普通車床的數控化改造與實踐研究

摘 要：隨著現代科技的發展，普通的車床的使用危險性大，勞動力高，且不能批量的生產，已經滿足不了市場需求，很多企業越來越偏向數控化車床。數控化不僅僅是車床加工精度，多道工序可集中化，還可自動監控、補償等功能。因此普通車床的數控化改造與實踐也得到相關部門的關注。工業企業想要數控車床只有兩種方式：一是購買數控車床，二是改造現有的舊車床為數控車床。購買數控車床資金大，所以改造舊車床最適用于中小企業的狀況，現就普通車床的數控化改造方案做研究，探討實踐價值。

關鍵詞：普通車床；數控化；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.244

舊車床的改造，是指在原有的車床上安裝數控化系統，對車床做出一定的改造，是車床具有數控化車床的加工功能。據統計我國現有金屬切削車床三百多萬臺，普通車床就占其比例的百分之八十八。普通車床的使用勞動力大、產量低、質量不穩定，影響了企業經濟效益的提高。改造舊車床數控化在我國工業企業具有很大的潛力，但現在對于舊車床改造數控化的技術還不夠成熟。因此，我們要掌握和研究普通車床的改造和實踐應用方面的問題。

1 舊車床數控化改造應具備的條件

舊車床要改造成數控化車床要確定是否適合改造的標準，不是所有的車床都適合改造，要考慮產品加工性、車床狀況、還有數控化改造的經濟性。

1.1 加工的適用性

數控車床是由大量復雜機械零件精加工而成，只有這樣才能表現出它強大的生產力價值。車床數控化改造可提高生產率，安裝特性零件的數控應用可以完成普通車床難以完成的機械加工。但企業在舊車床改造前要研究自己的產品是否適用于數控化車床。

1.2 車床的狀況

受力不穩的車床不適用與改造，舊車床改造成數控化要保留床身的結構不變，因此要求主要部件的狀況要完好。數控化車床是高精度的，工件、刀具的移動位置都有精確的要求，精確度高的定位和運動要求車床的基礎要有很高的剛度，基礎部件不穩定，受力后就很容易變形。

1.3 經濟性

舊車床數控改造一是機械部件的維修，修理磨損零件或者更換，運用大型基礎零件進行調整試用，提升舊車床的精確度和性能，如果必要的話可以在增加一些新的使用功能。二是原有的系統換成數控系統。改造費用有兩個方面：機械的改造跟零件是否可在利用有關，國產數控系統跟進口數控系統的差異，選用國產還是進口的要根據企業實際情況來決定。如果車床的改造價格僅是同類設備價格的10%-30%，這個條件下經濟上才合算。各類車床的技術都存在一定的差異，從經濟方面考慮，專用車床比較適于數控化改造。

2 普通車床數控化改造技術

2.1 改造方案的確定

在進行改造普通車床的時候，要嚴格按照相關要求規定和標準對車床進行檢查，確認車床改造后的主要用途，這才能明確其改造目標，做出數控化改造的主要方案。對普通車床的改造升級的時候，主要是控制系統的升級，再來是機械系統，機械系統改造相對比較少，其主要升級改造的就是故障率較高的、系統老化等原因，提高生產效率和生產質量的目的。

2.2 改造機械系統

不同類型的車床改造技術要求也不同，即使是同類車床根據改造精確度要求也是會存在一定的差異，普通車床改造成數控化的技術時最為基礎的，主要的其改造的部件少，原理也是比較直觀的，效果明顯易于改造。在普通車床經濟性的數控化改造基礎上，普通車床的改造和實踐中存在的問題：數字控制系統配置、滾珠絲杠螺母、步進電機選用、減速驅動機構、自動刀架安裝、光電編碼器、導軌改造、主軸變速機構等，如，（1）數字控制系統配置：進口數控系統還是國產數控系統都有很多的適中的價格可以選擇，日本的發那科系統、美國的單片機、中國的華中數控系統等等。這些具有直線插補、車公/英制螺紋、刀具補償、自動轉位等功能，而且其使用性能穩定。面板的操作明顯易懂，主要是啟動鍵、暫停鍵、單段/連續開關、急停鍵等。不僅可以控制弱電，對各部位的停和換以及一些輔助動作都可以指控制。（2）滾珠絲杠螺母，普通車床的絲杠一般都是滑動的，就是絲杠與螺母兩者的磨擦為滑動。為了消除兩者之間的轉動間隙，提高車床的精確度，要將其改換成滾珠絲杠螺母副。對于車床精確度要求不高的，不需要改造此項，只要預緊原螺母就可消除轉動間隙。

3 普通車床改造實踐和推廣

不論什么類型的舊車床，要改造成數控化主要就從三個環節進行：主傳動、進給傳動、電氣部分改造進行方案制定和改造實施。

3.1 主傳動

主軸部件除了承受自身的重量外還需要承接較大的切削載荷，他直接帶動工件參加切削運動，其本身的剛性直接影響的產品加工的精度，因此在主軸部分的改造，一、保證其自身的剛性，從而提高和修復旋轉精度。

3.2 進給傳動

進給傳動是保證機械在作業是能精準定位按照規定的軌跡相對的運動。加工出符合企業要求的零件，對進給傳動的要求一般為：高精度、高品質，、高速度、大功率。

3.3 電氣部分改造

其改造主要是主軸與進給部分控制， 對于中小車床主軸則保持其原有系統， 進給控制部分確定控制方式、選擇伺服系統和測量元件。電氣部分改造要集中進給控制部分改造實現進給傳動控制。在控制上基本分為開環、閉環、半閉環三種方式。車床的改造方式根據其具體情況決定。

4 總結

隨著制造業的快速發展，為了能夠提高產品的產量和質量效率，普通車床的數控化改造與實踐已經成為我國工業發展的必然要求，我們要在數控化車床技術上不斷的完善和創新，才能夠提升普通車床的改造，以免造成不必要的浪費。從根本上提高設備的安全性和生產效率。

參考文獻：

[1]李建國.普通機床數控改造關鍵技術的設計研究[J].科技創新導報，2015（10）：69-70.

[2]徐靖，劉敏，趙春.探討普通車床機械結構的數控化改造[J]. 工業，2016（11）：00009.

作者簡介：劉海波（1984-），男，內蒙古包頭人，本科，講師，研究方向：機械設計制造及其自動化、機床數控技術。