數字環境下的（de）普通（tōng）機床數控改造措施-螺紋加（jiā）工（gōng）機床網-數控機床市場網

您現在的位置：螺紋加工機床網> 加工與維（wéi）修>數字環境下的普通機床數控改造措施

數（shù）字環境下的普通機床數控改造措施

2018-3-26 來源：梧州學院作者：謝朝明

摘（zhāi）要：本文首先提出（chū）了機（jī）床數（shù）控化改造的必要性，然後指出了普通（tōng）機床數控化改造的優（yōu）缺點（diǎn）及其內容（róng），重點闡述了數字環境下普通機床如何進行（háng）數控化改造措施，並提出了數（shù）控化改造普通機床技（jì）術路線。

關鍵（jiàn）詞：數字環境；數控化改造；普通機床

0 引言

製造技（jì）術是衡量一個國（guó）家工業化水（shuǐ）平（píng）的標誌，隨著我國經濟（jì）飛速發展，我國製（zhì）造業取得了長足的進步。

數控機床的擁有量和技術水平的高低（dī）是一個國家現代製造業實力的重要標誌，當前我（wǒ）國正（zhèng）處於從機械製造大國向機械製造（zào）強國轉變（biàn）的關鍵時期，數控機床在汽車工業、航空航天工業、模具等行業已廣泛應用。

它提高了零部（bù）件的性能水平、加工（gōng）質量和（hé）生產效率，為數控機床的使用者創造了（le）巨大的效益。

1 、國內外數控改（gǎi）造研究現狀

日本、美歐等一些發達國家對數控改造（zào）非常重視（shì），一些製造企業為提升企業核心競爭力想（xiǎng）盡辦法把普通機床改造成數控機床，甚至有些公司將普通機床數控化改（gǎi）造發展（zhǎn）成一項產業，如德國的（de） Schioess公司、美（měi）國的 US 設備公司，這些（xiē）公司（sī）都是世界知名普通機床數控化改造公司。

受（shòu）到當時製造技術限製，我國機械製造業普通機床在機械製（zhì）造加工業中有約 80%設備比例（lì），數控化程度很低。由於當時數控化改造技術相對落後，我國（guó）數控（kòng）化機床改造技術主要應用在國防軍用機床設備（bèi），從 20 世紀 80 年（nián）代未起，一大批精通數控機床技術專家對普通機床數控化改造技（jì）術（shù）進行大量卓有成效的開發研究，取得了相（xiàng）當（dāng）顯著的成就。

2 、普（pǔ）通機床數控化改造（zào）的必要性

2.1 普通機床在數字環境下（xià）存在不足

普通機床受技術限製，在加工精度、加（jiā）工質量穩定性、可靠性、生產效率、改善勞（láo）動條件、生產管理現代化方麵與數控機床相比相差甚遠（yuǎn）。普通機床工藝（yì）簡單、功能單一，隻（zhī）能進行單一工序操作，而（ér）對於較多工序零部件、複雜零部件（jiàn）生產要求無法（fǎ）完成。

加工時間以（yǐ）及輔助時（shí）間（jiān）多影響效率（lǜ），普通機床加工精度低、自動化程度（dù）低，很多操（cāo）作工序依賴工人操作，勞動強度高，產品（pǐn）質量一（yī）致性（xìng）差，常常無法保證加工零件高質量。

2.2 普通機床數控化改造後所具有的優點

柔性較好，數控機床不同普通機床在（zài）加（jiā）工零（líng）部件時需製（zhì）作許多夾具、模具（jù）並經常更換，零件在改造（zào）後的數控機床上加工，關鍵取決於程序的設計、輸入、編輯，並（bìng）不需要對機床經常調整；加工零件質（zhì）量穩定、一致性好，在一台數控（kòng）機床上加工一批零件使用同樣的加工程序和刀（dāo）具，加（jiā）工條件完全一（yī）致，走刀軌跡完全相同；生（shēng）產效率高，數控機床與普（pǔ）通（tōng）機床相比，與加工中心的刀庫（kù）配合零件的（de）輔助時間和加工（gōng）時間可有效地減少，數控機床（chuáng）允許機（jī）床進行較大切削量的強力切削（xuē），進給（gěi）量的範圍擴（kuò）大。

