1、數(shù)控設(shè)備改造概述是數(shù)控設(shè)備改造課程的前言，主要講述數(shù)控設(shè)備改造中的共性和綜合性問(wèn)題。本單元通過(guò)三個(gè)任務(wù)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生對(duì)數(shù)控設(shè)備改造有一個(gè)總體認(rèn)識(shí)， 能夠掌握數(shù)控設(shè)備改造的分類(lèi)和發(fā)展；了解數(shù)控設(shè)備改造的主要內(nèi)容、實(shí)施過(guò)程以及學(xué)習(xí)方法。一、【教學(xué)目標(biāo)】分析1. 數(shù)控設(shè)備改造的分類(lèi)。2. 數(shù)控設(shè)備改造的發(fā)展。3. 數(shù)控設(shè)備改造的主要內(nèi)容。4. 數(shù)控設(shè)備改造的學(xué)習(xí)方法。本單元設(shè)計(jì)的3個(gè)【工作任務(wù)】分別是：任務(wù)一 認(rèn)識(shí)數(shù)控設(shè)備改造任務(wù)二 數(shù)控改造的發(fā)展任務(wù)三 數(shù)控設(shè)備改造的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法二、學(xué)情分析高職學(xué)生偏于技術(shù)應(yīng)用性學(xué)習(xí)，而本課程是實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。從這一點(diǎn)出發(fā)我們來(lái)尋找數(shù)控設(shè)備改造課

2、程教與學(xué)的結(jié)合點(diǎn)。以其實(shí)用性、綠色環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性，讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：數(shù)控設(shè)備改造的主要內(nèi)容難點(diǎn)：數(shù)控系統(tǒng)的選擇 伺服裝置的選擇四、教學(xué)內(nèi)容的分析目前的機(jī)床數(shù)控化改造基本屬于再制造范圍。從上世紀(jì)90年代末開(kāi)始，我國(guó)再制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有十多年的發(fā)展歷程。特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，低碳環(huán)保、節(jié)能減排成為全世界的共識(shí)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色制造已成為全社會(huì)的熱點(diǎn)，再制造越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注和期待。機(jī)床再制造是綠色制造的重要組成部分，它在提高我國(guó)數(shù)控設(shè)備的普及率、提高數(shù)控設(shè)備的檔次的同時(shí)，起到節(jié)約資源、優(yōu)化環(huán)境的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)在機(jī)床保有量約為800萬(wàn)臺(tái)，按照國(guó)際通用的3%的淘汰率，每

3、年約有20萬(wàn)臺(tái)機(jī)床進(jìn)入再制造市場(chǎng)，其金屬總重量將超過(guò)150萬(wàn)噸，“十二五”期間，將有90萬(wàn)臺(tái)機(jī)床需要進(jìn)行再制造，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式，節(jié)約資源。機(jī)床數(shù)控化改造大致有下述幾個(gè)類(lèi)型： 非數(shù)控機(jī)床改造成為數(shù)控機(jī)床。 原有的數(shù)控機(jī)床升級(jí)換代（Upgrade or Retrofit）。機(jī)床再制造后系統(tǒng)的更新（包含專(zhuān)用機(jī)床的系統(tǒng)應(yīng)用Remanufacture）。其中，第項(xiàng)內(nèi)容在我國(guó)比較普遍，由于我國(guó)數(shù)控化起步比較晚，20世紀(jì)90年代前積累的普通機(jī)床量非常大，當(dāng)大家發(fā)現(xiàn)使用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的產(chǎn)品附加值增加后，積極推進(jìn)數(shù)控化進(jìn)程的動(dòng)因就自然而然地形成了，加之?dāng)?shù)控系統(tǒng)的普及和成本降低，使我國(guó)在普通機(jī)床改數(shù)控機(jī)床

