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摘要：作为实现工业生产自动化、集成化的重要基础，现代数控技术已经渗透到了制造业的各个领域，数控设备的数量和先进水平也成为了衡量企业生产能力、行业现代化程度、甚至是国家综合国力的重要标准。考虑到数控设备的成本问题，经常性的淘汰和更新都是不现实的，因此就必须通过对机床关键部分的电气改造求得企业最大经济利益与社会效益的实现。本文从电气改造的主要内容出发，阐述了改造过程的主要步骤以及各环节中应予以注意的具体问題。
关键词：数控机床；电气改造
Abstract: As an important basis for industrial production automation, integrated, modern CNC technology has penetrated into all areas of manufacturing, and the number of advanced level of CNC equipment has become the measure of enterprise production capacity, industry modernization degree, even is an important standard of the comprehensive national strength. Considering the cost of CNC equipment, often eliminate and update is not realistic, therefore we must realize the transformation of the machine tool through electrical key part of the enterprise achieve the maximum economic benefit and social benefit. This article from the main content of electrical renovation starting, and expounds the concrete problems should be paid attention to the main steps of the transformation process and the process of.
Key words: CNC machine tools; electrical transformation
中图分类号： TG659文献标识码：A 文章编号：
1 数控机床电气改造概述
1.1电气改造的必要性
作为实现工业生产自动化、集成化的重要基础，现代数控技术已经渗透到了制造业的各个领域，数控设备的数量和先进水平也成为了衡量企业生产能力、行业现代化程度、甚至是国家综合国力水平的重要标准。随着设备多年的使用和机床技术的不断提高，目前我国很多数控机床设备都存在着电气元件损坏或精度下降的问题，如电气连接件的氧化腐蚀造成其接触可靠性下降，电机整流子磨损，光电器件性能降低，以及漏电等造成的信号畸变和参数偏移等，都使数控设备难以维持正常的工作。而电子技术发展的速度也让很多在技术、理论、工艺方面无法跟上时代的生产厂家遭到淘汰，使原有设备的配套服务失去了保障。与此同时，市场竞争对制造业提出了越来越严苛的要求，企业必须将产品精度高、形态功能复杂、加工时间短、能耗低作为其根本优势，以求得在激烈竞争中胜出的机会，而这一目标的实现必须得到先进、精确的数控机床及其技术的支持。考虑到数控设备本身仍具有很高的资产价值，直接淘汰会造成巨大的成本浪费，因此机床关键部件和关键工艺的改造就成为了摆在企业技术工作者面前，亟待解决的问题。
1.2数控机床电气改造的主要内容
目前数控机床的电气改造主要包括以下内容：对机床故障部分的诊断和修复，即功能复原；翻新其电气系统以提高设备的生产效率和精度，并对无法满足生产需要的电气系统进行更新；此外，电气改造还包括对数控技术进行科技革新，大幅提高数控系统的性能与档次等。
2 电气改造中应注意的问题
2.1 改造前应注意的问题
2.1.1可行性分析与方案的确定
电气改造前可行性分析的准确程度在很大程度上决定着改造的结果。因此相关人员应从待改进设备的实际情况出发，分析其与国内外同类机型在性能、实用性、可靠性等方面的差异，并参考企业现有技术条件以及未来发展规划等多角度进行考量。由于数控机床属于机电一体化设备，设备的机械磨损、变形、泄漏等现象对电气系统的改造具有很大的影响，因此可先通过彻底了解设备的机械情况判断对机床的处理方式(保养、大修或更新等)，再根据企业的使用情况和经济条件选择对原有电气系统进行升级或引入新的电气系统。数控系统主要包括步进电机拖动的开环系统、异步电动机或直流电机拖动，以及交/直流伺服电机拖动三种类型，技术人员在考虑新系统的品牌、精度、驱动电机功率、自动化程度等问题之外，还应取得设备目前的适应性与企业未来数年内相关生产需要间的平衡，以求达到技术性与经济性的统一。
优选改造方案时，一般以电气改造与机械修理相结合为原则，将设备电气系统的工作环境及使用条件(包括抗干扰性能、自冷却性能、及防护性能等)作为依据，采取先易后难、先局部后整体的方针进行改造设计。改造方案应将具体项目落实到人，使技术人员在目标明确的前提下，了解具体的改造工作和改造周期，从而能够合理安排工作。
