機床作為工作母機和維修工具，早已成為各個工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的必要裝備化威。數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展醋躏，更是制造高質(zhì)量、高效率朝刊、高一致性產(chǎn)品的有力保障蜈缤。隨著人類社會的飛速發(fā)展與進步底哥，各種新材料、新技術(shù)续滋、新工藝疲酌、新結(jié)構(gòu)了袁、新配件不斷涌現(xiàn)，各個領(lǐng)域不斷提出新的要求渠余，這一切都使得機床的結(jié)構(gòu)、性能千變?nèi)f化采散。計算機技術(shù)的高速發(fā)展又使得機床數(shù)控系統(tǒng)正在以更短的周期更新蚌斑。

　　面對如此的形勢慰适，機床制造者在不斷努力跟蹤時代的步伐闺撩，機床的使用者娩鬼、維修者也要努力跟上。為使讀者及時了解數(shù)控機床的技術(shù)與知識挎袜，加深數(shù)控機床使用與維修理念上的認(rèn)識肥惭，組織了此講座，力圖對讀者有所幫助全景。

　　一個新興的工業(yè)領(lǐng)域--機床大修與數(shù)控化改造

　　機械制造業(yè)在世界經(jīng)濟發(fā)展中爸黄，作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)炕贵，具有重要的地位野崇。為此，各國的經(jīng)濟學(xué)家和企業(yè)家在不斷探索新形勢下的各種先進制造技術(shù)及制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略憾顿。作為制造業(yè)核心的機床制造業(yè)則是支柱的基石豺研，是任何行業(yè)都不可或缺的。

　　一允逝、產(chǎn)生與發(fā)展的社會宵绒、經(jīng)濟基礎(chǔ)

　　(1)我國現(xiàn)有的、數(shù)以萬計的陳舊咪枷、落后的機床是機床大修與數(shù)控化改造行業(yè)產(chǎn)生的現(xiàn)實基礎(chǔ)我國是一個發(fā)展中國家打恕，由于長期自身機制的不適應(yīng)性渠缕，經(jīng)濟實力過低亦鳞、技術(shù)落后、設(shè)備陳舊舵匾，極大地制約著國民經(jīng)濟的發(fā)展谁不。為盡快改變我國機械制造業(yè)的落后狀態(tài)刹帕，近二十多年來，我們在艱難地發(fā)展民族機床制造業(yè)的同時蹋辅，積極地引進了世界先進技術(shù)與設(shè)備挥疲。

　　一方面與世界先進機床制造廠合作雳誉，不斷生產(chǎn)出具有世界先進水平的各類機床；另一方面直接購進了大量的各類機床酌尔。這一切都為我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了巨大的作用跺榆。

　　但是，機床長期運轉(zhuǎn)甚至超負(fù)荷使用壕哩，同時又缺少認(rèn)真的維修與保養(yǎng)扎运，造成機床嚴(yán)重磨損募书，喪失了精度莹捡；有些機床則由于企業(yè)人員及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變扣甲，或由于技術(shù)力量不足而被長期閑置琉挖，需要使用時卻發(fā)現(xiàn)早已銹跡斑斑，電控系統(tǒng)不能起動寥茫；由于新產(chǎn)品制造的需要矾麻，原有機床性能已不能滿足使用要求仁墅，急需更新升級改造；由于世界計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展锡迅，造成數(shù)控系統(tǒng)单葡、驅(qū)動系統(tǒng)廠的產(chǎn)品更新加快每玛，原有產(chǎn)品過早停產(chǎn)草仪，給備件更換與維修帶來一定困難振害；況且數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命一般在5～10年缘缚，

　　而我國大多數(shù)機床都在超期服役敌蚜。

　　這些諸多因素都需要對機床進行大修及數(shù)控化升級改造弛车。

　　(2)新進的大批二手機床成為機床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的催化劑自改革開放以來，許多企業(yè)引進了一大批國外淘汰的舊機床喻括，雖然有一部分尚能滿足使用要求唬血，但是多數(shù)由于缺少經(jīng)驗唤崭、技術(shù)、資料及備件等因素漩叶，

