提高數控機床的改造精度探討

辛艷東

（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

我國的數控技術來自外國。隨著時間的推移，一些租來的設備達到了使用年限被迫召回。另外一些年久失修失去了使用效力。處于停機狀態，實際上占用了空間也浪費了時間。這些機床實際損壞的程度不大，但是由于遠離原配件單位而找不到相應的配件方式，而無法完成工作。因此應當想出新的解決辦法。現在，用先進的系統改裝現有的設備是一個不錯的選擇，花費上在幾十萬元左右，就能將其改造成為較為先進耐用的機器，由于省卻了很多制造工藝，所以節省了大量成本，通常能省下70%左右。所以對我國現行狀況來說，數控改造是一項利國利民、省時省力的工作，能夠適應現階段的發展要求。本文將新的改造技術與舊的機床基礎相結合的方法及注意的要點給出了描述。

1 數控機床改造的特點

對于機床的數控改造之所以普及的這樣快，是基于下列幾種優勢特點的存在。

1.1 花費少，工期短，能節省大量費用，越是大的機器在花費的數字差額上就更為巨大。以大型的機器為例，改造的完全花費比起全新機器的購買省下了1/3，并且完工時間很快，即使是改造技術不合格，零件更換花費較大。超過了額定花費的三倍以上，從總數上來說還是低于新買機器的。能節約1/2左右。

1.2 構造可以支持穩定使用

機床身體和支架等從重量上以及構筑上都較為穩定，比起焊接而成的構架有更高的穩定性，能夠有較強的使用壽命，堅固耐用。

1.3 一臺新的機器出現了之后需要較長時間去觀察和適應它的性能

而改造過的機器由于從前經過使用，而后期改造又摸清了其各部分的性能，所以后來使用上手速度較快，維護和檢查都能直達要害。完成修理，因此此類機床一經完成工作就立馬能實現良性運轉，這也是選擇原因之一。

1.4 根據新技術發展的速度來判定選用技術的種類

有效地完成設備程序化自動化的過程，翻新創新能力，把老舊閑置的機器改裝后變成具有新能力的機器。對于現存的物質條件可以利用起來，不必更新地基，以及完全可以用舊有設備代替的，通過這樣的手段不但可以減少花費，也可以減少時間，縮短成品周期。

1.5 通過儀器的精密性來使零件與零件之間的尺寸差異減少

通用性好，并且合格程度好，便于安裝，為后期工作節省時間。采用較為經濟的方法能夠提升3倍到7倍的工作效率。對于型號越大，技藝越復雜者效率越突出。并且對人工勞動來說也有好處，可以增強工人提升自我水平的意識，傳播新的技藝思想，使得人員從體能型工作者轉變成腦力型工作者。

2 提高數控機床改造精度的常見方法

數控機床在設計方案中應當體現出對材料的要求。貼合度好，起轉穩定，這樣的機器無論在運行還是修理時都較好操作，數控設計問題應當以上述條件為準。并對設備中不符合細節的部分進行調整，進而帶來較為有效的改造成果，以下是具體的機床改造方案：

2.1 修復機床導軌精度

導軌的作用是導向與承載。導軌在空載和在切削條件下運動時,都應具有足夠的導向精度。是機床幾何精度的基礎,所以,機床在改造時,為了達到預期的精度要求,往往必須修復導軌精度。對不同形式導軌,大概修理方法如下:

2.1.1 使用環氧型耐磨導軌涂層修復導軌精度

工作臺導軌的涂層,就是床身導軌的拓印,它的配合精度必然很高,簡化了工藝,縮短了制造周期。應用于機床改造更為便利,效果顯著。

2.1.2 鑄鐵導軌

鑄鐵導軌的精加工是用刮削的方法得到的，刮研顯點為18-25點/平方厘米，同時，必須保證潤滑的可靠性。這樣才能盡可能的減小摩擦，以及對位置控制精度的影響。

2.2 恢復主軸精度

主軸是主軸組的重要組成部分。機床工作時，由主軸夾持著工件或刀具直接參加表面成形運動，對加工質量和生產率，有重要影響。所以，改造時必須修復主軸的精度。

對于精度超差的主軸拆卸以后應對其進行全面檢查，以便確定修理方案。但大多需要更換主軸軸承、重新調整軸承的間隙調整和預緊。調整后應進行溫升實驗，溫升超過規定值，應減少預緊量。

當主軸軸承重新裝配好后，用千分表和標準檢驗棒，檢查主軸錐孔中心線是否和主軸的回轉中心重合，注意零件的貼合程度，符合文件上的給出的數值，出現偏差較大的情況選用質量較好的磨頭來進行打磨錐孔，直到二者能夠緊密貼合工作為止。

2.3 修復或更換滾珠絲杠

隨著現代科技的發展，機械制造業正不斷面臨著高速度、高精度等新的挑戰。滾珠絲杠作為當代數控機床進給的主要傳動機構，以其長壽命、高剛度、高效率、高靈敏度、無間隙等顯著特點而得以廣泛應用，成為各類數控機床的重要配套部件，并己實現了標準化、通用化和商品化。基本上現代的數控機床都采用了滾珠絲杠，但在改造時，一定要恢復其傳動精度，或干脆更換新的或更高精度的滾珠絲杠，只有這樣才能保證改造后的定位精度，尤其是在半閉環系統中，絲杠不僅要起到傳動作用，還要起到標尺的作用，編碼器只是測量絲杠的轉數，至于工作臺實際行走的距離，相當于開環，只能靠滾珠絲杠本身的精度保證。

2.4 利用精密儀器檢測機床精度

可以結合具體的機床改造過程，利用先進的激光干涉儀測量系統，對機床的定位精度進行測量，并利用球桿儀快速檢查機床精度，診斷誤差來源，自動分析機床精度狀態，檢查出反向間隙、垂直度、直線度、周期誤差、伺服不匹配、傳動鏈磨損等，根據檢測結果，進行必要的分析，再結合資金投入、新技術應用等因素確定必要的改造、修理方案。在調整機床參數時，尤其是伺服驅動參數，可根據球桿儀的檢測結果，進行系統優化，使機床參數更合理，系統更穩定。

在改造完成后，利用激光干涉儀對定位精度進行測量，然后，根據情況進行適當的補償，可以大大提高機床的定位精度和加工精度。

2.5 減少傳動環節的間隙

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，數控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床高。在結構上要能達到無間隙傳動，因而改造時，機床主要齒輪必須滿足數控機床的要求，以保證機床加工精度。

如果進給傳動系統中有蝸輪蝸桿傳動，一定要注意，調整好反向間隙，否則，很可能直接影響機床性能。不然直接導致功能失效。此外，在不是完全閉合和開放的系統內部應當注意完成零件的更換，必須保證其能夠在控制環內部。否則將會使精度大大下降。

結語

本文總結了數控改造技術的優點以及在我國的應用前景，并提出了有效的整改方案和措施，為了達到完美的改造效果，應當選用高品質的部件，但可能產生價格提升，這要考慮到具體情況來選擇，文章對機床的整改方法較為系統地提出方法，用于實踐，成效較好，望相關單位參考注意。

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