑等做好详细 记录。 2)数控系统选型 (1)应考虑开放性、先进性、可靠性和可维护性。在机床 改造中，数控系统选型，既不同于新机床设计也不同于机 床维修，主要考虑在原机床的机械结构限制下，达到或超 过原机床的功能，所以在选购数控系统时并非越贵越好。
3)原系统拆除 原系统的拆除必须对照原图纸仔细进行， 及时做出标记，防止遗漏或过拆(局部改造情况下)。拆下 的零部件应分类放置，妥善保管，以备万一改造不成功或 局部失败时恢复使用。切忌大手大脚，乱扔乱放。 4)新系统固定及布线 根据设计图纸，合理进行配置，包 括箱体固定、面板安放、元器件安装等。布线工艺规范、 线径合适、正确无误、美观可靠。 5)调试 调试必须按事先确定的步骤和要求进行，调试人 员应头脑冷静，随时记录。调试中首先测试安全保护系统 灵敏度，防止人身、设备事故发生。然后按照先空载后加 载、先模拟后实动、先手动后自动的原则调试。
2.数控机床改造前技术准备 1)机械部分准备 为配合电气改造而进行的机械设计等 应先期进行，考虑施工工期，对停机后需拆、改、加的部 分做好周密计划，提出明确目标要求，与整个改造工作衔 接得当。 2)新系统资料消化 新系统有许多新功能和新要求，改 造前应熟悉技术资料，包括系统操作使用手册、编程手册 、安装调试说明、PLC梯形图等。要有充足的时间去消化 、整理、核对，做到思路清晰，层次分明。 3)新旧系统接口的设计 根据每台设备改造范围不同， 要有针对性进行接口的设计。 4)人员的技术培训 提前对操作人员和编程人员进行新 系统知识培训，否则将影响改造后机床的迅速投入生产。 培训内容有新系统操作使用方法、新旧系统的差别、维护 保养知识等。重点内容是操作说明书和编程说明书。
5)调试步骤与验收标准的确定 调试步骤可从简到繁，先 局部后全局。验收标准是对新系统的考核，制定时必须实 事求是，不能过高也不能过低。 3.数控机床改造的实施 1)原机床的全面保养 机床经长期使用后，在机械、液压 、润滑等方面存在某些缺陷，所以首先要进行全面保养。 其次，应对机床精度详细测量，全面记录。 2)优化调整保留的电气部分 电气系统若作局部改造， 则应对保留电气部分进行保养和优化调整。如元器件更换 ，电动机的保养，变压器的烘干增加绝缘处理，通风冷却 装置的清洗，伺服驱动装置的最佳化调整，电缆线的更新 ，连接件的紧固等。
7.2 机械系统的改造
7.2.1 CA6140卧式车床的数控改造
(2)数控系统控制方式的选择，既要根据产品的加工要求 ，又要考虑数控系统的性价比，合理选择开环、闭环、半 闭环的控制系统。开环控制为步进电动机驱动，成本较低 ，适用于精度要求不高的机床。闭环控制系统精度高，用 在高精度机床上。 (3)伺服驱动装置与伺服电动机和数控系统相匹配，伺服 电动机的额定转矩对改造影响很大，若选得太小，不能实 现惯量匹配，影响机床性能。若选得太大，造成浪费，增 加改造成本。 (4)对于外围接口电路，可采取的方案有两种：一种是保 留外围继电器电路，新PLC不参与外围电路控制，只处理 CNC所需的指令信号。此方案设计与调试工作量较小。另 一种是彻底改造，针对继电器逻辑较复杂，故障率较高的 机床，可用新CNC内置的PLC将外围电路全部改造。此方 案简化了硬件电路，提高了可靠性，但设计与调试工作量 较大。
第7章 普通机床的数控改造
知识目标
1.了解普通机床数控改造的内容及步骤 2.掌握普通机床机械及电气改造方法
1.会安装与调试进给机械传动链 2.能够连接与调试机床电气控制系统
7.1 数控改造的优点与内容
7.1.1 数控改造的优点 利用先进工艺、先进技术对旧机床数控改造，优点如下： (1)改造有针对性 机床的改造方案是针对原机床中存在 的问题提出的，需要改哪些地方，改到什么程度，都应做 到与生产紧密结合。但由于受到原来机械结构的限制，不 宜做过大的改动。 (2)充分利用资源 旧机床数控改造，大部分床身、立柱 等主要基础件和传动部分不需更换，与新机床制造相比一 般可以节省60％～80％的费用。因此周期短，费用低， 特别适用于大型、专用机床的改造。 (3)机床性能稳定 改造后的机床性能更加稳定，因为机 床的大型结构件是铸铁，而铸铁件年代越久时效越充分， 精度比新铸件稳定。机床改造时只需修复或更换若干中小 型部件，就可获得与新机床类似效果。
3)机械部件的设计与改造 (1)滑动导轨副 机床导轨除具有导向精度外，还要有良 好的耐摩擦、磨损特性，有足够的刚度，以减少导轨变形 对加工精度的影响。此外，还要有合理的防护和润滑。一 般采用贴塑方法对机床导轨进行改造。 (2)进给滚珠丝杠副改造 在普通车床数控改造时，一般 都是拆除走刀箱及溜板箱，用伺服进给传动链代替。在进 给轴的结构设计中，滚珠丝杠的轴向定位采用预拉伸结构 ，以获得高刚性和高精度。 (3)主轴箱的改造 普通机床主轴旋转是由三相异步电动 机经变速箱驱动，利用电磁离合器或液压操纵杆，实现主 轴的有级变速和正反转。而数控机床的主轴采用交、直流 调速系统，实现主轴的无级调速。普通机床在数控改造时 ，一般保留原主轴箱，不做改动或少做改动。
(4)提高精度和效率 旧机床改造，可根据生产技术及科技 水平，选择先进的控制系统，从而提高机床的自动化水平 和效率，提高机床质量和档次。 (5)调动人员积极性 技术人员、操作维修人员非常了解原 机床的特性，所以，数控改造可以充分发挥现有技术力量 ，调动技术人员的积极性与创造性。 (6)培养锻炼队伍 在机床改造过程中，多方人员共同参与 ，相互学习，通过拆解旧机床，装配新部件，既锻炼了队 伍，又提高了技术水平。