機床改造是什麼

❶ 銑床的數控改造

隨著科學技術的不斷發展，對機械產品的質量和生產率提出了越來越高的要求，產品的更新換代也不斷加快，因此，對數控機床的改造也就顯得比較重要，數控機床的設計與改造也成為工業發展的一個重要方面。銑床的應用十分廣泛，主要用於加工面或成型表面。若要在立式銑床上加工圓弧、凸輪等特殊類平面時，就要藉助於圓工作台、分度頭等機床附件，並對機床進行整體調整，加工精度較低，基礎調整工作費事。所以，為提高工件的加工精度，保證產品質量，便於加工圓弧面和凸輪的曲面等，可以利用數控方法對銑床進行數控化改造。 並不是所有的普通機床都適合於數控改造。改造的機床應具備如下幾個條件：
（一）機床基礎件必須有足夠的剛度
數控機床屬於高精密機床，要求有很高的移動精度。通常閉環系統的脈沖當量為0.001mm，開環系統的脈沖當量為0.005mm或0.01mm。高的定位精度和輪廓加工精度要求機床的基礎件具有很高的動、靜剛度，基礎件剛性不好則受力後容易變形，且這種變形具有很大的不確定性，無法用數控系統中的補償功能進行補償。因此，基礎件剛性不好的機床不適宜改造為數控機床。
（二）改造費用合適、經濟性好
機床改造費用分為機床和電氣兩部分。一方面是維修和改動原機床部分，更換已磨損的部件；另一方面是更換原機床控制櫃，用新的數控系統和強電裝置代替。改造費用與原機床零件的利用多少有關，也與採用何種控制系統有關。由於經濟上的考慮，通常採用步進電機驅動的經濟型數控系統進行機床改造。改造總費用多少才算合適要因用戶而異，一般來說，不超過同類規格設備價格的一半，在經濟上就算合適。 （一）機械部分設計
對數控機床的改造最主要的部分就是對其縱、橫進給機構的改造及控制系統的設計改造，以便使其具有更加合理的結構和更全面的控制系統，便於其真正的應用於實際的生產中。
1. 工作台的進給運動
因為改造後主要加工圓弧、凸輪一類的平面曲線輪廓，所以採用微機數控實現三坐標兩軸聯動控制，工作台縱向（軸）、橫向（軸）及垂直方向（軸）的運動，分別由步進電動機經過一級齒輪減速後，由滾珠絲杠螺母副拖動。由於銑削時作用在電動機軸上的負載轉矩較大，所以要選擇大功率的步進電動機。而大功率的步進電動機的驅動較困難，步進電動機沒有過載能力，在高速運動時轉矩下降很多，容易丟步。要使改造後的銑床進給伺服性能較好，在改造時採用直流伺服電動機驅動。
2. 機械部分結構設計
（1）保留原機床的主軸旋轉運動，工作台升降運動仍採用手動操作，縱、橫向進給改造後既可機動進行復雜零件的計算機數控加工，又可手動操作完成簡單零件的加工或用於數控加工前的對刀工作。
（2）保留原機床縱向進給的機動部分，將離合器脫開，去掉手輪，將手輪軸通過一對齒輪與步進電機相聯，用微機數控系統控制縱向進給運動。加工時，將離合器脫開，使原來的機動進給停止工作。
（3）工作台橫向運動方面，在原手輪安裝位置，安裝減速齒輪及步進電機，用微機數控系統控制橫向進給運動。
（4）採用直流伺服電動機作驅動元件，伺服電動機的軸端為光軸，齒輪與電動機軸，電動機軸與傳動軸採用錐環無鍵連接消除連接器的結構。這種連接的特點是不需要開鍵槽，而且兩連接件的相對角度可任意調節。由於錐環之間的楔緊作用，內外環分別產生徑向彈性變形，靠磨擦力與套連接，消除配合間隙，保證對中性。
（二）數控系統硬體設計
數控部分採用MCS-51系列的8031單片機實現對整個系統的主控制。用8031外接3片2764（E-PROM）,一片6264（RAM）及一片8255（擴展I/O），一片8155晶元，擴展成一個較簡單的微機控制系統。2764用作程序存儲器，6264用來擴展8031的RAM存儲器， 8155用作鍵盤和顯示介面，8255用於接收控制面板上多路轉換開關的控制信號。圖2為控制系統硬體結構原理圖。當單片機系統控制X、Y軸某一台步進電機單動時，可實現銑床橫向、縱向的直線進給；當控制X-Y軸配合聯動時，可實現水平面內直線、斜線、圓弧及復合軌跡的加工，可以近似地復合出水平面內非圓曲線。在銑床原有加工功能的基礎上，其控制精度和加工精度遠高於普通銑床。
國家質檢總局公布的兩類鑄造企業不能用的銑床
國家質檢總局對浙江、福建、江蘇、山東、吉林、遼寧等10個省、市的30種銑床進行了抽查。按照《金屬切削機床安全防護通用技術要求》GB15760-2004、《機械電氣安全機械電氣設備第1部分：通用技術條件》GB5226.1-2008等標準的要求，經檢驗，其中有兩家的銑床不合格，因此這類產品不適合鑄造企業使用。
經浙江省質量檢測科學研究院檢測的滕州東方機床有限公司生產的搖臂鑽床，型號是ZQ3040×12，該產品不合格的原因是：緊急停止、飛濺、電動機過熱保護不合要求。浙江省質量檢測科學研究院抽查的杭州雙龍機械有限公司生產的鑽銑兩用機床，名為麒龍，型號是ZX7020產品，經檢驗其產品的緊急停止、飛濺、電源開關、過電流保護、精度方面都不合格。
在鑄造企業中經常用銑床來進行鑄造產品的表面處理。以上兩類產品不合格，國家質檢總局建議鑄造企業不要使用。
結束語
普通銑床數控化改造，實質就是在普通銑床上增加微機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現預定的加工工藝目標。其目的是使原機床具有一定的柔性，提高生產效率和質量，解決復雜零件的加工問題。用單片機擴展系統將普通銑床改造為經濟型銑床，簡便易行，能保證零件的加工精度，對復雜零件尤其是對弧面和凸面的加工效果顯著。

