机床数控化改造技术论文

机床数控化改造技术论文（共8篇）

机床数控化改造技术论文 篇1

(1) 确定改造方案

对改造对象进行全面检查，明确改造目标和改造后机床用途，确定改造方案。

普通机床数控化改造总体步骤如图1 所示。

对于旧数控机床的升级改造，机械系统改造较少，主要是电气控制系统的升级改造，以改变系统老化、备件匮乏带来的故障率高、维修周期长的问题。

(2) 机械系统的改造

普通机床机械系统改造项目多，如图2 所示。

如普通机床往往在铸铁床身上直接加工出导轨，长时间使用出现磨损，影响加工精度，为提高其耐磨性和动、静刚度，可以改造为采用轴承钢淬硬制成导轨，粘贴紧固到铸铁床身上，而后再对粘贴好的导轨进行磨削;改变普通机床繁琐的传动链，采用步进、DC或AC 伺服电动机结合滚珠丝杠副的传动形式，使传动链大大缩短;增加自动换刀装置; 增加分度工作台、回转工作台等辅助功能部件等。

对于旧数控机床的升级改造，如果机械部件性能良好，液压系统、冷却系统、润滑系统等辅助部件性能也都正常，除对机械部件做除锈和清洁保养外，无需做大的更换和修复。

(3) 数控系统的选型和设计

无论普通机床的数控化改造，或是旧数控机床的升级改造，数控系统的选型、设计和安装都是至关重要的核心步骤。

旧数控机床系统较多采用: SINUM ERIK7，3，8，850 /880，810; FANUC 7，6，3。

目前，多数早期型号的数控系统的电气备件已经停止供货，改造时，基本不考虑保留老系统，而是根据机床的现状、产品生产要求、企业资金状况，选择相应的低、中、高档数控系统。

如图3 所示，如果追求品质优越、稳定的数控系统，可选择国外知名品牌的数控系统;国内数控系统也具有性价比高、维修使用成本低的优势，在选用时，建议根据企业所在地区选用。

旧数控系统大部分带有老型号的PLC 逻辑控制系统，在数控系统改造过程中，要考虑新老系统替换时的差别，对PLC 部分输入输出点的数量和性质作出比较精确的估算。

对于外围电路的改造，可采取的方案有两种: ①“接口型改造”，即保留外围继电器电路，只对NC、PLC 进行改造，新PLC 不参与外围电路控制，只处理NC 所需的指令信号。

此方案改造设计、调试工作量较小;② “彻底改造”，在继电器逻辑较复杂、故障率较高、用户又能提供清楚逻辑图的情况下，可用新NC 所带的PLC 将外围电路全部改造，简化了外围电路，又合理利用了PLC 的控制能力。

此方案可大大简化硬件电路，提高可靠性，但改造设计、调试工作量较大。

对于数控系统的改造，还应注意:①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，又利于备件的购买，千万不要把企业的数控系统搞成“万国牌”。

②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。

(4) 伺服驱动系统的选型和设计

如图4 所示，伺服驱动系统的选型和设计主要包括: 主轴伺服系统和进给伺服系统电动机的选择以及配套电机驱动器和主轴变频器的选择。

对于电机驱动器，可选择与数控系统配套的驱动器，如FANUC 本身开发了集成程度很高的多轴驱动器，也可选择市面上的其他品牌驱动器。

在改造过程中，对于状态良好、价值很高的老伺服系统，可采取保留驱动装置和电机的方案，也可采取只保留功率大、价格贵、安装麻烦、状况良好的电机，而更换为新型驱动装置，若保留，还要考虑老伺服系统是否与新数控系统匹配的问题。

(5) 机床测量系统的选型和设计

对于机床测量系统，目前数控系统的要求是增量式脉冲编码输入，所以旧机床所配的感应同步尺或旋转变压器等测量元件均需用增量式脉冲编码器、光栅尺代替。

具体方案是: 旋转变压器基本不能保留，可以采用新型旋转编码器替代; 感应同步器/尺的情况略微复杂，能改掉尽量改掉，用新型HEIDENHAIN光栅尺和圆光栅替代，但在某些场合，如精密转台，会遇到新的圆光栅不能安装的问题，西门子为此提供了感应同步器/尺信号到新系统的转换装置，但该装置价格昂贵，尽量不要选用。

(6) 电柜设计

电柜设计包括的内容如图5 所示。

此外，在旧数控机床的升级改造中，还应遵循以下原则：一是进口数控机床电气柜以及柜内的元器件即使使用了若干年，状态仍会优于国内甚至合资品牌的元器件，所以，改造高档进口数控机床，不建议做大拆大改; 如果电气柜状态比较差，全套更换，在资金允许的情况下，要尽量选择知名品牌。

在改造方案确定初期，就要根据电气改造方案测定所需的电缆长度，凡与数控驱动测量系统直接相关的电缆，只选择原装电缆;但大型主轴电机的电力电缆价格过于昂贵，改造时不考虑原装电缆。

(7) 参数设计及设置

根据改造方案，查阅数控系统、变频器、伺服驱动器说明书，依据机床设计性能，设计、设置、匹配参数。

如图6 示。

(8) 机电联调和精度控制

这是改造能否成功的关键环节。

工程人员在这一阶段完成机电联调、数控系统的最终调试、驱动系统的参数最佳化调节等工作，并为验收做准备。

验收主要包括两项内容：①按照国际标准，不同类型的机床相应的标准试切削程序，进行标准样件试切削; ②对机床精度进行检验，可采用激光干涉仪进行测量，机床位置测量系统的补偿可采用得到的数据，从而提高机床精度。

3 总结

现代制造技术快速发展，高速电主轴、直线滚动导轨、直线电动机、大容量刀库、虚拟技术等广泛应用在数控机床上，机床功能越来越复杂，5 轴加工中心、复合加工设备( 如车、铣、磨集成) 、特种加工设备( 激光、真空电子束、喷涂) 等越来越多。

研究、探索这些数控设备性能特点，在其正常工作阶段充分利用，通过合理的数控改造进一步挖掘其价值，提高设备可靠性，减少维护费用，是随着国内制造业的升级而不断深入的研究课题。

参考文献:

[1]李猛.机床数控技术[M].北京: 北京航空航天大学出版社,.

[2]李猛.数控机床与编程[M].北京: 北京大学出版社,2009.

[3]陈吉红.数控机床电气控制[M].武汉:华中科技出版社,.

[4]李皓.17 m 龙门移动式镗铣加工中心技术改造[J].中国设备工程,( 9) : 56-57.

机床数控化改造技术论文 篇2

我国企业现有金属切削机床378万台, 其中92%为普通机床。与制造技术领先的数控机床相比, 劳动生产率低、加工质量不稳定、劳动强度大已经成为影响企业经济效益提高的主要障碍之一。我国旧机床数控化改造市场潜力很大, 但国内企业对机床数控化改造技术问题研究还很不成熟, 本人结合数控改造工作实践再做探讨。

1 普通机床数控化改造应具备的条件

并不是所有的普通机床都适合于改装成数控机床, 衡量是否适合的主要标准是产品加工的适用性、机床现有状况、以及数控改造的经济性。

1.1 产品加工的适用性

一般来说, 数控机床在大批量复杂机械零件的精加工中才会表现出其巨大的生产力价值。航空工业、军工企业、汽车和机车配件制造业等行业更有助于产品加工质量的提高;车床、铣床数控化改造更有助于劳动生产率的提高;轴类曲线轮廓零件、平面非规则零件、特型零件的数控应用会完成普通机床难以完成或无法完成的机械加工。各企业在旧机床数控化改造前首先要研究其主导产品的加工适用性。

1.2 机床现有状况

普通机床数控改造时将保留原有床身结构不变, 所以要求机座、导轨等部件状况基本完好。数控机床属于高精度机床, 工件的移动或刀具移动的位置精度要求很高, 一般在0.001~0.005mm之内, 高的定位精度和运动精度要求机床基础件具有很高的进给刚度和运动刚度, 基础件不稳定, 受力后容易变形的机床都不适于改造。

1.3 数控改造的经济性

普通机床数控改造一般分为两部分进行:一是维修机械部分, 更换或修理已磨损的零件, 调试大型基础零件, 恢复或提高机床的精度和性能, 必要时增加一些新的功能;另一方面是应用新的数控系统来代替原有系统。改造的费用也是由此两部分组成, 机械部分改造费用与原有零部件利用率多少有关, 数控系统的价格方面进口系统和国产系统差异很大, 选用Siemens、Fanuc还是广州数控、华中数控系统, 要根据企业具体情况决定。若机床数控改造的费用仅为同类规格设备价格的30%以下, 则该机床数控改造在经济上才合算。由于各类机床技术成熟差异较大, 从经济效果考虑, 车床、铣床及专用机床最适于数控改造。本文以数控车床为例进行改造技术探讨。

2 普通车床数控化改造实践

不同机床数控改造的项目及技术要求差别较大, 同类机床由于改造的精度要求不同也存在差异, 普通车床数控化改造技术是机床数控化改造中最基本、也是较为简单的一种, 主要体现为改造项目少、原理直观易懂、效果明显、易于实施。在参与普通车床的经济型数控改造实践基础上, 现对数控化改造实践中的几个基本问题做简单介绍。

2.1 数字控制系统配置

进口数控系统有日本Fanuc系统、德国Siemens系统、美国MCS-8051系统等, 国产数控系统主要有华中数控系统、广州数控系统等。这些数控系统均具有直线插补、圆弧插补、车公/英制螺纹、刀具补偿、间隙补偿、刀具自动转位等功能, 性能稳定、价钱适中。操作面板简单直观, 主要有启动键、暂停键、单段/连续开关、连续进给键、急停键、键盘、显示屏等。不但控制弱电, 对主轴变速、刀架转位、主轴启停与换向及其它一些辅助性动作也能通过指令控制。