2.1.2相关技术准备
应首先完成机械部分的测算、绘图、设计和零件制作，并对新电气系统的资料进行消化，充分阅读系统的原理说明、线路图、PLC梯形图及文本、安装调试说明、使用手册及编程手册等，对其新功能和新要求都非常熟悉后，再进行新旧系统接口的转换设计。全部改造的，应设计机电转换接口、操作面板控制与配置、互联部分接点、参数测量点、维修位置等，要求操作与维修方便，线路走向合理、中小连接点少，并备有适当裕量。局部改造的，还需要考虑新旧系统的性能匹配和数模转换等问题。其次应制定新电气系统的调试规范与检验标准，结合其工作内容对设备机械、电气、液压、控制、传感等各个项目进行调试和检测。验收时应严格依据检验标准考核，不得对标准随意修改。
2.2 改造中应注意的问题
正式改造中要重视原机床的全面养护并对电气系统中的保留部分进行调试，使未改造部分也可以处于最佳工作状态。原系统的拆除必须对照原图纸，及时在图纸上作出标记，防止遗漏或过拆。在拆除过程中也可能发现新系统设计中的欠缺之处，此时应及时补充与修正。拆下的系统及零件应分门别类，妥善保管，仍有使用价值的，可作其他机床备件用。旧电气部分拆除后应合理安排新系统位置及布线，包括箱体固定、线路走向和固定、调整元器件位置等。必须确保连线工艺规范、线径合适。以上工作完成后，再按事先确定的步骤和要求进行调试工作。调试人员应头脑冷静，随时记录，及时发现并解决问题。调试中首先应测试安全保护系的统灵敏度，防止人身设备事故发生。调试现场必须清理干净；各运动坐标拖板必须处于全行程中心位置；能空载试验的，先空载再加载；能模拟试验的，先模拟后实动；能手动的，先手动后自动。
2.3改造后应注意的问题
验收应主要关注机床的机械性、电气控制功能与控制精度、试件切削能力等方面。以电气控制为例，不但要将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)进行对照，还应比对其与原有设备的功能及精度差异，以量化结果确定改造效果。改造工作完成后，应保管好相关图纸档案，使其完整、连续，为今后设备的运行和进一步的优化提供数据支持。
3 结语
数控机床的电气改造是一项复杂的系统工程，针对不同企业不同的生产、技术、成本条件，某一设备的最佳改造方案通常具有唯一性。这就更需要技术工作者在了解原有设备的基础上，根据实际环境对其进行优化设计，并在实际改造中确保每一个工艺环节都能正确、流畅地进行，充分发挥设备的价值，最终令企业取得良好的经济效果。
参考文献：
[1] 王永红．旧数控机床改造的意义及其技术途径[J]．机械制造与自动化，2008(6)．
[2] 张映故．数控机床改造的发展概况浅析[J]．科技创新导报，2009(6)．
[3] 罗永顺．普通机床数控化改造设计中关键问题的研究[J] ．机床与液压，2005，（6）：193-195．
关键词：数控机床；电气改造
Abstract: As an important basis for industrial production automation, integrated, modern CNC technology has penetrated into all areas of manufacturing, and the number of advanced level of CNC equipment has become the measure of enterprise production capacity, industry modernization degree, even is an important standard of the comprehensive national strength. Considering the cost of CNC equipment, often eliminate and update is not realistic, therefore we must realize the transformation of the machine tool through electrical key part of the enterprise achieve the maximum economic benefit and social benefit. This article from the main content of electrical renovation starting, and expounds the concrete problems should be paid attention to the main steps of the transformation process and the process of.
Key words: CNC machine tools; electrical transformation
中图分类号： TG659文献标识码：A 文章编号：
1 数控机床电气改造概述
1.1电气改造的必要性
