提高数控机床的改造精度探讨

2012-12-29辛艳东

中国新技术新产品 2012年14期

辛艳东

（哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150040）

我国的数控技术来自外国。随着时间的推移，一些租来的设备达到了使用年限被迫召回。另外一些年久失修失去了使用效力。处于停机状态，实际上占用了空间也浪费了时间。这些机床实际损坏的程度不大，但是由于远离原配件单位而找不到相应的配件方式，而无法完成工作。因此应当想出新的解决办法。现在，用先进的系统改装现有的设备是一个不错的选择，花费上在几十万元左右，就能将其改造成为较为先进耐用的机器，由于省却了很多制造工艺，所以节省了大量成本，通常能省下70%左右。所以对我国现行状况来说，数控改造是一项利国利民、省时省力的工作，能够适应现阶段的发展要求。本文将新的改造技术与旧的机床基础相结合的方法及注意的要点给出了描述。

1 数控机床改造的特点

对于机床的数控改造之所以普及的这样快，是基于下列几种优势特点的存在。

1.1 花费少，工期短，能节省大量费用，越是大的机器在花费的数字差额上就更为巨大。以大型的机器为例，改造的完全花费比起全新机器的购买省下了1/3，并且完工时间很快，即使是改造技术不合格，零件更换花费较大。超过了额定花费的三倍以上，从总数上来说还是低于新买机器的。能节约1/2左右。

1.2 构造可以支持稳定使用

机床身体和支架等从重量上以及构筑上都较为稳定，比起焊接而成的构架有更高的稳定性，能够有较强的使用寿命，坚固耐用。

1.3 一台新的机器出现了之后需要较长时间去观察和适应它的性能

而改造过的机器由于从前经过使用，而后期改造又摸清了其各部分的性能，所以后来使用上手速度较快，维护和检查都能直达要害。完成修理，因此此类机床一经完成工作就立马能实现良性运转，这也是选择原因之一。

1.4 根据新技术发展的速度来判定选用技术的种类

有效地完成设备程序化自动化的过程，翻新创新能力，把老旧闲置的机器改装后变成具有新能力的机器。对于现存的物质条件可以利用起来，不必更新地基，以及完全可以用旧有设备代替的，通过这样的手段不但可以减少花费，也可以减少时间，缩短成品周期。

1.5 通过仪器的精密性来使零件与零件之间的尺寸差异减少

通用性好，并且合格程度好，便于安装，为后期工作节省时间。采用较为经济的方法能够提升3倍到7倍的工作效率。对于型号越大，技艺越复杂者效率越突出。并且对人工劳动来说也有好处，可以增强工人提升自我水平的意识，传播新的技艺思想，使得人员从体能型工作者转变成脑力型工作者。

2 提高数控机床改造精度的常见方法

数控机床在设计方案中应当体现出对材料的要求。贴合度好，起转稳定，这样的机器无论在运行还是修理时都较好操作，数控设计问题应当以上述条件为准。并对设备中不符合细节的部分进行调整，进而带来较为有效的改造成果，以下是具体的机床改造方案：

2.1 修复机床导轨精度

导轨的作用是导向与承载。导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。对不同形式导轨,大概修理方法如下:

2.1.1 使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度

工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。应用于机床改造更为便利,效果显著。

2.1.2 铸铁导轨

铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的，刮研显点为18-25点/平方厘米，同时，必须保证润滑的可靠性。这样才能尽可能的减小摩擦，以及对位置控制精度的影响。

2.2 恢复主轴精度

主轴是主轴组的重要组成部分。机床工作时，由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动，对加工质量和生产率，有重要影响。所以，改造时必须修复主轴的精度。

对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查，以便确定修理方案。但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。调整后应进行温升实验，温升超过规定值，应减少预紧量。

当主轴轴承重新装配好后，用千分表和标准检验棒，检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合，注意零件的贴合程度，符合文件上的给出的数值，出现偏差较大的情况选用质量较好的磨头来进行打磨锥孔，直到二者能够紧密贴合工作为止。

2.3 修复或更换滚珠丝杠

随着现代科技的发展，机械制造业正不断面临着高速度、高精度等新的挑战。滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构，以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用，成为各类数控机床的重要配套部件，并己实现了标准化、通用化和商品化。基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠，但在改造时，一定要恢复其传动精度，或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠，只有这样才能保证改造后的定位精度，尤其是在半闭环系统中，丝杠不仅要起到传动作用，还要起到标尺的作用，编码器只是测量丝杠的转数，至于工作台实际行走的距离，相当于开环，只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。

2.4 利用精密仪器检测机床精度

可以结合具体的机床改造过程，利用先进的激光干涉仪测量系统，对机床的定位精度进行测量，并利用球杆仪快速检查机床精度，诊断误差来源，自动分析机床精度状态，检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等，根据检测结果，进行必要的分析，再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。在调整机床参数时，尤其是伺服驱动参数，可根据球杆仪的检测结果，进行系统优化，使机床参数更合理，系统更稳定。

在改造完成后，利用激光干涉仪对定位精度进行测量，然后，根据情况进行适当的补偿，可以大大提高机床的定位精度和加工精度。

2.5 减少传动环节的间隙

一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。

如果进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动，一定要注意，调整好反向间隙，否则，很可能直接影响机床性能。不然直接导致功能失效。此外，在不是完全闭合和开放的系统内部应当注意完成零件的更换，必须保证其能够在控制环内部。否则将会使精度大大下降。