实例分析普通车床的经济型数控改造

郑东梅

摘 要：随着我国经济的发展，各行业经济有了较大的提高，特别是普通车床的经济型数控化改造，随着我国技术的不断提升，对普通车床的经济型数控化改造进行了针对性的研究。以CD6140车床为例，该型号车床最为普通车床发挥这较大的积极作用，在我国一些小型企业中使用较为广泛。我国传统车床虽然成本较低、操作简单，但是系统中的线路较为复杂，故障排除相对较为困难，稳定型较低，灵活性也存在一定的欠缺。改造后的车床核心技术为微处理器，采用计算机自动控制技术，有较强的抗干扰性和可靠性等优点，是现代工业发展的支柱。

关键词：普通车床  经济型数控  数控改造

中图分类号：TP273          文献标识码：A      文章编号：1674-098X（2015）10（c）-0021-02

传统数控系统想要跟得上现代化发展节奏必须要对其进行针对性的改造，对机床的改造能够有效提高机床在使用的过程中的性能，并且在使用过程中可以有效降低成本，提高其效益。

1 经济型数控改造的实际意义

1.1 技术分析

我国机床，特别是金属切削机床在几十年发展中的基础动作没有太大的改动和变化，随着全球科技的不断发展，尤其是电子科技的发展使网络技术的发展相对较快，通过计算机的发展使计算机技术应用到机床控制系统中，在这种前提中不但能够有效提升机床的自动化，而且能够提高其工作的精密度，针对这方面技术一些企业已经开始尝试。通过改造尝试表明，改造后的技术不但能够满足发展需求，而且提高了生产率和产品的质量，大大提升了硬件和系统对工作环境的适应能力，逐渐扩大了使用范围。

1.2 经济分析

传统的机床更新换代后价格较为昂贵，成本提升，在更新的过程中成本投入较高，如果对所有机床进行一次性更新换代，需要将所有传统机床进行替换，这在很大程度上能够增加改造成本，由于资金巨大，一些企业无法承担，并且传统机床由于被替换，替换后的传统机床就会闲置，这就造成了资源浪费。这就需要采用一种较为节约的改造方法，若采用数控化技术对旧机床进行改造将会降低改造成本，与购置新机床相比成本降低有很大降低，通过这种方法的改造一些小型企业也负担得起，为其的发展提供了一条捷径，提升了未来的发展前景。

1.3 市场分析

从市场角度来分析，我国对购置的机床交货周期调查显示，一般情况下交货周期比较长，这在很大程度上不能够满足一些客户的使用，降低了生产效率，所有对现有机床进行改造不但可以缩短使用时间，而且能够有效满足市场补充需求。

1.4 生产分析

从机床生产角度分析，我国在生产过程中，生产比重较大的是一些单件生产、侧重多品种和中小批量生产，如果需要将任务完成，就需要选择一些有針对性的机床型号，比如通用机床、数控机床和一些专用机床等，在生产过程中最为使用生产量的就是数控机床。

1.5 综合分析

对其从综合角度进行分析，数控技术的改造主要是在微电子技术的基础上，使微电子技术和传统技术相结合进行实时性的改造，这种改造方法具有较高的可靠性和较强的柔性，可以实现机电一体化，实现其经济性。所以，在传统机床上进行数控改造能够对机床的使用性能进行有效提升，并且降低其生产成本，提高其经济效益。

2 CD6140 车床电气控制要求

综合来看，CD6140车床的运行主要是有不同电动机进行拖动运转，其中的电动机数量组合为三台，分别为水泵电动机M3、主轴电动机M1和快速电动机M2。

3 CD6140车床的主要结构和运动情况

结合实际运用来看，CD6140 车床从属于中小型车床，其注重对车削零件的外圆、内孔和端面进行实时性的控制和生产，在对产品进行钻孔、拉细槽和较孔等能够完全通过尾架来完成。床身最大工件回转直径对整个产品的质量有很大的影响，一般情况下为400 mm，刀架最大工件回转直径为220 mm，长度为1 000 mm。车床整个结构有多部分组成，一般情况下包括主轴变速箱、床身、进给箱等多个部分构成，促使其运用得到了保障。

4 CD6140车床电气控制电路分析

具体分析来看，CD6140车床电气控制电路的分析主要由图1所示，其中的控制电路电源由控制变压器TC供给控制电路交流电压100 V，此外，照明电路交流电压24 V。FU4保护熔断器，主要是保护照明电路的安全运行，如果照明电路出现短路情况熔断器发挥作用，切断电源，SA开关控制HL1，能够合理对照明灯进行有效控制，FU6为控制电路短路保护用熔断器。

4.1 主轴电动机 M1 的控制

具体运行中，对主轴电动机M1进行控制时，首要进行的是打开开关按钮，运行主轴电动机M1，继而按下停止按钮SB4→接触器KM1释放→主轴电动机M1停止，完成此环节的控制。

4.2 快速电动机 M2 的控制

接触器KM2直接对快速电动机M2进行控制，在运行过程中需要点动控制时需要按SB1按钮。

4.3 水泵电动机 M3 的控制

接触器KM3对水泵电动机M3进行控制，电动机M3想要正常运行必须要在其运行之前将M1起动运行。

4.4 行程开关

主要有电柜开门断电开关、热继电器FR1和皮带罩开关等，热继电器主要是对电动机进行保护。

5 CD6140车床电气控制系统的PLC改造

5.1 被控对象的分析

上文分析了车床电路控制，在对CD6140进行改造时需要采用PLC来对其进行针对性的实现和改造，在改造过程中需要对I/O点数进行实时的节省，将主轴电动机的热继电器FR1于水泵电动机FR3同时连接到PLC中，两者电动机再接入到PLC中时需要进行串联，虽然两者使用一个输入点，但是由不同开关对其进行控制，输出点不会单独占用。

5.2 PLC 型号选择和 I/O 点分配

由5.1分析可以看出，输入信号点数大于输出信号点数，分别为8点和5点，在使用过程中必须要保证期备用量，因此，在型号选择时需要满足其使用和设计要求，一般情况下选择FX2N-24MR型PLC，该型号能够很好满足其设计要求。

5.3 外部接线图

PLC图2所示为控制系统外部接线图：

5.4 程序设计

通过不同的控制需求，设计出图3中的梯形图。

5.5 调试运行

在设计程序完成之后，首先需要对其采用计算机模拟软件进行测试，主要对其的运行进行修改和不断完善，确定去程序中的线路功能正常，在联合机床进行实时性调试运行。

6 数控化车床的日常维护

数控化车床经数控化改造后的机床在其运行一段时间后需要进行必要的维护工作，进行日常维护能够有效提高其运行效率和降低故障发生几率。

7 结语

由上文可以看出，对普通车床进行针对性经济型数控技术改造能够有效提高其性能和降低成本，采用PLC替代其传统控制系统，对器件进行软连接，能够对线路进行有效的控制，直接影响这控制装置的体积，大大的使控制装置体积进行适当的缩小，并且在此基础上对系统进行控制，与此同时对其的抗干扰能力与可靠性进行有效控制，大大降低了系统的故障和维护工作量，提高了对其的控制效率。

参考文献

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[3] 许立太，蒙斌.普通车床的经济型数控化改造[J].工业仪表与自动化装置，2013（2）：92-94.