2.2 滚珠丝杠螺母副改造

普通车床的进给丝杠都是滑动丝杠, 即丝杠与螺母之间的磨擦为滑动磨擦。为了更好的消除丝杠与螺母之间的转动间隙, 保证机床的加工精度, 需要将原机床的滑动丝杠螺母副改换成滚珠丝杠螺母副。此项改造不属于必改项, 对机床精度要求不高时可以通过预紧原螺母的方法消除转动间隙。

2.3 步进电机选用

车床进给传动部分改造一般是拆除原机床的机械传动机构, 用步进电机经齿轮或同步带机构, 减速驱动丝杠, 带动刀架纵向或横向移动。纵向步进电机固定在床身上, 横向步进电机固定在床鞍上。

2.4 减速驱动机构

机床改造中在步进电机和丝杠传动副之间装有减速机构, 其主要目的是为了得到所需的脉冲当量和增大驱动力矩, 一般采用齿轮传动机构或同步带传动机构。此项改造不属于必改项, 在步进电机的转矩足够大, 且结构许可的情况下, 也可以不用减速驱动机构, 由步进电机直接与丝杠副相连。

2.5 自动刀架安装

刀架改造是数控改造的重要内容, 即将原普通车床的手动转位刀架替换成自动转位刀架。卧式车床自动转位刀架最常见的型式是螺旋型四转位刀架, 拆除小拖板后将刀架调整好高度安装在中拖板上, 由数控系统直接控制, 效率高, 工艺性能可靠。

2.6 光电编码器

加工螺纹时为了保证步进电机进给与主轴的旋转相配合, 切削出固定螺距、固定起点、多头螺纹等量分度的螺纹, 通常在主轴尾部安装增量式光电编码器。切制螺纹时, 编码器与主轴同步旋转, 同时发出与主轴转角相对应的脉冲信号, 控制刀架纵向移动。

2.7 导轨改造

普通车床均为滑动导轨, 这种导轨的缺点是静摩擦系数大, 低速时易产生爬行现象, 影响运动平稳性和定位精度。为了克服这一缺点, 数控改造时一种是将原导轨贴塑, 使其成为贴塑导轨;一种是将原滑动导轨换成滚动导轨。当机床精度要求不高时一般不做导轨改造, 以降低数控改造成本。

2.8 主轴变速机构

主轴变速改造一般采用交流异步电动机变频调速系统, 由CNC控制变频器、变频器驱动交流异步电动机, 实现自动无级变速。在自动化程度要求不高的情况下, 机床主轴变速部分可不做改动, 仍采用原手动变速机构, 这样可大大降低改造成本。

3 普通机床数控化改造的主要环节

普通机床数控化改造主要从主传动部分、进给传动部分、数控系统三个环节进行方案制定和改造实施。

3.1 主传动改造

主轴部件直接带动工件或刀具参加切削运动, 它除承受本身重量外, 还需承接较大的切削载荷, 主轴本身的刚性和旋转精度以及支撑的刚性都将直接影响零件的加工精度, 因此主轴部分的数控改造, 首先应保证本身的刚性以及修复和提高本身的旋转精度。

对于中、小型机床主传动多数采用普通交流电机, 其变速通过主轴箱, 获得不同速度, 满足加工要求, 由于机械档数一般较多, 使变速箱结构复杂, 体积庞大, 对于零件加工精度会产生不良影响。但由于中、小型机床, 本身价格较低, 如果将其主传动改为交流变速, 其费用太高, 因此, 在一般情况下, 仍保持此部分不变。主传动改造除变速箱外, 还需考虑轴承, 导轨等。由于普通机床主轴支撑多是滚动轴承或滑动轴承, 改造时, 对于小型机床多选用高精度轴承来替换原轴承;对大、中型机床可改用静压轴承。

3.2 进给传动的改造

进给传动是保证刀具或进给机械作精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动, 如直线、斜线、圆弧等。加工出符合要求的零部件, 对进给传动的要求一般为:高精度, 即高的定位精度和重复定位精度以及加工零件的综合精度;高品质, 即响应快, 频带宽, 动静态速降小, 调速范围宽;高速度, 即能快速定位, 以提高效率;大功率, 即能输出大的力矩和功率, 以满足加工要求。

进给传动机械部分改造主要是提高运动部件的灵活性, 减小或消除传动间隙, 特别是减小反向间隙, 通常改造部件为导轨副、进给箱和横向及纵向进给部件等。普通机床导轨多采用滑动导轨, 由于其摩擦系数随速度变化而变化, 摩擦损失大, 在低速时易出现爬行现象, 直接影响运动部件的定位精度。因此在改造时可以将滑动导轨改为滚动导轨或静压导轨, 或者导轨采用粘接软带。前者改造工作量大, 改造费用较多, 后者改造工作量小, 周期短, 费用少。

普通机床进给箱多为齿轮结构, 随着进给运动变换级数的增多, 不仅进给箱结构复杂, 而且反向间隙增大, 降低了反向精度, 因此进行数控化改造时, 往往是取消原进给箱, 或换成仅一级减速的进给箱, 而且用无键连接。机床进给传动链中, 需将旋转运动变成直线运动, 普通机床常采用普通丝杠虽有许多优点, 但其摩擦阻力大, 传动效率低 (η=0.20~0.40) , 动静摩擦系数相差大, 在低速时容易出现爬行, 而数控机床要求进给部分的移动元件灵敏度好, 精度高, 反应快, 无爬行。采用滚珠丝杠副可能满足要求, 滚珠丝杠副的特点为:传动效率高 (η=0.92~0.96) , 摩擦损失小, 使用寿命长;滚动丝杠副属滚动摩擦, 摩擦阻力小, 动、静摩擦系数非常接近, 故运动平稳, 无爬行, 传动精度高;滚珠丝杠副经预紧后, 可消除螺纹间隙, 反向时没有空程死区, 反向定位精度高。

3.3 电气部分改造

机床的电气部分改造主要为主轴与进给部分控制, 对于中、小机床, 主轴保持原有系统, 则电气部分改造集中对进给控制部分改造, 数控系统主要任务是实现进给传动控制。此部分任务是确定控制方式、选择伺服系统和测量元件。

数控系统控制方式基本上可以分为开环、闭环、半闭环三种方式。机床数控化改造选择哪种方式, 需根据具体情况决定。一般小型机床或精度要求较低的机床, 多采用开环控制方式, 大、中型机床多采用半闭环控制方式。在机床数控化改造中, 小型机床多采用步进电机驱动系统, 这种系统价格低、结构简单, 但控制精度和速度低。在大、中型机床则多采用交流伺服系统, 如HSV——11D交流永磁同步伺服驱动与伺服电机, 根据企业的改造要求也可采用国内外各类模拟式伺服系统。位置测量元件是数控系统中的一部分, 用来测量运动部件按指令值移动的位移量, 并将其反馈给数控系统。目前, 在数控机床中最广泛使用的为旋转型测量元件, 其中光电脉冲编码器和旋转变码器得到广泛的应用。采用哪一种位置测量元件, 与所选用数控系统有关。

4 结束语

机床在数控化改造中, 应根据机床类型、大小、加工对象、精度要求等因素从上述三个方面综合考虑, 以满足机床改造后的性能要求, 不能盲目追求高精度, 高性能, 以免造成不必要的浪费, 增加改造的难度。数控化改造是综合性很强的一门技术, 需要应用全面的机电一体化知识, 本文所做研究难免浅薄, 不尽之处愿与数控同行交流以期共同提高。

摘要：数控技术的广泛应用是21世纪世界工业的主要特征之一。工厂企业数控技术应用有两个基本途径:一是购买整机数控机床, 二是将现有普通机床改造为数控机床。我国由制造大国向制造强国跨越过程中, 首先应掌握低成本的数控化改造技术。本文就机床数控化改造问题做实践性技术分析研究。

关键词：数控改造,条件,实践,环节

参考文献

[1]周延佑.世界数控系统的发展与机床数控化改造[J].中国机电日报, 2003.3.16.

[2]丁树模.机械工学[M].北京:机械工业出版社, 2004.5.

[3]傅建中.数控技术[M].杭州:浙江大学出版社, 2007.7.

[4]曹仁涛.数控技术应用[M].兰州:兰州交通大学出版社, 2008.2.

