數控機床改造的必要性及改造技術要求

摘 要：機械化程度的高低決定了現代化制造業生產方式，數控技術是制造企業的關鍵技術，它的發展水平直接決定了一個國家的現代化生產水平。文章首先簡要介紹了機床數控化改造的必要性，其次重點分析了數控機床改造過程中的一些技術要求和注意事項。

關鍵詞：數控機床；改造；制造業，機械化

引言

由于數控機床具有加工柔性好，精度高，生產效率高等優點，在機械制造業應用的越來越廣泛，數控機床的大量應用，給我國企業機械制造整體水平的提高提供了廣闊的空間。由于我國數控機床相關技術比國外發達國際還有一定差距，這決定了某些數控機床和數控系統需要進口，進口先進數控機床的同時給企業的成本帶來了一定的壓力，同時設備的維護維修需要高素質的技術人員，要求維修人員具有較深的專業知識和豐富的維修經驗，在數控機床出現故障時能及時排除。所以，加強制造業數控機床改造，不斷提高生產效率是機械制造業的必然性和趨勢。

1 數控機床改造的必要性

1.1 機床數控化改造能夠提高加工效率

數控機床改造就是運用技術創新與技術改造相結合，改造傳統產業與發展新興產業相結合，突出重點與全面提升相結合，并將促進安全生產作為技術改造的重點任務。據相關統計，對某公司所擁有機床進行改造后性能分析如下表1：

由上表可以看出，機床數控化改造以后加工精度提高了20%，廢品率由12%減少到6%，工人的勞動強度大大降低，節省了勞動力，產品的生產周期明顯縮短，給企業帶來了巨大的經濟利益。

1.2 機床數控化改造能夠提高數控機床的安全水平

目前，我國數控機床安全問題是一直以來困擾其發展的一大阻礙，機床數控化程度不高，安全水平較低，容易造成人員傷害事故。進行數控化改造后，操作系統和操作界面越來越符合人機工程的要求，不僅僅能夠提高機床的加工效率和自動化、智能化水平，更重要的是能夠大幅降低操作人員接觸危險部位的可能性，減少因失誤產生的事故，安全性能得到明顯改善，事故率顯著降低。

1.3 機床數控化改造能夠減少機床成本

對于大型、價格較高的機床進行數控改造是較佳地選擇，不僅可以節省較多資金，還可以縮短購置時間。機床數控化改造與購置新機床相比，改造所需費用僅僅是購置費用的1/3，同時，數控化改造還可以節省因全部更新而造成相應的能源消耗和污染排放。

1.4 熟悉了解設備、便于操作維修

購買新設備時，不了解新設備是否能滿足其加工要求。改造則不然，可以精確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時間短，見效快。改造的機床安裝調試好，就可以實現全負荷運轉。

2 數控機床改造的具體要求

目前，數控機床已經成為一種趨勢，企業里很多普通機床逐漸被數控機床取代，數控機床改造不僅僅是將數控裝置與普通機床連接在一起，經過改造后的機床應該達到一定的設計要求，滿足現代化生產需要，根據數控機床的使用性能，我們認為，符合生產要求的機床應該具備以下特點，靜動態剛度較高，摩擦系數在運動副之間應該無限小，功率較大，生產效率高，廢品率低，能夠進行無間隙傳動，操作方便，維修簡單。

2.1 數控機床部件的改造要求

（1）滑動導軌副；對數控車床來說，導軌不僅應具有普通車床導向精度和工藝性，更重要的是要具備良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區。同時剛度應達到一定的程度，在導軌變形是不能影響產品的加工精度，要有合理的導軌防護和潤滑。（2）齒輪副：通常來說，機床的齒輪一般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要比普通機床高。為了保證機床加工精度，在進行改造時，在傳動時應該在結構上達到無間隙，機床主要齒輪必須滿足數控機床的要求。（3）滑動絲杠與滾珠絲杠：影響傳動鏈精度的直接部件就是絲杠，絲杠的主要指標由加工件的精度要求和拖動扭矩要求所決定。如果被加工件的精度要求不高，在確保原絲杠無磨損情況下，可以選用滑動絲杠，如螺距誤差及螺距累計誤差以及相配螺母間隙。一般情況滑動絲杠應不低于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。（4）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）安全防護：改造效果必須以安全為前提。在機床改造中要根據實際情況采取相應的措施，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。大拖板與滑動導軌接觸的兩端面要密封好，絕對防止硬質顆粒狀的異物進入滑動面損傷導軌。

2.2 數控機床改造的注意事項

2.2.1 拆除原系統

數控機床改造的前提是拆除原系統，在拆除時要對照原圖紙，認真觀察，及時在圖紙上做出標記，尤其是局部改造的時候，標記可以防止遺漏或過拆，拆卸過程中能夠補充與修正系統設計中的欠缺之處。

2.2.2 改造后系統的布置及調試

根據改造后的設計圖紙，對新的系統中的一些部件進行合理設置，如：固定箱體、安放面板、元器件位置的調整及密封、線路走向和固定、機床外觀的裝飾設計等。連線工作必須分工明確，有人復查檢驗，以確保連線工藝規范、線徑合適、正確無誤、可靠美觀。調試必須按事先確定的步驟和要求進行。調試人員應時刻以發現和解決問題的指導思想，保持頭腦冷靜，隨時做好記錄，機床調試過程中首先試安全保護系統靈敏度，防止人身、設備事故發生。調試現場必須清理干凈，無多余物品；各運動坐標拖板處于全行程中心位置；能空載試驗的，先空載后加載；能模擬試驗的，先模擬后實動；能手動的，先手動后自動。

2.2.3 驗收及后期工作

a.機床機械性能：對機床進行修理和改造以后，機床的各項機械性能應達到要求，幾何精度應在規定的范圍內。b.電氣控制功能和控制精度：電氣控制的各個部件功能工作正常，反映靈敏，控制精度應在標準范圍內比改造前有所提升，如步進尺寸、激光干涉儀、坐標測量儀等精度。c.試件切削：機床改造后切削試件的參數，如原理圖、配置圖、接線圖、梯形圖、各類說明書等應保持完整，對設備后續的維護十分重要。

3 結束語

機床數控改造已經成為機械自動化的必然趨勢，如何不斷提高數控程度是企業不斷追求的目標，如何將機床實現集成化、智能化、虛擬化，以達到不斷提高產品質量，降低生產成本是企業實現可持續發展的前提，本文中的一些觀點能夠為同行提供參考。

參考文獻

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[2]逄玲.數控機床主軸部件的結構及其維護[J].職業，2011（20）.