1 ТФ1271加工中心的特点

2 改造方案

1. 更换数控系统，采用北京机床研究所研制生产的CME1000系统。该系统为经济型数控系统，具有良好的性能价格比，广泛用于车床、铣床、加工中心。与原系统相比，该系统体积小，具有良好的人机界面，定位精度高，功能强，增加了通讯功能，可以和计算机直接通讯，为离线编程提供了方便；加工图形的显示功能，可以让编程者在机床不动作的情况下看到模拟的加工曲线，使调试程序极为安全、方便；单段功能，在工件试切时，用单段功能比较安全；跳段功能，为同一程序的灵活应用提供了条件；机床锁住功能，该功能与图形显示功能相配合使调试加工非常方便；手摇功能，在加工对刀时，它可以连续调整刀尖位置，比原机床采用的点动功能方便了很多。
2. 强电部分，电机本身性能良好，但控制系统的元器件及线缆老化，所以对原加工中心的电机予以保留，包括主轴电机、冷却电机、润滑电机和液压电机，而对其它部分全部予以替换。
3. 位置检测开关部分，原加工中心的行程开关和接近开关使用的都是非标准件，对这些非标准的检测开关将全部用国产的标准件替换掉。
4. 机械部分性能完好全部予以保留。
   
   全部改造费用为10.5万元人民币，购买原加工中心的费用为25万元人民币，购买一台与改造后同等档次的加工中心要80～100万元人民币。

3 改造过程中的几个特殊问题

1. 主轴的18种转速选择
   主轴的18档变速是通过三组滑移齿轮实现的。三组滑移齿轮分别由三个液压驱动拨叉控制。齿轮换档过程中，主轴电机进行步进，以保证齿轮能快速准确地啮合。主轴电机无步进功能时，就容易出现变速过程的顶齿现象，导致挂档失败。
2. 联轴节间隙对机床精度的影响
   工作台的丝杠与伺服电机通过联轴节相连，丝杠与电机轴上各装联轴节的一部分，两部分相配合实现传动。联轴节是原机床本身的，联轴节两部分的配合间隙δ为200µm，电机转动一圈工作台移动距离DL为10mm，联轴节直径D为60mm，配合间隙d引起的误差e为 e=d·DL/πD=10.6(µm)
   配合间隙引起的误差为10.6µm，原加工中心的设计加工精度为30µm，因此联轴节配合间隙引起的误差在正常的范围内，原加工中心的联轴节可以继续使用。
3. 主轴电机步进功能的实现
   如前所述，主轴箱齿轮进行换档时，需要主轴做步进配合，否则极易出现换档失败。一般三相异步主轴电机没有步进功能，给电机通以三相交流电，电机进行高速旋转。通过PLC的控制，电机的三相绕阻通以较低的直流脉动电压，实现了主轴电机步进功能。原理如上图。

4 结束语