普通机床数控化改造技术浅谈 篇3

【关键词】数控技术；机械加工；机床；研究

在对机床进行数控化加工的过程中，必须要将施工工艺的细致程度考虑在数控编程内或者计算的过程中，否则计算的数据偏差过大就会使得加工的产品出现极大的偏差。但是在实际的机床进行数控编程的过程中，不仅要将施工工艺精密计算，还要将每一个细节都考虑周到，如果在建设的过程中没有将数控的方法设计得科学合理，那么也会导致后期的重复计算和返工的时间增加，这就使得时间遭到了极大的浪费。数控所控制的加工工艺，可以说是在机械加工过程中最为重要的一个环节，在进行数控工艺的设计工作过程中，如果没有用最为科学合理的方式来进行设计，必然会导致加工的程序出现问题，同时也会导致加工的零件质量和机床加工的生产效率受到极大的影响。

机械化控制的机床，必须要将每一个环节的空自己内容都设计到极为详细，但是要最大限度的减少加工的工序，各个环节所需要的工装数量必须要低于普通的机床，否则机械化改造就没有实际的意义。通过以上我们也可以发现，机床在进行加工的过程中，实际上各个工序的内容都比较复杂，但是结合具体的实际情况并将其机械化后，就使得各个工序有效的集成起来，并且还能够提升机床加工的精度和加工效率。

1.数控技术的原理

1.1工作原理

数控技术自身通常都有计算机操作系统，并且将自身各个结构、单元、模块与机床向连接起来，从而使得操作人员能够通过远程的方式来操作机床进行敬爱工，以机械控制的方式来运作每，使得机床生产的效率能够不断的提高。除此之外，还需要保证数控化系统中的所编制的系统能正常的运行，最大限度的降低误差，控制好各个零件之间的精确位置，特别是控制刀具相对于工件给定速度。采用输入设备输入各种数据信息[2]，把各个坐标轴的移动分量传输到对应的驱动电，保持机床切削运动朝着编制好的路径进行路，这些都需要依靠装置的插补功能。数控装置本质上属于计算机控制的，在控制过程中只需将数据信号反馈到控制装置里，通过中央处理器对数据信息进行处理分析，维持了各运作部件有序的加工生产，数控系统按照零件轮廓线型的有限信息，这样便能保证各项数据指令的正常处理，最终实现精密加工处理。

1.2基本概念

所谓的数控技术，指的是通过采用数字信息，对机械加工和运动过程进行控制，提高机械设备运作的自动化效率，给现代机械加工带来了极大的帮助。数控技术主要包括：传感检测技术、传统的机械制造技术、光机电技术以及网络通信技术。工作过程中只需要预先编程，然后采用编辑好的程序指令对设备进行相应的控制[3]。

2.数控技术在机械制造领域中的应用分析

2.1在机床设备中的应用

在机械加工领域发展过程中，机床设备控制技术是一项非常重要的技术，对于机械加工业的发展起着重要作用，是现代机电一体化的重要组成部分，在很大程度上提高了机床的生产效率。数控计算机发出的控制指令，通过控制机床中心系统作用于机床并执行如冷却泵的起停等各种顺序动作指令，从而使得机床能够按所编的程序自动加工出相应的零件。

2.2在工业中的应用

工业生产领域中，数控技术在很大程度上用于工业机械设备的生产线，并且以计算机为实现方式，通过计算机进行程序的编写和程序代码的编写输入等，从而保证了加工零部件的加工程序的顺利进行，数控技术在工业领域的应用主要在于以机械化的作业方式代替了人工进行相关程序的操作，完成难以完成甚至不可能完成的工作任务和程序。数控技术具有高精度的技术特点，在保证了相关机械设备的加工质量的同时也在很大程度上提高了生产的效率，有效改善了操作人员的工作条件，节约了施工人力。

2.3在机械加工系统当中的应用

随着机械加工技术和加工工艺的持续发展和研究，机械加工设备及其加工的控制系统也在相关技术的发展之下得到了持续的发展和升级，数控技术机械设备机壳的毛坯制造。由于相应的机械加工设备控制系统也在不断更新变化，使得各种机壳的毛坯制造商开始积极引进先进焊件。

3.数控机床增效的主要途径

当前，数控机床加工设备以及相关的加工工艺中存在一定的问题，缺乏合理的加工切削参数，缺乏数控机床加工工艺数据库以及知识库，其次缺乏数字化的制造以及管理系统。数控机床加工的这些设备致使数控机床加工过程中的准备时间以及等待时间和故障调试的时间较长，致使对整体的数控机床的加工效率产生了整体的影响。

3.1提高数控机床的自动化程度

数控技术的机械化加工过程中，逐渐提高数控技术的自动化程度，是数控技术的发展趋势，减少加工所需要的时间，通过柔性制造单元，以及柔性生产线和复合的加工等数控加工技术，从而有效提高了加工零件在实际的生产过程中的连续性以及自动化，有效缩短了加工过程中的辅助时间，提高了加工的效率。

3.2逐渐优化加工过程

数控机床的加工还应通过生产过程的持续优化实现，生产过程的优化液将有效减少加工的准备时间，以配套的较为先进的生产和管理方式、机械设备的管理以及刀具的自动配送和机械零件的制造执行系统等，有效提高了设备的完整性和开动率，保证数控机床的高效管理和持续运行。

4.结语

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，我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。

【参考文献】

[1]辛长德.数控技术在机械制造中应用及发展[J].科技创新与应用，2012（8）.

[2]刘莉.浅谈机械制造中数控技术的应用及发展[J].科技创新与应用，2012（13）.

计算机数控机床改造应用 篇4

就如何实现改造进行分析并提供方法和思路，本文主要阐述数控化改造的研究内容和关键技术和方法。

关键词：计算机 机床 数控化 改造 方案

数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。

数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(Computer Numerical Control)，简称CNC。

计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。

由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。

1.数控机床概述

数控机床就是将加工过程中的各种操作(如主轴变速、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具等)和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码或程序来表示，通过控制介质(如穿孔纸带或磁带、磁盘等)将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，来控制机床的伺服系统或其它执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。

2.机床的数控化改造方案

2.1进行改造项目的可行性评估

2.1.1 对其价值做出评估。

例如一台加工中心，主要构成的机电部件有：①系统及操作子系统;②伺服系统包括电动机;③机床电气;④机械本体床身、立柱、导轨和丝杠等;⑤刀库机械手系统;⑥自动工作台交换系统等。

每一个子系统根据实际情况，都可以做出相应的价值评估。

2.1.2 评估改造后能达到的目标，即有什么样的机床准确度和使用性能。

2.1.3 进行成本的估算，即投入资金的评估。

投入资金多少与制订改造目标高低密切相关。

投人的改造费用主要由下列项目构成：①数控系统及相关伺服系统;②机床电气及附件更换;③机床机械元部件准确度修复和维修保养;④机床辅助系统如液压系统、冷却系统等维修保养;⑤机床外观质量的修复;⑥机床改造后的调试检测;⑦机床改造所需的技术劳务费。

在受改造费用限制时，可以修改改造目标，降低一些要求以减少投入费用。

2.1.4 对改造方案进行风险评估。

在做改造方案时，不可能对设备进行现状大解剖，不可能拿到机床现状准确测试数据，因此在以后实施改造工作中还会碰到意料之外的问题。

因此必须做出风险评估和制订相应对策。

一般做法是在工程项目费中，设置不可预见费用。

2.1.5 性能价格比评估。

为了在经济上有定量分析的依据，常选一台现在市场上性能相似的商品价格作为标准进行比较。

2.2 数控系统的选择

数控系统是机床的核心，在选择时要对其性能、经济性及维修服务等进行综合考虑。

数控系统主要有3种类型：步进电机拖动的开环系统;异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统;交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统。

其中步进电机拖动的开环系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机等。

该系统的位移准确度主要决定于步进电机的角位移准确度，齿轮丝杠等传动元件的节距准确度，所以系统的位移准确度较低。

但该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。

2.3 伺服系统的选择

伺服系统是数控机床的重要组成部分，它既是数控系统CNC系统与刀具、主轴间的信息传递环节，又是能量放大与传递的环节。

它的性能在很大程度上决定了数控机床的性能。

例如，数控机床的最高移动速度、跟踪度、定位度等重要指标均取决于伺服系统的动态。

伺服系统按控制方式分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统三类。

在普通机床的数控化改造中，一般选用价格较低的开环控制系统。

2.4 机床机械部件的改造

一台新的数控机床，在设计上要达到很高的动态刚度;运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙;功率大;便于操作和维修。

机床数控改造时应尽量达到此要求，并注意下述几方面。

2.4.1 导轨副。

对数控车床来说，导轨除应具有普通车床导向度和工艺外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。

2.4.2 齿轮副。

一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。

为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮准确度等级都比普通机床高。

2.4.3 滑动丝杠与滚珠丝杠。

丝杠传动直接关系到传动链准确度。

丝杠的选用主要取决于加工件的准确度要求和拖动扭矩要求。

2.4.4 联轴器。

为了消除传动系统中的反向间隙,提高重复定位度，伺服驱动元件所用的联轴器多数采用无键连接，如锥销刚性联轴器,锥环联轴器等。

2.4.5 回转刀架。

一般改装的车床多数采用四工位自动回转刀架。

2.4.6 安全防护。

改造效果必须以安全为前提。

在机床改造中要根据实际情况采取相应的措施，切不可忽视。

3.数控系统开发方法

3.1 基于单片机的数控系统

基于单片机的经济型数控系统一般采用步进电机作为驱动元件，步进电机采用脉冲方式工作，基本原理是：系统中的键盘用于向计算机输入和编辑零件加工程序;采用数码管显示加工数据及机床状态等信息;存储器用来存放监控程序、键盘扫描程序、显示驱动程序及用户控制代码程序等;功率放大器用来对计算机送来的脉冲进行功率放大，以驱动步进电机带动负载运行。

需要完成的具体任务有：

3.1.1 硬件系统的结构设计。

一般采用51系统单片机作为主控制器，在此基础上扩展一些必要的器件如ROM、键盘等。

3.1.2 软件设计。

包括：监控与操作软件,用来实现人机对话、系统监控、指挥整个系统软件协调工作等，包括系统的初始化、命令处理循环、零件加工程序的`编辑修改等;步进电机控制软件，包括：通电状态代码和电动机正、反转的实现;步进电机转速的控制。

3.2 基于ARM与运动控制器的数控系统

3.2.1 系统硬件结构。

系统硬件采用主从式双CPU结构模式。

主CPU为ARM处理器，用于键盘、显示，网络通讯等管理工作,而从CPU即为运动控制芯片，专门负责运动控制的处理工作。

ARM处理器通过总线操作，把命令写入运动控制芯片，使运动控制芯片来完成运动控制。

3.2.2 操作系统及编程语言。

为了最大地利用系统硬件资源，并且还要保证实时性，所以使用了μC/OS多任务实时操作系统。

使用到μC/OS操作系统,通过它实现多任务实时控制。

程序的编程语言为C语言以及ARM汇编语言。

3.3 基于PC机的数控系统

近年来，以工业PC机为核心的控制系统已广泛地被工业控制领域所接受。

采用工业PC机在WIN-DOWS操作系统下通用的数控系统，已成为数控系统发展的潮流。

基于工业PC机的数控系统采用的是标准的PC硬件和操作系统，因此易于进行模块化和开放式的设计。

4.结论

进行机床数控化改造要将改造的重点放在电气、控制系统的改造上，机械部分只对影响准确度的重点部件进行改造。

这样可缩短改造周期，降低改造成本，并利于对系统进行再次升级。

随着社会的不断发展以及技术的不断进步，数控技术的发展，必将带动数控机床改造技术的进步与发展。

参考文献：

[1]赵中敏.机床数控化改造的研究[J].煤矿机电，.

