一 傳統(tǒng)機(jī)床為什么要數(shù)控化改造

1. 機(jī)床數(shù)控化改造的意義
   一般說(shuō)來(lái)，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性。

   1. 可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線挣傻、曲面等復(fù)雜的零件。
   2. 可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化爷瓜，而且是柔性自動(dòng)化棵欧，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。
   3. 加工零件的精度高享偎，尺寸分散度小运荸，使裝配容易，不再需要工人"修配"漏匹。
   4. 可實(shí)現(xiàn)多工序的集中吩擒，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。
   5. 擁有自動(dòng)報(bào)警硫朦、自動(dòng)監(jiān)控贷腕、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工咬展。
   6. 降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度泽裳，節(jié)省了勞動(dòng)力(一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床)，減少了工裝破婆，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期涮总，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等济瓢。
   數(shù)控技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。
2. 機(jī)床數(shù)控化改造的市場(chǎng)
   由于機(jī)床下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資連續(xù)幾年快速增長(zhǎng)妹卿，國(guó)內(nèi)機(jī)電產(chǎn)品市場(chǎng)需求年均增長(zhǎng)30％%，帶動(dòng)了機(jī)床市場(chǎng)需求30%以上的增長(zhǎng)蔑鹦。從2002年開(kāi)始夺克，我國(guó)就成為世界第一機(jī)床消費(fèi)大國(guó)。2004年國(guó)產(chǎn)金屬切削機(jī)床年產(chǎn)量達(dá)到38.94萬(wàn)臺(tái)嚎朽、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量5.19萬(wàn)臺(tái)铺纽；2005年前三季度，我國(guó)金屬切削機(jī)床和數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量分別達(dá)到34.08萬(wàn)臺(tái)和4.33萬(wàn)臺(tái)哟忍。
   我國(guó)的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)诫瑞、加工裝備大多數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且多數(shù)是役齡在10年以上的舊機(jī)床融确。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差喘玄、品種少、檔次低醒横、成本高蝗悼、供貨期長(zhǎng)，從而在國(guó)際禁舌、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力出募，直接影響到企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率权煎。
   由于近幾年國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的高速發(fā)展蒂扇，使原來(lái)進(jìn)口的高檔數(shù)控系統(tǒng)已不再滿足日新月異的產(chǎn)品需求，迫切需要更換最新的數(shù)控系統(tǒng)及軟件狱揩。
   我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)喝暂，很多企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造彻犁。在這些項(xiàng)目中蹈垢，大部分項(xiàng)目為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。但是有的引進(jìn)項(xiàng)目由于種種原因袖裕，設(shè)備或生產(chǎn)線不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)曹抬，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響急鳄，嚴(yán)重的使企業(yè)陷入困境谤民。一些設(shè)備、有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷(xiāo)路很好疾宏，但是因?yàn)樵O(shè)備故障不能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)张足；有的因?yàn)槟芎母叽ゴ础a(chǎn)品合格率低而造成虧損；有的已引進(jìn)較長(zhǎng)時(shí)間为牍，需要進(jìn)行技術(shù)更新哼绑。種種原因使有的設(shè)備不僅沒(méi)有創(chuàng)造財(cái)富，反而消耗著財(cái)富碉咆。
   這些不能使用的設(shè)備抖韩、生產(chǎn)線是個(gè)包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)盆篡，修好了就是財(cái)富豹炊。只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn)，解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題春异，就可以最小的投資盤(pán)活最大的存量資產(chǎn)遂报，爭(zhēng)取到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這也是一個(gè)極大的改造市場(chǎng)氛坪。
   由于機(jī)床數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步瞳弱，機(jī)床改造是個(gè)"永恒"的課題。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)骡侮，也已進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)框嫁。
3. 機(jī)床數(shù)控化改造的主要形式有以下幾點(diǎn)：
   其一是恢復(fù)原功能，對(duì)機(jī)床即钞、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)形炬；
   其二是NC化，在普通機(jī)床上加數(shù)控系統(tǒng)部爱，改造成NC機(jī)床亏吝、CNC機(jī)床；
   其三是翻新盏混，為提高精度蔚鸥、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)械许赃、電氣部分進(jìn)行翻新止喷，對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度混聊；對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新弹谁；
   其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次句喜，或?yàn)榱耸褂眯鹿に囋し摺⑿录夹g(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造植康。
4. 機(jī)床改造的優(yōu)缺點(diǎn)
   • 減少投資額旷太、交貨期短
     同購(gòu)置新機(jī)床相比，改造費(fèi)用低销睁。特別是大型祟勿、特殊機(jī)床尤其明顯。一般大型機(jī)床改造累筋，只花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)用的1/3耀旅，交貨期短。
   • 機(jī)械性能穩(wěn)定可靠订淑，結(jié)構(gòu)受限
     所利用的床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄造構(gòu)件涤瘸，而不是那種焊接構(gòu)件搁排，改造后的機(jī)床性能高、質(zhì)量好延砾，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年占窥。但是受到原來(lái)機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改造段辈。
   • 用戶熟悉了解設(shè)備唆海、便于操作維修
     購(gòu)買(mǎi)新設(shè)備時(shí)，不了解新設(shè)備是否能滿足其工藝要求憾宅。改造則不然赞季，可以精確地計(jì)算出機(jī)床的加工能力；另外奢驯，由于多年使用申钩，操作者對(duì)機(jī)床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短瘪阁，見(jiàn)效快撒遣。改造的機(jī)床一安裝好，就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)管跺。
     可以充分利用現(xiàn)有地基义黎，不必像購(gòu)入新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基。
   • 可以采用最新的控制技術(shù)
     可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度豁跑，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率廉涕，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改成當(dāng)今水平的機(jī)床艇拍。

