淺析機床與生產線的數控化改造方案

數控機床廠家生產的數控機床比傳統機床有以下突出的優越性，而且這些優越性均來自數控系統所包含的計算機的威力?？梢约庸こ鰝鹘y機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。

機床數控化還是推行FMC(柔性制造單元)、FMS(柔性制造系統)以及CIMS(計算機集成制造系統)等企業信息化改造的基礎。數控技術已經成為制造業自動化的核心技術和基礎技術。

機床與生產線的數控化改造主要內容有以下幾點：

(一)是恢復原功能，對機床、生產線存在的故障部分進行診斷并恢復；

(二)是NC化，在普通機床上加數顯裝置，或加數控系統，改造成NC機床、CNC機床；

(三)是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復原精度；對其不滿足生產要求的CNC系統以Z新CNC進行更新；

(四)是技術更新或技術創新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術，在原有基礎上進行較大規模的技術更新或技術創新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

機床數控化改造的內容

下面按第三種改造方式以車床數控化改造為例，結合我公司在機床改造中的實際操作情況介紹一下其改造的主要內容和主要結構形式。

1、進給軸的改造

普通車床的X軸和Z軸均由同一電機驅動，走刀運動經走刀箱傳動絲杠及溜板箱，獲得不同的工件螺距即Z軸運動；走刀運動經走刀箱傳動光桿及溜板箱，獲得不同的進刀量即X軸運動。普通車床數控化改造時一般都去掉走刀箱及溜板箱，改用進給伺服(或步進)傳動鏈分別代替，具體體現為：

Z軸：縱向電機→減速箱(或聯軸器)→縱向滾珠絲杠→大拖板，縱向按數控指令獲得不同的走刀量和螺距。

X軸：橫向電機→減速箱(或聯軸器)→橫向滾珠絲杠→橫滑板，橫向按數控指令獲得不同的走刀量。

改造后整個傳動鏈的傳動精度在保證機床剛性的前提下，與滾珠絲杠副的選擇和布置結構形式、機床導軌的精度情況等有很大的關系。

2、主軸部分的改造

車床主軸帶動工件以不同轉速旋轉是車削加工中的主運動，消耗機床大部分動力。普通車床由主電動機經皮帶傳動，經主軸變速箱帶動主軸旋轉，主軸箱經手動或自動變速獲得(9～24)級轉速，通過電磁或液壓離合器操縱主軸的變速和正反轉；而數控車床主軸箱由電主軸或傳統機械主軸單元加變頻電機和變頻器組成。普通車床在數控化改造時大部分情況下保留原主軸箱，不做改動或少做改動。如需改動則要注意以下幾點：

如原主軸含液壓操縱主軸的變速、正反轉和潤滑功能，則需對其增裝單獨普通電機加以驅動，避免液壓系統受到主電機正反轉或轉速變換而失靈。

如不需要原有機械變速換擋時，則需將主軸箱內齒輪組固定在一恒定的速度鏈上，摩擦片也應焊死以免因為誤操作出現事故。

機床能否進行螺紋加工是主軸部分數控化改造的另一重要部分，傳統車床加工螺紋時往往是通過掛輪組來完成，加工不同的螺紋則需不同的掛輪組，操作起來十分麻煩。

3、刀架部分的改造

目前數控車床刀架基本為電動刀架，其特點是定位更準確、迅速。老式傳統車床刀架多為手動、液壓驅動或少部分的電動，改造時可以根據需要對其加以更換。

電動刀架可分為臥式轉塔刀架(一般安裝8～12把刀)和立式電動刀架，立式電動刀架有四工位(或六工位)，其中每一種刀架又有抬刀刀架(兩端齒盤)和免抬刀刀架(三端齒盤)之分。臥式轉塔刀架價格相對較貴，改造中常用立式四工位電動刀架。

4、潤滑部分的改造

老式傳統車床除主軸箱外，導軌、絲杠副、光桿等多用油槍定期注油潤滑和油脂潤滑，這對機床的導軌、絲杠副等的精度保持很不利，在同等驅動下機床運動的穩定性、靈活性也差一些。

5、機床防護

機床改造后整個防護分局部防護、半防護和全防護三種。

局部防護只對絲杠副、電機、走線等采取防護措施。半防護是在局部防護的基礎上增加切削的保護，即增加擋屑裝置。全防護即在局部防護的基礎上對整個機床加以封閉，此種防護Z難處理，考慮的因素也很多如安裝位、防水、美觀等。實際操作起來以前兩種Z多，也Z易操作。