[2]杨有君.数控技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

数控技能型人才的就业前景【2】

摘要:科学技术突飞猛进,国际竞争日益激烈,世界制造业将逐步向我国转移。

数控技术在机械制造业中起着非常重要的作用。

高素质新型数控技能型人才最终成为了竞争中的最关键的因素。

因此,数控技能性各种人才就业前景非常广泛。

关键词:数控技术 高精度 高柔性 就业前景

1、引言

随着科学技术的发展,机械产品结构越来越合理,其性能,精度和效率日益提高,更新换代频繁,生产类型由大批量生产向小批量生产转化。

因此,机械产品的加工相应地提出了高精度,高柔性与高度自动化的要求。

2、数控技术在机械制造业中的地位

在机械制造业中,单件中小批量生产的零件约占机械加工总量的百分之八十以上,尤其是造船,航天,航空,机床,重型机械及国防部门,其生产特点是加工批量小,改型频繁,零件形状复杂和精度要求高,加工这类零件产品需要经常改装或调整设备,对于专用化程度高的自动化机床来说,这种改装和调整甚至是不可能实现的。

由于数控机床综合应用了电子计算机,自动控制,伺服驱动,精密检测与新型机械结构等方面的技术成果,具有高柔性,高精度与高度自动化的特点,因此采用数控加工手段,解决了机械加工制造业中常规加工技术难以解决,甚至无法解决的单件,小批量,特别是复杂型面的零件加工。

应用数控技术是机械加工业的一次技术革命,使机械制造业的发展进入了一个新的阶段,提高了机械制造业的制造水平,为社会提供高质量,多品种及高可靠性的机械产品。

因此,数控技术各层次人才就业岗位非常多,人才需求非常广泛。

3、数控各个层次人才紧缺

目前,我国数控技术工程人员缺口达80多万人,一些企业开出月薪8000元都找不到高级数控机床技术人员.具有全面数控知识的技工年薪更是高达20余万元,数控技术人才就业前景良好。

数控人才市场需求在发达国家中非常紧缺,数控机床已经大量普遍使用.且我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距,机床数控化率还不到2%,对于我国现有的有限数量的数控机床(大部分为进口产品)也未能充分利用.原因是多方面的,数控人才的缺乏无疑是主要原因之一,由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电光一体化综合技术,因此我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。

数控机床摒弃了原来手工生产方式,提高了生产效率与精度,降低了工作强度.在发达国家数控机床已经普遍大量使用,而我国数控技术应用推广同发达国家相比差距很大。

目前我国机床的数控化率仅为1.9%,而日本高达30%,美国超过了40%.国家规划在前,使数控化率达10%以上,我国数年内将增加40-50万台数控机床,相应需要60-80万数控专业技术人才。

我国目前不仅仅是数控化比率低,就是现有的数控机床由于缺乏专门人才而未被充分利用,据教育部和劳动部对专业人才的评估,我国数控专业人才的缺口在六十万左右,人才需求每年以30%增长,数控专业是真正的“技能紧缺型”专业,就业前景十分广阔,待遇极其可观。

近年来,我国模具企业大量采购数控设备,在有些地区有数控知识的高级技工年薪高达30万元。

4、数控技术人才层次的划分

(1)蓝领层:即数控操作技工,精通机械加工和数控加工工艺知识,熟练掌握数控机床的操作和手工编程,了解自动编程和数控机床的简单维护维修,此类人员市场需求量大,适合作为车间的数控机床操作工人,但由于其知识较单一,其工资待遇不会大高。

(2)灰领层:数控机床维护、维修人员:掌握数控机床的机械结构和机电联调,掌握数控机床的操作与编程,熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置.精通数控机床的机械和电气的调试和维修.此类人员需求量相对少一些,但培养此类人员非常不易,需要大量实际经验的积累,目前非常缺乏,其待遇也较高。

数控编程员:掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作,熟悉复杂模具的设计和制造专业知识,熟练掌握三维CAD/CAM软件,如UG、PRO/E等;熟练掌握数控自动编程、手工编程技术.此类人员需求量大,尤其在模具行业非常受欢迎,待遇也很高。

(3)金领层:属于数控通才,具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识,并在实际工作中积累了大量实际经验,知识面很广.精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计,掌握数控机床的机电联调.能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修.能独立完成机床的数控化改造.是企业(特别是民营企业)的抢手人才,其待遇非常之高。

5、数控技能型人才的就业前景

数控加工具有高柔性、高精度、高效率特点,同时可以大大减轻操作者的劳动强度.发展数控加工是当前我国机械制造技术改造的必由之路.由于我国处于数控加工技术的大力发展阶段,大量的数控机床和先进的加工手段的快速引进,却没有大量熟练数控技术操作的人员参与,因此造成该行业严重缺乏人才.数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域。

尤其是机械制造业中,普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替.企业对较高层次的第一线应用型人才的需求将明显增加.而对于数控加工专业,不仅要求从业人员有过硬的实践能力,更要掌握系统而扎实的机加理论知识.因此,既有学历又有很强操作能力的数控加工人才更是成为社会较紧缺、企业最急需的高技术人才。

6、结语

我国目前不仅仅是数控化比率低,就是现有的数控机床由于缺乏专门人才而未被充分利用, 数控技术是目前最典型的、应用最广泛的机电光一体化综合技术,因此我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。

参考文献

[1]李春雄.数控加工工艺与编程[M].化学工业出版社,12月.

机床数控化改造技术论文 篇5

一、赛项名称

数控机床装配、调试与维修

二、竞赛目的

通过竞赛，检验参赛选手的团队协作能力、计划组织能力和数控机床机械、电气装调、精度检验、故障诊断和排除技能，考察选手的质量、效率、成本、安全和环保意识；推动高职院校数控设备应用与维护专业的教育教学改革；加快工学结合人才培养模式改革与创新的步伐，促进高职院校紧贴产业需求，培养制造企业急需的数控设备机械、电气维修人员等高端技能型人才。

三、竞赛方式和内容

 竞赛方式

1.本赛项为团体赛，以院校为单位组队参赛，不得跨校组队。每支参赛队由3名选手（设场上队长1名）和不超过2名指导教师组成。

2.竞赛形式为现场操作比赛。

3.现场操作竞赛期间，允许参赛选手在规定时间内，按照竞赛规则，接受指导教师的指导。参赛选手可自主选择是否接受指导，接受指导的时间计入竞赛总用时。4.赛场开放，允许观众按照赛场开放方案，在不影响选手竞赛的前提下进入竞赛现场参观和体验。

 竞赛内容

1.机械组件安装与调试

根据机械装配图纸，完成机床上Z坐标轴的电机支承座、螺母座、轴承座、滚珠丝杠、轴承、伺服电机、联轴节等零件的定位、安装、调试工作，并且保证机械精度。2.机床功能检查、故障排除

本环节共设置若干个机械和电气故障，故障内容涉及电气线路、数控系统、伺服驱动、电机、机械等软硬件故障，参数及PLC等内容选手按照竞赛试题要求，根据功能检查表按顺序进行机床功能检查。检查机床存在的故障，并写出排查方案及分析故障原因。3.全闭环控制方式下机械、电气安装调试

按照工艺要求及技术规范，在X轴上加装光栅尺。整光栅尺的相关精度达到技术要求，编写光栅尺的安装工艺，并记录在相应的位置。将光栅尺的电缆连接到相关设备。设置数控系统参数、伺服驱动的参数，将数控机床半闭环控制调整为全闭环控制，使数控系统的功能正常运行。对参数进行优化，让系统运行状态更加平稳。4.半闭环和全闭环控制方式下机床运动精度检测、对比与分析 分别在半闭环和全闭环控制方式下，检测机床的运动精度；根据前后两组数据对比，分析机床在不同控制方式下，机床工作精度的变化趋势及产生误差的原因。5.试切件的编程与加工

