数控机床主传动系统优化设计及数控技术改造(2)

６、机床数控化改造的内容及特点

１）、机床数控化改造的内容

机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点：

①恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；

②翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的ＣＮＣ系统以最新ＣＮＣ进行更新；

③技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

２）、机床数控化改造的特点

①减少投资额、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，只花新机床购置费用的１／３，交货期短。但有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱，往往改造成本提高２～３倍，与购置新机床相比，只能节省投资５０％左右。

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②机械性能稳定可靠，结构受限

所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，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．但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。

③熟悉了解设备、便于操作维修

购买新设备时，不了解新设备是否能满足其加工要求。改造则不然，可以精确地计算出机床的加工能力；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可充分利用现有的条件

可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。

⑤可以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的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。

１．２数控机床主传动系统优化设计及数控技术改造还有的问题及不足

数控机床主传动系统设计是一个比较复杂的问题，设计机床主传动系统时，要在给定的工作条件及设计要求下，确定传动功率、主轴速度范围、公比、级数等相关参数。在确定以上参数后，可以有许多不同的传动方案，有多种转速图，他们之中自然有优劣之分，按常规方法设计时，因需要进行大量反复、繁琐的计算，只能对几种方案进行计算和比较，要找到最佳结果是比较困难的。以往对机床主传动系统的优化设计，大多是在给定了设计方案的前提下对参数进行优化，而未进行传动方案的优化决策，传动方案的优化是进一步设计的前提，直接影响着设计结果。

主轴组件是机床主要部件之一．它的性能，对整机性能有很大的影响。主轴直接承受切削力，转速范围很大，所以对主轴组件的主要性能提出很高要求。有些数控机床未进行优化设计，主轴的结构及主轴轴承的选用不当，造成工作一段时间后，主轴回转误差超差，不仅影响工件的加工质量，还会破坏齿轮、轴承的正常工作条件，使其加快磨损，降低精度。

由于电子技术的飞速发展，单纯机械技术的附加值含量越来越少，而微电子技术的附加值含量却越来越多。随着年代的发展，这种趋势还将增加。一些企业也因此过分强调了电子技术的作用，而忽视了机械技术。数控机床是机电一体化技术的代表产品，是机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术有机结合的产物。

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因此，片面强调－ｆｌ技术，而忽略另－Ｎ技术是非常错误的。

在数控机床改造中，一些企业只委托数控系统生产厂商改造系统，而对机械部分不愿投资。造成旧机床配上了先进的数控系统，但机床原有的机械问题没有解决，机电配合也不好，往往不能达到预期的效果。

在数控系统选择上，一些企业不考虑投资的有效性，片面追求名牌、先进、高档、功能全的，造成了不必要的浪费；一些企业贪图便宜，选择不知名的系统，可靠性差，售后服务也没有保障，使机床根本无法正常使用，造成了投资失败。

１．３论文研究的目的和意义

工业发达国家的军、民机械工业，在７０年代末、８０年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是采用信息技术对传统产业（包括军、民机械工业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、ＦＭＣ、ＦＭＳ外，还包括在产品开发中推行ｃＡＤ、ＣＡＥ、ＣＡＭ、虚拟制造以及在生产管理中推行ＭＩＳ（管理信息系统）、ＣｌＭＳ等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后２０年。

我国的经济还不发达，广泛推广数控机床的最大障碍是设备的初始投资大。同购置新机床相比，数控技术改造一般可以节省６０％～８０％的费用，特别是大型、特殊机床尤其明显。由于数控机床本身的复杂性，如果不掌握维修技术，要花费昂贵的维修费用，有时不能及时排除设备故障。这将会在一定程度上影响机床的利用率，增加综合生产费用。

通过对数控机床主传动系统的优化设计和数控技术改造的研究，为数控机床的机电维修提供有力支持。对一台保加利亚卧式加工中，已，ＮＣ８００数控技术改造的实施，优化设计了主传动系统，改造了数控系统，对数控技术的广泛应用和推广数控机床的改造有着深远意义。

１．４研究的基本方法及思路

一对数控机床主传动系统优化设计及数控技术改造进行研究，并采用机械和电气改造相结合的原则，对一台保加利亚卧式加工中心ＮＣ８００进行数控技术改造。

其中主要步骤的简要介绍如下：

１）运用优化设计理论，对数控机床主传动系统进行优化设计，找出最佳方案。２）对原机床进行全面检查，查出原机床机械、液压、润滑、清洁等方面存在的

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问题。能修复的修复；磨损的备件进行更换；原机床存在缺陷或没有资料的，进行改进设计。

３）对机床几何精度作一次改前的测量，对超差项目进行调整或修理，恢复机床精度。

４）数控系统改造。在选择数控系统方面，要特别注意：一要尽量向一个著名厂家的型号系列靠拢。这样既有利于维修和管理，也有利于备件的购买。千万不要把企业的数控系统搞成万国牌。二要清楚所选厂家在国内的维修服务状况，以免将来后患无穷。

５）试车。按照试车要求小心试车，避免发生意外，确保改造的成功。

６）验收。通过机床精度和性能验收、试件切削验收以及图纸、资料验收，确认改造是否达到技术要求。６

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江苏大学Ｔ稃硕士学位论文

第二章数控机床主传动系统的优化设计理论分析

２．１数控机床的主传动系统“¨，

机床主轴要求的功率特性和扭矩特性：以计算转速ｎ，为分晃，从ｎ。至最高转速ｎ一。的区域为恒功率区，在该区域内，任意转速下主轴都可输出额定的功率，最大转矩则随主轴转速的下降而上升。从最低转速皿。至ｎ。的区域为恒转矩区，在该区域内，最大转矩不再随转速下降而上升，任何转速下可能提供的转矩都不能超过计算转速下的转矩，这个转矩就是机床主轴的最大转矩￣ｌ。 …… 此处隐藏：2152字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……