1.数控化改造的含义

一般而言，机床的机械部件，特别是床身、立柱、拖板、工作台等基础件的结构变化相对稳定，部件的加工制造成本较高；加上数控机床的使用环境、加工条件一般优于普通机床，因此，其故障率低、使用寿命长。但是，电子产品的技术发展迅速，数控系统的功能升级、产品更新换代的周期短，价格也在日趋下降。因此，为了充分利用机床的机械部件，可以通过改进结构、增加或更换数控系统等方式，进行机床的数控化改造。机床的数控化改造不但适应了现代社会最大限度地利用资源的需求，对于企业，也能以较少的资金投入，完成加工设备的技术升级、提高数控化率，并产生较大的经济效益。

机床的数控化改造是通过改变、增添或更换数控系统及相关的机械、液压、气动部件，使机床具备或恢复数控机床应有的功能、达到或部分达到数控机床相关技术指标的工作，它主要分以下几大类。

（1）数控系统更换

这是通过更换数控机床原有的数控系统，恢复或基本恢复机床功能、动作和精度，使机床的机械部件能够得到重新利用的更新改造。数控系统更换通常是在使用时间较长的数控设备或二手设备上进行，改造以电气控制系统为主，机械部件只需要进行精度的恢复、调整和局部改进工作。

（2）普通机床数控化

这是通过在普通机床上增加数控系统及相关部件，将普通机床改造成为一台同样性质的数控机床的技术改造。这种改造不仅需要按照数控机床的要求，对原机床的电气控制系统进行全面设计和更换，而且还需要对机械部件进行较大的改进，如取消机械进给箱、变速箱等部件，增加伺服电动机、伺服电动机安装连接部件，以滚珠丝杠代替普通丝杠等，使之达到或基本达到数控机床对机械传动系统的要求。

（3）机床技术更新

这是出于提高机床精度、效率和自动化程度的需要，通过采用新系统、新工艺、新技术，对原数控机床的机械或电气部件进行较大规模的技术改革或创新的更新改造，它以提高机床的性能和水平为目的。

（4）数控专机改造

这是为了实现特殊的零件加工或工艺要求，将一台结构形式类似、主要部件基本相同的普通机床，改造成为一台性质不同的专用数控机床的技术创新。这种改造一般只能利用原机床的床身、立柱、拖板、工作台、主轴箱等主要的大件，其电气控制系统、液压气动系统、机床主传动和进给传动系统，甚至包括机床的结构形式都需要进行重新设计和更新改造。

在以上改造类型中，数控系统更换、简单普通机床的数控化投入少、风险小，是目前数控化改造的常见形式；技术更新改造、数控专机改造的技术要求高、难度大，一般只在数控机床的生产厂家进行。

2.数控化改造的原则(www.daowen.com)

机床的数控化改造一般需要遵循如下原则。

（1）必要性

机床的数控化改造虽然比直接购买或生产一台同规格的新数控机床经济，但总体而言，它仍然是一项技术难度大、周期长、投资高，且具有一定风险的工作。因此，进行数控化改造前需要从设备需求、技术难度、技术指标、改造成本、改造风险等方面，进行数控化改造的技术必要性分析。一般而言，数控系统更换、机床技术更新一般在现有的数控机床上进行，其改造周期短、投入少、风险小，因此，只要设备为企业所必需，就可以实施改造。

数控机床生产厂家生产大型数控机床、数控专机的生产周期长，产品价格高，因此，进行普通机床的数控化、数控专机改造的经济效益比较显著，但是，改造的技术难度、风险和投资也较大，需要对改造的必要性进行认真评估。

例如，如需改造的设备为企业产品生产、加工所必需的大型、重型、复杂机床，而机床生产厂家的交货期和价格难以满足企业要求，市场又有同类二手设备时，可考虑普通机床数控化、数控系统更换等数控化改造方案。再如，企业由于新产品开发、试制的需要，只能通过专用数控机床，来加工制造产品所需的专用零件；而这一新产品的市场前景尚不明确，产品大批量生产的条件尚不具备时；为了降低设备投资风险，可以考虑采用数控专机改造的改造方案。

（2）可行性

数控机床对机械部件的刚度、精度、速度等方面的要求比普通机床更高，因此，不能简单地认为在普通机床上增加一套数控系统，就能够将普通机床便成为一台真正的数控机床，也不能期望通过数控化改造能够完全达到同类新机床完全一致的性能。数控化改造时需要对被改造机床的结构、性能、精度等技术要素进行全面分析，保证其主要部件能达到或基本达到数控机床对机械部件的要求。

例如，进行普通机床数控化改造时，需要分析机床的结构设计是否符合改造要求；基础件是否具有足够的刚性和精度；主传动和进给传动系统结构是否适用；传统系统主要部件是否基本完好、精度和刚度是否满足要求等。

（3）经济性

机床数控化改造的根本目的是为了减少投资额、获得经济效益，因此，数控化改造原则上应在机械部件加工难度大、生产周期长、制造成本高的大中型机床或复杂机床上进行。普通卧式数控车床、立式数控镗铣床及加工中心的生产厂家多、价格低、交货快，加上改造机床的性能总体与正规设计的机床存在一定差距，因此，除了进行更换数控系统等简单改造外，原则上不应进行机械部件的大幅度改造。

此外，卧式加工中心的刀具自动交换、工作台自动交换功能装置的结构复杂、加工制造难度较大，直线电动机、电主轴、高速主轴等功能部件的采购成本较高，它们都对机床的总体布局、机械结构设计、配套的液压、气动等辅助系统有特殊的要求，原则上不宜在普通机床的数控化改造上增加。