要求参赛队在规定的时间内，根据指定零件图纸要求，以现场操作的方式，利用数控机床、数控刀具和其它工、量具，完成指定零件的数控加工程序编制，操作机床完成零件加工。

（三）竞赛成果文件

1.数控机床控制方式从半闭环更改为全闭环； 2.加工出的试切件； 3.竞赛答题记录； 4.裁判现场记录稿。

（四）赛后点评

竞赛结束后，由专家对赛项相关产业的发展进行介绍并对赛项的技术要点、选手表现、竞赛成果等进行点评。

四、竞赛规则

1.组委会现场提供数控机床使用说明书、机械装配图纸、电气原理图、数控系统连接说明书、数控系统编程、操作说明书、交流伺服驱动器使用说明书、光栅尺和主轴变频器说明书等技术资料、工具、工装和辅具等,各参赛队可以根据竞赛需要选择使用。参赛队不得使用自带资料。2.参赛队按照参赛时段进入比赛场地，自行决定选手分工、工作流程和时间安排，利用现场提供的所有条件，按照正确的操作步骤，用尽量短的时间完成竞赛任务。

3.比赛分批依次进行。参赛队的入场顺序和竞赛题采取抽签的方式确定。

4.参赛队在赛前30分钟进入赛场并抽取比赛任务，选手进行工作分工并制订工作方案；赛前15分钟进入比赛工位，确认现场条件；裁判长宣布比赛开始方可开始操作。

5.比赛时间为6小时连续进行，内容包括机械组件安装与调试、机床功能检查、故障排除、全闭环控制方式下机械、电气安装调试、半闭环和全闭环控制方式机床精度检测、对比与分析、试切件的编程与加工；竞赛过程中，食品和饮水由赛场统一提供，选手休息、饮食等时间都计算在比赛时间内。

6.比赛过程中，参赛选手须严格遵守相关操作规程，确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示；因选手个人因素造成人身安全事故和设备故障，裁判长有权中止比赛；因非选手个人因素造成设备故障，由裁判长视具体情况做出裁决(暂停比赛计时或调整至最后一批次参加比赛)。如果裁判长确定为设备故障问题，将给参赛队补足技术支持人员排除设备故障所耽误的竞赛时间。

7.参赛队在比赛过程中的部分内容不能通过正确判断自行完成时(如功能检查与故障排除)，导致剩余的比赛内容无法进行，参赛队可以申请向所在参赛队的指导教师求助。经裁判批准后，参赛队可以在赛场外指定地点与指导教师会面，接受指导。每次教师指导的时间不超过3分钟，比赛期间可以申请三次求助指导，求助指导所花费的时间计入竞赛总时间之内。同时也可以对未完成或不能完成的内容提出弃权，由技术保障人员帮助完成。

8.参赛队若提前结束比赛，应向裁判员举手示意，比赛终止时间由裁判员记录，参赛队结束比赛后不得再进行任何操作。9.参赛队需按照竞赛要求提交比赛结果，裁判员与参赛队一起签字确认。

10.比赛结束，参赛队需清理现场，经裁判员确认后方可离开赛场。11.东道主队安排在首场比赛。

12.同一个省有两个以上的队参加比赛，通过抽签，安排同一批次参赛。

13.赛题等非公开部分, 所有有关专家和裁判将签订保密协议,严守保密纪律。

14.比赛期间参赛选手不得离场，不得携带手机等通讯工具。15.比赛过程中，参赛选手须严格遵守相关操作规程，确保设备及人身安全，并接受裁判员的监督和警示。16.赛前提供竞赛样题和评分标准。

17.赛前各参赛队提交的所有文件，赛项执委会会密封保存，直至正式开赛后向裁判员统一公布。 评分方式与奖项设定

评分标准的制订原则及评分方法 

1.赛项裁判组负责赛项成绩评定工作。

2.本次竞赛评分分为现场裁判得分及竞赛选手答题试卷得分，在各环节的比赛中，裁判详细记录竞赛现场的选手答题情况，例如故障排除情况，选手电气连接的状态，机床几何精度测量的方法、方式及测量结果。

3.竞赛选手根据竞赛试题的要求进行操作，注意操作要求，需要记录的位置要记录在竞赛试题中，需要裁判确认的位置必须经过裁判的确认，否则不得分。

4.参赛队分阶段提交的比赛结果，即所填写的有关表格和加工好的试切件，经裁判员确认后交检测组检测，根据检测评分标准评分；现场裁判员在比赛过程中对参赛队的文明生产、装配工艺情况进行观察和评价，在参赛队结束比赛时完成评分。5.赛项总成绩100分。其中：机械组件安装与调试占25分，机床功能检查、故障排除占30分，全闭环控制方式下机械、电气安装调试占12分，半闭环和全闭环控制方式下机床精度检测、对比与分析占25分，对试切件的编程与加工占8分。6.在故障排除环节，如果选手有查不出的故障可以在竞赛开始120分钟后选择放弃，放弃后由裁判通知工作人员进行故障排除，本环节选手已经查出故障的按规定给分，选手放弃后未查出的故障不给分（并每一个故障倒扣2分）。如果工作人员排除故障的时间超过20分钟，由裁判记录时间并酌情加时。7.文明生产评价为扣分项包括工作态度、安全意识、职业规范、环境保护等方面。

8.赛项裁判组本着“公平、公正、公开、科学、规范”的原则，根据裁判的现场记录及选手的答题试卷，通过多方面进行综合评价，最终按总评分得分高低，确定参赛队奖项归属。9.所有竞赛只计团体竞赛成绩，不计参赛选手个人成绩。竞赛名次按照得分高低排序。当总分相同时，再按照质量→竞赛时间排序。竞赛时间为连续6小时，所有工作完成后，经裁判确定，记录结束时间，当总分相同时以所用时间排序。

（二）奖项设定

赛项设参赛选手团体奖，一等奖占比10%，二等奖占比20%，三等奖占比30%。

获得一等奖的参赛队指导教师由组委会颁发优秀指导教师证书。

六、申诉与仲裁

（一）申诉

1.参赛队对不符合竞赛规定的设备、工具、软件，有失公正的评判、奖励，以及对工作人员的违规行为等，均可提出申诉。

2.申诉应在竞赛结束后2小时内提出，超时不予受理。申诉时，应按照规定的程序由参赛队领队向相应赛项仲裁工作组递交书面申诉报告。报告应对申诉事件的现象、发生的时间、涉及到的人员、申诉依据与理由等进行充分、实事求是的叙述。事实依据不充分、仅凭主观臆断的申诉不予受理。申诉报告须有申诉的参赛选手、领队签名。3.赛项仲裁工作组收到申诉报告后，应根据申诉事由进行审查，6小时内书面通知申诉方，告知申诉处理结果。如受理申诉，要通知申诉方举办听证会的时间和地点；如不受理申诉，要说明理由。4.申诉人不得无故拒不接受处理结果，不允许采取过激行为刁难、攻击工作人员，否则视为放弃申诉。申诉人不满意赛项仲裁工作组的处理结果的，可向大赛赛区仲裁委员会提出复议申请。

（二）仲裁

大赛采用两级仲裁机制。赛项设仲裁工作组，赛区设仲裁委员会。赛项仲裁工作组接受由代表队领队提出的对裁判结果的申诉。大赛执委会办公室选派人员参加赛区仲裁委员会工作。赛项仲裁工作组在接到申诉后的2小时内组织复议，并及时反馈复议结果。申诉方对复议结果仍有异议，可由省（市）领队向赛区仲裁委员会提出申诉。赛区仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。

“2013年全国职业院校技能大赛”高职组 数控机床装配、调试与维修赛项技术规范

一、竞赛要求

（一）职业道德 1.敬业爱岗，忠于职守，严于律已，刻苦钻研。2.勤于学习，善于思考，勇于探索，敏于创新。3.认真负责，吃苦耐劳，团结协作，精益求精。4.遵守操作规程，安全、文明生产。

5.着装规范整洁，爱护设备，保持工作环境清洁有序。

（二）相关知识与技能 1．数控机床电气原理；

2．数控机床机械结构，安装，检测，调试；

3．数控装置原理、结构，交流伺服驱动系统原理和结构； 4．数控加工编程技术，数控加工工艺方法； 5．数控机床故障诊断和排除； 6．数控机床精度检验、补偿； 7．数控机床PLC的修改调试。

二、竞赛环境

（一）竞赛现场

1.每个竞赛工位标明编号。

2.每个竞赛工位配有工作台供选手书写、摆放工、量、刀具。3.每个竞赛工位配有相应数量的清洁工具。4.竞赛现场提供数控车床。

5.每个竞赛工位配有一个U盘，由参赛队选择使用，进行笔记本电脑与数控机床的数据交换。

6.赛场提供稳定的水、电、气源和供电应急设备，并有保安、公安、消防、设备维修和电力抢险人员待命，以防突发事件。

7.赛场设维修服务、医疗、生活补给站等公共服务设施，为选手和赛场人员提供服务。

8.竞赛工位相对独立，确保选手独立开展竞赛，不受外界影响。

（三）赛场开放区

赛场设有开放区，用于大赛观摩和采访。开放区设在赛场的安全通道，大赛观摩、采访人员在安全通道内活动，保证大赛安全有序进行。

三、竞赛技术平台

1.数控机床:数控卧式车床（平床身），配华中、发那科、西门子等数控系统（以上系统全部预装，参赛队在报名时，须填报本队比赛时选用的数控系统）。机床能够实现全闭环及半闭环控制。

2.数控系统能够开放调试过程中用到的所有参数，并提供梯形图PLC程序，选手可以在系统中进行修改和调试。3.光栅尺由大赛组委会提供。

4.计算机:参赛队可自带笔记本电脑参加竞赛，数量1-2台。5.软件:参赛队可在自带笔记本电脑中安装与赛项相关的正版软件参加竞赛，具体使用的软件品牌和版本不限，参赛队需自带后处理文件。