二 傳統(tǒng)機(jī)床怎樣實(shí)現(xiàn)數(shù)控化改造

1. 改造方案的確定
   改造的可行性分析通過(guò)以后火的，就可以針對(duì)某臺(tái)或某幾臺(tái)機(jī)床的現(xiàn)況確定改造方案，一般包括：

   1. 機(jī)械修理與電氣改造相結(jié)合
      一般來(lái)說(shuō)，需進(jìn)行數(shù)控改造的機(jī)床馏鹤，都需進(jìn)行機(jī)械修理涮饱。要確定修理的要求、范圍牵蠢、內(nèi)容常择；也要確定因數(shù)控改造而需進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)改造的要求、內(nèi)容仓疯；還要確定數(shù)控改造與機(jī)械修理笆赤。機(jī)械性能的完好是數(shù)控改造成功的基礎(chǔ)。
      為配合數(shù)控改造而需進(jìn)行的機(jī)械大修改造的測(cè)量魂欺、計(jì)算粮唯、設(shè)計(jì)、繪圖虏绑、零件制作等應(yīng)先期完成浇找。同時(shí)對(duì)停機(jī)后需拆、改就壳、加工的部分等應(yīng)事先規(guī)劃完畢搭为，提出明確要求，與整個(gè)改造工作銜接得當(dāng)涤伐。
   2. 新舊系統(tǒng)接口的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)
      根據(jù)每臺(tái)設(shè)備改造范圍不同馒胆，需事先設(shè)計(jì)接口部分轉(zhuǎn)換，若全部改造的凝果，應(yīng)設(shè)計(jì)機(jī)電轉(zhuǎn)換接口祝迂、操作面板控制與配置、互聯(lián)部分接點(diǎn)器净、參數(shù)測(cè)量點(diǎn)液兽、維修位置等，要求操作與維修方便掌动、合理四啰，線路走向通順、中小連接點(diǎn)少粗恢，強(qiáng)弱電干擾最小柑晒，備有適當(dāng)裕量等。局部改造的眷射，還需要考慮新舊系統(tǒng)的性能匹配匙赞、電壓極性與大小變換、安裝位置只逐、數(shù)模轉(zhuǎn)換等季距，必要時(shí)需自行制作轉(zhuǎn)換接口。
      合理的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，也是技術(shù)準(zhǔn)備工作的重要一環(huán)蒿蛆。改造工作涉及機(jī)械抄娜、液壓、電氣毙纫、控制砂彻、傳感等，因?yàn)轵?yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)新系統(tǒng)的考核港排，制定時(shí)必須實(shí)事求是搪狗，過(guò)高或過(guò)低的標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)對(duì)改造工作產(chǎn)生負(fù)面影響。標(biāo)準(zhǔn)一旦確定下來(lái)筑背，不能輕易修改跛究，因?yàn)樗鼱可娴秸麄€(gè)改造工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。
2. 改造方案的實(shí)施
   準(zhǔn)備工作就緒后寸靶，即可進(jìn)入改造的實(shí)施階段重虑。實(shí)施階段內(nèi)容按時(shí)間順序分為：