作为实现工业生产自动化、集成化的重要基础，现代数控技术已经渗透到了制造业的各个领域，数控设备的数量和先进水平也成为了衡量企业生产能力、行业现代化程度、甚至是国家综合国力水平的重要标准。随着设备多年的使用和机床技术的不断提高，目前我国很多数控机床设备都存在着电气元件损坏或精度下降的问题，如电气连接件的氧化腐蚀造成其接触可靠性下降，电机整流子磨损，光电器件性能降低，以及漏电等造成的信号畸变和参数偏移等，都使数控设备难以维持正常的工作。而电子技术发展的速度也让很多在技术、理论、工艺方面无法跟上时代的生产厂家遭到淘汰，使原有设备的配套服务失去了保障。与此同时，市场竞争对制造业提出了越来越严苛的要求，企业必须将产品精度高、形态功能复杂、加工时间短、能耗低作为其根本优势，以求得在激烈竞争中胜出的机会，而这一目标的实现必须得到先进、精确的数控机床及其技术的支持。考虑到数控设备本身仍具有很高的资产价值，直接淘汰会造成巨大的成本浪费，因此机床关键部件和关键工艺的改造就成为了摆在企业技术工作者面前，亟待解决的问题。
1.2数控机床电气改造的主要内容
目前数控机床的电气改造主要包括以下内容：对机床故障部分的诊断和修复，即功能复原；翻新其电气系统以提高设备的生产效率和精度，并对无法满足生产需要的电气系统进行更新；此外，电气改造还包括对数控技术进行科技革新，大幅提高数控系统的性能与档次等。
2 电气改造中应注意的问题
2.1 改造前应注意的问题
2.1.1可行性分析与方案的确定
电气改造前可行性分析的准确程度在很大程度上决定着改造的结果。因此相关人员应从待改进设备的实际情况出发，分析其与国内外同类机型在性能、实用性、可靠性等方面的差异，并参考企业现有技术条件以及未来发展规划等多角度进行考量。由于数控机床属于机电一体化设备，设备的机械磨损、变形、泄漏等现象对电气系统的改造具有很大的影响，因此可先通过彻底了解设备的机械情况判断对机床的处理方式(保养、大修或更新等)，再根据企业的使用情况和经济条件选择对原有电气系统进行升级或引入新的电气系统。数控系统主要包括步进电机拖动的开环系统、异步电动机或直流电机拖动，以及交/直流伺服电机拖动三种类型，技术人员在考虑新系统的品牌、精度、驱动电机功率、自动化程度等问题之外，还应取得设备目前的适应性与企业未来数年内相关生产需要间的平衡，以求达到技术性与经济性的统一。
优选改造方案时，一般以电气改造与机械修理相结合为原则，将设备电气系统的工作环境及使用条件(包括抗干扰性能、自冷却性能、及防护性能等)作为依据，采取先易后难、先局部后整体的方针进行改造设计。改造方案应将具体项目落实到人，使技术人员在目标明确的前提下，了解具体的改造工作和改造周期，从而能够合理安排工作。
2.1.2相关技术准备
应首先完成机械部分的测算、绘图、设计和零件制作，并对新电气系统的资料进行消化，充分阅读系统的原理说明、线路图、PLC梯形图及文本、安装调试说明、使用手册及编程手册等，对其新功能和新要求都非常熟悉后，再进行新旧系统接口的转换设计。全部改造的，应设计机电转换接口、操作面板控制与配置、互联部分接点、参数测量点、维修位置等，要求操作与维修方便，线路走向合理、中小连接点少，并备有适当裕量。局部改造的，还需要考虑新旧系统的性能匹配和数模转换等问题。其次应制定新电气系统的调试规范与检验标准，结合其工作内容对设备机械、电气、液压、控制、传感等各个项目进行调试和检测。验收时应严格依据检验标准考核，不得对标准随意修改。
2.2 改造中应注意的问题
正式改造中要重视原机床的全面养护并对电气系统中的保留部分进行调试，使未改造部分也可以处于最佳工作状态。原系统的拆除必须对照原图纸，及时在图纸上作出标记，防止遗漏或过拆。在拆除过程中也可能发现新系统设计中的欠缺之处，此时应及时补充与修正。拆下的系统及零件应分门别类，妥善保管，仍有使用价值的，可作其他机床备件用。旧电气部分拆除后应合理安排新系统位置及布线，包括箱体固定、线路走向和固定、调整元器件位置等。必须确保连线工艺规范、线径合适。以上工作完成后，再按事先确定的步骤和要求进行调试工作。调试人员应头脑冷静，随时记录，及时发现并解决问题。调试中首先应测试安全保护系的统灵敏度，防止人身设备事故发生。调试现场必须清理干净；各运动坐标拖板必须处于全行程中心位置；能空载试验的，先空载再加载；能模拟试验的，先模拟后实动；能手动的，先手动后自动。
2.3改造后应注意的问题
验收应主要关注机床的机械性、电气控制功能与控制精度、试件切削能力等方面。以电气控制为例，不但要将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)进行对照，还应比对其与原有设备的功能及精度差异，以量化结果确定改造效果。改造工作完成后，应保管好相关图纸档案，使其完整、连续，为今后设备的运行和进一步的优化提供数据支持。
3 结语
数控机床的电气改造是一项复杂的系统工程，针对不同企业不同的生产、技术、成本条件，某一设备的最佳改造方案通常具有唯一性。这就更需要技术工作者在了解原有设备的基础上，根据实际环境对其进行优化设计，并在实际改造中确保每一个工艺环节都能正确、流畅地进行，充分发挥设备的价值，最终令企业取得良好的经济效果。
参考文献：
[1] 王永红．旧数控机床改造的意义及其技术途径[J]．机械制造与自动化，2008(6)．
[2] 张映故．数控机床改造的发展概况浅析[J]．科技创新导报，2009(6)．
[3] 罗永顺．普通机床数控化改造设计中关键问题的研究[J] ．机床与液压，2005，（6）：193-195．