6.刀具、量具及工具:选手自带。

7.毛坯:由各参赛队自带。赛前技术文件将公布毛坯的尺寸、预加工形状、材料和数量。8.竞赛现场提供机床说明书、机械装配图纸、电气原理图、数控系统连接说明书、数控系统编程、操作说明书、交流伺服驱动器使用说明书等技术资料。9.竞赛现场提供加工工艺卡等文档。

“2013年全国职业院校技能大赛”高职组 数控机床装配、调试与维修赛项须知

一、参赛队须知

1.参赛队名称统一使用规定的地区代表队名称，不使用学校或其他组织、团体名称；不接受跨校组队报名。

2.参赛队报名时，须按技术规范中要求，选择填报本队比赛时选用的数控系统。参赛选手在报名获得审核确认后，原则上不再更换，如筹备过程中，选手因故不能参赛，所在省教育主管部门需出具书面说明并按相关规定补充人员并接受审核；竞赛开始后，参赛队不得更换参赛选手，允许选手缺席竞赛。

3.参赛队按照大赛赛程安排，凭大赛组委会颁发的参赛证和有效身份证件参加竞赛及相关活动。

4.参赛选手统一着装，并须符合安全生产及竞赛要求。

5.参赛选手应自觉遵守赛场纪律，服从裁判、听从指挥、文明竞赛；持证进入赛场，禁止将通讯工具、自编电子或文字资料带入赛场。6.各参赛代表队要发扬良好道德风尚，听从指挥，服从裁判，不弄虚作假。如发现弄虚作假者，取消参赛资格，名次无效。

7.参赛选手参加操作比赛时务必于赛前30分钟到赛场等候，迟到15分钟以上按弃权处理；已检录入场的参赛选手未经允许，不得擅自离开。

8.竞赛过程中，除参加当场次比赛的选手、执行裁判员、现场工作人员和经批准的人员外，其他人员一律不得进入比赛现场，参赛人员比赛完毕应及时退出比赛现场。

9.各代表队领队要坚决执行竞赛的各项规定，加强对参赛人员的管理，做好赛前准备工作，督促选手带好证件和允许自带的工具。10.参赛选手在参观比赛现场后，认为所提供的设备、工具和毛坯等不符合竞赛规定或有异议时，必须在6小时内由领队提出书面报告送交赛项仲裁组。

11.参赛选手不得因申诉或对处理意见不服而停止比赛，否则以弃权处理。

12.对申诉的仲裁结果，领队要带头服从和执行，还应说服选手服从和执行。

二、指导教师须知

1.指导教师经报名、审核后确定，一经确定不得更换。

2.指导教师与参赛队其他3名学生选手一起，进入正式竞赛场地的指定区域，根据参赛学生选手的要求，进行竞赛中的现场指导，最多三次，每次最多3分钟，指导时间计入竞赛总用时。

3.指导教师指导应严格遵守有关规定，现场指导仅限于口头，禁止操作任何与竞赛有关的工具和设备，禁止现场书写、传递或夹带纸片等任何资料。

4.参赛队学生有权选择或放弃教师指导。

三、参赛选手须知

1.竞赛时间共6小时，按照裁判长指令开始、结束竞赛，竞赛过程中具体时间分配由参赛队自行决定。

2.参赛选手进入竞赛现场前，由赛项执行组组织参赛选手抽取竞赛场次和竞赛工位号，在裁判员核对各参赛选手的身份后，由参赛选手对抽签结果签字确认。

3.参赛队在竞赛前半小时领取竞赛任务，在指定地点制订工作分工、工作计划和工作方案。

4.参赛选手在竞赛前15分钟进入竞赛工位，在现场工作人员引导下，进行赛前准备，检查并确认数控机床和配套的工具等，并签字确认。

5.裁判长宣布竞赛开始，参赛选手方可进行机床操作，竞赛开始计时。

6.参赛队开动机床开始试加工前，应该先进行程序校验，程序第一段严禁使用G00指令；开动机床前，必须举手示意裁判员对机床状况和编制的加工程序进行安全检查，经同意后，方可以进行实际加工。7.若出现如机床工作台损坏、漏电、撞刀等较严重的安全事故，裁判员将立即中止该参赛队的竞赛，并取消其竞赛资格。8.出现机床故障等设备问题时，参赛选手应及时提请裁判员到故障机床处进行确认；对于确因设备故障造成短暂停机和时间耽搁的，由赛项裁判组对该参赛队的竞赛时间酌情增补。9.竞赛结束前10分钟，裁判长提醒竞赛即将结束，各参赛队应准备停止加工，进行现场清理工作，如将机床各执行部件停止在适当的位置、卸下工件、刀具、切断机床电源等；竞赛时间到而未停机者将被酌情扣分。

10.参赛队应严格遵守数控机床工艺守则和数控机床安全操作规程，注意现场裁判的提醒，杜绝出现安全事故。

11.在每一个竞赛环节，参赛队都应该严格按照竞赛要求，根据实际测量数据和设置参数，如实填写工艺卡。严禁故意编造虚假数据，一经发现，立刻取消参赛资格，责令其退出竞赛。12.赛项对现场加工的零件进行检测，选手应按照裁判员的要求及时提供相关零件和文件，并将零件和文件装入专用袋密封。裁判员在规定位置写上机床号和参赛号，同时由参赛选手在竞赛记录表上签字确认。

数控机床技术的最新发展 篇6

机制13班钟宏声 20*** 摘要：本文简述了当今时代对数控机床技术的需求以及我国与世界先进国家的差距，重点阐述了数控机床技术的最新发展情况并对我国发展数控技术提出了相应的建议。关键词：数控技术最新发展 Abstract：This article describes the needs of the technology of Nunerical Control in the model and the gap between China and the advanced counties in the world, it describes the current developing situation of the technology of Nunerical Control amply and puts propose at the development of the technology of Nunerical Control in China.Key words：the technology of Nunerical Control, the current developing situation.一、引言

随着科学技术的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件加工质量也提出了越来越高的要求。随着社会对产品的多样化需求的增强，产品种类不断增多，更新换代的速度也越来越快，这使得数控机床在生产中的应用越来越广泛，同时对数控机床的数控系统、伺服驱动系统及主机结构提出了更高的要求。特别是柔性制造系统的迅猛发展和计算机集成技术的不断成熟，对数控机床的可靠性、通信功能、人工智能和自适应控制技术的应用提出了更高的要求，高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势。

二、我国数控机床技术发展现状

当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近３００万台），但我们的机床数控化率仅达到１．９％左右，这与西方工业国家一般能达到２０％的差距太大。日本不到８０万台的机床却有近１０倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国２１世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床３０００～４０００台，日本１年产５万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口７０００～９０００台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。我国数控机床制造业在８０年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳。从１９９５年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在１９９９年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。但也反映了下列问题：

（１）低技术水平的产品竞争激烈；

（２）高技术水平、全功能产品主要靠进口；

（３）配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；（４）应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；

（５）自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。

三、数控机床技术的最新发展成果近几年来，数控机床技术在实用化和产业化等方面取得可喜的成绩，主要表现在以下几个方面。

（1）复合化。复合化加工通过增加机床的功能，减少工件加工过程中的定位装夹次数及对刀等辅助工艺时间，从而提高机床生产率。复合化加工还可以减少辅助程序，减少夹具和加工机床数量，对降低整体加工和机床维护费用也有利。复合化包含工序复合化和功能复合化。数控机床复合化发展的趋势是尽可能将零件所有的工序集中在一台机床上加工。复合加工的另一领域是与非刀具切削的复合，例如切削加工与激光加工技术的复合。

随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣——车复合加工、车——镗——钻——齿轮加工等复合加工、车磨复合加工、成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工机床发展正呈现多样化的态势。

（2）智能化。智能化加工是一种基于知识处理理论和技术的加工方式，发展智能加工的目的是要解决加工过程中众多不确定性的、要求人工干预才能解决的问题。计算机软硬件技术的发展，人工智能技术的发展促进了机床数控系统智能化的进程。

数控加工智能化趋势有两个方面：一方面是采用自适应控制技术，以提高加工质量和效率。把精细的程序控制和连续的适应调节结合起来，使系统的运行达到最优。其主要的追求目标是：保护刀具和工件，适应材料的变化，改善尺寸控制，提高加工精度，保持稳定的质量，寻求最高的生产率和最低的成本消耗，简化零件程序的编制，降低对操作人员经验和熟练程度的要求等；另一方面是在现代数控机床上装备有多种监控和检测装置，对工件、刀具等进行监测，实时监视加工的全部过程，发现工件尺寸超差、刀具磨损或崩刃破损，便立即报警，并给予补偿或调换刀具。在故障诊断中，除了采用专家系统外，还将模糊数学、神经网络应用其中，取得了良好的效果。

（3）高柔性化。柔性是指机床适应加工对象变化的能力。提高数控机床柔性化正朝着两个方向努力：一是提高数控机床的单机柔性化，二是向单元柔性化和系统柔性化发展。机器人使柔性化组合效率更高，机器人与主机的柔性化组合使得柔性更加灵活、功能进一步扩展、加工效率更高。机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床等组成多种形式的柔性生产线，并以开始应用。（4）高精度化。精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性，减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。目前数控机床的加工精度已从原来的丝级（0.01mm）提升到目前的微米级（0.001mm），有些品种已达到0.01um左右。超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05um左右，形状精度可达到0.01um左右。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级（0.001um），主轴回转精度要求达到0.01-0.05um，加工圆度为0.1um，加工表面粗糙度Ra=0.003um等。通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制、温度和振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。

