1、前言　　

　　使用經(jīng)驗表明：數(shù)控機床中犀变，一套數(shù)控系統(tǒng)的有效使用壽命在6～8年。由于電子技術(shù)迅速發(fā)展秋柄，世界上名牌的數(shù)控系統(tǒng)制造公司基本上都在3～5年內(nèi)更換一代產(chǎn)品考叽，所以數(shù)控系統(tǒng)使用到6～7年后，即使想修理也很難找到零備件主渤。 隨著電子技術(shù)制造水平發(fā)展连碎，數(shù)控系統(tǒng)及配套附件(伺服單元及電機等)的價格在整臺機床中越來越低，例如在70年代時達(dá)到50%瘪叉，80年代后逐步降至1/3到1/4以下弧哥，一些大型機床只占1/10左右，因此药扒，只要化少量投入榆眷，就可使許多關(guān)鍵設(shè)備重新恢復(fù)“青春”。 　　

　　我國近幾年內(nèi)需要數(shù)控化改造的普通設(shè)備在10萬臺以上隙殴，舊數(shù)控機床在4000臺以上屡旺，如果改造資金能落實，這將是一個能提供幾十億到上百億元的廣闊市場掷栋。因此在機械制造業(yè)中端制，尤其在機床制造行業(yè)中糙笛，應(yīng)該充分利用自己的技術(shù)特長，去迅速占領(lǐng)市場烛愧，為國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展作出自己的行業(yè)貢獻(xiàn)油宜。 　　

　　2 數(shù)控化改造項目的可行性評估

　　對一臺具體設(shè)備是否需要進(jìn)行數(shù)控改造、改造目的怜姿、希望能達(dá)到什么樣應(yīng)用指標(biāo)慎冤、需要投入多少財力和人力、改造項目中有多少風(fēng)險因素沧卢、最后能得到什么性能價格比蚁堤？這些都是可行性評估時的重要內(nèi)容。

　　一臺舊設(shè)備使用到一定年頭后但狭，必然會故障頻繁發(fā)生披诗、維修困難、生產(chǎn)效率降低立磁、加工精度不穩(wěn)定呈队、甚至完全停機。對這樣的設(shè)備是采取徹底報廢唱歧、還是經(jīng)過中大修數(shù)控改造宪摧？做出這種決定之前，首先要對現(xiàn)有設(shè)備的剩余使用價值作出評估烙凝。例如一臺加工中心连欲，主要構(gòu)成的機電部件有：①CNC系統(tǒng)及操作子系統(tǒng)；②伺服系統(tǒng)(包括電動機)宠录；③機床電氣椅损；④機械本體(床身、立柱祸麸、導(dǎo)軌和絲杠等)吉挎；⑤刀庫機械手系統(tǒng)；⑥自動工作臺交換系統(tǒng)(APC)等碧碉。每一個子系統(tǒng)根據(jù)實際情況衰呢，都可以作出相應(yīng)剩余使用價值評估。例如對20年以前的數(shù)控系統(tǒng)炒肚，現(xiàn)在不可能在找不到零備件的前題下去重新整修它，那它的剩余價值是零妇乏。根據(jù)伺服系統(tǒng)的磨損程度酱赘，如果繼續(xù)留用，應(yīng)考慮整修后還有50％以上剩余價值肺素；但考慮到新更換數(shù)控系統(tǒng)的匹配及追求好的伺服特性恨锚，即使舊的伺服系統(tǒng)沒有完全損壞宇驾，或預(yù)計繼續(xù)使用壽命不會太長，也可考慮徹底更換猴伶。這樣课舍，伺服系統(tǒng)的剩余價值也就決定了。機械部件的剩余價值一般都占較高比例他挎，多項工程實踐表明筝尾，一臺高質(zhì)量機床的機械大件磨損是有限的。我們改造過兩臺美國臥式加工中心办桨，都是70年代末的產(chǎn)品筹淫，X方向行程1臺為1.5m、1臺為2.5m呢撞，導(dǎo)軌的直線度和扭曲都能調(diào)整到0.008mm/1000mm损姜，導(dǎo)軌本身沒有進(jìn)一步修磨。我所8年以前出品的兩臺立式加工中心殊霞，在用戶廠經(jīng)過6年以上兩班制到三班24h的不停加工使用摧阅，最近拉回我所整修中實測：一米導(dǎo)軌直線性磨凹0.003mm。機械手刀庫部件易損件集中在幾個零件上(如手爪雌褥、插銷等)腥默，即使重新更換花費也不多，因此機械部件都占有較高剩余價值俭般。

