摘要：企業(yè)要在當(dāng)前市場需求多變，競爭激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產(chǎn)品，以格、質(zhì)量、zui短時間去滿足市場需求的不斷變化。而普通車床已不適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)要求，數(shù)控改造后的車床操作方便，降低了操作者勞動強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，為下一道工序生產(chǎn)創(chuàng)造了良好條件。而改造所需費(fèi)用僅是購買簡易數(shù)控車床價格的一半。
　　　　
　　普通車床是目前使用zui廣泛的機(jī)床之一，其技術(shù)參數(shù)范圍廣，加工范圍較廣，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且自動化程度低，生產(chǎn)效率低，不適用于精密、形狀復(fù)雜零件的加工。數(shù)控化加工是機(jī)械加工行業(yè)朝高質(zhì)量、高精度、率發(fā)展的必然趨勢。在現(xiàn)有的普通車床基礎(chǔ)上對其進(jìn)行數(shù)控化改造是一條低成本、益的途徑。對企業(yè)現(xiàn)有的車床進(jìn)行了數(shù)控化改造后，既滿足了生產(chǎn)需要，又節(jié)省了很多經(jīng)費(fèi)，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
　　
　　普通車床經(jīng)過多次大修后，其零部件相互連接尺寸變化較大，主要傳動零件幾經(jīng)更換和調(diào)整，故障率仍然較高，采用傳統(tǒng)的修理方案很難達(dá)到大修驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，而且費(fèi)用較高。因此合理選擇數(shù)控系統(tǒng)是改造得以成功的主要環(huán)節(jié)。數(shù)控車床的改造目的是要求車床穩(wěn)定可靠，以盡可能低的故障率運(yùn)轉(zhuǎn)。普通車床應(yīng)用微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，減輕操作者的勞動強(qiáng)度。現(xiàn)將應(yīng)用微機(jī)控制系統(tǒng)對普通車床改造進(jìn)行總結(jié)分析。
　　
　　一、車床數(shù)控改造的目的意義
　　
　　改造后的車床生產(chǎn)效率高，是普通車床的3～5倍；減少工裝，減少人為誤差，提高加工精度，具有廣泛的適用性和靈活性；縮短新產(chǎn)品的試制和生產(chǎn)周期，易于組織多品種生產(chǎn)，使企業(yè)能對場需求作出快速響應(yīng)，能加工普通機(jī)床不能加工的大型復(fù)雜零件，能減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，節(jié)省人力，能降低勞動成本；熟悉了解設(shè)備、便于操作維修。
　　
　　二、機(jī)床數(shù)控化改造的必要性
　　
　　我國目前機(jī)床總量400多萬臺，其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬臺，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到3%。近10年來，我國數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量為0.68～0.8萬臺，年產(chǎn)值約為18億元。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6%。我國機(jī)床超過10年的占60%以上，10年以下的機(jī)床中，自動、半自動機(jī)床不到20%，F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更（美國和日本自動和半自動機(jī)床占60%以上）?？梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長等缺點(diǎn)，從而在、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大大提高機(jī)床的數(shù)控化率。從微觀上看，數(shù)控機(jī)床可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件，能夠?qū)崿F(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而使效率比傳統(tǒng)機(jī)床提高3~7倍；另外，加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”，還可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)，擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補(bǔ)償?shù)榷喾N功能，因而可實(shí)現(xiàn)長時間無人看管加工。
　　
　　三、普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì)
　　
　　并不是所有的舊機(jī)床都可以進(jìn)行數(shù)控改造，機(jī)床的改造主要應(yīng)具備兩個條件：首先，機(jī)床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛性。其次，改造的費(fèi)用要合適，經(jīng)濟(jì)性好。在改裝車床前，要對機(jī)床的性能指標(biāo)做出決定。改裝后的車床能加工工件的zui大回轉(zhuǎn)直徑以及zui大長度、主電動機(jī)功率等一般都不會改變。加工工件的平面度、直線度、圓柱度以及粗糙度等基本上仍決定于機(jī)床本身原有水平。
　　
　　四、改造的主要內(nèi)容
　　
　?。ㄒ唬?shù)控系統(tǒng)的改造
　　
　　數(shù)控系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）控制，PLC是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有抗*力強(qiáng)、可靠性*、體積小，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制裝置等顯著優(yōu)點(diǎn)。用PLC改造傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)是很好的方法，它可以充分發(fā)揮PLC高可靠性、高抗干擾的特點(diǎn)，壽命長、維修量少查找外部線路簡單。用PLC對系統(tǒng)進(jìn)行邏輯控制和變速位置的數(shù)據(jù)處理，較好地實(shí)現(xiàn)了原工藝要求，簡化了線路，提高了可靠性和機(jī)床的運(yùn)行率。
　　
　?。ǘ┲鬏S箱的改造
　　
　　如果要提高車床的自動化程度，或者所加工工件需在加工過程中自動變換切削速度，可用雙速和四速電動機(jī)代替原車床的主電動機(jī)。由于多速電動機(jī)的功率是隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化的，應(yīng)選擇功率大一些的電動機(jī)。也可采用主軸變頻器改造，但費(fèi)用較高。對普通車床進(jìn)行數(shù)控改造時，一般可保留原有的主傳動系統(tǒng)和變速操縱機(jī)構(gòu)，這樣既保留了車床的原有功能，又簡化了改造量。我們就采取這種方式，對主要軸承進(jìn)行精度恢復(fù)；校正主軸回轉(zhuǎn)精度；將頂蓋改為透明材料，方便學(xué)生觀察主軸箱的傳動；同樣改造了變速箱前部，也安裝了透明材料，便于學(xué)生觀察工作原理。
　　
　?。ㄈ┻M(jìn)給系統(tǒng)的改造
　　
　　CA6136型普通車床采用的是T型絲杠等滑動絲杠副，與滾珠絲杠副相比摩擦阻力大、傳動效率低，不能適應(yīng)于高速運(yùn)動，也無法實(shí)現(xiàn)自動控制進(jìn)給。另外由于磨損快，造成其精度保持性和壽命低等等，在進(jìn)行普通機(jī)床數(shù)控化改造時都將其更換為滾珠絲杠副。滾珠絲杠副有以下一些特點(diǎn)：摩擦損失小，傳動效率高；若使用的絲杠螺母預(yù)緊后，可以*消除間隙，提高傳動剛度；摩擦阻力小，幾乎與運(yùn)動速度無關(guān)，動靜摩擦力之差極小，能保證運(yùn)動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象；磨損小、壽命長、精度保持性。
　　
　　經(jīng)過大量實(shí)踐證明普通機(jī)床數(shù)控化改造具有一定經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和穩(wěn)定性。其改造涉及到機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域，是一項(xiàng)理論深、實(shí)踐強(qiáng)的系統(tǒng)工程。在進(jìn)行數(shù)控改造時，應(yīng)該做好改造前的技術(shù)準(zhǔn)備。改造過程中，機(jī)械修理與電氣改造相結(jié)合，先易后難、先局部后全局。車床經(jīng)改造后不但保持了原機(jī)床主軸傳動部分變速范圍廣的特點(diǎn)，在機(jī)床運(yùn)動控制上可以利用編程語言編程控制，還可以在系統(tǒng)示教狀態(tài)下將操作者手動加工過程自動生成ISO代碼，以便下一零件的自動加工。實(shí)踐證明該機(jī)床操作方便，降低了操作者勞動強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，為下一道工序生產(chǎn)創(chuàng)造了良好條件。而改造所需費(fèi)用僅是購買簡易數(shù)控車床價格的一半。