【正文】 機(jī)床的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)于X5040銑床機(jī)械部分改造的內(nèi)容如下：(1)導(dǎo)軌與絲杠。1．3課題研究的主要內(nèi)容機(jī)械部分改造。主軸轉(zhuǎn)速1 8級(jí)【131。X／Y／Z向交流伺服電機(jī)精度為0．005／0．005／0．01mm／step定位精度0．015mm；重復(fù)定位精度0．01mm。因此用戶提出如下改造技術(shù)要求：滿足加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求較高，批量較小的零件，使機(jī)床具備加工任意圓弧和凸輪曲面的功能。山于使用了很長時(shí)問，因此在效率越來越高的現(xiàn)代化‘L產(chǎn)中已嚴(yán)重受到制約，不能滿足加工需求。本部分還有RS232通信接口與外設(shè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)，保證信息的傳輸。數(shù)控部分在控制電路中采用了高速處理器及計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高速度、高可靠性的目標(biāo)。強(qiáng)電由電機(jī)控制豐軸、銑頭、泵、潤滑系統(tǒng)等，通過傳動(dòng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各級(jí)轉(zhuǎn)速的調(diào)整。數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)數(shù)控銑床一般有三大部分組成，即機(jī)械部分、電氣部分及數(shù)控部分等。伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括主軸驅(qū)動(dòng)單元，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元、主軸電動(dòng)機(jī)及進(jìn)給電動(dòng)機(jī)等。伺服機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行兩部分。根據(jù)數(shù)控加工的原理，可知數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成框圖1．1所示。數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，數(shù)控裝置每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給脈沖指令，工作臺(tái)就移動(dòng)一個(gè)相應(yīng)的距離，這個(gè)距離稱為脈沖當(dāng)量。它即可以加工直線和圓弧，也可加工出各種復(fù)雜的曲面。又如，當(dāng)采用其他方式恢復(fù)主軸回轉(zhuǎn)錐度有困難時(shí)，國內(nèi)現(xiàn)己有多家專業(yè)工廠從事將主軸軸承改造為靜壓或動(dòng)靜壓軸承的業(yè)務(wù)；現(xiàn)己有專業(yè)的潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、防護(hù)件生產(chǎn)廠；北京機(jī)床研究所已專業(yè)化生產(chǎn)加工中心的刀庫和機(jī)械手；洛陽軸承研究所為北京第一機(jī)床廠和南通機(jī)床廠配套電主軸部件，不僅將電動(dòng)機(jī)和主軸制成一體，而且主軸內(nèi)還包含了自動(dòng)央緊和松開刀柄的機(jī)構(gòu)，某些舊機(jī)床改造時(shí)，可以用電主軸部件來替代原來的主軸等這些例子，說明有一大批社會(huì)資源，因此可根據(jù)技術(shù)更新的發(fā)展速度，及時(shí)地采用最新技術(shù)，提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改成當(dāng)今高水平、高效率的機(jī)床.1．1．3數(shù)控技術(shù)概述數(shù)控Nr原理在數(shù)控機(jī)床上，工件加工的全過程是由數(shù)字指令控制的，在加工前要用制定的數(shù)字代碼按照工件圖樣編制出程序，編成數(shù)控程序，輸入到數(shù)控機(jī)床中，使之按指令自動(dòng)工作。這種塑料導(dǎo)軌帶和粘結(jié)劑，國內(nèi)己有多家廠生產(chǎn)，可敞開供應(yīng)。(6)可及時(shí)采用最新技術(shù)、充分利用社會(huì)資源由于技術(shù)進(jìn)步和我國機(jī)床功能部件專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前已有眾多的社會(huì)資源來支持機(jī)械方面的改造。如向機(jī)床制造廠提出特殊訂貨，增加某些專用功能，往往費(fèi)用大、交貨期長。以加工中心為例子，工藝裝備的費(fèi)用一般要占整個(gè)機(jī)床售價(jià)的10％以上。這樣，既可在數(shù)控改造過程中，培養(yǎng)提高相關(guān)人員的數(shù)控技術(shù)水平和有關(guān)專業(yè)知識(shí)，又便于合理選擇更換原機(jī)床設(shè)備中的部份元器件，更主要的通過改造，大大提高了企業(yè)自身對(duì)數(shù)控機(jī)床維修的技術(shù)力量，并且也大大縮短了對(duì)數(shù)控機(jī)床在操作使用和維修方面的培訓(xùn)時(shí)間，機(jī)床一旦改造調(diào)試完畢，就可很快投入正常全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，見效甚快。改造則不然，由于舊設(shè)備已多年使用，機(jī)床操作者和維修人員已對(duì)其機(jī)械性能和結(jié)構(gòu)了解透徹，對(duì)機(jī)床的加工能力能較準(zhǔn)確地估算。但舊機(jī)床的改造，由于受到原機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改進(jìn)。而鑄鐵件年代久，自然時(shí)效愈充分，內(nèi)應(yīng)力的消除使得精度比新鑄件更穩(wěn)定。但有些特殊情況，如高速主軸、刀具自動(dòng)交換裝置、托盤自動(dòng)交換裝置的制作與安裝等過于費(fèi)工、費(fèi)錢，往往使改造成本提高2．3倍，與購置新機(jī)床相比，只能節(jié)省投資50％左右。特別是大型、特殊機(jī)床尤其明顯。我國的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新行業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大限工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工程公司、野琦工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。美國得寶公司己在中國開辦公司。在美國，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生 (Remanufacturing)業(yè)。即使在發(fā)達(dá)的工業(yè)幽家，在大量制造數(shù)控機(jī)床的同時(shí)，也在組建維修改造專業(yè)公司，專門從事舊機(jī)床的維修和數(shù)控化改造，尤其在美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家機(jī)床工業(yè)處于不景氣的今天，它們的機(jī)床改造卻是作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)，生意盎然，處在黃金時(shí)代。提高機(jī)床數(shù)控化率有兩個(gè)途徑：一是購買新的數(shù)控機(jī)床；二是對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造。采用先進(jìn)的工藝設(shè)備，包括采用數(shù)控機(jī)床，已顯得越來越重要。因此，我國機(jī)械制造水平與發(fā)達(dá)國家相比差距很大，設(shè)備陳舊，技術(shù)水平落后，嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)力的發(fā)展。