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對企業(yè)來說，數(shù)控機床的擁有量不僅是其經(jīng)濟和生產(chǎn)實力的體現(xiàn)，也是為最大限度地提高數(shù)控設備利用率和追求利潤最大化的必然要求。由于數(shù)控機床具有加工精度高、加工速度快、產(chǎn)品質(zhì)量易控制、成品率高、適合有規(guī)模制造的優(yōu)點，已被越來越多的企業(yè)使用。做好數(shù)控機床的維修和保養(yǎng)工作，是充分發(fā)揮數(shù)控機床功能，提高數(shù)控機床利用率，保證設備長期正常運轉(zhuǎn)的根本措施。企業(yè)只有重視設備的大修與改造工作，才能有效地降低數(shù)控機床的故障和保持好的技術(shù)狀態(tài)，充分發(fā)揮效用。
經(jīng)過近20年的使用，一些企業(yè)數(shù)控機床的機械及電氣等已開始出現(xiàn)不同程度的故障，有的甚至已無法使用。若購買新的設備，不但費用高、影響正常生產(chǎn)，而且因設備購置時間長可能會降低企業(yè)的市場競爭力。如何使企業(yè)里的老舊設備能夠在較短時間重新發(fā)揮效能，又能為企業(yè)節(jié)省大量的資金，實施設備的技術(shù)改造是比較好的方法，不僅使用效果好、周期短，而且費用少。不但可以恢復設備的原有功能，而且根據(jù)用戶需求還可增加新的功能，進一步提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，降低設備成本和增強企業(yè)競爭力。下面以臺面為800mm×800mm的雙工位臥式加工中心大修改造為例進行相關分析。
臥式加工中心通常由機、電、光、液、氣等幾大部分組成，即機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及氣動裝置等。進行數(shù)控設備整機的大修改造，不但要有先進的檢測設備和檢修手段，而且必須配有一定水平的機械、液壓設計及機械修理、電氣設計和調(diào)試等方面的科術(shù)人員。
二、對機械、液壓及氣動部分的結(jié)構(gòu)分析
通常臥式加工中心的直線運動方式的主導軌主要分為表面淬火、鑲鋼、直線滾動導軌等3種結(jié)構(gòu)方式（線性電機結(jié)構(gòu)另述），不同的結(jié)構(gòu)有不同的修理方法。
1.導軌表面淬火結(jié)構(gòu)
機床解體并進行全面的清理除銹等工作，對機床的X軸、Y軸、Z軸等主導軌在自然狀態(tài)下用水平儀或準直儀檢測其主導軌的直線度、用水平儀及檢具檢測兩條主導軌的等高精度及扭曲度。如有磨損則需要在數(shù)控龍門導軌磨床上對磨損的導軌面重新磨削并達到相關的技術(shù)要求。
對機床的X軸、Y軸、Z軸滑動導軌重新粘貼塑料導軌扳并與機床導軌合研的方法進行刮研處理（點接觸面不少于70%）；達到各軸主導軌與滑動導軌的平面度及接觸面要求、立柱底面與主軸平行度要求，使X軸、Y軸、Z軸的幾何精度均達到要求。
機床的各軸鑲條及壓板面經(jīng)過多年的使用均會有不同程度的磨損，同樣采用重新貼塑并與機床導軌合研的方法進行刮研處理從而達到正常使用的要求。
2.導軌為鑲鋼結(jié)構(gòu)
機床的鑲鋼導軌同上述處理方法一樣，滾動導軌更換磨損滾動體，鑲條及壓板滾動體的配合間隙，采取配磨及調(diào)整使其達到配合要求。
3.直線滾動導軌結(jié)構(gòu)
檢查直線導軌本體的磨損情況及滾動塊的磨損情況，確定是否更換全套直線滾動導軌或更換滾動塊的滾珠來達到精度要求。
4.需檢修的內(nèi)容
（1）檢查機床各軸的滾珠絲杠磨損情況，磨損大的需要更換（使用滾珠絲杠專業(yè)廠生產(chǎn)的產(chǎn)品），磨損小的，可采取更換滾珠、重配調(diào)整墊及重新調(diào)整螺母的預緊力。更換機床各軸滾珠絲杠兩端的支撐軸承、重配軸承調(diào)整墊，消除絲杠軸向竄動。調(diào)整機床各軸滾珠絲杠的軸向預拉伸結(jié)構(gòu)或調(diào)整滾珠絲杠的預加載荷、防止因機床的環(huán)境溫度的變化引起滾珠絲杠的熱伸長及安裝誤差等，消除反向間隙，保證機床各軸的定位精度及重復定位精度要求。
