传统机床或10年以上的老机床大多存在质量差、品种少、成本高、交货期长等缺点。 有的设备只注重设备、仪器、生产线的引进，忽视软件、技术、管理等。，导致项目不完整，无法发挥设备的潜力；有的甚至不能开始跑步，没有发挥应有的作用；生产线有的产品卖的很好，但是因为设备故障达不到生产标准；有的因能耗高、产品合格率低而遭受损失；有些已经推出很久了，需要更新。由于种种原因，这些设备无法发挥应有的作用。 这类设备只要找准主要技术难点，解决关键技术问题，进行维护改造，就能以最小的投入盘活最大的存量资产，争取最大的经济效益和社会效益。 尤其是大型机床和专用机床，节约的成本更是可观。 这是市场的巨大转变。 1数控机床改造中最基本的要求1.1被指定为改造对象的数控机床必须达到相应的机械精度水平，改造才会有价值和实际意义。 否则，数控系统和伺服部分的水平再高，也是没有作用的。 首先要了解和掌握用户对设备的使用情况，设备目前存在的问题，需要在哪些方面进行改造，需要达到什么目标等。 力争全面掌握设备的参数确定选型和等级，如I/O点、存储容量等，并根据实际需要确定改造等级。 改造后的数控机床应达到:高的静、动刚度；运动副之间的摩擦系数小；无间隙传输；高功率；易于操作和维护。 数控机床改造时，应尽可能满足上述要求，以达到改造的预期目的。 1.2资料的收集、编辑和保存应贯彻转化的全过程。 机床的原始数据是了解机床出厂状况最基本的数据，其中电气原理图、电气维修手册、控制程序都需要认真学习。 需要特别注意的是，原始数据提供的信息并不完全正确。 国外有些机床厂提供的是系列型号的总图，有时机床出厂前的电气硬件变化并没有体现在电气数据中，这就需要我们根据实际机床对关键环节的每一个细节逐一落实，避免出错。 一些大型重型数控设备是由制造商根据用户需求设计制造的，因此在系统和结构上有一些特殊之处。例如，制造商设计和制造更适合特定机床需求的操作面板，方便用户，包括一系列关于字母键、数字键和功能键的排列以及CNC和plc的窗口显示能力的个性化考虑。 根据用户的需求，一些厂商增加了许多有助于以后维护和故障排除等的页面。要改造这类设备，首先要加强技术资料的收集。 其次，要遵守图纸在先，按图施工的原则，变更要及时记录。整个工程线路非常复杂，全部调试完毕后整理时很容易遗漏。 完整准确的重建数据应该留给用户。 至少包括用户手册、编程手册、PLC梯形图、硬件接线图等。 1.3在改造专业团队中，至少有一名熟悉整个数控机床的专家，包括控制机、PLC系统、伺服系统和机械系统，应做出总体规划。 从造型、订货、备料、接线、plc编程、机械改装、调试、验收等重要环节进行妥善安排；协调各方面的工作，往往可以缩短装修周期，保证装修质量。 1.4测量、计算、设计、绘图、零件制作等。对机械的大修改造要配合电气改造提前完成。 同时，对停机后需要拆卸、修改、处理的部分要提前计划，提出明确的要求，并与整个改造工作做好衔接。 进口设备的改造，原则上一般仍采用进口数控系统；国产数控系统仍用于国产设备改造。 1.5数控改造涉及机械改装、电气接线、PLC编程等主要方面，要与用户配合好。 对于数控改革者来说，他们最关心的是接口软件(包括PLC、PAL、PMC等。)和原机床的电气连接图。 软件和硬件的连接关系到数控系统和具体机床的匹配。 伺服系统和机床的联系比较直观明了。 2维修改造的要点和技巧2.1大中型数控机床的主轴一般都有齿轮传动方式。 这是为了保证低速时可以传递大扭矩，同时可以扩大恒功率区的变速范围。 换挡有个“换挡”问题。 为了防止挂档现象，往往采用电机瞬时动作。所以需要注意的是，惯性大的部件的延时需要用时间继电器来检测。 换挡限位开关要回答电脑换挡成功与否。由于换挡瞬间点动需要向接口输出一个短时运动命令，在PLC中很难实现，因为PAL制无法处理电机运动问题。 所以手动换挡按钮开关要留在面板上，要特别注意这个问题。 在大型和专用机床的数控改造中，可以使用参数宏调用来满足一些特殊的功能要求。 目的是在零件加工程序和PLC程序之间传递信息。 另外，在某些情况下，用户可以自定义一些g代码和M代码，实际上是调用一个特殊的子程序来完成一个特定的功能。 此外，在大型专用设备中，夹紧和松动的问题更为突出。为了在大惯性条件下精确定位，坐标轴到达目的位置时应立即夹紧，移动时应立即放松。 