機床的數控化電氣改造設計

　　本文重點介紹了普通機床數控化改造的必要性及數控化改造的內容及其優缺點，以及如何進行普通機床的數控化改造，包括數控系統的選擇要素，并對數控改造中如何對主要機械部件進行改造進行了探討，列舉了普通機床數控改造的主要步驟。最后說明了普通機床數控改造中經常遇到的問題及其解決方案。

　　摘要： 機床的數控化改造關鍵是電氣控制設計,作者通過多年的實踐及對業內眾同仁的經驗總結加以適當的歸納整理,從數控系統的設計、加工精度、機床運動坐標軸等的控制設計入手

　　關鍵詞：機床;數控;改造;集成;性能;調整

　　科學技術是第一生產力。隨著我國社會經濟的快速發展，社會各行各業開始將先進的科技水平應用在制造行業當中，推動了我國科技水平的進一步發展。但是從國際水平來看，我國制造行業水平依然落后于國外發達國家，阻礙了國民經濟的發展。為了改變這一社會現狀，我們必須要對制造業的發展現狀進行全面分析，采取科學合理的措施來提高制造業中各個設備的水平，即對傳統的機床進行改造，使其實現數控化，從而確保制造行業的健康發展。下文簡單對機床數控化電氣改造設計進行分析，以供參考。

　　一、普通機床數控化改造的優勢

　　1、節約費用

　　與購置新的數控機床相比，普通機床的數控化改造一般可節省大約60%～80%的費用。由于大型機床機械部分所占比重較大，可節約的費用更加可觀，符合產業節能環保的發展趨勢。

　　2、操作更加容易，維修更為方便

　　由于是老設備的改造升級，操作人員對設備熟悉，在操作使用和維修方面不必花費太多的時間和精力進行培訓。

　　二、對機床進行數控化改造的主要內容

　　對機床進行數控化改造也就是以舊機床為基礎，通過科學合理的改造使機床具有數控化功能，滿足當前制造業的發展。在實際工作中，對機床進行數控化改造的內容主要包括以下幾個方面：

　　1、對機床精度的恢復以及機床傳動部分的改進

　　制造企業在生產以及發展過程中，如果長時間使用機床，且沒有對其進行必要的維護，那么在導軌、軸承等部位必然會出現磨損情況，這對于機床的正常運行產生巨大的影響。因此在實際工作中，我們很有必要對機床進行改造。首先需要將舊機床進行機床大修，這樣可以在一定程度上提高其精準度，從而達到新機床的制造標準。但是在實際工作中我們可以清楚的知道，在機床進行精度改造與機床大修存在著明顯的不同，也就是說，機床數控改造應當進行精度的恢復以及傳動部分的改進，只有這兩個部分進行改造，才能夠確保機床實現數控化與自動化要求。數控機床的主軸驅動系統和進給驅動系統分別采用交、直流主軸電動機和伺服電動機驅動。這兩類電動機調速范圍大，并可無極減速，因此使主軸箱、進給變速箱及其傳動系統大為簡化。由電動機直接連接主軸或滾珠絲杠。目前數控機床進給系統中常用的機械傳動裝置主要有滾珠絲杠副、靜壓蝸桿蝸母條和預加載荷雙齒輪齒條三種。機床采用的導軌是新材料低摩擦因數的導軌，如滑動導軌、滾動導軌和靜壓導軌。另外，在機床上還要加一些輔助裝置，如冷卻系統、空氣過濾器、自動換刀裝置、排屑裝置等。

　　2、選定數控系統

　　在對機床進行數控化改造的過程中，選定數控系統是關鍵的工作環節之一。在選擇數控系統的過程中，相關工作人員應當考慮到以下兩個方面的工作：首先，要求確保機床的功能多樣化，使其功能得到充分發揮;其次，還要求數控系統在實際工作中提高其可靠性。一般以性能價格比來選取，并適當考慮售后服務和故障維修等有關情況。如選用企業內已有數控機床中相同型號的數控系統，對今后操作、編程、維修等都帶來較大的方便。伺服驅動系統的選取，也按改造數控機床的性能要求決定。若采用同一家公司配套供應的數控系統和伺服驅動系統，改造產品的質量和維修更容易得到保證。

　　當前生產數控系統的公司比較多，國外的公司如SIEMENS公司、FANUC公司、國內的公司如廣州數控GSK公司、華中數控系統有限公司等。一般，進口系統較國產系統性能穩定，但價格昂貴，將其用于機床改造，有些得不償失。國產系統在目前市場上有各種經濟型和標準型數控系統供應。其中，經濟型數控系統具有結構簡單，操作方便，技術易于掌握及制造成本低等優點，系統性能相對較差，可靠性不高;另外，隨著生產而后技術的不斷發展，標準型數控系統制造成本越來越低，售價也在不斷降低，所以在系統選擇上一般可以考慮國產標準型數控系統，例如廣州數控體貼或華中數控系統。

　　3、電氣系統的改造設計

　　機床數控化改造工作執行的過程中，通常情況下原機床的電氣控制裝置只能做報廢處理，從而依據改造的需求來重新制作專門的電氣控制裝置。數控機床強電控制工作中，所必須要加以重視的關鍵在于，數控系統本身各個接口特性以及形式之間是否完全相配，不僅如此，還應當要盡可能的對于強點控制線路進行簡化處理。

　　因此，在執行電氣控制系統的改造設計工作之中，所需要加以遵循的原則在以下幾個方面：在機床能夠充分滿足控制需求的情況之下，確保改造設計方案的經濟性、簡便性，在改造的過程中，要依據實際情況和條件，不能夠盲目的追尋高參數以及全自動化，只要能夠做到操作快捷、使用維修簡便即可。而改造的設計方案之中，刀架電動機、冷卻泵電動機、主軸電動機等幾個部分實質是需要確保做到自動控制的。數控機床機電控制系統本身，除了要利用輔助運動裝置以及輔助控制系統以外，還必須要將各個不同部分的開關、形成等納入到自動化控制之中。改造完成之后的控制系統本身，不僅僅要能夠保留住傳統控制系統所具備的優勢，還要具備小巧、靈活、通用、維護方便等方面的特性。

　　4、整機聯接調試

　　當久機床之上的各個不同部件都完成了改造工作之后，便可以針對其進行試組裝，從而確保各個部分運行無誤，存在問題的部件需要采取適當的調試措施。一般情況下，都是現對于電氣控制環節加以調試，來觀察某個簡單的動作是否運行正常，各個環節正常之后，才能夠聯動調試。

　　三、結語

　　綜上所述，就現階段的數控化改造方案來說，實質上機床類型不同的情況下，所呈現出的相關改造內容也有著較大的差異性。因此，在實際執行機床數控化改造工作的過程中，并不是要完全按照某個模式來進行，可以依據實際情況的不同，選擇更加合適的改造措施，利用科學合理的方式來使得傳統形式的機床數控化得以在性能上大幅度提升。此外，當機床數控的改造工作完成之后，還需要立即對于相關的編程人員、操作人員加以培訓，這能夠促使改造后的機床盡快的發揮出自身所具有的效用。

　　參考文獻：

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