普通车床如何进行数控化改造？

引言：随着制造业现代化水平的不断提高，机床数控化率相应提高。利用电子技术和计算机技术对车床进行数控化改造，对提高生产效率、保证加工质量、进一步提高车床设备的先进性，不仅具有可行性，还具有经济性。本文就车床的数控化改造谈几点看法。

       普通机床的数控化，就是在尽量保留利用原有机床的功能的基础上，添加新的功能，提高其机械性能以提高机械生产的效率。一般来说机床数控化改造主要有以下几方面的内容:对原有机床进行检修，尽量恢复原有功能;在原有机床上加装控制系统，实现数字化;对其机械部件进行改造和加工，以提高其加工精度。

       下面从以下几个方面对普通机床的数控改造进行阐述:

       ( 一 ) 数控系统

       我们可以根据车床的现状和使用要求选择控制系统。首先我们要认识到不同系统的不同功能和所产生的利弊。

       (1 )开环控制系统：开环控制系统的特点是没有反馈装置，所以不能及时的纠正偏差，由此带来了控制精度差的缺点。不过系统简单，工作可靠，成本低廉。

       (2 )闭环控制系统：闭环控制系统的特点是装有反馈装置，通过偏差信号来调整输出。这样系统可以消除工作中的各种误差及产生干扰，提高加工精度。但是相对成本有所提高，环境要求较高，这样就提高了系统的设计和调试成本。

       (3 )复合控制系统：复合控制系统实质上是在闭环控制基础上，附加一个输入信号的顺馈通路。复合控制对自身零件的要求很高，因此提高了成本，但是在保持闭环控制的加工精度的基础上，也很好的保持着开环控制的稳定性。

       进行选择时，对于要求不是很高的经济型数控机床，应选用开环控制;对于一些精度要求高的镗铣床、超精车床、超精铣床等，应用闭环控制;对于一些既要就加工精度又要就系统稳定的机床，应用复合控制系统。

       其次在确定了控制系统的类型后适当的选择控制制造商，世界上性能及信誉较好的有西门子(德国)、发那科(日本)、三菱(日本)、N U M (法国) 、F A G O R ( 西班牙)等。详细了解上述厂商数控系统的特点及性能价格比等指标，选择适用的产品。

      ( 二 )机械部分的改造。

       (1 )滑动导轨副。对数控车床来说，导轨除了应该具有卧式车床导轨的精度和工艺性外，还要有良好的耐磨性，并减少因摩擦力而致死区。同时还要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和润滑。一般卧式车床的导轨材料为HT200，机床改造时可在原床鞍下滑面经机械加工后贴一层聚四氟乙烯软带。聚四氟乙烯软带与铸铁配合时，具有良好的减磨性能，动摩擦因数约为铸铁的1/8～1/3，能有效地防止机床的爬行。此外，床鞍与床身、中滑板与小滑板应接触均匀，接触面积不应小于70%，接触点数不应小于10点/cm2，这是保证加工精度和尺寸一致性的关键之一。

       (2 )丝杠传动副。一般数控车床或数控系统要求采用滚珠丝杠副传动，目的是为了提高机床的进给精度，减小传动副的摩擦阻力。根据JB/T 2886—2008丝杠精度标准可知，滚珠丝杠分为九级。卧式车床使用的是7级精度的滑动丝杠。将3级精度的滚珠丝杠与7级精度的滑动丝杠比较，从精度来讲，二者的差异并不大，因此建议选用3级滚珠丝杠来替换原有丝杠。这样的好处是传动速度快，反向灵敏，精度较高，所需转矩小。

       (3 )拖板系统。拖板的运动是数控系统直接控制的对象，不论是点位控制还是连续控制。被加工零件的最后坐标精度将受拖板运动精度、灵敏度和稳定性的影响，尤其是用步进电动机作为拖动元件的开环系统更是如此。因为数控系统发出的指令仅使拖板运动，而没有位置检测和反馈，故实际移动值和系统指令值的差别造成加工误差。因此，除了床鞍、中滑板（小滑板已被取消）配合精度要求较高外，在传动装置的布局上还应采用减速齿轮箱来提高传动转矩和传动精度（分辨率为0.01mm）。

       (4 )主轴同步传感器。主轴同步传感器的作用就是传递信息给数控装置，保持主轴的速度和刀架进给量一致。安装时要求机床主轴转一圈，传感器也要转一圈，这样才能保证发给数控装置的信号准确，车削螺纹时不乱扣。

       (5 )车刀刀架的改造。将原来的小滑板拆掉，改用四刀位的自动回转刀架或盘式回转刀架，数控系统最多能控制4～12把车刀，可顺时针连续换刀。

       最后，改装完成后要对所改装的机床进行测试，通过生产能力和生产精度的检测来检验改装后的机床是否满足了改装的要求，对机床进行批量检测时，要确定各项指标都在指定范围内。测试人员必须按照确定好的步骤和准则来进行操作，在测试过程中，要进行随时记录，在确认安全系统正常的情况下，对各项指标一一进行测量。