❷ 數控機床改造方案的實施詳解內容是什麼

一、具體步驟
1、機械修理與電氣改造相結合
一般來說，需進行電氣改造的機床，都需進行機械修理。要確定修理的要求、范圍、內容；也要確定因電氣改造而需進行機械結構改造的要求、內容；還要確定電氣改造與機械修理、改造之間的交錯時間要求。機械性能的完好是電氣改造成功的基礎。
2、先易後難、先局部後全局
確定改造步驟時，應把整個電氣部分改造先分成若干個子系統進行，如數控系統、測量系統、主軸、進給系統、面板控制與強電部分等，待各系統基本成型後再互聯完成全系統工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統工作中，應先穗遲做技術性較低的、工作量較大的工作，然後做技術性高的、要求精細的工作，使人的注意力能集中到關鍵地方。
3、根據使用條件選擇系統
針對某台或某幾台機床，確定它的環境、溫度、濕度、灰塵、電源、光線，甚至有否鼠害等外界使用條件，這對選擇電氣系統的防護性能、抗干擾性能、自冷卻性能、空氣過濾性能等可提供正確的依據，使改造後的電氣系統有了可行的使用保證。當然，電氣系統的選擇必須考慮成熟產品，性能合理、實用汪燃，有備件及維修支持，功能滿足當前和今後若干年內的發展要求等。
4、落實參與改造人員和責任
改造是一個系統工程，人員配備十分重要。除了人員的素質條件外，根據項目的大小，合理地確定人數與分工是關鍵。人員太少不利於開展工作，人員太多也容易引起混亂。根據各個劃分開的子系統，確定人員職責，有主有次，便於組織與協調。如果項目採用對外合作形式，更需在目標明確的前提下，界定分工，確定技術協調人。
5、改造范圍與周期的確定
有時數控機床電氣系統改造，並不一定包含該機床全部電氣系統，應根據科學的測定和分析決定其改造范圍。停機改造的周期，根據各企業的實際情況確定，考慮因素有生產緊張程度、人員技術水平、准備工作充分程度、新系統大小與復雜程度，甚至還包括天氣情況等。切忌好大喜功，急於求成，匆忙上陣，但也要合理安排，防止拖拖拉拉。
二、改造的技術准備
改造前的技術准備充分與否，很大程度上決定著改造能否取得成功。技術准備包括：
1、機械部分准備
為配合電氣改造而需進行的機械大修改造的測量、計算、設計、繪圖、零件製作等應先期完成。同時對停機後需拆、改、加工的部分等應事先規劃完畢，提出明確要求，與整個改造工作銜接得當。
2、新系統電氣資料消化
新系統有許多新功能、新要求、新技術，因此改造前應熟悉技術資料，包括系統原理說明、線路圖、PLC梯形圖及文本、安裝調試說明、使用手冊、編程手冊等。要有充裕的時間來對上述資料進行翻譯（進口系統）、消化、整理、核對，做到思路清晰，層次分明。
3、新舊系統介面的轉換設計
根據每台設備改造范圍不同，需事先設計介面部分轉換，若全部改造的，應設計機電轉換介面、操作面板控制與配置、互聯部分接點、參數測量點、維修位置等，要求操作與維修方便、合理，線路走向通順、中小連接點少，強弱電干擾最小，備有適當裕量等。局部改造的，還需要考慮新舊系統的性能匹配、電壓極性與大小變換、安裝位置、數模轉換等，猜陵李必要時需自行製作轉換介面。
4、操作、編程人員的技術培訓
機床電氣系統改造後，必然對操作、編程人員帶來新的要求。因此提前對操作人員和編程人員進行新系統知識培訓十分重要，否則將影響改造後的機床迅速投入生產。培訓內容一般應包括新的操作面板配置、功能、指示含義；新系統的功能范圍、使用方法及與舊系統的差別；維護保養要求；編程標准與自動化編程等等。重點是弄懂、弄通操作說明書和編程說明書。
5、調試步驟與驗收標準的確定