4、，特別是普通車(chē)床改數(shù)控車(chē)的需求量非常大，在20世紀(jì)90年代和2000年初期曾經(jīng)有過(guò)一個(gè)小高潮。對(duì)于第 項(xiàng) 原有的數(shù)控機(jī)床升級(jí)換代（Upgrade or Retrofit），這部分情況特指原有的機(jī)床價(jià)值較高、機(jī)械基礎(chǔ)較好，如大中型數(shù)控鏜銑床、臥式加工中心、高精度數(shù)控磨床、數(shù)控曲軸加工機(jī)床、數(shù)控凸輪加工機(jī)床和刀具磨床等。這部分機(jī)床制造周期長(zhǎng)、技術(shù)含量高、機(jī)床原值高。但是由于數(shù)控系統(tǒng)老化，備件支持匱乏，電氣維修成本高，采用系統(tǒng)升級(jí)可以解決上述困惑，恢復(fù)原機(jī)床功能，基本實(shí)現(xiàn)原機(jī)床的可利用價(jià)值。如果可以同時(shí)進(jìn)行針對(duì)性的機(jī)械項(xiàng)目維修，修復(fù)丟失精度的機(jī)械部件，可以基本達(dá)到原機(jī)床出場(chǎng)狀態(tài)。對(duì)于這一類(lèi)機(jī)床，機(jī)床

5、原值越高、機(jī)床體量越大、原機(jī)床技術(shù)含量越高、越有系統(tǒng)改造的必要，改造后的效果不論從商務(wù)上還是技術(shù)上都是非常明顯的。我國(guó)在20世紀(jì)80年代中、后期（尚在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期），曾經(jīng)購(gòu)買(mǎi)過(guò)一批高檔數(shù)控機(jī)床，這部分機(jī)床陸續(xù)地被改造或?qū)⒈桓脑?。?類(lèi) 再制造機(jī)床的系統(tǒng)更新（Remanufacture），它與前兩項(xiàng)的區(qū)別是：機(jī)床保留基座主體，結(jié)構(gòu)有比較大的進(jìn)步或改進(jìn)，甚至機(jī)床的使用功能被改變。例如：第一，龍門(mén)銑床或龍門(mén)刨床通過(guò)二次設(shè)計(jì)，采用新技術(shù)直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)、直線(xiàn)導(dǎo)軌、高速電主軸等，使其成為高速鐵路導(dǎo)軌磨床；第二，普通液壓靠模凸輪磨床通過(guò)二次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)控系統(tǒng)升級(jí)、采用新技術(shù)（數(shù)控系統(tǒng)高精度輪廓控制），將原機(jī)床再

6、制造成為高速、高精度數(shù)控凸輪磨床；第三，數(shù)控車(chē)床通過(guò)局部結(jié)構(gòu)變化、安裝上帶動(dòng)力頭的數(shù)控刀架，并通過(guò)系統(tǒng)升級(jí)，配置帶有C s軸（帶C 軸分度定位的數(shù)控系統(tǒng)）將其改造成為數(shù)控車(chē)削中心。以及通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和采用數(shù)控系統(tǒng)，將普通車(chē)床再制造成為數(shù)控旋壓機(jī)、數(shù)控繞簧機(jī)等。2. 數(shù)控設(shè)備改造的發(fā)展我國(guó)數(shù)控化率整體呈逐年遞增趨勢(shì)，雖然目前我國(guó)的機(jī)床保有量近700萬(wàn)臺(tái)，已成為世界上機(jī)床保有量最大的國(guó)家，但機(jī)床整體水平仍然比較落后，若按3%的年機(jī)床報(bào)廢淘汰率進(jìn)行估算，每年將有近20萬(wàn)臺(tái)機(jī)床面臨報(bào)廢、閑置、技術(shù)性或功能性淘汰，約占每年生產(chǎn)新機(jī)床產(chǎn)量的一半左右，“十二五”期間將有近100萬(wàn)臺(tái)機(jī)床面臨各種形式的報(bào)廢，這不

