普通车床的数控改造分析 首先本课题是围绕将普通车床的数控改造分析展开设计的，数控机床的改造在机械加工行业中的应用越来越广.前几年,我国很多单位从国外引进了很多中高档数控机床,有的服役期满,有的不能正常工作,处于闲置,造成巨大资源浪费。这些机床共同之处在于机械部分基本完好,精度较高,主要是由于数控系统出现问题而又难以购置配件,不能满足正常生产的需要和现代高精度、高速度和高可靠性的加工要求。如果利用进口数控系统对现有数控设备进行数控化改造,只需几十万元就能发挥现有设备的作用,而购置一台新的同性能的数控机床则需要几百万甚至上千万的资金,因此,对我国来说数控机床的数控化改造具有明显的经济效益与社会效益,非常迫切。 对于以上阐述我们需要做的是该采取怎养的措施来抑制这些常见的问题。1. 首先我们应该了解普通车床的数控改造的在近几年所突出的几个特点：(1) 投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60%-80%的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/3,交货期短。即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2-3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。(2) 机械性能稳定可靠所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。(3) 熟悉了解设备、便于操作维修购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。改造则不然,可以精确地计算出机床地加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。 (4) 可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。(5) 提高产品质量和工效可以解决复杂零件的加工精度控制,加工的产品尺寸一致性好、合格率高、废品率的、生产效率高。如经济型数控机床,一般可提高工效3-7倍。对复杂零件而言,难度越高,提高的工效越明显。此外还可以减轻工人的劳动强度,提高工人素质促进科技成果的普及和应用,为“体力型”向“智能”转变创造条件。2. 关于防御维护： 防御维护的手法是为了降低阻碍率，其劳动内容主要包括下列几方面的劳动。(1)职员安排为每台数控机床分派特地的作职员、工艺职员和维修职员，一切职员都要连续地勤奋进步本人的业务技术程度。(2)建规建档针对每台机床的具体能和加工东西制定作规章，建立劳动与维修档案，治理者要经常检查、总结、改良。(3)日常保养对每台数控机床都应建立日常维护保养计划，包括保养内容(如坐标轴传动零碎的光滑、磨损情况，主轴光滑等，油、水气路，各项温度控制，均衡零碎，冷却零碎，传动带的松紧，继电器、接触器触头干净，各插头、接线端能否松动，电气柜透风情况等等)及各功能部件和元气件的保养周期(逐日、每月、半年或不定期)。(4)进步利用率数控机床假如较长光 闲置不消，卖需求使用时，首先机床的各运动环节会由于油脂凝聚、灰尘以致生锈而影响其静、动态传动能，降低机床精度，油路零碎的淤塞更是一大烦事；从电气方面来瞧，由于一台数控机床的整个电气控制零碎硬件是由数以万计的电子元器件组成的，他们的能和寿命具有很大离散，从宏瞧来瞧分三个阶段：正在一年之内基本上处于所谓“磨合”阶段。正在该阶段阻碍率呈降落趋向，假如正在这时期连续开动机床则会较快完成“磨合”任务，并且也可充分利用一年的维修期；第二阶段为有效寿命阶段，也就是充分发挥效能的阶段。正在雄道使用和良好的日常维护保养的条件下，机床正常运转至多可正在五年以上；第三阶段为零碎寿命朽迈阶段，电器硬件阻碍会逐步添加，数控零碎的使用寿命均匀正在810年左右。因此，正在没有加工任务的一段光 内，最好较低速度下空运转机床，至多也要经常给数控零碎通电，以致天天都应通电。3.多见电气阻碍分类数控机床的电气阻碍可按阻碍的质、表象、缘由或后果平分类。(1)以阻碍发生的部位，分为硬件阻碍和软件阻碍。硬件阻碍是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常形态以致掩护，这是需求修缮以致更换才可清扫的阻碍。而软件阻碍一般是指PLC逻辑控制步骤中孕育发生的阻碍，需求输进或变动某些数据以致变动PLC步骤方可清扫的阻碍。零件加工步骤阻碍也属于软件阻碍。最严重的软件阻碍则是数控零碎软件的缺损以致丢失，这就只要与生产厂商或其办事机构联系解决了。(2)以阻碍出现时有无指示，分为有诊断指示阻碍和无诊断指示阻碍。