（5）高速化。电主轴的发展实现了主轴的高转速，直线电动机的发展实现了坐标轴的高速移动，如加工主轴转速超过了每分钟1万转，工作台快速移动速度超过了100m/min。功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展，并取得成熟的应用。目前我国立式加工中心主轴最高转速由6000-8000r/min提高到10000-15000r/min，最高可达24000r/min；快速进给从16m/min提高到24-40m/min，最高可达60m/min。采用直线电机驱动时可达到最高300m/min。加速度达到3G至10G的水平。数控车床主轴最高转速从3000r/min提高到4500r/min，车削中心最高达7000r/min；快速进给从8m/min提高到15m/min，最高可达40m/min；国际上工业发达国家生产的高速加工中心主轴最高转速高达20000-100000r/min。全数字交流伺服电动机和驱动装置，高技术含量的电主轴、力矩电机、直线电动机，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功能部件推广应用，极大地提高了数控机床的技术水平。（6）多功能化。现代数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式，因此在一台数控机床上可以同时进行零件加工和程序编制。同时为了适应自动化技术的不断发展，适应工厂自动化越来越大的要求，为了使数控机床更易于进入柔性制造系统和计算机集成制造系统的控制网络中，机床数控系统的接口数据交换能力和通信能力在不断加强。一般的数控系统都具有RS-232C和RS-422高速远距离串行接口，通过网卡连成局域网，可以实现几台数控机床之间的数据通信，也可以直接对几台数控机床进行控制。如SIMMENS公司的Sinumeric850/880系统设置有SINEC H1网络接口和MAP网络接口，通过网络接口可将数据系统连接到SINMENS的SINEC H1网络和MAP工业局域网络中。FANUC公司的FANUC15系统也配置了类似的网络接口，为了便于接入工业局域网，还可配置MAP 3.0接口板。

（7）性能可靠化。由于现代机床CNC系统的模块化、标准化、通用化和系列化，便于组织批量生产，有利于保证产品质量。现代CNC系统大量采用大规模或超大规模集成电路，采用专用芯片及混合式集成电路，提高了集成度，减少了元器件的数量，降低了功耗，从而提高了可靠性。通过完善的故障诊断功能，实现对系统内软硬件及外部设备的故障诊断和报警。利用报警提示及时排除故障；利用容错技术，对重要部件采用“冗余”设计来实现故障自恢复；利用监控检测技术，对发生超程、刀具损坏、过热、干扰、断电等各种意外自动进行相应保护，从而保证数控机床可靠的工作。当前国外数控装置的平均无故障运行时间（MTBF）以达到6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，可靠性大为增强。（8）插补和补偿方式多样化。目前数控机床已可实现多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补、样条插补等。同时还可实习多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

（9）微型化。随着微型技术在科研、军事领域的应用需求日益增大，微型机械与微机电系统的研究已成为必然趋势。目前工业发达国家在数控系统微型化上已经取得了许多成果。日本Fanuc公司生产的加工加工微型零件的ROBOnanoui五轴联动加工中心以及在这台加工中心上用微型单晶金刚石立铣刀可加工出直径为1mm的人脸浮雕；精微塑性成型加工技术成功地制造出多种微型器件，例如螺纹直径为20-50um的微小螺丝；日本还研发出重量约34kg，体积为625mm×490mm×380mm的微型机械制造厂。

（10）满足用户需求多元化。用户界面是数控系统和用户之间对话的接口，由于用户需求不同，故开发用户界面工作量极大，成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。柔性的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。同时实现了科学计算可视化，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要的意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，在自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示方面给用户带来了极大的方便。多媒体技术的广泛应用，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息能力，可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产参数监测等方面有着重大应用价值。

（11）加工过程绿色化。随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。在21世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。

（12）造型宜人化。造型宜人化是一种新的设计思想和理念。它将功能设计、人机工程学与工业美学有机地结合起来，是技术与经济、文化、艺术的协调统一，其核心是使产品变为更具魅力的商品，引导人们进入一种新的工作环境。（13）系统开放化。随着技术、市场、生产组织结构的快速变化，对数控机床，特别是数控系统提出许多更新、更高的要求，特别是数控系统的重构能力、设计模式、开放性设计有了很多新的需要。为了适应新需要，数控系统的开放化模式的形成和发展已成必然趋势。欧美和日本针对此趋势在自动化领域的开放式体系结构上做了不少开发研究工作。

美国政府为了增强其制造业的持久发展能力和国际市场的竞争力，在1989到1994年期间由国防部委托马丁-马瑞塔航天研究所开展NGC计划研究。NGC计划的主要技术课题是开放系统结构和中性语言。这标志着数控系统进入了开放化时代。美国的GM、Ford、Cnysler公司与数控系统生产厂商合作，开展了OMAC项目研究，目的是开展以PC为基础的开放式模块化数控系统，实现开放性、模块化、可塑性和可维护性。1991年10月，欧洲开始了ESPRIT中的一项自动化系统中的开放式控制系统结构规范的研究计划，即OSACA计划。

日本于1994年12月成立了通产省外围组织IROFA下属的NC开放化政策委员会，有11家企业参加，以开放型NC装置的定义及参考模型的制作为主要研究课题。同年，由东芝机械、丰田工机、山崎、日本IBM、三菱电机和SML发起成立了OSE研究会。其主要工作是制定开放式数控系统体系结构和安装规约，进行实验验证和标准化活动。目前已经取得了丰硕的成果。

四、结束语

高技术数控系统是实现制造技术和装备现代化的基石，是保证国防工业和高技术产业发展的战略物资，工业发达的国家至今仍限制向中国出口。当前，我国自主研发高档数控系统的发展和产业化速度已经严重制约了自主高端数字化装备的研制，在航空航天、船舶、发电设备等所需的大型专用数控机床及工艺装备基本依赖进口，已在很大程度上制约了国民经济的发展，威胁到了国防安全，我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之间的差距。参考文献：

普通机床数控化改造部分心得 篇7

改造前必须对机床的类型、结构、性能、运行状态、现有加工精度、特殊功能以及对现有系统改造后要求达到的加工精度、特殊功能进行详细了解。数控系统主要由控制系统、伺服驱动和测量系统三部分组成。究竟是整体改造还是局部改造取决于上述三大系统的状况以及对改造成本要求。

并不是所有的旧机床都可以进行数控改造,机床的改造主要应具备两个条件:第一,机床基础件必须有足够的刚性。第二,改造的费用要合适,经济性好。在改装车床前,要对机床的性能指标做出决定。改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等一般都不会改变。加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。

2 数控系统的选型

2.1 开环系统该系统的伺服驱动装置是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。

这种系统不需要位置和速度反馈,位移精度主要决定于步进电机的角位移精度和齿轮丝杠等传动元件的精度,所以位移精度低。但系统结构简单、调试维修方便、工作可靠、成本低、易改装成功。

2.2 闭环系统该系统由光栅、感应同步器等位置检测装置测

得的实际位置信号反馈给计算机,与给定值进行比较,将两者的差值放大并变换,驱动执行机构,以消除偏差。此系统复杂、成本高、对环境温度要求严。但系统精度高、速度快、功率大。可根据产品技术要求,决定是否采用。

2.3 半闭环系统半闭环系统检测元件安装在中间传动件上,间接测量执行部件的位置。

它只能补偿系统环路内的部分元件的误差,因此,其精度比闭环系统的精度低,但是其结构与调试都较闭环系统简单。数控系统的选型与配置需综合考虑机床状况、对改造后机床功能的要求、改造成本费用及各种数控系统的特点。系统配置时,需对电缆长度、电机扭矩及额定转速、主轴功率、系统安装空间等细节予以充分考虑。

3 机械部分的设计计算与主要机械部件改装

3.1 设计计算在许多情况下,对旧机床进行数控改造时,或多

或少都要对机械部分进行改造,为了能够安全可靠的选取驱动系统和伺服电机,必须对机械传动系统重新设计及计算。

根据机床参数及要求,以及机床结构,参考《机床设计手册》,对主轴、进给轴等部分进行相关的受力分析计算,得出大概值,写成规范文档“数控改造机械部分设计计算说明书”,以此作为选取电机及驱动器的主要依据。

3.2 主要机械部件改装

3.2.1 滑动导轨副。

对数控车床来说,导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外,还要有良好的耐摩擦、磨损特性,并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度,以减少导轨变形对加工精度的影响,要有合理的导轨防护和润滑。

3.2.2 齿轮副。

一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。

3.2.3 滑动丝杠与滚珠丝杠。

丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠,但应检查原丝杠磨损情况,如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般情况滑动丝杠应不低于六级,螺母间隙过大则更换螺母。采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低,但难以满足精度较高的零件加工。

滚珠丝杠摩擦损失小,效率高,其传动效率可在90%以上;精度高,寿命长;启动力矩和运动时力矩相接近,可以降低电机启动力矩。因此可满足较高精度零件加工要求。

3.2.4 安全防护。

必须以安全为前提。在机床改造中要根据实际情况采取相应的措施,切不可忽视。滚珠丝杠副是精密元件,工作时要严防灰尘特别是切屑及硬砂粒进入滚道。在纵向丝杠上也可加整体铁板防护罩。大拖板与滑动导轨接触的两端面要密封好,绝对防止硬质颗粒状的异物进入滑动面损伤导轨。

4 调试

调试必须按事先确定的步骤和要求进行。调试中首先试安全保护系统灵敏度,防止人身和设备事故发生。调试现场必须清理干净;各运动坐标拖板处于全行程中心位置;能空载试验的,先空载后加载;能模拟试验的,先模拟后实动;能手动的,先手动后自动。

