實用型數(shù)控機床改造的優(yōu)化方案研究

【摘要】實用型數(shù)控機床以其實用性高、經濟性好受到我國中小型企業(yè)的青睞。隨著加工要求的不斷提高，為了在保證加工精度的同時有效減少成本投入，對數(shù)控機床進行改造優(yōu)化無疑是最好的辦法。本文對改造數(shù)控機床的優(yōu)勢進行分析，基于微機技術，探討實用型數(shù)控機床改造優(yōu)化的方案。

【關鍵詞】實用型；數(shù)控機床；改造；優(yōu)化

數(shù)控機床的是我國加工制造領域重要的機械設備，隨著技術的發(fā)展和數(shù)控技術的不斷提高，我國的數(shù)控機床不斷更新?lián)Q代。實用型機床所具有的實用性、經濟性優(yōu)勢使其成為我國中小型企業(yè)加工企業(yè)的主要設備。但是隨著加工要求的不斷提高，很多老款數(shù)控機床在加工精度上已經無法滿足現(xiàn)代越來越精細的加工要求，而數(shù)控機床全面換新，不僅造成資源浪費，也為企業(yè)增加了很大的經濟負擔。既要保證加工精度，又要考慮到經濟成本，對已有數(shù)控機床進行改造，優(yōu)化機床性能，無疑是最佳解決問題的途徑。

1、數(shù)控機床改造的優(yōu)勢

在機械加工領域中，對已有數(shù)控機床進行改造優(yōu)化是一種普遍現(xiàn)象，改造技術也因此得到廣泛的推廣應用，這主要是因為數(shù)控機床改造具有一定的優(yōu)勢。

1.1有效提高數(shù)控機床穩(wěn)定性。數(shù)控機床在結構上的改造讓機床本身和支架在原有的基礎上支持力度加大，穩(wěn)定性得到有效的提升，在機床重量方面和構筑方面穩(wěn)定度都得到提高，與原有的焊接構架比較而言，進行結構改造后的數(shù)控機床安全性和穩(wěn)定性都大幅度提高，堅固耐用，有效延長了機床的使用壽命。

1.2熟悉性能，易于養(yǎng)護和維修。每引進一款新的機床設備，無論是機床操作人員還是維修人員，都需要去花去一段時間對其結構、性能、操作說明進行學習和了解。而改造的機床是在原有機床的基礎上進行的，機床原有的結構和性能早已熟知，在改造過程中對各部分性能也已經完全了解，可以很快的投入到工作狀態(tài)，適應性良好，日常養(yǎng)護和維修也容易很多。對于機床故障也能夠更加快速的找到故障原因，從而及時的排除故障。

1.3降低成本，充分發(fā)揮效能。又有的陳舊閑置設備應用現(xiàn)代化技術對其進行改造升級，使其實現(xiàn)加工生產的自動化與程序化，賦予其新的工作性能。這樣相對于引進新設備來說，成本要降低很多，而且使已有的資源充分的發(fā)揮效能。不僅降低成本，而且節(jié)約時間，有效縮短了產生的生產周期。

1.4通用性能提高，提升工作效率。對舊機床進行改造，對精密儀器充分的利用，是零件之間的尺寸差異最大程度的減小，通用性能得到提高，從而使產生生產的合格率得到有效的提升。用最經濟的方法有效的提升工作效率越大。

1.5降低工人勞動強度。數(shù)控機床改造能激發(fā)工作和學習的熱情，努力提高自身專業(yè)技術水平，隨著現(xiàn)代化技術思想的深入人心，工人也從普通的體力勞動者轉化為現(xiàn)代腦力工作者，有效的降低了體力勞動強度。