卖今的数控零碎都设想有完满的自诊断步骤，时实监控整个零碎的软、硬件能，一旦发觉阻碍则会卖即报警或者还有扼要文字阐明正在屏幕上显现出来，联合零碎配备的诊断手册不但可以找到阻碍发生的缘由、部位，并且还有清扫的要领提示。机床制造者也会针对具体机床设想有相关的阻碍指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的阻碍加上各电气安置上的种种指示灯使得尽大多数电气阻碍的清扫较为超卓。无诊断指示的阻碍一部分是上述两种诊断步骤的不完好所致(如开关不闭合、接插松动等)。这类阻碍则要依托对孕育发生阻碍前的劳动过程和阻碍景象及后果，并依托维修职员对机床的熟识程度和技术程度加以分析、清扫。(3)以阻碍出现时有无毁坏，分为毁坏阻碍和非毁坏阻碍。对付毁坏阻碍，掩护工件以致机床的阻碍，维修时不答应重演，这时只能凭据孕育发生阻碍时的景象进行相应的检查、分析来清扫之，技术难度较高且有一定危害。假如可能会掩护工件，则可卸下工件，试着重现阻碍过程，但应非常小心。(4)以阻碍出现的或然，分为零碎阻碍和随机阻碍。零碎阻碍是指只需满足一定的条件则一定会孕育发生实在定的阻碍；而随机阻碍是指正在相反的条件下偶然发生的阻碍，这类阻碍的分析较为困难，一般多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特漂移或可靠降低、电气安置内部温度过高相关。此类阻碍的分析需经重双实验、分析断定才可能清扫。(5)以机床的运动质量特来衡量，则是机床运动特降落的阻碍。正在这种情况下，机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向逝世区过大、坐标运转不颠簸等。这类阻碍务必使用检测仪器确诊孕育发生误差的机、电环节，然后经过对机械传动零碎、数控零碎和伺服零碎的最佳化调解来清扫。此处阻碍的分类是为了便于阻碍的分析清扫，而一种阻碍的孕育发生往往是多品种型的混合，这就请求维修职员具体分析，参照上述分类接纳相应的分析、清扫法。4. 提高数控机床改造精度的常见方法数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,运动副之间的摩擦系数小,传动无间隙,功率大;便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的。(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: 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)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1825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） 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,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。 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。 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。 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。另外,如果进给传动系统中有同步齿形带,也必须进行适当的调整或更换,尤其是在采用半闭环系统中,若此部分不在控制环内,将直接影响机床的定位精度。5总结 为了能够大幅度提高数控机床改造后的性能,升级为最顶级的高端机床,有时需要使用高性能和高可靠的新型功能部件。但往往价格非常昂贵,使用时一定要根据实际情况,慎重选择。随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经成为衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。采用经济型数控系统对普通机床进行数控化改造，尤其适合我国普通机床拥有量大，生产规模小的具体国情。机电一体化技术涉及机械、电子、以及控制等多门学科，是现代工业最主要的基础技术和核心技术之一，是衡量一个国家机械装备发展水平的重要标志。虽然这门学科还正处于发展阶段，许多理论还处于研究和完善阶段，但是它代表着机械工业技术革命的前沿方向，是综合国力的又一具体体现 致 谢毕业论文即将完成，我的学生生涯也要告一段落了，我首先要感谢我的学校，感谢我的导师，还有我的父母，在成长的道路上他们引导了我正确的前进方向，怎么样成人在成才。我相信步入社会后我能出色的完成每一件事情。我会牢记您们的教诲，在以后的路上找好方向！