实用型数控机床改造的优化方案研究

【摘要】实用型数控机床以其实用性高、经济性好受到我国中小型企业的青睐。随着加工要求的不断提高，为了在保证加工精度的同时有效减少成本投入，对数控机床进行改造优化无疑是最好的办法。本文对改造数控机床的优势进行分析，基于微机技术，探讨实用型数控机床改造优化的方案。

【关键词】实用型；数控机床；改造；优化

数控机床的是我国加工制造领域重要的机械设备，随着技術的发展和数控技术的不断提高，我国的数控机床不断更新换代。实用型机床所具有的实用性、经济性优势使其成为我国中小型企业加工企业的主要设备。但是随着加工要求的不断提高，很多老款数控机床在加工精度上已经无法满足现代越来越精细的加工要求，而数控机床全面换新，不仅造成资源浪费，也为企业增加了很大的经济负担。既要保证加工精度，又要考虑到经济成本，对已有数控机床进行改造，优化机床性能，无疑是最佳解决问题的途径。

1、数控机床改造的优势

在机械加工领域中，对已有数控机床进行改造优化是一种普遍现象，改造技术也因此得到广泛的推广应用，这主要是因为数控机床改造具有一定的优势。

1.1有效提高数控机床稳定性。数控机床在结构上的改造让机床本身和支架在原有的基础上支持力度加大，稳定性得到有效的提升，在机床重量方面和构筑方面稳定度都得到提高，与原有的焊接构架比较而言，进行结构改造后的数控机床安全性和稳定性都大幅度提高，坚固耐用，有效延长了机床的使用寿命。

1.2熟悉性能，易于养护和维修。每引进一款新的机床设备，无论是机床操作人员还是维修人员，都需要去花去一段时间对其结构、性能、操作说明进行学习和了解。而改造的机床是在原有机床的基础上进行的，机床原有的结构和性能早已熟知，在改造过程中对各部分性能也已经完全了解，可以很快的投入到工作状态，适应性良好，日常养护和维修也容易很多。对于机床故障也能够更加快速的找到故障原因，从而及时的排除故障。

1.3降低成本，充分发挥效能。又有的陈旧闲置设备应用现代化技术对其进行改造升级，使其实现加工生产的自动化与程序化，赋予其新的工作性能。这样相对于引进新设备来说，成本要降低很多，而且使已有的资源充分的发挥效能。不仅降低成本，而且节约时间，有效缩短了产生的生产周期。

1.4通用性能提高，提升工作效率。对旧机床进行改造，对精密仪器充分的利用，是零件之间的尺寸差异最大程度的减小，通用性能得到提高，从而使产生生产的合格率得到有效的提升。用最经济的方法有效的提升工作效率越大。

1.5降低工人劳动强度。数控机床改造能激发工作和学习的热情，努力提高自身专业技术水平，随着现代化技术思想的深入人心，工人也从普通的体力劳动者转化为现代脑力工作者，有效的降低了体力劳动强度。

2、实用型数控机床改造优化方案

2.1控制系统的改造。现今数控系统有很多种类，在对数控机床进行改造时，首先要对被改造的机床功能全面的了解，在进行数控系统的选择。在选择数控系统时，要本着技术现今、价格适中、服务便捷的基本原则。从目前数控系统的应用来看，以JWK-15T和JBK-30M单片机数控系统的应用最多。在选择控制系统是要注意：首先，如果有充足的资金条件，尽可能选择性能优、质量好的产品。这类产品一般都会通过严格的晒源，制造工艺规范，故障率低。其次，不能过度追求高性能指标，要将选择的重点放在数控功能上，选择性价比高的产品。最后，系统功能要与被改造的基础功能相互匹配，尽可能的控制数控功能过剩。

2.2选择合适的改造对象。采用数控系统对零件加工制造，首先就要编制出一套科学合理的加工程序，特别是批量零件的加工。因此在选择改造对象是要对不同类型机床的零件加工情况信息进行全面的了解，从而确定出合适的改造对象。一般来说，采用微机技术对中小车床进行改造使其成为实用性数控车床是最为恰当的。这样既达到零件批量加工的目的，有具有了卧式车床的功能，对性状复杂的零件也能够通过微机技术改造后的机床进行加工。

2.3改造范围的确定。对于数控机床改造范围大小的确定，取决于机床本身所具有的性能和加工精度。改造旧的机床，通常都是将原有的传动系统改造为功率步进减低通过消隙减速齿轮来直接带动滚珠丝杠，实现对刀架沿着两个坐标运动的控制。对于精度良好的车床，通常都保持原部件不懂，对床鞍的纵向和横向滑动丝杠副进行改造，使之成为滚珠丝杠副。再配合安装消隙减速箱，配置步进电机。这样一来，车床的纵向运动和横向运动都能通过微机系统来控制，而且操作者操作起来也非常简单。为了防止普通操作与数控操作之间相互有影响而导致操作失误，在电气控制方面需要安装必要的电气连锁开关，以对操作转换进行有效的控制。

2.4辅助改造。在对数控机床改造的过程中，根据生产的需要，可能会涉及到对刀架进行改造。根据实际的加工需要，再根据每把刀的使用情况，来对刀具分别进行编程，通过程序来控制刀具完成工序。根据改造后数控机床的主要加工对象，来确定刀架是否有改造的必要。如果必须要改造刀架，通常采用安装死吧到，具有绝对到位控制功能的自动回转刀架。重复定位误差在0.005mm以下，具有良好的精度和耐用性。如果改造后的机床需要加工螺纹，可在主轴后端安装脉冲发生器，用于对主轴位置发出反馈信号。这样可实时对主轴转角位置进行检测并发送给单板机，为单板机的螺距处理提供参考数据。

3、结语

对实用型数控车床进行改造，能够有效的提高原有机床的性能，更好的实现生产加工的自动化控制，同时节约成本，避免资源浪费，对提高生产效率和生产效益都十分有利。采用微机技术对机床进行改造，优化机床结构，实现简易数控，而且安装简单，操作容易，有效降低工人的劳动强度，特别适合批量生产。基于微机技术进行实用型数控机床的改造，优化机床性能，对于中小型生产加工企业来说，具有良好的应用价值，值得进一步推广。

参考文献

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[2]何立民.单片机应用系统设计系统配置与接口技术[J].北京：北京航空航天大学出版社，2011，12.

[3]刘文波，段志敏，陈白宁.机床数控技术[M].东北大学出版社，2010.

作者简介

赵家明，哈尔滨石油学院.2014级机械电子工程系——机械设计制造及其自动化专业2班，学号：201403140217.