机床改造是什么

❶ 铣床的数控改造

随着科学技术的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，产品的更新换代也不断加快，因此，对数控机床的改造也就显得比较重要，数控机床的设计与改造也成为工业发展的一个重要方面。铣床的应用十分广泛，主要用于加工面或成型表面。若要在立式铣床上加工圆弧、凸轮等特殊类平面时，就要借助于圆工作台、分度头等机床附件，并对机床进行整体调整，加工精度较低，基础调整工作费事。所以，为提高工件的加工精度，保证产品质量，便于加工圆弧面和凸轮的曲面等，可以利用数控方法对铣床进行数控化改造。 并不是所有的普通机床都适合于数控改造。改造的机床应具备如下几个条件：
（一）机床基础件必须有足够的刚度
数控机床属于高精密机床，要求有很高的移动精度。通常闭环系统的脉冲当量为0.001mm，开环系统的脉冲当量为0.005mm或0.01mm。高的定位精度和轮廓加工精度要求机床的基础件具有很高的动、静刚度，基础件刚性不好则受力后容易变形，且这种变形具有很大的不确定性，无法用数控系统中的补偿功能进行补偿。因此，基础件刚性不好的机床不适宜改造为数控机床。
（二）改造费用合适、经济性好
机床改造费用分为机床和电气两部分。一方面是维修和改动原机床部分，更换已磨损的部件；另一方面是更换原机床控制柜，用新的数控系统和强电装置代替。改造费用与原机床零件的利用多少有关，也与采用何种控制系统有关。由于经济上的考虑，通常采用步进电机驱动的经济型数控系统进行机床改造。改造总费用多少才算合适要因用户而异，一般来说，不超过同类规格设备价格的一半，在经济上就算合适。 （一）机械部分设计
对数控机床的改造最主要的部分就是对其纵、横进给机构的改造及控制系统的设计改造，以便使其具有更加合理的结构和更全面的控制系统，便于其真正的应用于实际的生产中。
1. 工作台的进给运动
因为改造后主要加工圆弧、凸轮一类的平面曲线轮廓，所以采用微机数控实现三坐标两轴联动控制，工作台纵向（轴）、横向（轴）及垂直方向（轴）的运动，分别由步进电动机经过一级齿轮减速后，由滚珠丝杠螺母副拖动。由于铣削时作用在电动机轴上的负载转矩较大，所以要选择大功率的步进电动机。而大功率的步进电动机的驱动较困难，步进电动机没有过载能力，在高速运动时转矩下降很多，容易丢步。要使改造后的铣床进给伺服性能较好，在改造时采用直流伺服电动机驱动。
2. 机械部分结构设计
（1）保留原机床的主轴旋转运动，工作台升降运动仍采用手动操作，纵、横向进给改造后既可机动进行复杂零件的计算机数控加工，又可手动操作完成简单零件的加工或用于数控加工前的对刀工作。
（2）保留原机床纵向进给的机动部分，将离合器脱开，去掉手轮，将手轮轴通过一对齿轮与步进电机相联，用微机数控系统控制纵向进给运动。加工时，将离合器脱开，使原来的机动进给停止工作。
（3）工作台横向运动方面，在原手轮安装位置，安装减速齿轮及步进电机，用微机数控系统控制横向进给运动。
（4）采用直流伺服电动机作驱动元件，伺服电动机的轴端为光轴，齿轮与电动机轴，电动机轴与传动轴采用锥环无键连接消除连接器的结构。这种连接的特点是不需要开键槽，而且两连接件的相对角度可任意调节。由于锥环之间的楔紧作用，内外环分别产生径向弹性变形，靠磨擦力与套连接，消除配合间隙，保证对中性。
（二）数控系统硬件设计
数控部分采用MCS-51系列的8031单片机实现对整个系统的主控制。用8031外接3片2764（E-PROM）,一片6264（RAM）及一片8255（扩展I/O），一片8155芯片，扩展成一个较简单的微机控制系统。2764用作程序存储器，6264用来扩展8031的RAM存储器， 8155用作键盘和显示接口，8255用于接收控制面板上多路转换开关的控制信号。图2为控制系统硬件结构原理图。当单片机系统控制X、Y轴某一台步进电机单动时，可实现铣床横向、纵向的直线进给；当控制X-Y轴配合联动时，可实现水平面内直线、斜线、圆弧及复合轨迹的加工，可以近似地复合出水平面内非圆曲线。在铣床原有加工功能的基础上，其控制精度和加工精度远高于普通铣床。
国家质检总局公布的两类铸造企业不能用的铣床
国家质检总局对浙江、福建、江苏、山东、吉林、辽宁等10个省、市的30种铣床进行了抽查。按照《金属切削机床安全防护通用技术要求》GB15760-2004、《机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件》GB5226.1-2008等标准的要求，经检验，其中有两家的铣床不合格，因此这类产品不适合铸造企业使用。
经浙江省质量检测科学研究院检测的滕州东方机床有限公司生产的摇臂钻床，型号是ZQ3040×12，该产品不合格的原因是：紧急停止、飞溅、电动机过热保护不合要求。浙江省质量检测科学研究院抽查的杭州双龙机械有限公司生产的钻铣两用机床，名为麒龙，型号是ZX7020产品，经检验其产品的紧急停止、飞溅、电源开关、过电流保护、精度方面都不合格。
在铸造企业中经常用铣床来进行铸造产品的表面处理。以上两类产品不合格，国家质检总局建议铸造企业不要使用。
结束语
普通铣床数控化改造，实质就是在普通铣床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。其目的是使原机床具有一定的柔性，提高生产效率和质量，解决复杂零件的加工问题。用单片机扩展系统将普通铣床改造为经济型铣床，简便易行，能保证零件的加工精度，对复杂零件尤其是对弧面和凸面的加工效果显著。

