普通车床数控化改造的探索与研究

孔翠翠

（商丘技师学院 河南商丘 476000）

普通车床数控化改造的探索与研究

孔翠翠

（商丘技师学院 河南商丘 476000）

随着我国社会发展以及科学技术的进步，很多企业所使用的普通机床很难能满足市场的需求，这种机床使用起来较为危险，并且劳动强度较大。越来越多的企业逐步考虑使用数控机床，数控机床可解决普通机床的众多不足，可以对一些要求精度高的工件加工，同时还具备自动报警，自动补偿及自动监控的功能，但是数控机床成本较高，短期内无法取得经济效益，为了解决这一问题，本文提出对普通机床通过改造升级为数控机床，本文主要介绍了常规机床进行数控改造的基本方案，不针对某一种车床。改造方案包括其结构的改造设计，性能与精度的选择。

数控机床；改造；方案

引言

我国目前的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且很多是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成木高、供货期长等问题，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率[1]。

1 普通车床的数控化改造设计

机床的数控改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。机电一体化最为有代表性的设备就是数控车床，而我们工业生产所使用的普通车床和它有着很多相同之处，当代市场上使用的数控机床不是在原有机床基础上对部分功能加以改造而成，更不是在原有机床上加上所谓的控制系统。对于现在使用的数控车床，尤其是一些加工中心，不管是从主传动系统，一些辅助功能，还是从支撑部件和刀具系统以及车床的外部形状都与原有的传统车床发生了很大变化，慢慢在形成现代数控机床的一些特殊结构。如果要对普通车床进行改造，应该考虑众多数控机床要素，尽量做到使普通机床的各项指标接近数控机床。

一般的数控机床结构包括控制介质、数控部分、伺服系统和机床本体四大部分构成，其组成框图如图1所示。

图1 数控机床的系统组成框图

2 数控车床的性能和精度的选择

普通机床要想进行数控化改造需要满足两个条件：①机床进行改造的费用要满足实际情况，改造之前一定要对机床进行性能评估；②机床本身的基础结构要满足数控机床的刚性需求。换句话说并不是一切普通机床都可以进数控改造，一般改装之后的数控机床可以加工的材料最大回转直径和主电动机功率等重要参数不会有太大变动。对于其它像加工材料的圆柱度，平面度和直线度等性能参数的好坏取决于机床本身的固有标准。改造前最为主要的性能参数应该是对机床的精度控制以及性能控制来决定[2]。

（1）轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数控制动停车等。

（2）采用步进电机驱动方式对进给运动驱动。

（3）给运动传动是否需要改装成滚珠丝杠传动。

（4）刀架是否需要配置自动转位刀架，若配置需要确定工位数。

（5）还有一些其他的性能指标如下。

①插补功能：车床加工需具备直线和圆弧插补功能。②刀具补偿和间隙补偿：为了保证一定的加工精度，一般需考虑设置刀补和间隙补偿功能。③显示功能：采用数码管或者液晶显示功能，所要显示的数字多少等要素要依据具体车床加工功能决定。④诊断功能：为了避免出现操作者错误输入的程序造成错误动作，对数控改造系统加入自动诊断保护功能，使系统可以指示机床发生故障或者功能失效的位置等。

3 车床数控改造方案

在确定了机床性能以及精度的情况下，由精度和性能进一步确定对普通机床改造的方案。对普通机床的数控改造技术逐渐成熟，一般都是采用专业化机床数控改造系统进行改造，这种系统的性能和功能能够满足一般车床改造需求。常规的车床改造方案主要通过以下几个方面考虑。先进行对车床的性能进行评估，确定可以进行数控改造，接着对被改造车床配备专用数控改造系统，把原来的滑动丝杠传动更换为滚珠丝杠传动，进给运动要使用步进电机驱动，对自动换刀功能要配备自动转位刀架来实现，配置脉冲发生器来完成螺纹加工功能。

对于一套较为完善的经济型专用数控改造系统应该具备以下最为基本的配备和功能：

①系统主控一定是具有智能控制的微处理器，应该具备可以自主代码编写，刀具补偿，数码管或者液晶显示二坐标，螺纹加工控制，圆弧和直线插补。②配备专用的步进电机驱动系统，控制精度对于上下Z向至少为0.01mm，左右X向至少为0.005mm，还应该兼顾相应的导程丝杠相配套功能。③加工程序的设定和代码的编写要依靠外接控制面板完成，并且要具备掉电自动保护功能；还要是系统具有对代码可以进试验性运行以及实时编辑。④可以对代码进行循环或者单步或者连续执行的功能，除此之外还应该具有超量程警报以及机械极限位置自动限位等各类数控基木功能。

4 结论

上述常规对普通机床数控改造的方案经过很多实践证明普通机床数控化改造之后运行非常稳定，而且非常经济实用，这种对普通机床的改造涉及了了众多领域，如计算机，电子信息，机械，是一项理论和实际相结合紧密的系统工程。对车床改造之前一定要做好充分论证和相关技术及材料准备工作。改造过程中，本着先易后难原则，把相关电气改造和机械修理有效结合一起。事实也证明：这种改造方案使用了很少的资金，却能够把普通机床改造成数控机床，给很多企业创造更多的价值。

[1]刘杰.经济型数控机床改造的优化方案探索[J].中国机械，2014.

[2]黄世宁.浅谈数控机床电气改造中应注意的问题[J].科技资讯，2012.

TG659

A

1004-7344（2016）32-0244-01

2016-10-24

孔翠翠（1985-），女，河南商丘人，研究方向为机械制造。