新的電氣系統改造完以後，怎樣進行調試以及確定合理的驗收標准，也是技術准備工作的重要一環。調試工作涉及機械、液壓、電氣、控制、感測等，因此必須由項目負責人進行，其它人員配合。調試步驟可從簡到繁，從小到大，從外到里進行，也可先局部後全局，先子系統後整系統進行。驗收標準是對新系統的考核，制定時必須實事求是，過高或過低的標准都會對改造工作產生負面影響。標准一旦確定下來，不能輕易修改，因為它牽涉到整個改造工作的各個環節。
三、改造的實施
准備工作就緒後，即可進入改造的實施階段。實施階段內容按時間順序分為：
1、原機床的全面保養
機床經長期使用後，會不同程度地在機械、液壓、潤滑、清潔等方面存在缺陷，所以首先要進行全面保養。其次，應對機床作一次改前的幾何精度、尺寸精度測量，記錄在案。這樣既可對改造工作起指導參考作用，又可在改造結束時作對比分析用。
2、保留的電氣部分最佳化調整
若對電氣系統作局部改造，則應對保留電氣部分進行保養和最佳化調整。如強電部分的零件更換，電機的保養，變壓器的烘乾絕緣，污染的清潔，通風冷卻裝置的清洗，伺服驅動裝置的最佳化調整，老化電線電纜的更新，連接件的緊固等等。只有對保留的電氣部分做好過細的最佳化調整工作，才能保證改造後的機床有較低的故障率。
3、原系統拆除
原系統的拆除必須對照原圖紙，仔細進行，及時在圖紙上作出標記，防止遺漏或過拆（局部改造情況下）。在拆的過程中也會發現一些新系統設計中的欠缺之處，應及時補充與修正，拆下的系統及零件應分門別類，妥善保管，以備萬一改造不成功或局部失敗時恢復使用。還有一定使用價值的，可作其他機床備件用。切忌大手大腳，亂扔亂放。
4、合理安排新系統位置及布線
根據新系統設計圖紙，合理進行新系統配置，包括箱體固定、面板安放、線路走向和固定、調整元器件位置、密封及必要裝飾等。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。
5、調試
調試必須按事先確定的步驟和要求進行。調試人員應頭腦冷靜，隨時記錄，以便發現和解決問題。調試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，無多餘物品；各運動坐標拖板處於全行程中心位置；能空載試驗的，先空載後載入；能模擬試驗的，先模擬後實動；能手動的，先手動後自動。
四、驗收及後期工作
驗收工作應聘請有關的人員共同參加，並按已制定的驗收標准進行。改造的後期工作也很重要，它有利於項目技術水平的提高和使設備盡早投產。驗收及後期工作包括：
1、機床機械性能驗收
經過機械修理和改造以及全面保養，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。
2、電氣控制功能和控制精度驗收
電氣控制的各項功能必須達到動作正常，靈敏可*.控制精度應用系統本身的功能（如步進尺寸等）與標准計量器具（如激光干涉儀、坐標測量儀等）對照檢查，達到精度范圍之內。同時還應與改造前機床的各項功能和精度作出對比，獲得量化的指標差。
3、試件切削驗收
可以參照國內外有關數控機床切削試件標准，在有資格的操作工、編程人員配合下進行試切削。試件切削可驗收機床剛度、切削力、雜訊、運動軌跡、關聯動作等，一般不宜採用產品零件作試件使用。
4、圖紙、資料驗收
機床改造完後，應及時將圖紙（包括原理圖、配置圖、接線圖、梯形圖等）、資料（包括各類說明書）、改造檔案（包括改造前、後的各種記錄）匯總、整理、移交入檔。保持資料的完整、有效、連續，這對該設備的今後穩定運行是十分重要的。
5、總結、提高
每次改造結束後應及時總結，既有利於提高技術人員的業務水平，也有利於整個企業的技術進步。