❷ 数控机床改造方案的实施详解内容是什么

一、具体步骤
1、机械修理与电气改造相结合
一般来说，需进行电气改造的机床，都需进行机械修理。要确定修理的要求、范围、内容；也要确定因电气改造而需进行机械结构改造的要求、内容；还要确定电气改造与机械修理、改造之间的交错时间要求。机械性能的完好是电气改造成功的基础。
2、先易后难、先局部后全局
确定改造步骤时，应把整个电气部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中，应先穗迟做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，使人的注意力能集中到关键地方。
3、根据使用条件选择系统
针对某台或某几台机床，确定它的环境、温度、湿度、灰尘、电源、光线，甚至有否鼠害等外界使用条件，这对选择电气系统的防护性能、抗干扰性能、自冷却性能、空气过滤性能等可提供正确的依据，使改造后的电气系统有了可行的使用保证。当然，电气系统的选择必须考虑成熟产品，性能合理、实用汪燃，有备件及维修支持，功能满足当前和今后若干年内的发展要求等。
4、落实参与改造人员和责任
改造是一个系统工程，人员配备十分重要。除了人员的素质条件外，根据项目的大小，合理地确定人数与分工是关键。人员太少不利于开展工作，人员太多也容易引起混乱。根据各个划分开的子系统，确定人员职责，有主有次，便于组织与协调。如果项目采用对外合作形式，更需在目标明确的前提下，界定分工，确定技术协调人。
5、改造范围与周期的确定
有时数控机床电气系统改造，并不一定包含该机床全部电气系统，应根据科学的测定和分析决定其改造范围。停机改造的周期，根据各企业的实际情况确定，考虑因素有生产紧张程度、人员技术水平、准备工作充分程度、新系统大小与复杂程度，甚至还包括天气情况等。切忌好大喜功，急于求成，匆忙上阵，但也要合理安排，防止拖拖拉拉。
二、改造的技术准备
改造前的技术准备充分与否，很大程度上决定着改造能否取得成功。技术准备包括：
1、机械部分准备
为配合电气改造而需进行的机械大修改造的测量、计算、设计、绘图、零件制作等应先期完成。同时对停机后需拆、改、加工的部分等应事先规划完毕，提出明确要求，与整个改造工作衔接得当。
2、新系统电气资料消化
新系统有许多新功能、新要求、新技术，因此改造前应熟悉技术资料，包括系统原理说明、线路图、PLC梯形图及文本、安装调试说明、使用手册、编程手册等。要有充裕的时间来对上述资料进行翻译（进口系统）、消化、整理、核对，做到思路清晰，层次分明。
3、新旧系统接口的转换设计
根据每台设备改造范围不同，需事先设计接口部分转换，若全部改造的，应设计机电转换接口、操作面板控制与配置、互联部分接点、参数测量点、维修位置等，要求操作与维修方便、合理，线路走向通顺、中小连接点少，强弱电干扰最小，备有适当裕量等。局部改造的，还需要考虑新旧系统的性能匹配、电压极性与大小变换、安装位置、数模转换等，猜陵李必要时需自行制作转换接口。
4、操作、编程人员的技术培训
机床电气系统改造后，必然对操作、编程人员带来新的要求。因此提前对操作人员和编程人员进行新系统知识培训十分重要，否则将影响改造后的机床迅速投入生产。培训内容一般应包括新的操作面板配置、功能、指示含义；新系统的功能范围、使用方法及与旧系统的差别；维护保养要求；编程标准与自动化编程等等。重点是弄懂、弄通操作说明书和编程说明书。
5、调试步骤与验收标准的确定