5 验收及后期工作

5.1 机床机械性能验收。

机床的各项机械性能应达到要求,几何精度应在规定的范围内。应特别注意机床安装的位置和基础,使机床处于良好稳定的工作环境。

5.2 电气控制功能和控制精度验收。

电气控制的各项功能必须达到动作正常、灵敏可靠。控制精度应用系统本身的功能(如步进尺寸等)与标准计量器具(如激光干涉仪、坐标测量仪等)对照检查,达到精度范围之内。同时还应与改造前机床的各项功能和精度作出对比,获得量化的指标差。

5.3 试件切削验收。

可以参照国内外有关数控机床切削试件标准,在有资格的操作工、编程人员配合下进行试切削。试件切削可验收机床刚度、切削力、噪声、运动轨迹、关联动作等,一般不宜采用产品零件作试件使用。

5.4 图纸、资料验收。机床改造完后,应及时将图纸、资料、改造档案汇总、整理、移交入档。这对该设备的今后稳定运行十分重要。

6 结论

机床数控化改造技术论文 篇8

关键词：液压原木旋切机床；数控化改造；设计

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）14-0001-02

液压原木旋切机床板材加工在我国的存在已经经历了很长的时间，在传统的工艺下，数控化还未被应用其中，因此其加工过程往往具有精度低的特点，同时其效率也无法得到很好的保证。随着科学技术的不断发展，数控化技术也开始出现在人们的视野中，将其应用到液压原木旋切机床板材加工过程中，完成机床的改造，对于其性能以及精确度的提高都具有重要价值，因此，有必要针对这一问题进行研究。

1 机床数控化改造应考虑的因素

机床数控化改造过程中需要考虑的因素有很多，性价比、旧机床的性能、旧机床随机技术资料的分析以及改造内容与考核标准都是必须要考虑的问题，以下文章分别针对上述因素进行分析。

1.1 性价比

性价比是任何领域在工作中都必须注重的问题，高性价比能够极大程度的降低企业的成本，对于其经济效益的提高具有很重要意义，在机床数控化改造过程中，性价比同样是需要考虑的主要因素。在机床数控化改造之前，工作人员需要对市场上同种数控机床的价格以及性能进行考察，要将价格与性能两者结合起来对数控机床进行分析，而针对性价比较为类似的数控起床而言，主要应考虑的便是其供货时间，总的来说，供货时间能够与现实需要相吻合的数控机床可以被优先考虑。通常情况下，小型数控车等设备往往价格不高，对其改造的费用与购买新设备的费用不会存在太大的差距，因此，没有必要针对这一部分机床进行改造，可以将其替换为新设备。

1.2 旧机床的性能

旧机床往往会存在很长的闲置时间，在这段时间内，其性能及精度等必定会极大程度的降低，想要对其进行改造，就必须要针对其性能进行分析，一旦发展存在性能无法满足实际需求的情况，必须要对其进行修复，以使其能够最大程度的与实际改造需要相符合，这对于改造工作的顺利完成具有重要价值。

1.3 旧机床随机技术资料分析

有关旧机床的技术资料对于改造工作具有重要价值，从某种程度上讲，对其随机技术资料的分析有利于为改造工作提供参考。总的来说，需要分析的资料主要包括以下几点：

第一，要对机床的外观进行仔细检查，以便及时发现其中的缺陷，在发现缺陷时要做好记录工作。第二，要对机床的润滑油进行检查，对于不能符合实际需要的润滑油，要及时对其进行更换。第三，要对机床的动作进行检查，一旦发现动作中存在不连贯以及不灵活的现象，一定要做好记录工作，并及时对其进行维修。第四，要对机床的工作精度以及几何精度进行检验。

1.4 改造内容及考核标准

改造内容具有复杂性的特点。首先，要对机床的原功能进行恢复，针对存在故障的机床，要通过维修以恢复其功能，而对于维修费用与购买费用类似、或维修费用大于购买费用的机床而言，可以直接通过购买新的机床将其替换。其次，NC化对于机床数控化改造也十分重要，对普通机床进行改造的目的也是为了使其成为NC机床。再次，要做好翻新工作，要对性能无法满足NC系统的机床的系统进行更新。最后，要提高改造技术的创新性，要最大程度的提高机床的性能以及运行效率。

针对改造的考核标准而言，需要注意以下考核标准：首先，要将改造的费用控制在新购进机床价格的30%以内，同时其使用效率也要达到新机床的70%～80%之内。其次，要将数控化改造的投入回收期控制在一定范围内，一般而言需要使其低于购买新机床的回收期的一半以下。

2 液压原木旋切机床数控化改造方案

对液压原木旋切机床数控化的改造需要按照一定的方案进行。针对无卡轴液压传动原木旋切机床的数控化改造而言，其主要思路为把剥木进给刀架的控制方式由液压控制方式改为交流伺服电动机控制方式。这一改造过程需要采用原木旋切机床专用的NC控制器来完成，需要注意的是，对NC控制器的应用需要遵循一定的原则，要严格按照相应流程进行。

文章中设计的数字旋切机床控制器的系统框架图及其功能图，如图1和图2所示。

通过对数字旋切机床控制器的系统框架图及其功能图的分析可以看出，旋切原木控制系统的核心部位为旋木专用NC控制器，控制器中会包括显示以及按键的部分，用来对参数进行修改与完善。同时包括控制面板，设置控制面板的主要目的是为了完成对机床的操作控制。另外，伺服驱动控制以及步进驱动控制也是系统的重要组成部分，前者的主要功能是控制刀架进给，而后者的主要功能则是控制刀口调节。

通过系统功能图可以看出，其操作过程主要包括回零方式、自动方式执行以及手动方式三种。其中回零方式能够按快退键执行回零，相对于回零方式而言，手动方式能够实现的功能有很多，主要包括快进、快退、慢进、慢退以及剥皮五种功能。

3 液压原木旋切机床数控化改造需要注意的问题

在液压原木旋切机床数控化改造设计中需要注意的问题有很多，其中伺服驱动器及其电动机的选择、恒力控制的实现以及速度匹配控制中的控制算法对于改造过程均具有重要价值，以下文章主要针对上述三点需要注意的问题进行了简要的分析。对液压原木旋切机床数控化改造设计中需要注意的问题的了解对于改造过程的顺利实现具有重要价值，同时也是改造效果能够达到最好的主要保证，因此，有必要针对这一问题进行分析。

3.1 伺服驱动器及其电动机的选择

对伺服驱动器及其电动机的选择是在液压旋切机床数控改造过程中必须注意的一项问题，总的来说，旋切机床在运行以及改造的过程中需要的功率较大，而功率的保证需要伺服驱动系统的保证才能完成，就目前的情况看，市场上能够满足旋切机床改造的伺服驱动系统十分短缺，国外存在能够达到相应要求的设备，但从国外引进对于成本的要求极高，因此，可以选择国产的伺服驱动系统，通过一系列的改造去使其能够满足相应需要。对此，可以选择两台4 kW的电动机及其伺服驱动器，通过两者的配合使用，能够使功率被有效的满足，同时也能够最大程度的使成本得到控制，这对于旋切机床改造工作的顺利完成具有重要价值。但要认识到，想要使两者伺服驱动器能够同时发挥作用，就必须要实现对两者的同时控制，这需要工作人员特别加以重视。

3.2 恒力控制的实现

恒力控制的实现也是必须要注意的一项问题。通常情况下，恒力控制的实现并不困难，仅仅通过为伺服驱动器发出转矩信号便可以完成，但想要在两台伺服电动机下实现恒力的控制，其难度便会相对较高，总的来说，需要控制的内容包括以下两点：首先要控制两台伺服电动机，使其能够达到位置同步，其次，要在上述前提下进行恒力控制。这就要求伺服驱动器不应仅仅能够满足发出转矩信号的功能，同时还要控制输出位置的脉冲。一般而言，在最开始的位置，脉冲需要被快速输出，这时指令位置与实际位置必定会存在一定程度的偏差，对此，需要将偏差值控制在一定范围内，并保持其恒定。在恒力控制结束时，位置脉冲的输出便会被停止，而此时，工作人员需要对指令位置以及实际位置进行考察，计算出两者的偏差值，并将偏差值与标准值对比，如果小于标准值，则必须要对其进行调整。

3.3 速度匹配控制中的控制算法

在速度匹配控制中，控制算法必须要得到足够的重视。无卡轴原木旋切机床在旋切过程中，往往会带动原木旋切滚筒的运行，滚筒的运行具有一定的角度，在角度恒定时，如果传动比确定，那么便可以得出电动机运行所需要的转速，总的来说，可以将原木的速度设置为VM，同时可以将其直径设置为DM，滚筒的速度为VG，滚筒的直径为DG，电动机以及丝杠的传动比为λ，丝杠螺距可以设置为L，剥板的厚度可以设置为H，伺服电动机的速度为VS。设置完成之后，可以通过以下公式来完成计算：

4 结 语

通过上述文章可以看出，对液压原木旋切机床的数控化改造已经成为了当前这一领域发展的主要趋势，传统的机床由于具有效率低的特点，因此已经无法适应时代的发展。具体改造过程中，所包含的内容有很多，这需要改造方面的工作人员一一的去对其进行了解，除此之外，改造过程还必须要按照相应的方案来进行，这是保证改造过程顺利进行的基础。最后，在改造过程中，还应注意伺服驱动器及其电动机的选择以及恒力控制的实现与速度匹配控制中的控制算法的问题，这样才能最大程度的保证改造效果。

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