2、實用型數(shù)控機床改造優(yōu)化方案

2.1控制系統(tǒng)的改造。現(xiàn)今數(shù)控系統(tǒng)有很多種類，在對數(shù)控機床進行改造時，首先要對被改造的機床功能全面的了解，在進行數(shù)控系統(tǒng)的選擇。在選擇數(shù)控系統(tǒng)時，要本著技術現(xiàn)今、價格適中、服務便捷的基本原則。從目前數(shù)控系統(tǒng)的應用來看，以JWK-15T和JBK-30M單片機數(shù)控系統(tǒng)的應用最多。在選擇控制系統(tǒng)是要注意：首先，如果有充足的資金條件，盡可能選擇性能優(yōu)、質量好的產品。這類產品一般都會通過嚴格的曬源，制造工藝規(guī)范，故障率低。其次，不能過度追求高性能指標，要將選擇的重點放在數(shù)控功能上，選擇性價比高的產品。最后，系統(tǒng)功能要與被改造的基礎功能相互匹配，盡可能的控制數(shù)控功能過剩。

2.2選擇合適的改造對象。采用數(shù)控系統(tǒng)對零件加工制造，首先就要編制出一套科學合理的加工程序，特別是批量零件的加工。因此在選擇改造對象是要對不同類型機床的零件加工情況信息進行全面的了解，從而確定出合適的改造對象。一般來說，采用微機技術對中小車床進行改造使其成為實用性數(shù)控車床是最為恰當?shù)?。這樣既達到零件批量加工的目的，有具有了臥式車床的功能，對性狀復雜的零件也能夠通過微機技術改造后的機床進行加工。

2.3改造范圍的確定。對于數(shù)控機床改造范圍大小的確定，取決于機床本身所具有的性能和加工精度。改造舊的機床，通常都是將原有的傳動系統(tǒng)改造為功率步進減低通過消隙減速齒輪來直接帶動滾珠絲杠，實現(xiàn)對刀架沿著兩個坐標運動的控制。對于精度良好的車床，通常都保持原部件不懂，對床鞍的縱向和橫向滑動絲杠副進行改造，使之成為滾珠絲杠副。再配合安裝消隙減速箱，配置步進電機。這樣一來，車床的縱向運動和橫向運動都能通過微機系統(tǒng)來控制，而且操作者操作起來也非常簡單。為了防止普通操作與數(shù)控操作之間相互有影響而導致操作失誤，在電氣控制方面需要安裝必要的電氣連鎖開關，以對操作轉換進行有效的控制。

2.4輔助改造。在對數(shù)控機床改造的過程中，根據(jù)生產的需要，可能會涉及到對刀架進行改造。根據(jù)實際的加工需要，再根據(jù)每把刀的使用情況，來對刀具分別進行編程，通過程序來控制刀具完成工序。根據(jù)改造后數(shù)控機床的主要加工對象，來確定刀架是否有改造的必要。如果必須要改造刀架，通常采用安裝死吧到，具有絕對到位控制功能的自動回轉刀架。重復定位誤差在0.005mm以下，具有良好的精度和耐用性。如果改造后的機床需要加工螺紋，可在主軸后端安裝脈沖發(fā)生器，用于對主軸位置發(fā)出反饋信號。這樣可實時對主軸轉角位置進行檢測并發(fā)送給單板機，為單板機的螺距處理提供參考數(shù)據(jù)。

3、結語

對實用型數(shù)控車床進行改造，能夠有效的提高原有機床的性能，更好的實現(xiàn)生產加工的自動化控制，同時節(jié)約成本，避免資源浪費，對提高生產效率和生產效益都十分有利。采用微機技術對機床進行改造，優(yōu)化機床結構，實現(xiàn)簡易數(shù)控，而且安裝簡單，操作容易，有效降低工人的勞動強度，特別適合批量生產?；谖C技術進行實用型數(shù)控機床的改造，優(yōu)化機床性能，對于中小型生產加工企業(yè)來說，具有良好的應用價值，值得進一步推廣。

參考文獻

[1]余英良.機床數(shù)控改造設計與實例[J].機械工業(yè)出版社，2011.

[2]何立民.單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術[J].北京：北京航空航天大學出版社，2011，12.

[3]劉文波，段志敏，陳白寧.機床數(shù)控技術[M].東北大學出版社，2010.

作者簡介

趙家明，哈爾濱石油學院.2014級機械電子工程系——機械設計制造及其自動化專業(yè)2班，學號：201403140217.