　　造成雖廉價購進但卻不能繼續(xù)發(fā)揮作用而閑置的尷尬局面钓闲。其中不乏有為改造后投入使用而引進的舊機床和生產(chǎn)線拉盘。這里多數(shù)的二手機床只要再有適當(dāng)?shù)馁Y金投入撬彭，經(jīng)過大修改造即可發(fā)揮作用据钱。

　　(3)顯著的經(jīng)濟效益是機床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的發(fā)展動力對于機床擁有者來說，只需花費購買相同新機床30%以下的費用即可獲得相同的使用效果风居。根據(jù)國際該行業(yè)的記載净响，即使將原機床的結(jié)構(gòu)性能進行徹底改造升級馋贤，也只需花費購買新機床60%左右的價格。

　　對于機床大修改造業(yè)內(nèi)公司來說仿滔，這不僅為他們的服務(wù)企業(yè)產(chǎn)生巨大社會經(jīng)濟效益崎页，而且也是他們自身生存和發(fā)展的根本動力腰埂。

　　(4)機床大修及數(shù)控化改造的優(yōu)勢是該行業(yè)生存與發(fā)展的有利條件舊機床的大修盐固、翻新掐抢、升級改造與購買新機床相比统扔，具有下列優(yōu)勢：

　∧倏辍①交貨期短。尤其是大型機床和特殊專用機床優(yōu)勢更加明顯疤嘴；

　∽∏洹②性能更穩(wěn)定。各基礎(chǔ)件經(jīng)長期時效楞便，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度；各功能部件經(jīng)長期磨合。功能穩(wěn)定性可靠性好印叁。

　【唷③設(shè)計風(fēng)險小。新機床設(shè)計中帶來的技術(shù)肠虽、方案風(fēng)險在大修改造中幾乎不存在玛追。

　　④可以更充分地體現(xiàn)用戶的意愿韩玩。用戶與維修人員可以依照實際需要和機床長期使用情況陆馁，在大修改造中提出對機床性能找颓、操作與維修等方面的改進(包括增、改)意見励砸，有權(quán)選擇機械零部件、數(shù)控系統(tǒng)等電氣設(shè)備的規(guī)格招蓝、型號、性能等翅拜。

　」痢⑤更有利于使用與維護。由于用戶艰捶、維修人員不僅可以直接參與改造方案的制定，而且可以參與改造的全過程伤主，可以直接獲取各種技術(shù)信息，更深入地掌握機床的結(jié)構(gòu)及性能特點玫氢，從而增強使用與維修的主動能力赛虽。

　《贰⑥可以更快地獲取最新的更實用的備件。

　　⑦節(jié)省大量投資灰殴。

　【刺亍⑧降低投資風(fēng)險牺陶。

　　(5)社會化伟阔、專業(yè)化趨勢是機床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的必由之路舊機床的數(shù)控化改造和翻新不僅僅是當(dāng)前經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌時期必要和重要的行為掰伸，而且是一個企業(yè)長期發(fā)展的戰(zhàn)略措施。

　　當(dāng)前狮鸭，21世紀(jì)知識經(jīng)濟時代歧蕉，我國大多數(shù)企業(yè)正面臨著企業(yè)改制吼季、轉(zhuǎn)軌以進入市場經(jīng)濟，迅速融入國際競爭喝灌。這就需要我們企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)集中全部力量面對這些挑戰(zhàn)嘉栽。企業(yè)集團化和集團內(nèi)部分散網(wǎng)絡(luò)化讳帆、自治性置狠、并行工作的新型組織崇磁、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)黄鳍、敏捷制造技術(shù)、虛擬制造技術(shù)平匈、可持續(xù)制造技術(shù)、綠色制造技術(shù)等等一系列新的技術(shù)理論忍燥，都需要下大力量去研究拧晕，以開發(fā)適銷對路產(chǎn)品厂捞，提高對市場的快速反應(yīng)能力；集中人力队丝、財力靡馁、物力以提高本企業(yè)的市場競爭力，充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢以最快速度創(chuàng)造出盡可能多的價值机久。因此臭墨，企業(yè)自身不可能再像過去計劃經(jīng)濟體制下?lián)碛写蠖木S修隊伍。而設(shè)備維修改造的社會化犯绪、專業(yè)化也就不可避免地成為了大趨勢乐肿。