新的电气系统改造完以后，怎样进行调试以及确定合理的验收标准，也是技术准备工作的重要一环。调试工作涉及机械、液压、电气、控制、传感等，因此必须由项目负责人进行，其它人员配合。调试步骤可从简到繁，从小到大，从外到里进行，也可先局部后全局，先子系统后整系统进行。验收标准是对新系统的考核，制定时必须实事求是，过高或过低的标准都会对改造工作产生负面影响。标准一旦确定下来，不能轻易修改，因为它牵涉到整个改造工作的各个环节。
三、改造的实施
准备工作就绪后，即可进入改造的实施阶段。实施阶段内容按时间顺序分为：
1、原机床的全面保养
机床经长期使用后，会不同程度地在机械、液压、润滑、清洁等方面存在缺陷，所以首先要进行全面保养。其次，应对机床作一次改前的几何精度、尺寸精度测量，记录在案。这样既可对改造工作起指导参考作用，又可在改造结束时作对比分析用。
2、保留的电气部分最佳化调整
若对电气系统作局部改造，则应对保留电气部分进行保养和最佳化调整。如强电部分的零件更换，电机的保养，变压器的烘干绝缘，污染的清洁，通风冷却装置的清洗，伺服驱动装置的最佳化调整，老化电线电缆的更新，连接件的紧固等等。只有对保留的电气部分做好过细的最佳化调整工作，才能保证改造后的机床有较低的故障率。
3、原系统拆除
原系统的拆除必须对照原图纸，仔细进行，及时在图纸上作出标记，防止遗漏或过拆（局部改造情况下）。在拆的过程中也会发现一些新系统设计中的欠缺之处，应及时补充与修正，拆下的系统及零件应分门别类，妥善保管，以备万一改造不成功或局部失败时恢复使用。还有一定使用价值的，可作其他机床备件用。切忌大手大脚，乱扔乱放。
4、合理安排新系统位置及布线
根据新系统设计图纸，合理进行新系统配置，包括箱体固定、面板安放、线路走向和固定、调整元器件位置、密封及必要装饰等。连线工作必须分工明确，有人复查检验，以确保连线工艺规范、线径合适、正确无误、可靠美观。
5、调试
调试必须按事先确定的步骤和要求进行。调试人员应头脑冷静，随时记录，以便发现和解决问题。调试中首先试安全保护系统灵敏度，防止人身、设备事故发生。调试现场必须清理干净，无多余物品；各运动坐标拖板处于全行程中心位置；能空载试验的，先空载后加载；能模拟试验的，先模拟后实动；能手动的，先手动后自动。
四、验收及后期工作
验收工作应聘请有关的人员共同参加，并按已制定的验收标准进行。改造的后期工作也很重要，它有利于项目技术水平的提高和使设备尽早投产。验收及后期工作包括：
1、机床机械性能验收
经过机械修理和改造以及全面保养，机床的各项机械性能应达到要求，几何精度应在规定的范围内。
2、电气控制功能和控制精度验收
电气控制的各项功能必须达到动作正常，灵敏可*.控制精度应用系统本身的功能（如步进尺寸等）与标准计量器具（如激光干涉仪、坐标测量仪等）对照检查，达到精度范围之内。同时还应与改造前机床的各项功能和精度作出对比，获得量化的指标差。
3、试件切削验收
可以参照国内外有关数控机床切削试件标准，在有资格的操作工、编程人员配合下进行试切削。试件切削可验收机床刚度、切削力、噪声、运动轨迹、关联动作等，一般不宜采用产品零件作试件使用。
4、图纸、资料验收
机床改造完后，应及时将图纸（包括原理图、配置图、接线图、梯形图等）、资料（包括各类说明书）、改造档案（包括改造前、后的各种记录）汇总、整理、移交入档。保持资料的完整、有效、连续，这对该设备的今后稳定运行是十分重要的。
5、总结、提高
每次改造结束后应及时总结，既有利于提高技术人员的业务水平，也有利于整个企业的技术进步。