1．1．2國內(nèi)、外機(jī)床數(shù)控化改造的現(xiàn)狀隨著科學(xué)生產(chǎn)力的發(fā)展，機(jī)床設(shè)備數(shù)控化率的提高已是衡量一個(gè)國家機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。改造舊機(jī)床是一項(xiàng)高新技術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)大，承擔(dān)者必須具備比較全面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，不僅要熟悉各種類型的機(jī)床和不同類型的數(shù)控及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，還要熟悉用戶的使用要求和機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)。國外舊機(jī)床改造費(fèi)用大約為同類型新機(jī)床價(jià)格的60％，盡管費(fèi)用較高，但由于機(jī)床改造后使用效果好，所以仍然受到機(jī)床用戶的歡迎。因此，加快設(shè)備更新和改造，以提高企業(yè)在國內(nèi)、外市場(chǎng)的競爭力，是企業(yè)的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略任務(wù)。1．1．1課題研究的目的、意義眾所周知，設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)經(jīng)營目標(biāo)的物質(zhì)基礎(chǔ)，設(shè)備的技術(shù)性能和技術(shù)狀況的好壞，直接影響到企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，其水平高低和數(shù)控機(jī)床擁有量多少是衡量一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志12J。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；數(shù)控化改造；數(shù)控系統(tǒng) AbstraotThe number of machine tools is thirty eight thousands in China now days， among which，eleven thousands are the numerical control ones．The rate ofnumerical control is not up to 3％．far less than 50％in the developed countries． The modification of non—numerical machine tools is of great importance in thedevelopment of MSEs in manufacturing sector．This project was focused on the modification of milling machine typedX5040．The process Was as follow：1．Modification of mechanical partsAfter the analysis of structure，motion and parameters of the machine inquestion，the headstock was remained，the transmission elements of feed box wascancelled and replaced with AC servo motor．The ways were grinding andscraping．a(chǎn)nd the lead screw was replaced、th ball screw．2．Selection of numerical control systemCompared with ratio of performance and cost in this country and abroad，thenumerical control system was selected called DTM5T．3．Modification of electrical appliancesThe spindle motor Was replaced with AC servo motor dynamo for widervelocity modulation．With step motor and selected PLC program，the electricalcontrol Was carried out．4．Measurements and specimen—machiningThe static and geometrical precisions were tested with this milling tool，andthe standard specimen Was machined．With the measurements of specimen bymeans of three．dimensional coordinates test machine，the test results shown thatthe requirements of modification were reached．Key words：NC machine tool；modification of machine tool；NC system第1章緒論1．1機(jī)床數(shù)控技術(shù)概述機(jī)床數(shù)控技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種機(jī)床自動(dòng)控制技術(shù)。機(jī)床改造后，對(duì)機(jī)床靜態(tài)的幾何精度進(jìn)行檢測(cè)；通過標(biāo)準(zhǔn)樣件的試加工，利用三坐標(biāo)儀對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，從而來檢查機(jī)床的工作精度。通過各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定和PLC程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)床電氣控制。電氣部分改造。數(shù)控系統(tǒng)選擇。通過對(duì)機(jī)床各部分結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及參數(shù)的分析，確定了機(jī)械部分改造方案。針對(duì)某廠X5040型普通銑床數(shù)控化改造項(xiàng)目，提出了該機(jī)床數(shù)控化改造的方案并實(shí)施了改造。摘要我國目前的機(jī)床總量約為380萬臺(tái)，而且其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)約為11萬臺(tái)，數(shù)控化率不到3％，與國際上數(shù)控化率50％相差甚遠(yuǎn)。因此，機(jī)床數(shù)控化改造對(duì)于我國制造業(yè)信息化是很有必要性的。完成的主要工作如下：機(jī)械部分改造。保留原機(jī)床主軸箱，取消進(jìn)給箱的傳動(dòng)裝置，改為用交流伺服電機(jī)代替；導(dǎo)軌進(jìn)行打磨、刮研；絲杠改為滾珠絲杠。通過對(duì)國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的比較，遵從性價(jià)比高、綜合成本低的原則，最后確定采用國產(chǎn)DTM．5T數(shù)控系統(tǒng)。電氣部分分別對(duì)強(qiáng)電和弱電進(jìn)行了改造，將主軸電機(jī)更換為交流伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)寬的調(diào)速范圍；進(jìn)給部分增加交流伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化控制。