为了避免装夹时的晃动，有时需要将坐标轴分为低装夹和高装夹。 这些功能的要求增加了接口软件的编程难度。 2.2对于数控车床，导轨除了具有普通车床的导向精度和工艺性外，还应具有良好的摩擦耐磨性，减少摩擦阻力造成的死区。 同时要有足够的刚度，减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨保护和润滑。 一般机床的齿轮主要集中在床头箱和变速箱。为了保证传动精度，数控机床使用的齿轮精度等级高于一般机床。 在结构上，需要实现无间隙传动。因此，在改造过程中，机床主齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床的加工精度。 2.3一般来说，进口数控机床的电控柜和柜内的元器件即使使用相当多年，其性能和参数也能保持相当稳定，所以一般高档进口数控机床的电控柜是不会大修的。 部分二手机床的电气柜状况不佳，或者用户认为电气柜部件故障率过高，可以采取成套更换的方式。至于是采用国际知名品牌还是国内合资品牌，就看用户的投入了。 在用户资金允许的前提下，尽量选择质量和外观都不错的国际知名品牌。 作为传输信号，电缆起着重要的作用。在我们的改造项目中，所有与数控驱动测量系统直接相关的电缆都只选择原厂电缆，而大型主轴电机的动力电缆太贵，所以不考虑原厂电缆。 2.4螺旋传动直接关系到传动链的精度。 螺杆的选择主要取决于工件的精度要求和拖动扭矩要求。 工件精度要求不高时可使用滑动丝杠，但要检查原丝杠的磨损情况，如螺距误差、累计螺距误差、配合螺母间隙等。 滑动螺丝一般不应低于6级。如果螺母间隙过大，更换螺母。 与滚珠丝杠相比，滑动丝杠价格便宜，但难以满足高精度加工零件的要求。 滚珠丝杠摩擦损失小，效率高，传动效率可达90%以上。精度高，使用寿命长；起动转矩接近运动中的转矩，可以降低电机的起动转矩。 因此，可以满足高精度零件加工要求。 2.5摆动轴的软件维护 位置带部分机械磨损后达不到要求，会造成一个坐标轴的摆动。 一般对于新的数控系统来说很简单，修改一下位带的参数就可以了。 但是，对于旧设备，尤其是早期的数控系统来说，这是很困难的。找出原数控系统中的相关参数，适当扩展定位带和夹紧带，可以暂时解决轴摆动问题。 然而，要彻底解决问题，必须修复机械部件的磨损。 2.6系统改造后，调试和确定合理的验收标准也是技术准备的重要部分。 调试涉及机械、液压、电气、光学、控制、传感等。，所以必须由项目负责人在其他人员的配合下进行。 调试步骤可以从简单到复杂，从小型到大型，从外部到内部，或者从局部到全局，从子系统到整个系统。 验收标准是对新系统的考核，制定的时候一定要实事求是。标准过高或过低都会对改造工作产生负面影响。 标准一旦确定，就不能轻易修改，因为涉及到整个转化工作的各个环节。 3维护改造中的问题及对策3.1中线乱接PE GB/T 52261明确规定“在电气设备中，中性线不应与保护接地回路相连接。 机械电气柜内不应使用PE两用端子。" 但在现场维修改造工作中，维修改造后的多台数控机床由于增加了元器件，需要AC220 V电源，所以其中一台三相380 V与机床的PE接地端子直接形成AC 220 V。 显然，当P因机械故障断开时，设备就变成了AC220 V电压对地的带电体。 还有，添加三相电源设备后，找到的中性线接在PE端子上。 这对操作者或靠近机床的任何人都有直接触电的危险。 一般情况下，机床制造厂只能根据国家标准，在用户同意的情况下使用中心线。 中性线的使用应在技术文件(安装图和电路图)中明确指出，中性线应配有标有n的单个绝缘端子。 所以机床改造的时候，一定不方便把中线接到PE上。 3.2非单一电源 对部分数控设备进行了维修改造，增加了一些机构。由于接线方便或与其他设备动作接触，新增加的机构不是来自设备断电开关的下引线，而是其他引线。 从而违反了“将机械和电气设备连接到单个电源”的规定 在紧急情况下，通过切断设备上的电源开关无法切断设备的所有电流，从而对人员造成潜在危险。 3.3数控机床电气柜及其他设备通风必须采用“正压”方式。 但在一些机床改造中，并没有实现。 某国产数控机床采用负压通风，刀架上的切削液沿蛇皮管流入电控箱；并使电缆沟内的水分、切割时的灰尘等。沿着各种通道和缝隙进入电气柜。 