另外（wài），與（yǔ）加工中心的刀庫（kù）配合使用，可實現在一台機床上進行多道工序的連續加工，工序間周轉時間大大減少，提高了生產率。

數控機床的（de）加工精度一般可達 0.05mm～0.1mm，數控機床絲杆螺距平均誤差與傳動（dòng）鏈的進給反向間隙可由數控裝置進行曲補償，數控機床是通過數字信號（hào）形式來實現控（kòng）製其加工精度，機床每（měi）移動一個脈衝當量需由（yóu）數控裝置輸出一脈衝信號，因此，數控機床定位精（jīng）度比較（jiào）高。

利用現代化（huà）生產管理，在數控（kòng）機床進行零件加工時，可對所使用的夾具、刀具進行規範（fàn）化，並精確估（gū）計（jì）該零件輔助時間（jiān）、加工時間，實現現代化管理。數控機床與普通機（jī）床（chuáng）相比改善了勞動條件，加工前調整好數控機床，輸（shū）入程序並啟動，數控（kòng）機床（chuáng）自動連續地對零件進行加工，直至零件加工完成。

3 、數字環（huán）境下數（shù）控化改造措施

3.1 充分了解（jiě）被改造機床

數控機床一般（bān）是由測量係統、伺服係統（tǒng）和數控係統組成。普通機床數控（kòng）化改造究竟是要（yào）局部（bù）改造還是全部改造則要由普通機床改造費（fèi）用和原有的參（cān）數性能決定。在數控化改造過程中首先要（yào）明（míng）白現有需改（gǎi）造機床的功能、參數、機械傳動精度、運行狀況，再預先估（gū）計普通（tōng）機床改造後的性能是否能滿足要求，具體（tǐ）要明確如（rú）下事項：

（1）確定需改造普通機床的型號。

（2）對需改造的普通（tōng）機（jī）床機構參數、性能參（cān）數要把握準確。

（3）普通機床數（shù）控化（huà）改造（zào），應慎重（chóng）選擇控製軸數目，因為軸數（shù）目直接決定選擇哪種數控係統與之匹配。

（4）普通機床數控化改造前必須清楚原機床核心（xīn）功能部件如變速箱、刀架等，這（zhè）樣才能保證數控化改造後的機床（chuáng）能夠生產加工複雜零件（jiàn）。

（5）為了保證普通機床數控化改造後達到（dào）精度要求以及功能預期，對數控化改造後的數控（kòng）機床所具有參數性能及機械結構參數要有足（zú）夠的估計。

（6）普通機床數控化改造前（qián）需了解機床（chuáng）的一些輔助（zhù）安全性能參數，以保證機（jī）床數控改造後操作人員的人身（shēn）安全。

（7）普通機床數控化改（gǎi）造過程（chéng）中（zhōng）還要考慮現（xiàn）有的電氣控製係統是否能夠滿足改造（zào）後數控機床的要求，如果不能都達到要求，就須通過可編程邏輯控製器來進行改造。

3.2 基於數字環境下數控係統選型

基於數（shù）字環境下普通機床數（shù）控化改造關鍵（jiàn）是（shì）數控（kòng）係統選型。選型時依據需改造機床的機構參數、性能參數選擇（zé）合適的數控（kòng）係統與之匹配，才能保證普通機床在改造後按照（zhào）事先預設計好的（de）功能要求進行零（líng）件加工，否則無法達到功能預期。

市場上（shàng）功能不一、類型不同的數控係統紛繁眾多，因而在基於數字（zì）環境下選（xuǎn）擇數控係統時，應充分考慮改造前普通（tōng）機床的功能（néng）及特（tè）性、數控化改造後所要達到的精度要求、功能預期以及預期改造費用（yòng）；而且在選擇數控係統（tǒng）時（shí）要特別注意改造時所選（xuǎn）數控係（xì）統的廠家能（néng）提供的技術支持。