   1. 原機(jī)床的全面保養(yǎng)
      機(jī)床經(jīng)長(zhǎng)期使用后，會(huì)不同程度地在機(jī)械堪侯、液壓嚎尤、潤(rùn)滑荔仁、清潔等方面存在缺陷伍宦，所以首先要進(jìn)行全面保養(yǎng)。其次乏梁，應(yīng)對(duì)機(jī)床作一次改前的幾何精度次洼、尺寸精度測(cè)量，記錄在案遇骑。這樣既可對(duì)改造工作起指導(dǎo)參考作用卖毁，又可在改造結(jié)束時(shí)作對(duì)比分析用。
   2. 原系統(tǒng)拆除
      原系統(tǒng)的拆除必須對(duì)照原圖紙落萎，仔細(xì)進(jìn)行亥啦，及時(shí)在圖紙上作出標(biāo)記，防止遺漏或過(guò)拆(局部改造情況下)练链。在拆的過(guò)程中也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的欠缺之處翔脱，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充與修正，拆下的系統(tǒng)及零件應(yīng)分門(mén)別類(lèi)颖倾，妥善保管匀铸。還有一定使用價(jià)值的，可作其他機(jī)床備件用才褂。
   3. 改造的實(shí)施與調(diào)試
      機(jī)床改造應(yīng)按預(yù)先制定好的方案按先后順序進(jìn)行讥认。
      調(diào)試必須按事先確定的步驟和要求進(jìn)行。調(diào)試人員應(yīng)頭腦冷靜，隨時(shí)記錄活益，以便發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題岗蚪。調(diào)試中首先試安全保護(hù)系統(tǒng)靈敏度，防止人身百膳、設(shè)備事故發(fā)生翰发。調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)必須清理干凈，無(wú)多余物品冀态；各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)拖板處于全行程中心位置吮骑；能空載試驗(yàn)的，先空載后加載赋遇；能模擬試驗(yàn)的循头，先模擬后實(shí)動(dòng)；能手動(dòng)的炎疆，先手動(dòng)后自動(dòng)卡骂。
3. 改造成果驗(yàn)收
   驗(yàn)收工作應(yīng)聘請(qǐng)有關(guān)的人員共同參加，并按已制定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行形入。驗(yàn)收工作包括：

   1. 機(jī)床機(jī)械性能驗(yàn)收
      經(jīng)過(guò)機(jī)械修理和改造以及全面保養(yǎng)全跨，機(jī)床的各項(xiàng)機(jī)械性能應(yīng)達(dá)到要求，幾何精度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)亿遂。
   2. 電氣控制功能和控制精度驗(yàn)收
      電氣控制的各項(xiàng)功能必須達(dá)到動(dòng)作正常浓若，靈敏可靠∩呤控制精度應(yīng)用系統(tǒng)本身的功能(如步進(jìn)尺寸等)與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具(如激光干涉儀挪钓、坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等)對(duì)照檢查，達(dá)到精度范圍之內(nèi)耳舅。同時(shí)還應(yīng)與改造前機(jī)床的各項(xiàng)功能和精度作出對(duì)比碌上，獲得量化的指標(biāo)差。
   3. 試件切削驗(yàn)收
      可以參照國(guó)內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機(jī)床切削試件標(biāo)準(zhǔn)浦徊，在有資格的操作工条嚼、編程人員配合下進(jìn)行試切削。試件切削可驗(yàn)收機(jī)床剛度获隆、切削力齿贡、噪聲、運(yùn)動(dòng)軌跡嗜谎、關(guān)聯(lián)動(dòng)作等岁十，一般不宜采用產(chǎn)品零件作試件使用。
4. 數(shù)控化改造實(shí)例
   我公司采用華中數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)成功地為常柴股份有限公司早知、東方電機(jī)股份有限公司惦踩、南昌飛機(jī)制造公司涨剧、航天部三院、敲骏、長(zhǎng)江動(dòng)力集團(tuán)樊淑、武漢汽輪機(jī)廠、蘭州石化蝇降、北京第一機(jī)床廠铜缠、東風(fēng)汽車(chē)集團(tuán)、鄭州長(zhǎng)城鋁業(yè)集團(tuán)饵骨、上海路橋翘悉、常州柴油機(jī)廠、貴州云馬飛機(jī)制造廠等企業(yè)改造了數(shù)量約500多臺(tái)機(jī)床居触，改造的機(jī)床種類(lèi)包括車(chē)床妖混、銑床、加工中心轮洋、鏜床制市、齒輪加工機(jī)床、仿形機(jī)床弊予、磨床祥楣、組合機(jī)床、刨床汉柒、鍛壓和沖壓機(jī)床误褪、玻璃加工機(jī)床等，改造的范圍包括二軸竭翠、三軸振坚、四軸薇搁、五軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床祠劣，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為國(guó)家節(jié)省了近億元的設(shè)備投資挺皆。完成改造的技術(shù)成熟性好耗萝，把握大。被中國(guó)機(jī)電裝備維修與改造技術(shù)協(xié)會(huì)評(píng)為“中國(guó)數(shù)控裝備維修與改造A級(jí)資質(zhì)企業(yè)”否因。