机床只使用了一年，电气柜内的电路板和电器零件上有一层污垢和明显的水汽(凝露)痕迹。 这台机床故障频繁，严重影响了正常生产。 GB/T 5226.1中第13.3条明确规定，控制装置的外壳一般应具有不低于IP 54的防护等级。 3.4电气设备保护不足 国家标准GB/T 5226.1中规定对连续运行≥ 0.5kw的电动机应设置热保护装置。 电机的热量积累是电机烧毁的重要原因。 在机床改造过程中，使用了与电机不匹配的“时间-电流”保护装置，即当保护装置和被保护装置的绕组时间常数相差较大时，往往不能起到有效的保护作用。 3.5控制电路埋下隐患。 对于涉及人员和设备安全的信号，如急停信号、超程信号、报警信号等。，应“停电停机”，“切断被控设备的所有带电线路”(GB/T 5226.1中的9.4.2.1)。 但有些企业设计改装数控机床，行程开关采用常开触点。当机床不超程时，电路在正常运行时为“关”(低电平)，当移动部件超程按下行程开关时，电路闭合(高电平)。 在机床调试过程中，维修人员为测量电路拔下插头后未能插上。结果试运转时电路一直处于常开状态，控制器确认机床“正常”，以至于螺丝轴承座损坏。 长期以来，控制电路中继电器线圈的一侧接地被认为是避免故障和误操作的有效安全措施。 但在一些改造后的机床中，继电器线圈的两侧都设有控制触点或者一端接电源另一端接触点的情况非常普遍。 线路在机床上上下下，如果继电器因为机械磨损、绝缘失效、对地短路而在某个地方出现故障，后果不堪设想。 值得一提的是，一些电气改造的设计者往往将控制输出端设计成以集电极开路的形式直接驱动继电器线圈。虽然一时方便，但也埋下了事故隐患。 3.6安全运行保护功能不完善。 对于有飞溅危险的设备，没有设计具有联锁功能的防护门；并且在需要确认操作者的手已经离开危险动作区域时，能够移动的部分没有设置双手控制防止装置；电器因缺电烧坏时，不设置三路断路器，而是分别使用三路保险。 滚珠丝杠副是精密部件，部分机床改造，由于缺乏防护功能，工作时会有灰尘特别是切屑和硬砂进入滚道。 一些纵向螺钉没有提供整体铁板屏蔽。 大拖板与滑动导轨接触的两端密封不好，导致坚硬的颗粒状异物进入滑动面，损坏导轨。 3.7标准化意识薄弱，蛮干施工。 一些施工人员标准化意识淡薄，在施工中干傻事，造成设备事故。 有一件设备，其电气接线方便，将供电线接到熔断器下口，将负载端子接到熔断器上口。 其他人在维修时，拔下保险丝后误以为保险丝下口已断电，测量时虚惊一场，差点触电。 至于一些改造过的数控机床，技术改造工人和施工工人直接在设备上书写或粘贴设备标识的情况并不少见。有些易损件维修更换后，痕迹消失的无影无踪，给接下来的维修工作造成了很大的困难和很大的麻烦。 3.8某些数控机床的改装，特别是一些微小的局部改动，在相关技术文件中不做相应的修改或说明，导致文件与实际情况不符。 几经修理和改动，一些设备的某些部件变成了无线编号、无设备标识、无电路、无机械图案的“三无”产品。 而一般企业的设备管理部门往往对厂家提供的技术文件进行严格管理，却不重视维修更改后的记录。 这种情况持续的时间越长，问题就越严重。 数控设备对“特定人”或特定维修单位的依赖性越明显。 从而降低企业的市场竞争力，制约企业的发展。 因此，对于拥有数控设备的企业，在设备改造过程中，要特别注意改造方提供的资料是否真正符合GB的要求。 这一点没有得到证实，原来是企业设备管理的一大空白。 对于数控系统制造商来说，在设计数控软件时，必须为PLC和机床参数的使用留出较大的变量，这样才能发展成为一个开放的数控系统。 对于数控改造者来说，要求对数控的工作原理、机床的电气和结构、加工程序的编制有深入的了解，对PLC编程有较好的掌握，熟悉各参数的含义和选择。 只有这样，才能将机床的数控、伺服系统、电气系统和机械部分正确有效地整合起来，最终将一台经过改装或等于再制造的具有个性特征的大型专用数控机床移交给用户，使企业获得更大的经济效益，有效地增加资产价值。 总之，数控机床的改造有很好的发展前景，但对数控系统制造商和数控机床改造者提出了更高的要求。 中国的机床改造行业，也从旧行业转变为以数控技术为主导的新行业。 机床改造作为新的经济增长产业，是一个“永恒”的课题，将充满活力。

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