　　通常對一臺設(shè)備來說匿微，機械部分有60%以上剩余價值，電氣部分有20%～50%以上剩余價值雕零，這些都是值得改造的可考慮因素翎味。

　　第二步就是對改造設(shè)備提出希望改造后能達(dá)到的目標(biāo)期待值，即有什么樣的機床精度和使用性能斟漏。有一些人認(rèn)為民逾，提出的改造指標(biāo)應(yīng)和同類新機床檢驗合格指標(biāo)聯(lián)系起來，甚至外觀質(zhì)量要求等存研，這里有合理的一面垫凝。但必須考慮它的基礎(chǔ)是一臺舊設(shè)備，是有缺陷的苦厅，要求提得太高投入的費用必然會大大增加仔戈。數(shù)控化改造和設(shè)備的中修、大修計劃安排結(jié)合起來是比較合理的拧廊，可以達(dá)到較理想的使用效果监徘。因此不從機、電吧碾、液以至外觀質(zhì)量整體上考慮改造后的目標(biāo)值凰盔，而把它看成只要簡單的換一個電氣系統(tǒng)墓卦，改造后必然會留下一堆問題。

　　在確定改造目標(biāo)值后户敬，要進(jìn)行投入財力和人力的估算落剪，即投入資金的評估。投入資金多少與制訂改造目標(biāo)高低密切相關(guān)尿庐。投入的改造費用主要由下列項目構(gòu)成：①數(shù)控系統(tǒng)及相關(guān)伺服系統(tǒng)忠怖；②機床電氣及附件更換；③機床機械元部件精度修復(fù)和維修保養(yǎng)屁倔；④機床輔助系統(tǒng)(如液壓系統(tǒng)脑又、冷卻系統(tǒng)等)維修保養(yǎng)；⑤機床外觀質(zhì)量的修復(fù)蛹暗；⑥機床改造后的調(diào)試檢測噪终；⑦機床改造所需的技術(shù)勞務(wù)費。在受改造費用限制時坑哥，常去修改改造目標(biāo)值痒蛇，降低一些次要要求以減少投入費用。

　　經(jīng)過上述三階段工作弦途，一臺設(shè)備的改造方案基本已定俺下，但必須對這方案進(jìn)行風(fēng)險評估。一臺舊機床即使有再齊全的技術(shù)檔案也不排斥存在隱患抡广，存在一些不可預(yù)見因素影響僚魁，尤其技術(shù)含量高的設(shè)備缘厢。在做改造方案時诸晃，不可能對設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)狀大解剖捷夜，不可能拿到機床現(xiàn)狀精確測試數(shù)據(jù)，因此在以后實施改造工作中還會碰到意料之外的問題虏丹。對這類問題蒋毕，就要求承包工程部門根據(jù)自己的技術(shù)經(jīng)驗，在現(xiàn)場調(diào)研的基礎(chǔ)上庵佣，做出風(fēng)險評估和制訂相應(yīng)對策歉胶。另一種做法是委托方和承包方雙方都意識到風(fēng)險客觀存在，在工程項目費中巴粪，設(shè)置不可預(yù)見費用來共同承擔(dān)風(fēng)險通今。總之验毡，多項改造工程經(jīng)驗表明：預(yù)先正視項目的風(fēng)險因素衡创，盡管在工程實施中有許多問題，但是可以化險為夷的晶通。事先重視璃氢，一旦出現(xiàn)問題有對策，是工程成功的基本要素之一狮辽。

　　第五個內(nèi)容是性能價格比評估一也。這實際上是上述第二項和第三項的綜合評估。為了在經(jīng)濟上有定量分析的依據(jù)喉脖，常選一臺現(xiàn)在市場上性能相似的商品價格作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較椰苟。例如有1臺15年以前出品的臥式加工中心，電控部分已嚴(yán)重?fù)p壞無法維修搂拴，機械精度已喪失20％左右跷塘，估算其剩余價值在30萬元左右，要改造時電控部分需投入2.5萬元锤勉，機械部分整修需投入10萬元跋共，整機還要投入10萬元技術(shù)勞務(wù)費，共計投入75萬元≌越郑現(xiàn)在再買一臺類似的機床需180萬元絮很。改造后機床使用性能和效率估計能達(dá)到新設(shè)備的70%～80%，使用壽命在6～8年以上(一個大修周期以上)张庄，即這項改造方案的性能價格比是可取的戚绪。