❸ 数控机床维修改造有什么必要性和可行性

我国从上世纪80年代初即已开始大规模应用数控机床，有诸多因素需要对现有的机床进行维修及数控化升级改造：
1、在许多行业中，这些数控设备均处于关键的工作岗位，有些机床长期运转甚至超负荷使用，同时又缺少认真的维修与保养，造成机床严重磨损，精度丧失；
2、由于使用人员及产品结构的改变，或由于技术力量不足而被长期闲置，有些数控机床需要使用时却发现机床不能使用；
3、由于新产品制造的需要，原有数控机床的性能已经不能满足使用要求，急需更新升级改造；同时由于计算机技术的飞速发展，数控系统、驱动系统的产品更新加快，需要更新数控系统。
这是一批很大的设备存量资产，修好了就是财富。只要找出主要的技术难点，解决好关键技术问题，就能以最小的投资盘活最大的存量资产，即可争取到最大的经济效益和社会效益。尤其对引进的CNC机床，已经花费了几十万到上千万美元，若在出现故障后不能及时维修、排除故障，就会造成较大的经济损失。数控机床维修、升级改造与购买新机床相比，只需花费购买相同新机床30%以下的费用即可获得相同的使用效果，因此，机床的数控维修改造具有很多优势。
数控机床维修改造的目标，主要是对机床存在的故障部分进行诊断并恢复；也可以在普通机床上加数控系统，改造成NC机床或CNC机床；也可以进行机械及电气部分的改造，以便提高机床的精度、效率或自动化程度；还可以在原有性能的基础上进行技术更新或技术创新，及时地提高设备的水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改造成当今水平的机床等。
数控机床维修改造实施首先要进行技术可行性分析和经济可行性分析。要从该机床在本单位产品制造中的地位和重要程度来分析改造的价值；从该机床的投入产出率估算，是否能较快收回投资，是否能迅速产生较好的效益；机床改造后提高了机床精度，增加了功能，是否能使本单位产品提高水平，或者有利于开发新产品，从而获得附加效益等。同时，要进行技术方案的准备工作。
1、机械及液压系统
检测目前机床的精度、机械传动链的状况、滚珠丝杠和导轨的状况、有无重大故障等，以确定机床维修改造方案(大修或项修)。如果是非数控机床要改为数控机床，首先要考虑机械改装的可行性，最重要的是导轨的形式及滚珠丝杠的安装、再有就是机械传动机构的传动间隙与传动刚度是否符合数控机床的要求。
2、电气系统
根据机床的状态及工艺要求来选择数控系统。在详细了解目前使用较多的数控系统的特点、性能价格比及机床的功能要求等指标的基础上，选择一个比较适合的数控系统，并确定是否更换驱动系统，做到既能满足机床全部功能要求又不提高标准。
对于外围电路，改造可采取的方案有两种：“接口型改造”，即保留外围继电器电路，只对NC、PLC进行改造，新PLC不参与外围电路控制，只处理NC所需的指令信号。此方案改造设计、调试工作量较小。另一种是“彻底改造”，在继电器逻辑较复杂，故障率较高，又有清楚逻辑图的情况下，可用新NC所带的PLC将外围电路全部改造，简化了外围电路，又合理利用了PLC的控制能力。此方案可简化硬件电路，提高可靠性。

