数控机床改造方案分析
- 2012/9/11 14:16:361898
一、机床数控化改造与更新的性价比分析
旧机床在数控化改造前，应调查市场上同性能的数控机床的价格。对二者价格进行对比的同时还应考虑供货时间。对于价格不高的小型数控车、铣床，建议更新购置新机床，不进行旧机床改造。因为二者费用相差不多，节省资金较少，机床改造时间约为2个月。对于小型数控车、铣床，机床厂家一般都有现货。对于大型、价格较高的机床进行数控改造是较佳地选择，不仅可以节省较多资金，还可以缩短购置时间。例如，一台工作台面尺寸为2000x1800mm，三轴联动，60把刀具的卧式加工中心对照如下。
二、对需改造的机床进行现状调查
数控机床近几年发展迅速，不是所有的旧机床都适合进行数控改造，对需改造的机床要进行全面地了解。下面我们就来分析一下，在数控机床的发展现状是怎样的？
（1）高速高精与多轴加工成为数控机床的主流，纳米控制已经成为高速高精加工的潮流。
（2）多任务和多轴加工数控机床越来越多地应用到能源、航空航天等行业。
（3）机床与机器人的集成应用日趋普及，且结构形式多样化，应用范围扩大化，运动速度高速化，多传感器融合技术实用化，控制功能智能化，多机器人协同普及化。
（4）智能化加工与监测功能不断扩充，车间的加工监测与管理可实时获取机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床的状态，提前进行相关的维护，避免事故的发生，减少机床的故障率，提高机床的利用率。
（5）新的机床误差检测与补偿技术能够在较短的时间内完成对机床的补偿测量，与传统的激光干涉仪相比，对机床误差的补偿精度能够提高3～4倍，同时效率得到大幅度提升。
（6）新的CAD/CAM技术为多轴多任务数控机床的加工提供了强有力的支持，可以大幅度提高加工效率。
（7）刀具技术发展迅速，众多刀具的设计涵盖了整个加工过程，并且新型刀具能够满足平稳加工以及抗振性能的要求。
对机床的机械系统要进行测绘做出正确判断，良好的机械性能是机床数控化改造成功的基础条件，否则，再好的数控系统也无法发挥其应有的性能。因此，在机床数控改造前应对机床进行机械精度的检测，发现问题可以在机床改造实施过程中进行修复。若机床机械系统存在较多问题，如旧机床在机械结构设计、制造时存在缺陷，机床数控改造就不会有太大的意义。
旧机床电气系统由于元器件老化故障不断，是机床改造的重点工作。要了解旧机床数控系统厂家型号，控制轴的数量，主轴、进给轴驱动配置，主轴电机的功率、进给轴电机的扭矩等。
检查随机技术资料是否完整齐备，完整的技术资料可缩短机床改造的技术准备时间。其中电气原理图、PLC程序、机床维护手册、液压、气动、润滑原理图、机械装配图等，我们都要仔细研究。特别要注意的是技术资料提供的内容可能有误，与机床实物不符。这是由于有的机床厂家提供的是系列型号的通用图纸，个别机床的电气硬件改动未在电气资料上标明，这就要求我们一定要对照机床实物，认真核对避免失误。
三、机床数控改造方案的确定
在对机床测绘的基础上，根据用户的要求，确定总体机床改造方案。
1、数控系统的改造方案
机床的改造，首先就是数控系统的改造，根据机床的现有控制等级、工件加工要求、企业资金状况，选择相应的低、中、次的数控系统。金模网CEO罗百辉认为，选择数控系统时需要考虑主流厂家产品，例如，国外数控系统可选择FANUC、西门子系统等，国内数控系统可选择华中、凯恩帝系统等。还应尽可能与机床用户现有其它数控机床的数控系统选择一致，这样做的好处是便于维修人员日常维修机床；较集中的数控系统也便于缩减备件种类。
数控系统选择时以实用为原则，没必要为追求高一档次而浪费资金。
2、主轴伺服系统的改造方案
旧的数控机床主轴控制一般采用直流伺服或交流模拟伺服驱动系统（一般是 /-10V的模拟信号）。根据使用需求，可以不保留原驱动装置和主轴电机，采用交流数字伺服驱动系统替代或采用变频器控制。也可保留原驱动系统，如状态良好的交流模拟伺服驱动系统；直流伺服驱动系统可保留状态良好的直流电机，使用新的直流伺服控制装置替代老的驱动装置。
3、进给伺服系统的改造方案
同主轴伺服系统的改造方案类似，根据使用需求，可以不保留原驱动装置和电机，采用交流数字伺服驱动系统替代；也可保留原驱动系统，如状态良好的交流模拟伺服驱动系统。
4、闭环控制检测装置的改造方案
对于旧机床的感应同步器/尺，可用圆光栅和光栅尺加以替代，选型时注意检测元件与系统之间接口信号的一致性，方波信号或电压信号。若保留老的电流信号的光栅尺，则需加装电流信号到电压信号的转换装置，才能与新系统匹配，因为新系统大多不支持电流信号。