普通車床如何進行數控化改造？

引言：隨著制造業現代化水平的不斷提高，機床數控化率相應提高。利用電子技術和計算機技術對車床進行數控化改造，對提高生產效率、保證加工質量、進一步提高車床設備的先進性，不僅具有可行性，還具有經濟性。本文就車床的數控化改造談幾點看法。

       普通機床的數控化，就是在盡量保留利用原有機床的功能的基礎上，添加新的功能，提高其機械性能以提高機械生產的效率。一般來說機床數控化改造主要有以下幾方面的內容:對原有機床進行檢修，盡量恢復原有功能;在原有機床上加裝控制系統，實現數字化;對其機械部件進行改造和加工，以提高其加工精度。

       下面從以下幾個方面對普通機床的數控改造進行闡述:

       ( 一 ) 數控系統

       我們可以根據車床的現狀和使用要求選擇控制系統。首先我們要認識到不同系統的不同功能和所產生的利弊。

       (1 )開環控制系統：開環控制系統的特點是沒有反饋裝置，所以不能及時的糾正偏差，由此帶來了控制精度差的缺點。不過系統簡單，工作可靠，成本低廉。

       (2 )閉環控制系統：閉環控制系統的特點是裝有反饋裝置，通過偏差信號來調整輸出。這樣系統可以消除工作中的各種誤差及產生干擾，提高加工精度。但是相對成本有所提高，環境要求較高，這樣就提高了系統的設計和調試成本。

       (3 )復合控制系統：復合控制系統實質上是在閉環控制基礎上，附加一個輸入信號的順饋通路。復合控制對自身零件的要求很高，因此提高了成本，但是在保持閉環控制的加工精度的基礎上，也很好的保持著開環控制的穩定性。

       進行選擇時，對于要求不是很高的經濟型數控機床，應選用開環控制;對于一些精度要求高的鏜銑床、超精車床、超精銑床等，應用閉環控制;對于一些既要就加工精度又要就系統穩定的機床，應用復合控制系統。

       其次在確定了控制系統的類型后適當的選擇控制制造商，世界上性能及信譽較好的有西門子(德國)、發那科(日本)、三菱(日本)、N U M (法國) 、F A G O R ( 西班牙)等。詳細了解上述廠商數控系統的特點及性能價格比等指標，選擇適用的產品。

      ( 二 )機械部分的改造。

       (1 )滑動導軌副。對數控車床來說，導軌除了應該具有臥式車床導軌的精度和工藝性外，還要有良好的耐磨性，并減少因摩擦力而致死區。同時還要有足夠的剛度，以減少導軌變形對加工精度的影響，要有合理的導軌防護和潤滑。一般臥式車床的導軌材料為HT200，機床改造時可在原床鞍下滑面經機械加工后貼一層聚四氟乙烯軟帶。聚四氟乙烯軟帶與鑄鐵配合時，具有良好的減磨性能，動摩擦因數約為鑄鐵的1/8～1/3，能有效地防止機床的爬行。此外，床鞍與床身、中滑板與小滑板應接觸均勻，接觸面積不應小于70%，接觸點數不應小于10點/cm2，這是保證加工精度和尺寸一致性的關鍵之一。

       (2 )絲杠傳動副。一般數控車床或數控系統要求采用滾珠絲杠副傳動，目的是為了提高機床的進給精度，減小傳動副的摩擦阻力。根據JB/T 2886—2008絲杠精度標準可知，滾珠絲杠分為九級。臥式車床使用的是7級精度的滑動絲杠。將3級精度的滾珠絲杠與7級精度的滑動絲杠比較，從精度來講，二者的差異并不大，因此建議選用3級滾珠絲杠來替換原有絲杠。這樣的好處是傳動速度快，反向靈敏，精度較高，所需轉矩小。

       (3 )拖板系統。拖板的運動是數控系統直接控制的對象，不論是點位控制還是連續控制。被加工零件的最后坐標精度將受拖板運動精度、靈敏度和穩定性的影響，尤其是用步進電動機作為拖動元件的開環系統更是如此。因為數控系統發出的指令僅使拖板運動，而沒有位置檢測和反饋，故實際移動值和系統指令值的差別造成加工誤差。因此，除了床鞍、中滑板（小滑板已被取消）配合精度要求較高外，在傳動裝置的布局上還應采用減速齒輪箱來提高傳動轉矩和傳動精度（分辨率為0.01mm）。

       (4 )主軸同步傳感器。主軸同步傳感器的作用就是傳遞信息給數控裝置，保持主軸的速度和刀架進給量一致。安裝時要求機床主軸轉一圈，傳感器也要轉一圈，這樣才能保證發給數控裝置的信號準確，車削螺紋時不亂扣。

       (5 )車刀刀架的改造。將原來的小滑板拆掉，改用四刀位的自動回轉刀架或盤式回轉刀架，數控系統最多能控制4～12把車刀，可順時針連續換刀。

       最后，改裝完成后要對所改裝的機床進行測試，通過生產能力和生產精度的檢測來檢驗改裝后的機床是否滿足了改裝的要求，對機床進行批量檢測時，要確定各項指標都在指定范圍內。測試人員必須按照確定好的步驟和準則來進行操作，在測試過程中，要進行隨時記錄，在確認安全系統正常的情況下，對各項指標一一進行測量。