　　國外機床的改造與翻新是近期發(fā)展起來的一個新興產(chǎn)業(yè)骑失，在先進國家已經(jīng)形成了一定的規(guī)模和市場痰汰。而在我國，這一產(chǎn)業(yè)才剛剛興起绊削，按照應(yīng)具備的條件來衡量還相距甚遠。但是業(yè)內(nèi)有識之士正在努力塑造自己制棉、完善自己裆机，相信不久的將來，一批具備一定條件和一定規(guī)模的機床改造诸晃、翻新的專業(yè)化企業(yè)會成長起來狼憋。

　　二、大修改造方案的選擇

　　此項工作如果能爭得大修改造企業(yè)的技術(shù)支持可能會更好益命、更快些奖瞳。

　　1.前期立項準(zhǔn)備工作

　　(1)技術(shù)可行性分析主要是瞄準(zhǔn)改造目標(biāo)及加工對象，對被改造機床進行結(jié)構(gòu)箕慧、性能服球、精度等技術(shù)現(xiàn)狀的全面分析。其中包括機床原來的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理颠焦；機床的基礎(chǔ)部件和結(jié)構(gòu)件是否仍然完好斩熊；普通機床改為數(shù)控機床，要考察各坐標(biāo)軸的機械傳動結(jié)構(gòu)及導(dǎo)軌副的形式等是否適用伐庭；測量機床目前的各項精度與出廠精度進行對比粉渠，是否存在差距；綜合總結(jié)目前機床存在的一切故障和歷史上出現(xiàn)過的重大故障圾另。針對上述問題霸株，對照改造目標(biāo)和典型工件雕沉，編寫改造任務(wù)書，做到改造后的機床達到一定的先進性和實用性去件。

　　(2)經(jīng)濟可行性分析從實際可操作性出發(fā)列出幾種應(yīng)考慮的情況：從機床自身的價值考慮蘑秽，分析要達到改造目標(biāo)所需投入是否偏高；從該機床在本單位產(chǎn)品制造中的地位和重要程度來分析改造價值箫攀；從該機床的投入產(chǎn)出率估算肠牲，是否能較快收回投資，然后迅速產(chǎn)生較好效益筷穿；機床改造后提高了機床精度厌棵，增加了功能，是否能使本單位產(chǎn)品提高水平牧赚，或者能有利于開發(fā)新產(chǎn)品醇票，從而獲得附加效益。改造資金來源可靠淆膏。

　　(3)選擇機床改造者這是一個很關(guān)鍵的問題速郑。選擇得好，則能順利完成改造任務(wù)肴士，達到改造目標(biāo)溃皮；選擇不好，不僅是機床改造的失敗丸臀，而且浪費了資金和時間熬皮，影響生產(chǎn)。用戶可根據(jù)后面討論的機床改造應(yīng)具備的條件來慎重選擇吉恍。

　　2.技術(shù)方案準(zhǔn)備

　　(1)機械及液壓系統(tǒng)作為機床的最終用戶幽七，廠方必須首先要確認(rèn)，該機床機械及液壓系統(tǒng)的狀況溅呢。如：目前機床的精度澡屡，機械傳動鏈的狀況，絲杠咐旧、導(dǎo)軌的狀況驶鹉，有無重大故障等，以確定機床是大修休偶、項修梁厉。如果是非數(shù)控機床要改為數(shù)控機床辜羊，首先要考慮機械改裝的可行性踏兜，最重要的是導(dǎo)軌的形式及滾珠絲杠的安裝。再有就是機械傳動機構(gòu)的傳動間隙與傳動剛度是否符合數(shù)控機床的要求八秃。

