摘要：隨著計算機集成制造技術、智能制造、網絡制造等的新的概念和方法的研究與發展，發展數控技術已成為我國振興機械工業的重中之重。實踐證明，數控改造是發展我國機械工業可行的必由之路。
　　
　　一、引言
　　
　　決定改造方案是舊機床進行數控化改造中zui重要一環，并不是所有的舊機床都適合于改裝成數控機床，衡量是否合適改造的主要標準是機床現有狀況，以及數控化改造的經濟性。主要在數控系統比較分析選型，技術和經濟可行性分析、主傳動、進給傳動機械和電氣部分改造方法等幾個方面進行分析及方案制定。在技術可行性分析方面主要是對被改造的機床進行結構、性能、精度等技術現狀的全面分析。其中包括機床原來的結構設計是否合理；機床的基礎部件和結構件是否仍然完好；考察各坐標軸的機械傳動結構及導軌副的形式等是否適用；測量機床目前的各項精度并與出廠精度進行對比，看是否存在差距；綜合總結目前機床存在的故障和歷*出現過的重大故障。根據分析的結果，對照改造目標和典型工件，編寫改造設計說明書，做到改造后的機床達到一定的*性和實用性。
　　
　　二、數控改造各系統的安裝
　　
　　1、控制系統的安裝常見的有懸掛式、柜式、臺式等。安裝方式的選定，直接決定各種連接電纜的走線方式和電纜長度，也關系到操作與維修的方便性。
　　
　　2、驅動系統的安裝，原則上采取電氣柜內安裝這一種方式，應考慮的因素有通風冷卻，電纜走線方式及長度，對其他電器的干擾等。
　　
　　3、電動機的安裝，根據機床的實際，確定電動機的安裝方式選擇法蘭式、底座式還是帶底座法蘭式，再加上軸伸方向、電動機接線盒的位置等，這些由電動機的訂貨輔助參數確定。
　　
　　4、測量系統的安裝，如選擇電動機內裝編碼器的結構方式，電動機安裝一確定，它也就確定了；外裝式需要有彈性聯軸節、安裝卡子、電纜走線方向及長度等的考慮。通過對同類數控銑床的現狀進行了解和分析之后，提出了對銑床進行數控化改造的技術方案，即用華中數控系統（含數控單元、PLC、強電柜、伺服驅動單元和電機等）對該設備進行*改造。
　　
　　三、數控改造具體方案
　　
　　作為機床的zui終用戶，廠方必須首先要確認機床機械系統的狀況。如：目前機床的精度，機械傳動鏈的狀況，絲杠、導軌的狀況，有無重大故障等，以確定機床是否要大修、項修。因為是由非數控機床改為數控機床，所以首先要考慮機械改裝的可行性，zui重要的是導軌的形式及滾珠絲杠的安裝。其次要考慮機械傳動機構的傳動間隙與傳動剛度是否符合數控機床的要求。
　　
　　為提高設備的利用率及生產效率，東北特鋼集團對一臺1976年購進的X5030立式升降臺銑床，采用MCS-51系列單片機為核心的數控裝置，以步進電機為驅動機構對銑床的縱向、橫向機構進行改造，組成一臺經濟型數控銑床，控制原理。
　　
　　z2-主動齒輪齒數改造X5030立式升降臺銑床，選擇p=6mm的滾珠絲杠，步距角θ=1.5°/步，脈沖當量δ=0.01mm/步，則傳動比i=（1.5°×6）/（360°×0.01）=2.5=75/30=z1/z2，即主動齒輪齒數為30，被動齒輪齒數75，兩齒輪的精度等級宜用7-6CGB2363-80。步進電機與絲杠裝配的關鍵在于保證同軸度要求，并消除齒輪側隙以及絲杠和螺母間隙，絲杠要施加預緊力，連接后的工作臺在整個行程內的任何位置上要求運動平穩、輕快、無阻滯現象。
　　
　　我采用長春市奧維精密試驗設備有限公司的電液伺服式的JKW系統，此系統的好處是可以減少費用，降低改造成本。該數控系統以MCS-51單片微機為核心，采用模塊化結構。它的機箱內有四種模板，即計算機板、電源板、接口板和驅動板。
　　
　　其電源采用開關電源，穩壓范圍廣，抗*力強，其步進電機高頻運行時輸出轉矩大，還可利用計算機設置原點。這些優點使其非常適合此銑床的數控化改造，具有較高的性能價格比。X5030立式升降臺銑床的機械部分是通過銑床的縱向、橫向機構進行改造實現數控的。為了保證銑床能由計算機控制，首先拆去了縱向、橫向離合器和縱向、橫向手輪，將手輪端通過一對齒輪與步進電機相聯，利用步進電機控制工作臺橫向、縱向的移動。工作臺的垂直進給仍可用手動實現，這樣可以使銑床的傳動結構的改動盡可能地減少，數控部分發生故障時仍能用手工半自動操作。
　　
　　使用中我們發現，由于銑床縱向絲杠長、使用頻繁、橫向絲杠承受負載大的情況，應將其換成滾珠絲杠。采用滾珠絲杠，必須利用雙螺母消除間隙和調節預緊力，同時必須對其剛度、導程變化總誤差和穩定性進行仔細驗算。步進電機的選項擇必須與絲杠螺距相匹配的型號。考慮到一般加工精度在0.1～0.2mm之間，可以選用脈沖當量為0.01/step的步進電機。選定了步距角θ，脈沖當量δ，及絲杠螺距P后，可以根據下式計算步進電機與絲杠之間的傳動比i=（Θp）/（360°δ）=z1/z2（z2為主動齒輪齒數，z1為被動齒輪齒數）。改造X5030立式升降臺銑床，選擇P=6mm的滾珠絲杠，步距角θ=1.5°/step，脈沖當量δ=0.01MM/step，則傳動比i=（1.5°×6）（/360°×0.01）=2.5=75/30=z1/z2，即主動齒輪齒數為30，被動齒輪齒數75，兩齒輪的精度等級宜用7-6CGB2363-80。（即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組精度，為7級，△Ea〃的精度為6級，側隙類型為C類）步進電機與絲杠裝配的關鍵在于保證同軸度要求，并消除齒輪側隙以及絲杠和螺母間隙，絲杠要施加預緊力，連接后的工作臺在整個行程內的任何位置上要求上運動平穩、輕快、無阻滯現象。
　　
　　四、注意事項
　　
　　數控系統與銑床聯機后的調試必須注意以下幾點：a.首先用“手動”功能檢查步進電機轉動和轉向，如不正確，對調步進電機連線。b.檢查步進電機各種轉速運轉情況，如果不進電機在某一轉速上產生劇烈振動，則避開這一速度不用。c.檢查原點位置誤差，可通過將兩塊千分表固定在原點處測量，如果誤差大于0.02mm，則應著重檢查螺母間隙或齒輪間隙后，再降低低速度，試驗出回到原點時所能達到的zui大速度。d.機床運行一段時間后，機床各摩擦面即由摩合階段進入穩定磨損階段。此階段因磨損引起的尺寸誤差很小，應該重新消除傳動間隙。此銑床經過改造后，極大地提高了加工效率，對于常規工件的加工一般可提高工效3-倍，使生產周期縮短。

　　（文章來源：《科教創新》）