（2）檢修B軸底面磨損情況，主要指任意分度轉(zhuǎn)臺。（如齒盤定位的，有損壞需更換上下齒盤，因為它只起定位作用，不參與運動，所以一般情況下它的磨損較?。缬心p同樣采用重新貼塑并與機床B軸底面導軌合研的方法進行刮研處理，達到精度要求。
檢修B軸蝸輪蝸桿，調(diào)整蝸輪蝸桿間隙，更換蝸輪蝸桿軸承。檢修轉(zhuǎn)臺鎖緊裝置，使定位準確。
（3）檢查主軸精度，看是否需要更換主軸軸承，檢查主軸箱內(nèi)各換擋齒輪及拔叉是否磨損或損壞。檢查主軸錐孔的磨損情況，可用標準研棒研磨處理。錐孔超差大的可上高精度內(nèi)園磨床修磨錐孔，調(diào)整松拉刀機構(gòu)，達到松拉刀要求。
（4）檢修機床自動換刀裝置，也就是刀庫及機械手裝置，檢查液壓閥、液壓馬達、更換損壞的零件及電磁閥，使機床自動換刀穩(wěn)定可靠；
（5）檢查液壓裝置及液壓箱、更換機床老化或損壞的氣動元件、氣動閥體、管路、電磁閥、密封圈、集中潤滑裝置、潤滑管路、分配器，冷卻裝置及管路等。檢修液壓泵，防止泄漏，壓力達到正常標準。
（6）檢修機床雙工位自動交換裝置，更換損壞的零部件，從而保證工作臺自動交換的平穩(wěn)可靠性。
（7）檢修Y軸平衡裝置，檢查氮氣儲能缸，并補充氮氣保證Y軸平衡。
（8）重新修磨或刮研機床的兩個工作臺臺面，保證兩工作臺的等高及對X軸導軌的平行度。
（9）更換全部X軸、Y軸、Z軸導軌的刮屑板，防止鐵屑及灰塵進入導軌，造成導軌刮傷。
（10）檢修機床各軸防護裝置，更換全部X軸、Y軸、Z軸防護板的密封條，防止雜物進入。
（11）檢修機床整體防護裝置；檢查密封情況，做到機床在加工時不泄露冷卻液及鐵削。
（12）檢修機床的氣動元件、氣動閥體及管路。
（13）檢查機床所有的限制位開關，更換損壞及不靈敏的開關。
（14）檢修排屑裝置，使排屑通暢。（分履帶式及螺旋式）
（15）恢復機床幾何精度并達到出廠要求，按照臥式加工中心驗收標準進行檢測的內(nèi)容， 臥式加工中心驗收標準應進行的檢測內(nèi)容
序號 | 檢 驗 項 目 | 允差值 | 實測值 | |
1 | 立柱在Z坐標方向移動的直線度 | X-Y平面內(nèi) | 0.04mm/m |
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Y-Z平面內(nèi) | 0.04mm/m |
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Z-X平面內(nèi) | 0.04mm/m |
| ||
2 | 工作臺在X坐標方向移動的直線度 | X-Y平面內(nèi) | 0.04mm/m |
|
Z-X平面內(nèi) | 0.04mm/m |
| ||
Y-Z平面內(nèi) | 0.04mm/m |
| ||
3 | 主軸箱在Y坐標方向移動的直線度 | X-Y平面內(nèi) | 在500mm上為0.01mm |
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Y-Z平面內(nèi) | 在500mm上為0.01mm |
| ||
4 | 各坐標方向移動的相互垂直度 | X-Y坐標 | 在300mm上為0.015mm |
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Y-Z坐標 | 在300mm上為0.015mm |
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Z-X坐標 | 在300mm上為0.015mm |
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5 | 主軸軸向竄動 | 轉(zhuǎn)速50rpm | 0.01mm |
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6 | 主軸孔的徑向跳動 | 轉(zhuǎn)速50rpm | 檢驗棒根部 0.01mm |
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在300mm位置上為 0.02mm |
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7 | 立柱沿Z坐標方向移動對主軸中心線的平行度 | Y-Z平面內(nèi) | 在300mm上為0.015mm |