❹ 普通车床的数控化改造

普通车床的数控化改造

引导语：下面是我为大家整理出来的一些关于普通车床的数控化改造的资料，希望可以帮助到大家!

一、概述

数控改造一般是指对普通机床某些部件做一定的改造，配上数控装置，从而使机床具有数控加工的能力。我国现有普通机床3百万台左右对这些设备的数控改造已成为国家的一项重要技术政策在生产中贯彻实施。利用MCS-51系列8031单片机，对普通机床C620车床进行数控改造，利用微机对纵、横进给系统进行开环控制，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副。其系统框图如。

二、机床改造前的修复和处理

由于用微机改造的机床只能提高零件加工质量的一致性，零件的加工精度由机床本身的传动精度及步进电机步距精度来保证。所以机床改装前必须对机床进行修复。

(1对实际役龄在5年以下的机床，各部件零件仍处于芫好精度尚未降低，导轨刮花在基本可见的状态，可以不进行大修。对这类机床可同时具备微机控制与手动操作的双重功能，以保证个别单件小批量零件加工，在没有必要用数控切削时，仍可用手动操作，充分发挥机床的潜力，提高机床利用率。

(对役龄在5：10年的机床基本零件尚好，只需对部分易损件进行检修和更换，并按照车床大修的标准检查合格即可进行改造。

三、改装过程

3.1、车床传动系统的改装对普通车床而言主传动系统及进给系统都是出自主轴电机，而改造后的数控车床，主传动系统与进给系统相互分离成为两个不相关的系统。

三相电机——皮带轮——主轴变速箱——主轴(进给系统纵、横分别以!"向表示)传动路线板箱刀架)改造后激控车床的传动示意图见。

3.2、步进电机与滚珠丝杠的连接步进电机与滚珠丝杠的连接方式是机床改装的一个重要问题，要求连接可靠。

为了便于编程，保证加工精度，一般要求车床纵向!向脉冲当量为0.01mm横向"向)脉冲当量为0.05mm这样，直径值为0.01mm.由于回转形工件图纸尺寸均以直径值表示，所以横向"经验交流'机丨电I工暇I技I术丨向)脉冲当量规定为0不仅直观，而且可以提高重复定位精度。

选定步进电机的步距角脉冲当量"及滚珠丝杠螺距!。之后，步进电机与滚珠丝杠的连接不一定正好是11的关系，这时，必须采用两齿轮"1、"2传动。"1与"2的传动比为：齿数A―进给丝杠基本导程，一脉冲当量!一步距角。

"向滚珠丝杠螺距!= 8mm，采用110BF型步进电机其步距角!=0.75.，=0.01mm，则)=5/3=丝杠齿轮齿数/步进电机齿轮齿数)=25/12=丝杠齿轮齿数/步进电机齿轮齿数为实现上述传动比，保证脉冲当量，数控车床的滚珠丝杠与步进电机连接都采用齿轮连接式。如对C620车床改造采用110BF003型步进电机，那幺其他车床改装均