　　(2)電氣系統(tǒng)在做數(shù)控機床改造方案時碱妆，用戶可以根據(jù)機床的狀態(tài)及工藝要求來選擇數(shù)控系統(tǒng)肉盹。其一，是選擇數(shù)控制造廠商疹尾，目前世界上性能及信譽較好的有：西門子(德國)纺榨、發(fā)那科(日本)、三菱(日本)宽酣、NUM(法國)彰怒、FAGOR(西班牙)等。用戶可在詳細(xì)了解上述廠商數(shù)控系統(tǒng)的特點及性能價格比等指標(biāo)的基礎(chǔ)上优麻，與實施改造的工程公司一道凶健，選擇一個比較適合的數(shù)控系統(tǒng)。其二胯绢，是根據(jù)機床的功能要求選擇相應(yīng)控制系統(tǒng)的類型添祈，做到既能滿足機床全部功能要求又不提高標(biāo)準(zhǔn)。

　　我們建議瓦式，在選擇數(shù)控系統(tǒng)方面恒猴，要特別注意：一要盡量向一個著名廠家的型號系列靠攏。這樣既有利于維修和管理幸瓢，也利于備件的購買诉母。千萬不要把企業(yè)的數(shù)控系統(tǒng)搞成萬國牌。二要清楚所選廠家在國內(nèi)的維修服務(wù)狀況冀泻，以免將來后患無窮克锣。

　　數(shù)控系統(tǒng)選定之后，用戶根據(jù)機床實際狀況腔长，決定更換或不更換驅(qū)動系統(tǒng)袭祟。若不更換，則必須確認(rèn)老驅(qū)動系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)是否可以匹配捞附。

　　對于機床測量系統(tǒng)巾乳，目前數(shù)控系統(tǒng)的要求是增量式脈沖編碼輸入，所以老機床所配的感應(yīng)同步尺或旋轉(zhuǎn)變壓器等測量元件均需用增量式脈沖編碼器鸟召、光柵尺代替胆绊。

　　對于外圍電路，改造可采取的方案有兩種：“接口型改造”欧募，即保留外圍繼電器電路压状，只對NC、PLC進行改造跟继，新PLC不參與外圍電路控制种冬，只處理NC所需的指令信號。此方案改造設(shè)計舔糖、調(diào)試工作量較小兢努。另一種是“徹底改造”漂岔，在繼電器邏輯較復(fù)雜，故障率較高贞卜，用戶又能提供清楚邏輯圖的情況下辰想，可用新NC所帶的PLC將外圍電路全部改造，簡化了外圍電路爹嘁，又合理利用了PLC的控制能力远驹。此方案可大大簡化硬件電路，大大提高可靠性项驮，但改造設(shè)計鞋伸、調(diào)試工作量較大。

　　(3)各部分安裝形式的確定其一敏困，控制系統(tǒng)的安裝常見的有懸掛式艰欲、柜式、臺式等莽浴。安裝方式的選定破罐，直接決定各種連接電纜的走線方式和電纜長度，也關(guān)系到操作與維修的方便性橱鹏。其二膜蠢，驅(qū)動系統(tǒng)的安裝，原則上只能采取電氣柜內(nèi)安裝這一種方式莉兰，應(yīng)考慮的因素有通風(fēng)冷卻挑围，電纜走線方式及長度，對其他電器的干擾等糖荒。其三杉辙，電動機的安裝，根據(jù)機床的實際捶朵，確定電動機的安裝方式：①法蘭式蜘矢，②底座式，③帶底座法蘭式综看，再加上軸伸方向品腹、電動機接線盒的位置等，這些由電動機的訂貨輔助參數(shù)確定红碑。其四舞吭，測量系統(tǒng)的安裝，如選擇電動機內(nèi)裝編碼器的結(jié)構(gòu)方式彬界，電動機安裝一確定骚钮，它也就確定了；外裝式需要有彈性聯(lián)軸節(jié)、安裝卡子描琉、電纜走線方向及長度等的考慮躯琐；對于光柵尺偷颜，安裝的問題則應(yīng)重視穴厅，除安裝可行性外，定尺彰派、動尺的安裝配合盹火、安裝精度、溫度影響等均需考慮司终。