　　在評估中要注意：剩余價值過低的設(shè)備是不值得花大力氣改造的；剩余價值偏低拢杠、投入價值太高的改造方案也是不可取的曙辛。因此舊設(shè)備數(shù)控化改造中，首要的對象是剩余價值較高的舊數(shù)控機床舰断。這些設(shè)備機械結(jié)構(gòu)和功能與新的電控系統(tǒng)容易實現(xiàn)匹配移鸣，綜合效果較好。其次是普通機床中重诅岩、大型設(shè)備讳苦，這些設(shè)備原值都較高，至今還往往都是部門關(guān)鍵設(shè)備吩谦，值得花大力氣為它改造鸳谜。對一些原價值不高的設(shè)備，覺得馬上報廢又可惜式廷！還想改造后再利用一階段的設(shè)備咐扭，在確定改造應(yīng)用指標(biāo)時就應(yīng)慎重。即從實用出發(fā)提出投入不要太大的應(yīng)用指標(biāo)滑废。電控部分盡量采用廉價的簡易系統(tǒng)蝗肪，改造工作量壓縮在一定范圍內(nèi)，用減少投入來爭取實用的經(jīng)濟效果。

　　3 數(shù)控化改造的基本步驟

　　設(shè)備的數(shù)控化改造工作一般有三種運作方式：即薛闪，設(shè)備擁有廠家自己進(jìn)行辛馆，這要求這些廠家自身擁有較強技改力量；第二種方式是設(shè)備擁有廠家根據(jù)自己的技術(shù)薄弱環(huán)節(jié)豁延，聘請技術(shù)可信的兄弟單位參加昙篙，合作承擔(dān)工程；第三種方式是完全委托一家單位承包工程写掖。選擇承包單位必須注意考察其技術(shù)能力和商業(yè)信譽揖岔。數(shù)控化改造工作是技術(shù)含量大、技術(shù)領(lǐng)域較寬廣的工作侥淤，選擇對象必須有堅實技術(shù)能力文荚、有機電綜合能力，甲乙雙方應(yīng)有合作誠意或侥，是可信任的合作伙伴衬械；否則，光靠簡單的合同關(guān)系很難相互約束住對方褂洽，使工程進(jìn)展遲緩或收不了尾乖阐。

　　改造步驟基本如下：(1)舊設(shè)備基本評估；(2)確定改造方案痛祈；(3)落實改造投入資金亦誊；(4)尋找委托單位，簽訂有關(guān)改造合同協(xié)議暴撼；(5)整理消化機床現(xiàn)有資料傻丝、數(shù)據(jù)；(6)現(xiàn)場測繪舊設(shè)備電氣诉儒、機械部件葡缰；(7)對CNC、PLC忱反、機床電氣泛释、機械改造內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計、訂貨温算、制造怜校；(8)對機床其余機電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)注竿、輔件進(jìn)行現(xiàn)場拆修茄茁、保養(yǎng)、更換巩割；(9)對機床改造部分進(jìn)行現(xiàn)場施工裙顽、安裝和連接付燥；(10)機床聯(lián)調(diào)試驗；(11)修調(diào)恢復(fù)機床幾何精度颅网、定位精度段卵；(12)機床及控制系統(tǒng)各部分功能聯(lián)動試驗，工作可靠性運行非宝；(13)機床交檢查驗收杨趣；(14)機床試生產(chǎn)切削運行臭颈。

　　當(dāng)然券转，對某項具體工程要做的內(nèi)容可能會有增減，但基本內(nèi)容大致都包括了伺狮。

　　4 改造工作經(jīng)常遇到的難點

　　評估困難

　　對一臺使用了多年的舊設(shè)備要作出確切評估是有一定困難的樊悬，尤其許多設(shè)備常缺乏必要、系統(tǒng)的技術(shù)檔案莱妥。有的二手設(shè)備原始資料已丟失谋哼，有的設(shè)備已損壞不能進(jìn)行再測試等，所以要確切了解各部件磨損的程度叔三，定量地評估各部件的剩余價值是很困難的缩铸。過高或過低評估，對確定改造方案及改造后性能價格比都帶來很多影響硝拧。因此做這項工作時径筏，聘請有豐富經(jīng)驗的專家、做必要的測繪障陶、測試試驗滋恬、作必要的行情調(diào)研等工作都是必要的，尤其是定量分析抱究。

　　最佳方案的選擇

　　在做每臺機床改造方案時恢氯，往往都有多種方案，總的說來改造投入資金與取得效果應(yīng)成正比鼓寺。盲目追求高指標(biāo)和高投入是不必要的勋拟，客觀地說花再大的價錢也不能算一臺新設(shè)備。因此恰當(dāng)?shù)耐度肼韬颍瑺幦嵱玫氖褂弥笜?biāo)是選擇最佳方案的基本原則敢靡。在做方案時，應(yīng)根據(jù)機床現(xiàn)有實際水平州丹，做出幾種可供選擇的方案醋安，由委托方和承制方協(xié)商，在滿足使用單位實際使用壽命的前題下墓毒，采取最少的投入侠森，這樣的改造方案就可以認(rèn)為是比較好的方案。