可按上述公式计算，并按结构尺寸确定齿轮的设计计算参数。

3.3、步进电机与机床的连接形式采用变速箱式连接。把步进电机轴和丝杠轴用一个箱体连接，轴孔中心距可得到较精确的保证，使齿轮啮合良好，传动平稳噪声低且便于防尘。适用于精度保持较好的车床改装。

3.4、消除齿轮间隙的措施由于步进电机和滚珠丝杠之间采用一对齿轮传动后，引入了传动间隙，步进电机转一个步距角未能使滚珠丝杠同步转一个相应的角度，从而降低加工精度。这种传动间隙如不加以补偿可能使零件加工积累误差越来越大，造成死区和回程误差。

消除齿轮间隙的措施，一方面利用计算机软件修正另一方面采用无隙齿轮传动。

系统采用双齿轮错齿式消隙结构)2，相同齿数的两薄片同时与另一宽齿轮啮合两薄片齿轮之间依靠弹簧力使其张开一定角度，使两薄片齿轮的左右齿面分别接触宽齿轮的右左齿面以消除侧隙。其结构见。

3.5、硬件电路总体方案改造后的.数控车床控制系统的硬件电路概拮起来由以下4部分组成：主控制器、存储器、总线及接口。硬件电路的可靠性直接影响到数控系统的性能指标其中CPU是数控系统的孩心。

由于9/：-51系列在我国机床数控改造方面应用较普遍其配套芯片价廉，性能芫美能满足经济型数控机床的要求，故选用8031作为数控系统的中央处理单元。

3.6、存储器扩展由于主控器CPU选用8031，031单片机内只有128个字节的RAM，没有ROM，而机床数控系统需要的程序存储器和数据存储器的容量都较大必须外接程序存储器(EPRO9湘数据存储器RAM)芯片。故选用一片2764作为程序存储器，一片6264作为数据存储器。为了把8031P0接口的地址信息分离出来保存，以便为外接存储器提供低8位地址信息本系统还采用74L373作为地址锁存器。为主要芯片连接线路图统的扩展，完成键盘/显示器的输入和输出。

数控装置送来的一系列连续脉冲必须通过环形分配器，按一定的顺序分配给步进电机的各相绕组，使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断电。本系统设计中采用YB013环形分配器。同时步进电机的驱动电路中还应考虑功率放大电路、光电隔离电路等。

3.7、软件设计本单片机数控系统软件采用模块化设计方法，即包拮主模块、子程序模块及中断处理模块。主模块的功能：155I/O初始化，单片机T0，T1定时器/记数器初始化，键盘数据区，显示缓冲区初始化各种软件标志初始化等。主模块中的监控主要是判别是否有功能键按下若有，则转相对应的功能子程序模块。

子程序模块根据功能键设计。

中断处理中包拮3个模块，依据微机数控系统中不同事件的轻重缓急约定优先排队序列，他们分别是：急修处理及行程开关越界报警模块;实时修改显示器缓冲区数据模块嫔盘、显示、定时扫描管理模块。

3.8、机电安装芫成后试机e断开功放电源实验调机程序。若调出程序准确运行芫毕，说明控制系统状态良好;e)用手动功能操作步进电机鹿动方向必须与规定方向一致否则应调换电机的接线;e入加工程序进行空载运转;e)试车加工零件;e)测量加工零件精度，根据加工尺寸，误差，调整程序的各部分尺寸;e)加工一组零件检查重复加工精度，如果零件尺寸分布的分散性大须具体分析产生误差的原因再进行改进，直到达到预期的目的。

四、结语

随着微电子技术的发展我国的机床数控化在近十多年来有了很大的发展，而普通机床的数控化改造在满足芫成同样的加工任务的前提下，可大大降低技术改造的投资经费，在实际中得到广泛应用。