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Z-X平面內(nèi) | 在300mm上為0.015mm | |||
8 | 回轉(zhuǎn)工作臺分度的垂直度 |
| 在300mm上為0.015mm |
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9 | 主軸回轉(zhuǎn)軸心線對主軸箱沿Y坐標移動方向的垂直度 |
| 0.015mm |
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10 | 主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺沿X坐標移動方向的垂直度 |
| 0.015mm |
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11 | 交換工作臺臺面的平面度 | 三點法檢驗 | 0.015mm（只許中凹） |
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12 | X軸方向移動與交換工作臺面之間的平行度 | 90°分度 | 在500mm上為0.025mm |
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13 | Z軸方向移動與交換工作臺面之間的平行度 | 90°分度 | 在500mm上為0.025mm |
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14 | 交換工作臺臺面的端面跳動 | 90°分度 | 在500mm直徑上為0.025mm |
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15 | X軸方向移動與側(cè)面定位基準面之間間的平行度 |
| 在300mm上為0.015mm
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16 | 直線運動定位精度（差值的1/2附上±作為測量值） | X坐標 | 在300基準長度上為 0.012mm |
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Y坐標 |
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Z坐標 |
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17 | 分度工作臺的分度定位精度（差值的1/2附上±作為測量值） | 每30°測1次 | 90°、180°、270°、處±5” |
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其余位置±10” | ||||
18 | 直線運動的重復定位精度 | X坐標 | 0.008mm |
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Y坐標 | 0.008mm |
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Z坐標 | 0.008mm |
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19 | 分度工作臺的重復定位精度（正負方向進行，回轉(zhuǎn)角度應＞30°） |
| ±2” |
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（19）用雙頻激光干涉儀檢測坐標精度，并對機床各軸的間隙及螺距誤差進行補償，保證機床各軸的定位和重復定位精度達到技術(shù)要求。
（20）標準試件切削并達到出廠檢測精度要求。
（21）按照原機床或用戶要求的顏色重新噴漆。
（22）經(jīng)過上述機械方面的修理工作，機床的幾何精度和坐標精度均達到出廠精度要求要求，從而使機床重新煥發(fā)青春，可以再使用十年的時間，為企業(yè)可以節(jié)約大量的資金。
