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普通車床數控化改造項目設計
日期：2010年01月07 來源：沈陽第一機床廠 關鍵字：普通車床
總體改造方案的設計
數控機床由機床、數控系統和外圍設備三部分組成。普通車床臥式車床改造的目的是利用數控系統控制原有車床自動完成機械加工任務，加工中心提高車床的加工精度和生產率。在考慮經濟型數控機床改造的具體方案時，所遵循的原則是，在滿足需要的前提下，對原有車床盡可能減少改動量，以降低改造成本。改造中需要解決的問題是：
增加數控裝置，設計微機控制裝置或選用經濟型的數控系統；將現有機械傳動的進給控制裝置改造成數控控制的無級自動變速的進給系統；將絲杠換成滾珠絲杠，提高傳動精度；手動控制的刀架轉位裝置改造成數控裝置控制的自動轉位刀架；加裝脈沖編碼器，實現螺紋的自動切削。若對改造后機床的要求較高，加工中心則要改造主軸，重新設計主軸箱，使用主軸伺服電動機或電主軸。
數控化改造項目
(1)控制系統的選定。普通車床目前市場上數控系統的類型比較多，選擇前首先應對擬改造的臥式車床自身功能有一個充分的了解，可根據價格合理、技術先進、服務方面的原則選擇微機系統式數控系統。若選擇微機系統，需要完成軟、硬件的設計，即要完成X、Z軸的進給控制。分別完成X、Z向的插補運動，可實現車削端面、外圓、任意錐度圓弧面、球面等加工。為了能夠加工螺紋，加工中心配用主軸同步脈沖傳感器，可加工導程在6mm以下的螺紋工件。整個系統屬于開環控制，結構簡單、驅動力大、成本較低、抗干擾性能強，能很好地滿足生產的需要，但是設計工作量大，系統穩定性不高。
另外，還可以根據實際情況選擇經濟型車床的數控系統，調制、普通車床安裝簡單，可靠性較高，價格較貴。
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；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，普通車床動摩擦因數約為鑄鐵的1／8-1／3，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，加工中心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。為此，對滾珠絲杠和滑動絲杠作了一個比較，見表2-1。根據JB／T 2886--2008絲杠精度標準可知：滾珠絲杠分為1、2、3、4、5、6、7、8、9九級。臥式車床使用的是7級精度的滑動絲杠，通過將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，加工中心因此建議選用3級滾珠絲杠來替換原有絲杠。普通車床這樣帶來的好處是，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，尤其是對于用步進電動機作為拖動元件的開環系統。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，普通車床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。
4)主軸同步傳感器的安裝。主軸同步傳感器的作用就是傳遞信息給數控裝置，加工中心保持主軸的速度和刀架進給量的一致。安裝時要求保證機床主軸轉一圈，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。機床數控化改造之后，將原來的小滑板拆掉，普通車床改用四刀位的自動回轉刀架或盤式回轉刀架，數控系統通過刀位控制最多能控制4—12把車刀，可順時針連續換刀。
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