數(shù)控機床改造的必要性　　

一、數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的*性，而且這些*性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。

　　1.1可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。

　　由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應(yīng)該運動的運動量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。

　　1.2可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3～7倍。

　　由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化。數(shù)控機床只要更換一個程序，就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動化，故被稱為實現(xiàn)了"柔性自動化"。

　　1.3加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要"修配"。

　　1.4可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。

　　1.5由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。

　　以上這些*性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機床數(shù)控化還是推行fmc（柔性制造單元）、fms（柔性制造系統(tǒng)）以及cims（計算機集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。

　　二、數(shù)控化改造的內(nèi)容

　　2.1恢復(fù)原功能，對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進行診斷并恢復(fù)；

　　2.2cnc化，在普通機床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成nc機床、cnc機床；

　　2.3翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的cnc系統(tǒng)以cnc進行更新；

　　2.4技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

　　三、數(shù)控化改造的特點

　　3.1減少投資額、交貨期短

　　同購置新機床相比，一般可以節(jié)省60%～80%的費用，改造費用低。特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造，只花新機床購置費用的1/3，交貨期短。但有些特殊情況，如高速主軸、托盤自動交換裝置的制作與安裝過于費工、費錢，往往改造成本提高2～3倍，與購置新機床相比，只能節(jié)省投資50%左右。

　　3.2機械性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)受限

　　所利用的床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅固的鑄造構(gòu)件，而不是那種焊接構(gòu)件，改造后的機床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。但是受到原來機械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改造。

　　3.3熟悉了解設(shè)備、便于操作維修

　　購買新設(shè)備時，不了解新設(shè)備是否能滿足其加工要求。改造則不然，可以地計算出機床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者對機床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時間短，見效快。改造的機床一安裝好，就可以實現(xiàn)全負荷運轉(zhuǎn)。

　　3.4可充分利用現(xiàn)有的條件

　　可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設(shè)備時那樣需重新構(gòu)筑地基。

　　3.5可以采用的控制技術(shù)

　　可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機床改成當(dāng)今水平的機床。

　　四、數(shù)控系統(tǒng)的選擇

　　數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時，應(yīng)根據(jù)具體情況進行選擇。4.1、步進電機拖動的開環(huán)系統(tǒng)（滿足大部分機床的改造需要，價格便宜。）

　　該系統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路控制和功率放大后，使步進電機轉(zhuǎn)動，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動執(zhí)行部件。只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率以及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運動的位移量、速度和運動方向。這種系統(tǒng)不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端，故稱之為開環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進電機的角位移精度，齒輪絲杠等傳動元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低。

　　該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。

　　4.2、異步電動機或直流電機拖動，光柵測量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

　　4.3、交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

　　當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國外公司的如siemens公司、fanuc公司；國內(nèi)公司如仁和公司（經(jīng)濟實用型）和沈陽數(shù)控國家工程研究中心等。選擇數(shù)控系統(tǒng)時主要是根據(jù)數(shù)控改造后機床要達到的各種精度、驅(qū)動電機的功率和用戶的要求。

　　五、數(shù)控改造中主要機械部件改裝探討

　　一臺新的數(shù)控機床，在設(shè)計上要達到：有高的靜動態(tài)剛度；運動副之間的摩擦系數(shù)小，傳動無間隙；功率大；便于操作和維修。機床數(shù)控改造時應(yīng)盡量達到上述要求。不能認為將數(shù)控裝置與普通機床連接在一起就達到了數(shù)控機床的要求，還應(yīng)對主要部件進行相應(yīng)的改造使其達到一定的設(shè)計要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。

　　5.1、滑動導(dǎo)軌副

　　對數(shù)控車床來說，導(dǎo)軌除導(dǎo)向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。同時要有足夠的剛度，并要有合理的導(dǎo)軌防護和潤滑。

　　5.2、齒輪副

　　一般機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度，數(shù)控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床高。

　　5.3、滑動絲杠與滾珠絲杠

　　絲杠傳動直接關(guān)系到傳動鏈精度。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動扭矩要求。一般情況滑動絲杠應(yīng)不低于6級，螺母間隙過大則更換螺母。采用滑動絲杠相對滾珠絲杠價格較低，但難以滿足精度較高的零件加工。

　　滾珠絲杠摩擦損失小，效率高，其傳動效率可在90%以上；精度高，壽命長；啟動力矩和運動時力矩相接近，可以降低電機啟動力矩。因此可滿足較高精度零件加工要求。

　　5.4、安全防護

　　必須以安全為前提。在機床改造中要根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施，切不可忽視。滾珠絲杠副是精密元件，工作時要嚴防灰塵特別是切屑及硬砂粒進入滾道。在縱向絲杠上也可加整體鐵板防護罩。大拖板與滑動導(dǎo)軌接觸的兩端面要密封好，防止硬質(zhì)顆粒狀的異物進入滑動面損傷導(dǎo)軌。