❸ 數控機床維修改造有什麼必要性和可行性

我國從上世紀80年代初即已開始大規模應用數控機床，有諸多因素需要對現有的機床進行維修及數控化升級改造：
1、在許多行業中，這些數控設備均處於關鍵的工作崗位，有些機床長期運轉甚至超負荷使用，同時又缺少認真的維修與保養，造成機床嚴重磨損，精度喪失；
2、由於使用人員及產品結構的改變，或由於技術力量不足而被長期閑置，有些數控機床需要使用時卻發現機床不能使用；
3、由於新產品製造的需要，原有數控機床的性能已經不能滿足使用要求，急需更新升級改造；同時由於計算機技術的飛速發展，數控系統、驅動系統的產品更新加快，需要更新數控系統。
這是一批很大的設備存量資產，修好了就是財富。只要找出主要的技術難點，解決好關鍵技術問題，就能以最小的投資盤活最大的存量資產，即可爭取到最大的經濟效益和社會效益。尤其對引進的CNC機床，已經花費了幾十萬到上千萬美元，若在出現故障後不能及時維修、排除故障，就會造成較大的經濟損失。數控機床維修、升級改造與購買新機床相比，只需花費購買相同新機床30%以下的費用即可獲得相同的使用效果，因此，機床的數控維修改造具有很多優勢。
數控機床維修改造的目標，主要是對機床存在的故障部分進行診斷並恢復；也可以在普通機床上加數控系統，改造成NC機床或CNC機床；也可以進行機械及電氣部分的改造，以便提高機床的精度、效率或自動化程度；還可以在原有性能的基礎上進行技術更新或技術創新，及時地提高設備的水平和效率，提高設備質量和檔次，將舊機床改造成當今水平的機床等。
數控機床維修改造實施首先要進行技術可行性分析和經濟可行性分析。要從該機床在本單位產品製造中的地位和重要程度來分析改造的價值；從該機床的投入產出率估算，是否能較快收回投資，是否能迅速產生較好的效益；機床改造後提高了機床精度，增加了功能，是否能使本單位產品提高水平，或者有利於開發新產品，從而獲得附加效益等。同時，要進行技術方案的准備工作。
1、機械及液壓系統
檢測目前機床的精度、機械傳動鏈的狀況、滾珠絲杠和導軌的狀況、有無重大故障等，以確定機床維修改造方案(大修或項修)。如果是非數控機床要改為數控機床，首先要考慮機械改裝的可行性，最重要的是導軌的形式及滾珠絲杠的安裝、再有就是機械傳動機構的傳動間隙與傳動剛度是否符合數控機床的要求。
2、電氣系統
根據機床的狀態及工藝要求來選擇數控系統。在詳細了解目前使用較多的數控系統的特點、性能價格比及機床的功能要求等指標的基礎上，選擇一個比較適合的數控系統，並確定是否更換驅動系統，做到既能滿足機床全部功能要求又不提高標准。
對於外圍電路，改造可採取的方案有兩種：「介面型改造」，即保留外圍繼電器電路，只對NC、PLC進行改造，新PLC不參與外圍電路控制，只處理NC所需的指令信號。此方案改造設計、調試工作量較小。另一種是「徹底改造」，在繼電器邏輯較復雜，故障率較高，又有清楚邏輯圖的情況下，可用新NC所帶的PLC將外圍電路全部改造，簡化了外圍電路，又合理利用了PLC的控制能力。此方案可簡化硬體電路，提高可靠性。