   • 實(shí)例1舆佩， 采用華中數(shù)控系統(tǒng)改造西安標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)股份有限公司XK754臥式加工中心，更換原機(jī)床的所有電氣控制系統(tǒng)榔晃，包括數(shù)控系統(tǒng)泌榕，PLC控制單元，X招殊、Y和Z軸進(jìn)給交流伺服系統(tǒng)气岁，主軸控制單元及主軸電機(jī)诲猴，電氣控制柜，操作按鈕站等浦堪。
     由于采用華中世紀(jì)星HNC-21M銑削數(shù)控系統(tǒng)慌回，具有7.7英寸彩色液晶顯示器，顯示機(jī)床的工作狀態(tài)鳖宾，并具有實(shí)時(shí)圖形顯示功能吼砂。具有性能/價(jià)格比高，操做簡(jiǎn)便等特點(diǎn)鼎文。
     改造后的數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高渔肩，操作方便。改造后的數(shù)控機(jī)床精度：

     • X拇惋、Y和Z軸進(jìn)給軸的定位精度＜0.040mm/300mm赖瞒。
     • X、Y和Z軸進(jìn)給軸的重復(fù)定位精度＜0.025mm/300mm
   • 實(shí)例2蚤假，采用華中數(shù)控系統(tǒng)對(duì)蘇州工業(yè)園區(qū)東風(fēng)汽車(chē)傳動(dòng)軸有限公司一臺(tái)YK5612/5齒扇插齒機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行更新栏饮，采用全新的華中數(shù)控生產(chǎn)的世紀(jì)星HNC-22MD數(shù)控系統(tǒng)取代原有的數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)改造中含控制系統(tǒng)磷仰、伺服單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)袍嬉，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件隨系統(tǒng)一起全部更新。
     • 控制系統(tǒng)應(yīng)具備插齒專(zhuān)用的成熟的操作軟件灶平，采用中文菜單伺通、人機(jī)對(duì)話式工藝卡編程。加工區(qū)零件程序容量不小于14MB帆伯；具備圖形顯示和仿真功能嫌隆、故障自動(dòng)診斷功能、三軸三聯(lián)動(dòng)功能代投。采用10.4＂彩色液晶顯示器荷况；控制主機(jī)具備RS232串行通信口和3.5＂軟盤(pán)通信口兩種，以便和外部計(jì)算機(jī)通信(外部計(jì)算機(jī)由用戶自備)灾您。
     • 采用華中數(shù)控生產(chǎn)的HSV-20型全數(shù)字交流伺服和登奇電機(jī)廠生產(chǎn)的GK7伺服電機(jī)梆甘，取代原機(jī)床伺服和電機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)與電機(jī)完全匹配烛辜，各電機(jī)的扭矩江伴、功率、轉(zhuǎn)速不能低于原電機(jī)銘牌標(biāo)定值,并保證所選用的替代電機(jī)等與原機(jī)床的各項(xiàng)參數(shù)相匹配臂葫。
     • 采用富士G11數(shù)字式交流變頻器和先馬變頻調(diào)速電機(jī)取代原來(lái)的主軸單元踢臀。變頻器與電機(jī)正確匹配，電機(jī)的扭矩豆蚀、功率媚曾、轉(zhuǎn)速不能低于原電機(jī)銘牌標(biāo)定值蜓耻。
     • 機(jī)床整體電氣線路重新設(shè)計(jì)，必須保證原機(jī)床的機(jī)械械巡、液壓刹淌、電氣動(dòng)作準(zhǔn)確。布線合理美觀,并有利于設(shè)備搬遷時(shí)拆卸讥耗。為方便起見(jiàn)可重新制造電柜有勾。保留原液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)古程、潤(rùn)滑系統(tǒng)蔼卡。

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