三、對測量部分的修理（全閉環(huán)結(jié)構(gòu)）
根據(jù)機床直線運動結(jié)構(gòu)及用戶需要，更換原測量裝置同步感應尺或加裝光柵尺，一般采用的是德國的海德漢光柵尺或西班牙的發(fā)格光柵尺，并實現(xiàn)全閉環(huán)控制。
（1）按照安裝要求，機床X、Y、Z軸直線光柵尺的定尺安裝與機床導軌的平行要求為（在0.02mm范圍內(nèi)）保證光柵尺的定尺與動尺運動符合技術(shù)要求。
（2）加裝光柵尺：根據(jù)機床結(jié)構(gòu)，確定安裝位置，采取機床本體進行補充加工的方法，實現(xiàn)光柵尺安裝。
（3）任意分度轉(zhuǎn)臺圓光柵尺的安裝：必須保證圓光柵尺與回轉(zhuǎn)工作臺同心并垂直于回轉(zhuǎn)工作臺的軸心線；在安裝緊固螺釘時要使用扭力扳手均勻鎖緊，避免造成圓光柵尺變形影響測量的準確性。
四、電氣部分改造
電氣部分修理主要簡述了數(shù)控系統(tǒng)改造（一般是根據(jù)用戶的要求選擇數(shù)控系統(tǒng)）。
（1）根據(jù)機床的結(jié)構(gòu)和功能確定數(shù)控系統(tǒng)的配置。
（2）選用日本FANUC、德國西門子或其它公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)。
（3）用選用的數(shù)控系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)對機床進行控制。
（4）用選用的交流數(shù)字伺服單元和交流數(shù)字電機更換原機床X軸、Y軸、Z軸、B軸的伺服單元和伺服電機；
（5）用選用的交流數(shù)字主軸單元和主軸電機更換原主軸單元和主軸伺服電機。
（6）重新設計PLC程序及強電控制邏輯。
（7）電控柜部分的改造。①更換或增加手搖脈沖發(fā)生器；②更換全部強電元件：變壓器、繼電器、斷路器、接觸器、空開、插頭、電線、電纜等并重新制作電控柜；③增加DNC通訊接口，實現(xiàn)在線傳輸遠程控制功能。
（8）機床機電聯(lián)調(diào)、考機、檢測工作。
（9）電氣控制部分應同原機床控制保持一致。
（10）機床操作方式同原機床的操作方式一致。
（11）機床運行穩(wěn)定可靠。
（12）機床在改造完成后，為用戶提供全套機床改造部分的技術(shù)資料，包括：系統(tǒng)操作說明書、參數(shù)手冊、維修說明書、梯形圖、電氣原理圖、機床使用說明書等，幫助用戶建立一套完整的技術(shù)資料，以便日后用戶維修使用。
（ 13）在機床機電聯(lián)調(diào)后對機床進行24小時無故障考機，及時發(fā)現(xiàn)問題并徹底給予解決，從而使用戶以最短的時間內(nèi)使用機床并發(fā)揮效益。
（14）對機床操作者及維修人員進行技術(shù)培訓工作，經(jīng)過培訓使機床操作人員能夠?qū)C床更好的使用及維護。
五、需要培訓的內(nèi)容
1.操作部分
（1）開機、關機步驟。
（2）加工程序的開始、中斷、結(jié)束的操作講解。
（3）ATC中斷后的恢復。
（4）機床操作注意事項介紹。
（5）操作練習。
2.編程部分
（1）坐標系介紹。
（2）G指令、M、S、T指令的介紹。
（3）程序的組成結(jié)構(gòu)介紹。
（4）程序的編輯、儲存、使用的方法說明。
（5）編程注意事項介紹。
（6）編程練習。
2.設備保養(yǎng)部分
（1）機械結(jié)構(gòu)介紹。
（2）電路結(jié)構(gòu)介紹。
（3）日常維護要點介紹。
（4）一般故障診斷方法介紹。
（5）一般故障排除方法介紹。
六、結(jié)語
數(shù)控機床再制造是一門綜合性學科，既要有先進的加工設備，又要具備優(yōu)秀的設備維修人才，更要有科學的管理方法。北京凱奇創(chuàng)新機電設備有限公司成立多年來，已為航天、航空、鐵路、冶金、醫(yī)藥、電子、石油、化工等企業(yè)進行過各種數(shù)控設備的大修和技術(shù)改造等，均取得了較好效果。搞好數(shù)控機床改造與預防性維修的目的，是保證企業(yè)節(jié)省資金及降低設備成本，為提高企業(yè)的競爭力和正常生產(chǎn)保駕護航。