❹ 普通車床的數控化改造

普通車床的數控化改造

引導語：下面是我為大家整理出來的一些關於普通車床的數控化改造的資料，希望可以幫助到大家!

一、概述

數控改造一般是指對普通機床某些部件做一定的改造，配上數控裝置，從而使機床具有數控加工的能力。我國現有普通機床3百萬台左右對這些設備的數控改造已成為國家的一項重要技術政策在生產中貫徹實施。利用MCS-51系列8031單片機，對普通機床C620車床進行數控改造，利用微機對縱、橫進給系統進行開環控制，驅動元件採用步進電機，傳動系統採用滾珠絲杠副。其系統框圖如。

二、機床改造前的修復和處理

由於用微機改造的機床只能提高零件加工質量的一致性，零件的加工精度由機床本身的傳動精度及步進電機步距精度來保證。所以機床改裝前必須對機床進行修復。

(1對實際役齡在5年以下的機床，各部件零件仍處於芫好精度尚未降低，導軌刮花在基本可見的狀態，可以不進行大修。對這類機床可同時具備微機控制與手動操作的雙重功能，以保證個別單件小批量零件加工，在沒有必要用數控切削時，仍可用手動操作，充分發揮機床的潛力，提高機床利用率。

(對役齡在5：10年的機床基本零件尚好，只需對部分易損件進行檢修和更換，並按照車床大修的標准檢查合格即可進行改造。

三、改裝過程

3.1、車床傳動系統的改裝對普通車床而言主傳動系統及進給系統都是出自主軸電機，而改造後的數控車床，主傳動系統與進給系統相互分離成為兩個不相關的系統。

三相電機——皮帶輪——主軸變速箱——主軸(進給系統縱、橫分別以!"向表示)傳動路線板箱刀架)改造後激控車床的傳動示意圖見。

3.2、步進電機與滾珠絲杠的連接步進電機與滾珠絲杠的連接方式是機床改裝的一個重要問題，要求連接可靠。

為了便於編程，保證加工精度，一般要求車床縱向!向脈沖當量為0.01mm橫向"向)脈沖當量為0.05mm這樣，直徑值為0.01mm.由於回轉形工件圖紙尺寸均以直徑值表示，所以橫向"經驗交流'機丨電I工暇I技I術丨向)脈沖當量規定為0不僅直觀，而且可以提高重復定位精度。

選定步進電機的步距角脈沖當量"及滾珠絲杠螺距!。之後，步進電機與滾珠絲杠的連接不一定正好是11的關系，這時，必須採用兩齒輪"1、"2傳動。"1與"2的傳動比為：齒數A―進給絲杠基本導程，一脈沖當量!一步距角。

"向滾珠絲杠螺距!= 8mm，採用110BF型步進電機其步距角!=0.75.，=0.01mm，則)=5/3=絲杠齒輪齒數/步進電機齒輪齒數)=25/12=絲杠齒輪齒數/步進電機齒輪齒數為實現上述傳動比，保證脈沖當量，數控車床的滾珠絲杠與步進電機連接都採用齒輪連接式。如對C620車床改造採用110BF003型步進電機，那幺其他車床改裝均