7、僅為再制造帶來(lái)機(jī)會(huì)，更對(duì)再制造和提升提出需求。3. 數(shù)控設(shè)備改造的主要內(nèi)容（教學(xué)重點(diǎn)）機(jī)床與生產(chǎn)線(xiàn)數(shù)控化改造的主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：1)檢測(cè)、恢復(fù)原設(shè)備的機(jī)械性能與精度。對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行精度檢測(cè)與修復(fù)加工，恢復(fù)原精度；進(jìn)行必要的機(jī)械二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。特別是對(duì)于再制造的復(fù)雜機(jī)床，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に?、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新。2) 選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)。應(yīng)根據(jù)改造后要達(dá)到的精度、各種性能指標(biāo)等選用性?xún)r(jià)比合適、技術(shù)先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)。3) 選擇合適的伺服驅(qū)動(dòng)裝置。主要根據(jù)數(shù)控改造后機(jī)床要達(dá)到的各種精度、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率和用戶(hù)的要求來(lái)決定。4) 數(shù)控化改造的實(shí)施。主要是機(jī)

8、械配件加工、電柜制作、機(jī)電裝配與調(diào)試、設(shè)備試運(yùn)行與加工等。四、教學(xué)難點(diǎn)分析：1）數(shù)控系統(tǒng)的選擇數(shù)控系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)改造后要達(dá)到的精度、各種性能指標(biāo)等選用性?xún)r(jià)比合適、技術(shù)先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)然還要考慮售后維修服務(wù)的便捷性。數(shù)控系統(tǒng)所具有的功能要與準(zhǔn)備改造的數(shù)控機(jī)床所能達(dá)到的功能相匹配，盡量避免系統(tǒng)功能過(guò)剩，避免單純追求數(shù)控系統(tǒng)的高性能指標(biāo)。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)功能過(guò)剩不但浪費(fèi)資金，而且在一定程度上還可能潛伏下由于數(shù)控系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加而帶來(lái)的故障率升高的隱患。要特別注意：要盡量向同一個(gè)廠(chǎng)家的型號(hào)系列靠攏，這樣既有利于維修和管理，也有利于各件的購(gòu)買(mǎi)；數(shù)控系統(tǒng)的選擇主要是根據(jù)數(shù)控化改造后機(jī)床要達(dá)到的各種精度、

9、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率和用戶(hù)要求。2）、伺服裝置的選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的開(kāi)環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)裝置價(jià)格較低，可靠性不斷提高，仍有很大市場(chǎng)。交流伺服電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，光柵測(cè)量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)在改造過(guò)程中，可根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。交流伺服電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)使用量較大。具體選擇哪家的驅(qū)動(dòng)裝置，主要根據(jù)數(shù)控改造后機(jī)床要達(dá)到的各種精度、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率和用戶(hù)的要求來(lái)決定。3）機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)與制造一臺(tái)新的數(shù)控機(jī)床，在設(shè)計(jì)上要達(dá)到:有高的靜動(dòng)態(tài)剛度；運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦因數(shù)?。粋鲃?dòng)無(wú)間隙；功率大；便于操作和維修。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)應(yīng)盡量達(dá)到上述要求。不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起就達(dá)到了數(shù)

10、控機(jī)床的要求，還應(yīng)對(duì)主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造，使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。數(shù)控設(shè)備改造的學(xué)習(xí)方法要嫻熟正確地應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備改造，需要具備下述能力或素質(zhì)：1）對(duì)被改造設(shè)備的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作、加工工藝應(yīng)了如指掌。2）掌握所使用數(shù)控系統(tǒng)的新功能、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用知識(shí)。3）掌握基本的自動(dòng)化控制原理，并具備機(jī)、電、液、光學(xué)檢測(cè)的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)。4）掌握相應(yīng)工具軟件的使用（Step7編程工具、FANUC FLADDER-III編程工具等）。5）由于數(shù)控應(yīng)用工作環(huán)境艱苦，所以需要從業(yè)人員熱愛(ài)這項(xiàng)工作，具有敬業(yè)精神。五、教學(xué)方法分析“數(shù)控設(shè)備改造概述” 是本課程的開(kāi)始，通過(guò)案例教學(xué)法，激發(fā)學(xué)生的興趣，誘導(dǎo)學(xué)生從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”；通過(guò)引導(dǎo)問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生先根據(jù)使用要求和價(jià)格因素確定改造檔次，制定改造方案，探索數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)和方法。以合作