数控机床改造的实践性探索

王国良

【摘要】随着我国机器化大生产的不断发展与壮大，对机器的现代化水平要求也越来越高。数控机床作为现代化的机器设备，在现代企业生产中有广阔的市场空间。但当前旧的机床在设计的稳定性和机床设计的合理性问题上还存在一些问题，这些问题会在一定程度上影响数控技术在企业生产中的广泛应用，也会大大降低企业的运作效率。本文通过分析当前数控机床改造的必要性和意义，根据当前我国机床改造的发展状际，提出合理化的改造建议，以此来不断完善数控机床的功能。

【关键词】数控机床；改造；实践探索

一、数控机床改造的现实性意义

（一）有利于推动数控机床的现代化水平

前文提到，数控机床具有高效率、智能化和高精密的特征，但当前这些特征和优势并没有完全发挥出来，我国企业对数控机床的认识和应用还存在极大的局限性。只有实现机床数控化的改造，才能真正的发挥它在企业现代化生产制造中的作用，真正提高企业的生产效率，提高我国的工业化水平。

（二）数控机床具有极大的市场需求

数控机床改造的成本与它带来的企业生产的极大经济效益相比，改造成本低。机床改造主要就是对原有的机床的结构进行改造和设计，使它能够提高工作的效率，达到理想状态。随着企业对机床在生产制造中的认识不断加深，对数控机床的需求不断增加，使得数控机床的改造具有很大的市场需求和发展空间。

（三）数控机床改造的优势分析

1.节约企业成本。数控机床的改造与购置新的机床设备相比，至少可以节约50%的成本，特别是对于大型的现代化设备而言，这种成本的差距会更加明显，旧机床的升级改造只需要购置新成本的1/4。即使要对旧机床进行彻底的升级改造，其成本也不会超过购置新机器费用的70%，而且可以节省运费等附加成本。2.机器性能稳定。旧机器经过长期的磨合，不会因为不适应而影响零件制造的精度。而且购置新的机器，需要占用一定的地基，也需要雇傭专业的人员进行操作，企业内部员工在机器的操作使用上需要一段时间适应，大大降低了企业生产效率，影响了企业生产的成本。3.极大发挥机床的工作效率。机床经过数控改造后，可以在原有基础上实现加工零件的自动化和精准化，而且工作效率是原来的4—6倍。在零件制造上，可以充分实现现代信息技术和机械制造的紧密结合，提高零件的精密度，减少人工费用。更重要的是升级后的数控机床可以智能识别机器故障，提高了工作的安全性，减少了工人检修的费用和时间。特别是对于难度系数大的零件而言，效率会更高。同时还减少了组装费用，缩短了企业生产的周期。

三、数控机床的改造措施

当前，在我国企业当中，数控机床的运用十分广泛，它能够大大提高工作效率。随着人们对机床认识的不断加深，数控机床的改造有了广泛的市场需求。前文已经对数控机床的改造进行了现实意义的分析，通过对数控机床的升级改造既可以节约企业成本，同时也能够为企业带来可观的经济效益。为此，必须进行数控机床改造的实践探索。

（一）考虑数控改造投的资费用。在数控改造之前，必须对数控改造的费用进行严格预算，同时要对改造后的工作性能进行评估。对于改造后，它能够加工的零件的种类和数量进行综合考量，还要对它加工零件的光滑程度和质量进行实验，这些都会影响到数控机床的水平。根据我们掌握的机床的技术状况进行科学分析，在此基础上才能够保证数控机床的改造能够产生经济效益。

（二）注重数控系统和驱动单元的选择。数控机床的核心就在于数控系统，而机床加工的精密程度则取决于驱动单元的功能发挥状况如何。数控机床的系统和启动单元的水平直接决定了数控机床性能的高低。旧的机床控制部分采用的是三行数码管显示，驱动是步行电动机控制，系统分辨率低。这种落后的配置系统使得机床的整体功能下降，机床的精准度、可靠性都受到了影响。所以在旧机床的改造上必须考虑数控系统和驱动单元。从技术层面来讲，日本的高档数控机床产品性能好，但费用高达8万，成本太高，所以应该采用国产的KND数控系统和日本松下的驱动系统。既保证了性能，又节约了成本。

（三）注重对旧机床的创新设计

虽然国产的KND数控系统比较完善，但系统功能以外的其他控制系统，需要进行人工设计和改造，实现机械制造和数据管理的融合，最大限度地提高数据机床的运作效率和水平。例如，在机床上的Z轴中，增加了刹车功能，这样可以避免机床断电后，主轴箱滑落对机床和工件造成的损失。还有就是需要重新设计润滑系统，润滑系统作为机床的必备功能，可以用智能的润滑油路代替原有的手动润滑，并且在机床内润滑油过少时有智能提示系统。设置特有的刀具拆卸系统，当前，很多大型机床采用的是气动方式装置刀具，虽然拆卸方便，但制作成本高，而且还对气压有严格要求。而电动式的装卸刀具，不仅可以通过电动机提供动力，降低成本，还可以通过感应开关来确保主轴上刀具的松紧状况。使刀具更换更加安全可靠。

（四）普通机床刀架改造

普通机床的刀架的滑动由两部分组成，包括平行方向和垂直方向的移动，这两个方向的滑动就保证了刀架课一随意移动，但是刀架的移动的有效范围比较小，所以应该确保刀具的移动空间。

1、导轨方向的改造：导轨方向的驱动由丝杆完成，当传统车床上的溜板箱的手柄到达自动走刀的位置时，驱动位置开始运行，引起齿轮的转动，最后经过丝杠驱动完成了这一方向的走刀过程。在动力的提供上，可以选择由步进电机—电机转抽——以及齿轮——二级齿轮——丝杠——溜板箱，通过此程序完成导轨方向的供给。2.水平和垂直方向的改造。原有的手柄设置不合理，影响了车床的工作效率，在零件加工上动力不足，所以在保留原有位置的基础上，再添加一个步进电机，把电机轴与传统的丝杆进行连接。

（五）对步进电机的控制的选择。从导轨的垂直方向和平行方向进行综合改造，这样既确保了刀具工作的有效范围，同时在选择方向的也要确保对两个方向的动力进行控制。

对步进电机的控制，有很多的选择方案。例如单片机、微机、工业PC机等等。但综合考虑体积、耗能和成本，应该选为单片机。单片机的控制可以减少干扰，能够提高数据传递的速度。但随着和数控机床改造的能力不断加强，当前的单片机种类多，功能丰富，所以在选择上要慎重。

小结

当前数控机床在我国企业中有很大的市场需求，但现在传统的机床已经无法满足企业的需要，在效率低下的同时也浪费了很多的人力物力，因此对旧机床的改造具有很大的现实意义，它可以推动数控机床的现代化水平，可以提高企业的效率，降低运作成本，确保机床的性能更加稳定。通过对当前机床性能的分析，提出可行性的改造措施，包括严格考察旧机床的改造条件，重点改造数控系统和驱动单元，以及对旧机床进行创新升级等等。希望这些措施可以推动企业内机床的数控升级，在降低企业运作成本的同时，也能够为促进我国工业的现代化管理水平贡献绵薄之力。

参考文献

[1]管怀蓉.数控机床改造的实践性探索[J].装备制造技术，2010年12期.

[2]于恩.浅谈机床改造中数控系统的选择[J].恩施职业技术学院学报，2006年02期.

[3]宋宪臣，王仁波.机床数控化改造与数控系统开发[J].湖南农机，2009年07期.