吉萍萍

【摘 要】在数控机床日益普及的今天，普通机床的数控化改造技术得到了前所未有的发展和重视，在大环境的促使下和为了学校今后的数控机床改造实训技术的发展。本文以ZJK7532-A普通铣床为对象进行了普通机床数控化改造的技术研究论述，主要对ZJK7532-A普通铣床的主轴旋转装置和工作台的进给运动装置进行了必要的更新改造，使得机床的自动化控制水平、运动性能和加工精度有了显著的提升。

【关键词】数控化改造 普通铣床 数控系统配置调试

1 机床数控化改造的趋势

随着机床以及技术的不断进步，机床改造是个"永恒"的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生（Remanufacturing）业；在日本，机床改造业称为机床改装（Retrofitting）业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。

2机床数控化改造技术

2.1 机床数控化改造的优越性

（1）机床数控化改造可以提高零件的加工精度和生产效率。

（2）机床数控化改造可以提高机床的性能和质量。

（3）机床数控化改造后可以实现加工的柔性自动化，效率可以比传统机床提高3～7倍。

（4）可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运，降低工件的定位误差。

（5）拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自检功能，更好地调节了机床加工状态。

2.2机床数控化改造设计方案

（1）恢复原功能，对机床存在的故障部分进行诊断并恢复；（2）将普通机床NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床；（3）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；（4）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。

3 铣床数控化改造的内容

3.1 技术可行性分析

本次改造的机床型号为ZJK7532-A立式铣床，通过对被改造机床的结构性能精度等进行全面分析，该机床的基础部件和结构件完好。现要将其主轴升降和工作台的X Y 轴的进给运动改为数控系统控制，实现三轴同步驱动，并将铣床的主轴改为交流伺服电机驱动。

3.2 改造设计主要内容

（1）将机床的原主轴调速改为由交流伺服电机驱动的无级调速方式。（2）保留机床工作台X、Y 轴进给系统，将滑动丝杆副换为滚珠丝杠副，X、Y轴的运动由交流伺服电机驱动。（3）主轴升降垂直进给运动，拆去锥齿轮副及丝杆副更换成滚珠丝杆副，设计并安装减速箱，将电机安装在减速箱的偏套上。

4 铣床数控化改造的方法

4.1铣床数控化改造数控系统的选配

目前，市场上可供选择的数控系统类型很多，在经济能力许可的情况下，尽量选用名牌产品。根据在市场上的调研和数控系统的选择原则，在此次铣床数控化改造中首先考虑选用的是FANUC和SIEMENS的数控系统。

4.2 数控装置的配置与安装

数控装置是数控机床的核心，经过数控装置的系统软件对代码进行处理后，输出相应的指令脉冲，这些控制信号中最基本的信号，是经过插补运算后的各坐标的进给速度、进给方向和位移量指令。从自动控制的角度来看，CNC装置是一种位置控制系统，其本质上是以机床各运动轴的位移量为控制对象，并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统 。

另外，为了保证零件的正常加工，还必需对机床的一些辅助运动实现自动控制.因此，在数控装置与机床之间还有强电控制装置，其主要作用是接受数控装置输出的主运动变速、刀具选择、交换、各辅助装置等动作的指令信号经过必要的编译，逻辑判断，功率放大后直接驱动相应的电器，液压及机械部件。以完成指令规定的动作。执行这些动作的开关信号也要经由强电控制装置送数控装置进行处理。

4.3 FANUC数控系统连接与调试

（1）系统功能参数：这些参数是订货时用户选择的功能，系统出厂时FANUC已经设好。0i不必设置，机床出厂时，必须将系统功能参数表交给机床用户。

（2）进给伺服初始化：将各进给轴使用的电动机控制参数调入RAM区并根据丝杠螺距和电动机与丝杠间的变速比配置CMR和DMR。设参数SVS，使显示器画面显示伺服设定屏（Servo Set0）。

（3）设定伺服参0i系统 #1001至 #1007的有关参数。这些是控制进给运动的参数，包括：位置增益、G00的速度、F的允许值、移动时允许的最大跟随误差、停止时允许的最大误差、加/减速时间常数等。

（4）主轴电动机的初始化：设定初始化位和电动机的代码。只有FANUC主轴电动机才执行此项操作。

（5）设定主轴控制的参数：设定各换挡档次的主轴最高转速、换挡方法、主轴定向或定位的参数、模拟主轴的零漂补偿参数等。上述参数设定好后应关机，重新启动。此时显示器任显示#408或#750等报警，这是因为主轴控制尚未编制梯形图。

（6）设定系统和机床的其他有关参数：参数意义见说明书。

（7）编制梯形图，调机要想主轴电动机转动，必须把控制指令送到主轴电动机的驱动器。

5 结语

综上所述，机床数控化的改造技术已经在各个行业中得到了极为广泛的利用，给企业生产带来了更高的效率和更多的产品利润，但是我们不能止步不前，我们需要不断研究机床数控化技术，将其中的缺点全部弥补，使得这项技术能够不断的完善，并且为工业生产带来更高的效益，为我国的工业技术进步做出了巨大的贡献。

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