普通车床的数控改造及研究
摘 要：随着现代科技的发展，普通的车床的使用危险性大，劳动力高，且不能批量的生产，已经满足不了市场需求，很多企业越来越偏向数控化车床。数控化不仅仅是车床加工精度，多道工序可集中化，还可自动监控、补偿等功能。因此普通车床的数控化改造与实践也得到相关部门的关注。工业企业想要数控车床只有两种方式：一是购买数控车床，二是改造现有的旧车床为数控车床。购买数控车床资金大，所以改造旧车床最适用于中小企业的状况，现就普通车床的数控化改造方案做研究，探讨实践价值。
关键词：普通车床；数控化；研究
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.244
旧车床的改造，是指在原有的车床上安装数控化系统，对车床做出一定的改造，是车床具有数控化车床的加工功能。据统计我国现有金属切削车床三百多万台，普通车床就占其比例的百分之八十八。普通车床的使用劳动力大、产量低、质量不稳定，影响了企业经济效益的提高。改造旧车床数控化在我国工业企业具有很大的潜力，但现在对于旧车床改造数控化的技术还不够成熟。因此，我们要掌握和研究普通车床的改造和实践应用方面的问题。
1 旧车床数控化改造应具备的条件
旧车床要改造成数控化车床要确定是否适合改造的标准，不是所有的车床都适合改造，要考虑产品加工性、车床状况、还有数控化改造的经济性。
1.1 加工的适用性
数控车床是由大量复杂机械零件精加工而成，只有这样才能表现出它强大的生产力价值。车床数控化改造可提高生产率，安装特性零件的数控应用可以完成普通车床难以完成的机械加工。但企业在旧车床改造前要研究自己的产品是否适用于数控化车床。
1.2 車床的状况
受力不稳的车床不适用与改造，旧车床改造成数控化要保留床身的结构不变，因此要求主要部件的状况要完好。数控化车床是高精度的，工件、刀具的移动位置都有精确的要求，精确度高的定位和运动要求车床的基础要有很高的刚度，基础部件不稳定，受力后就很容易变形。
1.3 经济性
旧车床数控改造一是机械部件的维修，修理磨损零件或者更换，运用大型基础零件进行调整试用，提升旧车床的精确度和性能，如果必要的话可以在增加一些新的使用功能。二是原有的系统换成数控系统。改造费用有两个方面：机械的改造跟零件是否可在利用有关，国产数控系统跟进口数控系统的差异，选用国产还是进口的要根据企业实际情况来决定。如果车床的改造价格仅是同类设备价格的10%-30%，这个条件下经济上才合算。各类车床的技术都存在一定的差异，从经济方面考虑，专用车床比较适于数控化改造。
2 普通车床数控化改造技术
2.1 改造方案的确定
在进行改造普通车床的时候，要严格按照相关要求规定和标准对车床进行检查，确认车床改造后的主要用途，这才能明确其改造目标，做出数控化改造的主要方案。对普通车床的改造升级的时候，主要是控制系统的升级，再来是机械系统，机械系统改造相对比较少，其主要升级改造的就是故障率较高的、系统老化等原因，提高生产效率和生产质量的目的。
2.2 改造机械系统
不同类型的车床改造技术要求也不同，即使是同类车床根据改造精确度要求也是会存在一定的差异，普通车床改造成数控化的技术时最为基础的，主要的其改造的部件少，原理也是比较直观的，效果明显易于改造。在普通车床经济性的数控化改造基础上，普通车床的改造和实践中存在的问题：数字控制系统配置、滚珠丝杠螺母、步进电机选用、减速驱动机构、自动刀架安装、光电编码器、导轨改造、主轴变速机构等，如，（1）数字控制系统配置：进口数控系统还是国产数控系统都有很多的适中的价格可以选择，日本的发那科系统、美国的单片机、中国的华中数控系统等等。这些具有直线插补、车公/英制螺纹、刀具补偿、自动转位等功能，而且其使用性能稳定。面板的操作明显易懂，主要是启动键、暂停键、单段/连续开关、急停键等。不仅可以控制弱电，对各部位的停和换以及一些辅助动作都可以指控制。（2）滚珠丝杠螺母，普通车床的丝杠一般都是滑动的，就是丝杠与螺母两者的磨擦为滑动。为了消除两者之间的转动间隙，提高车床的精确度，要将其改换成滚珠丝杠螺母副。对于车床精确度要求不高的，不需要改造此项，只要预紧原螺母就可消除转动间隙。
3 普通车床改造实践和推广
不论什么类型的旧车床，要改造成数控化主要就从三个环节进行：主传动、进给传动、电气部分改造进行方案制定和改造实施。
3.1 主传动
主轴部件除了承受自身的重量外还需要承接较大的切削载荷，他直接带动工件参加切削运动，其本身的刚性直接影响的产品加工的精度，因此在主轴部分的改造，一、保证其自身的刚性，从而提高和修复旋转精度。
3.2 进给传动
进给传动是保证机械在作业是能精准定位按照规定的轨迹相对的运动。加工出符合企业要求的零件，对进给传动的要求一般为：高精度、高品质，、高速度、大功率。
3.3 电气部分改造
其改造主要是主轴与进给部分控制， 对于中小车床主轴则保持其原有系统， 进给控制部分确定控制方式、选择伺服系统和测量元件。电气部分改造要集中进给控制部分改造实现进给传动控制。在控制上基本分为开环、闭环、半闭环三种方式。车床的改造方式根据其具体情况决定。
4 总结
随着制造业的快速发展，为了能够提高产品的产量和质量效率，普通车床的数控化改造与实践已经成为我国工业发展的必然要求，我们要在数控化车床技术上不断的完善和创新，才能够提升普通车床的改造，以免造成不必要的浪费。从根本上提高设备的安全性和生产效率。
参考文献：
[1]李建国.普通机床数控改造关键技术的设计研究[J].科技创新导报，2015（10）：69-70.
[2]徐靖，刘敏，赵春.探讨普通车床机械结构的数控化改造[J]. 工业，2016（11）：00009.
作者简介：刘海波（1984-），男，内蒙古包头人，本科，讲师，研究方向：机械设计制造及其自动化、机床数控技术。
