机床数控化改造的必要性及其改造方法

本文首先介绍了机床数控化改造的必要性，然后简单介绍了机床数控化改造的内容及其
的优缺点，而重点在于介绍如何进行机床数控化改造，包括数控系统的选择、数控改造中
对主要机械部件改装探讨和机床数控改造主要步骤，并列举了几个数控改造的实例，最
后说明了数控改造中的问题并提出了建议。

 

一、机床进行数控化改造的必要性
1.

 

微观看改造的必要性

微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统

 

所包含的计算机的威力。
•

 

可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。

由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动
量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。
•可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7

 

倍。

由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的
顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工

“

”

的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了 柔性自动化 。
•

“

”

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要 修配 。

•

 

可实现多工序的集中，减少零件 在机床间的频繁搬运。

•拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。
由以上五条派生的好处。如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力(一个人可以看管多
台机床)，减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应

 

等等。
  
以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行
FMC(柔性制造单元)、FMS(柔性制造系统)以及 CIMS(计算机集成制造系统)等企业信息化
改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
2.

 

宏观看改造的必要性

宏观上看，工业发达国家的军、民机械工业，在 70 年代末、80 年代初已开始大规模应用数
控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业(包括军、民机械工业)进行技术改造。除在制
造过程中采用数控机床、FMC、FMS 外，还包括在产品开发中推行 CAD、CAE、CAM、虚拟
制造以及在生产管理中推行 MIS(管理信息系统)、CIMS 等等。以及在其生产的产品中增加
信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改
造(称之为信息化)，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而
我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后 20 年。如我国机床拥有量中，数控
机床的比重(数控化率)到 1995 年只有 1.9％，而日本在 1994 年已达 20.8％，因此每年都
有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。

 

二、如何进行机床数控化改造
1.

 

国外改造业的兴起

在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正
处在黄金时代。由于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。从事再生业的著名公司有：Bertsche 工