可按上述公式計算，並按結構尺寸確定齒輪的設計計算參數。

3.3、步進電機與機床的連接形式採用變速箱式連接。把步進電機軸和絲杠軸用一個箱體連接，軸孔中心距可得到較精確的保證，使齒輪嚙合良好，傳動平穩雜訊低且便於防塵。適用於精度保持較好的車床改裝。

3.4、消除齒輪間隙的措施由於步進電機和滾珠絲杠之間採用一對齒輪傳動後，引入了傳動間隙，步進電機轉一個步距角未能使滾珠絲杠同步轉一個相應的角度，從而降低加工精度。這種傳動間隙如不加以補償可能使零件加工積累誤差越來越大，造成死區和回程誤差。

消除齒輪間隙的措施，一方面利用計算機軟體修正另一方面採用無隙齒輪傳動。

系統採用雙齒輪錯齒式消隙結構)2，相同齒數的兩薄片同時與另一寬齒輪嚙合兩薄片齒輪之間依靠彈簧力使其張開一定角度，使兩薄片齒輪的左右齒面分別接觸寬齒輪的右左齒面以消除側隙。其結構見。

3.5、硬體電路總體方案改造後的.數控車床控制系統的硬體電路概拮起來由以下4部分組成：主控制器、存儲器、匯流排及介面。硬體電路的可靠性直接影響到數控系統的性能指標其中CPU是數控系統的孩心。

由於9/：-51系列在我國機床數控改造方面應用較普遍其配套晶元價廉，性能芫美能滿足經濟型數控機床的要求，故選用8031作為數控系統的中央處理單元。

3.6、存儲器擴展由於主控器CPU選用8031，031單片機內只有128個位元組的RAM，沒有ROM，而機床數控系統需要的程序存儲器和數據存儲器的容量都較大必須外接程序存儲器(EPRO9湘數據存儲器RAM)晶元。故選用一片2764作為程序存儲器，一片6264作為數據存儲器。為了把8031P0介面的地址信息分離出來保存，以便為外接存儲器提供低8位地址信息本系統還採用74L373作為地址鎖存器。為主要晶元連接線路圖統的擴展，完成鍵盤/顯示器的輸入和輸出。

數控裝置送來的一系列連續脈沖必須通過環形分配器，按一定的順序分配給步進電機的各相繞組，使各相繞組按照預先規定的控制方式通電或斷電。本系統設計中採用YB013環形分配器。同時步進電機的驅動電路中還應考慮功率放大電路、光電隔離電路等。

3.7、軟體設計本單片機數控系統軟體採用模塊化設計方法，即包拮主模塊、子程序模塊及中斷處理模塊。主模塊的功能：155I/O初始化，單片機T0，T1定時器/記數器初始化，鍵盤數據區，顯示緩沖區初始化各種軟體標志初始化等。主模塊中的監控主要是判別是否有功能鍵按下若有，則轉相對應的功能子程序模塊。

子程序模塊根據功能鍵設計。

中斷處理中包拮3個模塊，依據微機數控系統中不同事件的輕重緩急約定優先排隊序列，他們分別是：急修處理及行程開關越界報警模塊;實時修改顯示器緩沖區數據模塊嬪盤、顯示、定時掃描管理模塊。

3.8、機電安裝芫成後試機e斷開功放電源實驗調機程序。若調出程序准確運行芫畢，說明控制系統狀態良好;e)用手動功能操作步進電機鹿動方向必須與規定方向一致否則應調換電機的接線;e入加工程序進行空載運轉;e)試車加工零件;e)測量加工零件精度，根據加工尺寸，誤差，調整程序的各部分尺寸;e)加工一組零件檢查重復加工精度，如果零件尺寸分布的分散性大須具體分析產生誤差的原因再進行改進，直到達到預期的目的。

四、結語

隨著微電子技術的發展我國的機床數控化在近十多年來有了很大的發展，而普通機床的數控化改造在滿足芫成同樣的加工任務的前提下，可大大降低技術改造的投資經費，在實際中得到廣泛應用。