　　三哗衫、項目的實施

　　1.施工隊伍的選擇

　　機床大修改造方案設(shè)計的好壞，大修改造成果的優(yōu)劣卧他，除了經(jīng)濟因素外示婉，很大程度上依賴于施工隊伍的素質(zhì)。這是一項很重要的工作胆建，參與項目施工的公司應(yīng)具備下列條件烤低。

　　(1)完整、高效的技術(shù)支持體系關(guān)鍵是人的因素笆载。該公司應(yīng)具備一支包括機械扑馁、電氣、液壓凉驻、工藝工裝等全方位的腻要、具有多年豐富的設(shè)計、制造涝登、裝配雄家、調(diào)試工作經(jīng)驗的工程師隊伍，同時還應(yīng)有一支能打硬仗的現(xiàn)場施工隊伍胀滚。這種工作模式是當(dāng)今市場的經(jīng)濟條件下的流行模式咳短。

　　(2)適應(yīng)市場經(jīng)濟條件下的經(jīng)營管理模式關(guān)鍵還是人的因素。擯棄計劃經(jīng)濟條件下企業(yè)管理中的一切阻礙發(fā)揮每個人積極性的組織形式和管理方法蛛淋，組建起能快速響應(yīng)市場需求的企業(yè)結(jié)構(gòu)咙好，并在市場經(jīng)濟的發(fā)展中不斷改進、完善羊脾，同時還要考慮該公司的規(guī)模命丑、資金狀況等諸多因素。

　　2.硬件定貨

　　經(jīng)過如上的全面考慮认畦，施工隊伍已選定君订，技術(shù)方案的細(xì)節(jié)確定，訂貨清單即可列出。用戶和工程公司可本著相互信任的態(tài)度溪失，從降低成本和保證可靠性兩方面綜合考慮语诈，確定國內(nèi)外定貨清單，并簽訂正式改造合同桃逆。在定貨進行的同時察颅，工程人員即可開始著手進行系統(tǒng)機械大修、項修及電氣軟件編制贫莹、實驗室調(diào)試工作叫质。

　　3.現(xiàn)場調(diào)試

　　這是改造能否成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工程人員在這一階段完成機窗慎、電聯(lián)調(diào)物喷，數(shù)控系統(tǒng)的最終調(diào)試、驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)最佳化調(diào)節(jié)等工作遮斥，并為驗收作準(zhǔn)備峦失。

　　4.試加工驗收

　　通常有兩個內(nèi)容：標(biāo)準(zhǔn)樣件的試切削，按照國際標(biāo)準(zhǔn)术吗，不同類型的機床都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試切削程序尉辑；機床精度的校驗，根據(jù)各廠測量水平的高低藐翎，采用相應(yīng)手段材蹬，有條件的用戶可采用激光干涉儀進行測量，這樣機床位置測量系統(tǒng)的補償可采用得到的數(shù)據(jù)吝镣，從而提高機床精度堤器。

　　5.資料、培訓(xùn)及保修

　　在驗收工作結(jié)束之后末贾，還需要進行技術(shù)資料整理闸溃、歸檔并提供給用戶，還要對用戶進行技術(shù)培訓(xùn)及保修工作拱撵。

　　舊機床的數(shù)控化改造事業(yè)方興未艾啥诈，在我國目前形勢下將大批故障機床尤其是一大批進口的數(shù)控機床、精密機床和二手設(shè)備進行改造卑绢、升級专稼，以較小的投入盡快使這些設(shè)備在經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮效能、創(chuàng)造效益蛮嘹，的確是許多企業(yè)的一項不可忽視的課題缰嘴。

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