不同數控係統對（duì）需（xū）改造的機（jī）床（chuáng）的機械結構、驅動裝置都有不同的具體要求，不是全部（bù）機床都能（néng）進行數控化改（gǎi）造，更不是任（rèn）何需數控化改（gǎi）造機床（chuáng）與所有不同數控係統都匹配，必須選擇合適的數控係統（tǒng）與之匹配，才能達（dá）到數控化改造目的（de）。

3.3 基於數字環境下的機（jī）械結構設計和改造（zào）

普（pǔ）通機床數控化改造關鍵（jiàn）是數控係統選型，但是為了使數控化改造機床達（dá）到加工精度、功能參數、電氣供給係統以及機床安全操作規程（chéng）等要求，在改造過程中對機床（chuáng）機械（xiè）結構部分不得不重新設計、改造。首先，基於數字環境下的（de）機械結構設計要求。必須要對機床傳動軸等（děng）機械部件進行受力分析，以確保數控（kòng）機床能進行較（jiào）大（dà）切削量（liàng）的強力切削（xuē），進行受力分析時依據機床行（háng）業標（biāo）準及國家標準（zhǔn）執行。

根據受力分析（xī）、計算結（jié）果，確定為了保（bǎo）證數控化（huà）改（gǎi）造機床達到加工精度、功能參數、電氣供給係統以及機床安全操作等要求所需要的（de）主要受力機械（xiè）零件的大小尺（chǐ）寸以及供給動力（lì）裝置，數控化改造機床（chuáng）在對（duì）機（jī）械結構進行設計和改造時，可參照改造成功案例，查閱相關技術文件資料，到改造（zào）成功企業現場（chǎng）實（shí）地調研。

將 CA6140 型普通車床進行數控（kòng）化改造（zào），在（zài）整個設計過程中必須實現如下（xià）要求（qiú）：原車床的主傳（chuán）動（dòng）係統予以保留，橫向進給係統由微（wēi）機實現開環控製，兩軸聯動；刀架采用自動轉位刀（dāo）架，具有切（qiē）削螺紋的（de）功能；在 X 向上，進給脈衝當量為 0.005mm / 脈衝；在 3～1000mm/min 進給速度範圍進行（háng）無級調速，在X 向、1000～3000mm/min 內任（rèn）意設定快進速度。

其次，基於數字環境下的機床機械結構改造要求。盡可能在機械構件改造時尺寸不變或者變化不大，並（bìng）采用理想的機械傳動結構裝置滿足（zú）最大傳動比，以提高生產加（jiā）工效率；所（suǒ）需改造的機械零部件必須達到一定的精（jīng）度（dù）要求（qiú），如表麵粗糙度（dù）、形（xíng）位公差、硬度、強度等以確（què）保運動部（bù）件之間光滑，減少摩擦阻（zǔ）力；在不需增加動力的情況下，可（kě）保證數控化改造後

的機床能夠生產加工更多複雜的零件（jiàn）。

將 CA6140 型普通車床改造成經濟型數控車床，橫向（xiàng）進（jìn）給機構的改造：將小拖板和手動刀架改造成數（shù）控刀架（jià）；滾珠絲杠（gàng）螺母副取代溜板箱、光杆進給箱和普通絲杆；調整（zhěng）操作的手（shǒu）動機構保留不變，同時保留支撐結構，齒輪箱（xiāng）體、步進電機安裝在中拖（tuō）板的後（hòu）側，齒輪箱采用一級齒（chǐ）輪減速。

4、結束語

本文已重點闡述（shù）將普通（tōng）機床改造為數控機床（chuáng）的關鍵措施，並提（tí）出（chū）了數控化改造（zào）普通機床技術路線，以期（qī）對需要進（jìn）行普通機（jī）床數控化改造的企業有（yǒu）所幫助。

投（tóu）稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新（xīn）聞稿件發（fā）表，或進行資（zī）訊合作，歡迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相（xiàng）關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行業數據

| 更多

博文選萃

| 更多