数控机床改造的必要性

一、数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。

　　1.1可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。

　　由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。

　　1.2可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。

　　由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了"柔性自动化"。

　　1.3加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要"修配"。

　　1.4可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。

　　1.5由以上五条派生的好处。如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力(一个人可以看管多台机床)，减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。

　　以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行fmc(柔性制造单元)、fms(柔性制造系统)以及cims(计算机集成制造系统)等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

二、数控化改造的内容

　　2.1恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；

　　2.2cnc化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成nc机床、cnc机床；

　　2.3翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的cnc系统以最新cnc进行更新；

　　2.4技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

　三、数控化改造的特点

　　3.1减少投资额、交货期短

　　同购置新机床相比，一般可以节省60%～80%的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。但有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱，往往改造成本提高2～3倍，与购置新机床相比，只能节省投资50%左右。

　　3.2机械性能稳定可靠，结构受限

　　所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。

　　3.3熟悉了解设备、便于操作维修

　　购买新设备时，不了解新设备是否能满足其加工要求。改造则不然，可以精确地计算出机床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。

　　3.4可充分利用现有的条件

　　可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。

　　3.5可以采用最新的控制技术

　　可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。

[$page]　　四、数控系统的选择

　　数控系统主要有三种类型，改造时，应根据具体情况进行选择。4.1、 步进电机拖动的开环系统(满足大部分机床的改造需要，价格便宜。)

　　该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。

　　该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。

　　4.2、异步 电动机或 直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统

　　4.3、交/直流 伺服电机拖动， 编码器反馈的半闭环数控系统

　　当前生产数控系统的公司厂家比较多，国外著名公司的如siemens公司、fanuc公司；国内著名公司如仁和公司(经济实用型)和沈阳高档数控国家工程研究中心等。选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求。

　五、数控改造中主要机械部件改装探讨

　　一台新的数控机床，在设计上要达到：有高的静动态刚度；运动副之间的