　　改造系統(tǒng)和替換零部件的選擇

　　改造一臺機床必然要更換許多零部件及電控系統(tǒng)。作為機床用戶磺勋，總是希望還能使用的元器件盡量保留侍除，如保留原設(shè)備的伺服電機、液壓系統(tǒng)秉疚、輔助部件等晋蛾，這樣改造后的一臺設(shè)備中，必然新舊零部件混合使用椅勿，效果會如何呢艳院？我們曾改造過一臺五軸五聯(lián)動臥式加工中心，數(shù)控系統(tǒng)使用了較好的日本FANUC公司16M扯际，在總調(diào)試車時數(shù)控系統(tǒng)工作情況很好颠恬，但液壓油管由于嚴(yán)重老化，不斷出現(xiàn)破裂漏油注芯，在一個多月調(diào)試階段內(nèi)憾汛，光換油管就占用了幾個工作日。所以在確定選擇零部件時肝陪，要考慮等效驳庭、等使用時間的匹配。即全功能的機床才配用全功能數(shù)控系統(tǒng)氯窍，新的部件有多年以上使用有效期時饲常，保留的老部件使用壽命也要求與它相匹配，或者有相應(yīng)措施荞驴。例如機床改造時考慮機械大件的精度修復(fù)不皆、滾珠絲杠精度修復(fù)和重調(diào)預(yù)載、液壓油管和密封圈的更換熊楼、新的數(shù)控系統(tǒng)數(shù)字式控制和老機床上模擬量控制的伺服電機不匹配時就要考慮更換伺服電機霹娄，或者采用較老的模擬量控制數(shù)控系統(tǒng)。對一些各種來路的國外舊機床鲫骗，還必須考慮公制和英制的標(biāo)準(zhǔn)化問題犬耻，英制的標(biāo)準(zhǔn)件、螺紋执泰、管接頭枕磁、軸承都會給更換帶來一些新的問題，甚至還要準(zhǔn)備英制通用工具杖烘。

　　驗收技術(shù)條件的確定

　　驗收條件是每個改造項目必須考慮的涉捂，這往往在執(zhí)行改造項目時，委托方和承接方最容易出現(xiàn)分歧的地方于抬。這反映在委托方對設(shè)備有較高希望值渣冒、承接方對原設(shè)備估計不足出現(xiàn)漏洞饱粟、而驗收條件又沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)可依等情況下，到項目后期驗收時最容易出現(xiàn)各說各的理的局面琅瘦。所以在制訂驗收條件時掖阶，可以參考同類新機床的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和該機床的出廠合格單原始記錄，分析該機床目前精度保持情況乌诚，必要時做機床實際精度測試炮疲，依據(jù)這些原始數(shù)據(jù)雙方針對改造部分提出合理的驗收技術(shù)條件。例如一臺機床改造只更換了數(shù)控系統(tǒng)蜒午，那在驗收條件中對功能和工作可靠性應(yīng)有詳細(xì)規(guī)定虎叔，但對機床幾何精度提要求就欠缺考慮〈睿總之舊設(shè)備改造工作是綜合性的高技術(shù)工作抡草，不可預(yù)見的因素較多，所以在驗收時總會出現(xiàn)一些反復(fù)蔗坯，這時雙方能夠以合作伙伴的精神來友好協(xié)商，絕大部分問題都是能妥善解決的燎含。

　　項目施工計劃的掌握

　　項目改造周期根據(jù)設(shè)備復(fù)雜程度約在1～6個月以上宾濒，在保證質(zhì)量的前題下周期越短越好。對一臺較復(fù)雜的中大型設(shè)備施工周期如下屏箍。

　　舊設(shè)備技術(shù)資料消化绘梦、電氣測繪、機械測繪赴魁、機床原始性能測試需20～40天卸奉；

　　機械、電氣颖御、CNC設(shè)計訂貨和制造需90～150天(主要用于進(jìn)口元部件訂貨周期和大型復(fù)雜零件制造周期)榄棵；

　　機床改造部分安裝連接需30～60天；

　　機床聯(lián)調(diào)和驗收需30～40天潘拱。

　　上述周期僅供參考疹鳄。承接方技術(shù)能力強，準(zhǔn)備工作做得齊全唠芋，施工周期可以大大縮短摹钳。最糟糕的是在現(xiàn)場調(diào)試中才發(fā)現(xiàn)缺少零部件或損壞零部件，重新再去訂貨或設(shè)計制造拧淘，這樣就使施工周期遙遙無期疲席，甲乙雙方都會受到很大經(jīng)濟損失。

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