浅谈普通机床的数控化改造

王楠

摘 要：数控机床是机电一体化的产品，它可以很好的解决现代机械制造中复杂的结构，并且在机械制造业中起着很大的作用。作为拥有机床的大国，普通机床的保有量很大。所以，对普通机床的数控化改造是一种较好的选择。

关键词：机电一体化；提高效率；经济效益

1 普通机床的改造意义

当前市场竞争激烈，需求多变。普通机床已不适应多品种、成批量生产的要求。而数控机床则结合了数控技术、PLC控制、检测技术等先进技术，可满足批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件要求。只需要改变加工零件程序，便可以满足不同的加工对象，无需对机床做任何调整。经过多次大修的普通车床，其零部件的尺寸改变较大，主要传动部件经过多次的更换、调整，仍然存在较高的故障率。传统的修理方案很难满足加工要求，而且维修费用高。因此进行数控系统的改造是必要的。

在机械加工行业中，数控机床的使用越来越广泛。数控机床的发展，既要全功能、高性能，又得简单实用，而且还得具有自动加工，操作和维修方便的基本功能。

2 数控化改造后的优越性

（1）提高加工精度和生产效率。

（2）提高机床的质量和性能，满足复杂型面零件的加工要求。

（3）实现机械加工的自动化，效率可提高2-6倍。

（4）可减少零件在机床间的频繁搬运时间，降低定位误差，实现工序的集中。

（5）可实现自动报警、监控、补偿等多种自检功能，可以监视机床运行状态。

（6）采用数控机床，不但可以降低了工人的劳动强度，节约了劳动力，大大减少了工装时间，同时可以缩短新产品试生产周期和测试周期，可对市场需求做出快速反应。

3 数控化改造主要解决的问题

（1）查找出普通机床所存在的问题，恢复其功能。

（2）安装数显装置或数控系统。

（3）恢复机械精度。

（4）在改造工程中，对工艺及技术要有所创新，实现数控改造的最大化。

4 各控制系统的选择

4.1 伺服系统的选择

伺服系统分为三种类型：开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。改造时，可根据实际情况选择。

4.2 驱动电机的选择

对于经济型数控化改造，设计选用步进电机进行伺服控制。步进电机是将电脉冲信号转变为线位移或角位移的开环控制元件。在正常运行的情况下，电机的转速、停止的位置是由脉冲信号的脉冲数和频率来决定的，负载变化的对它没有影响，当给电机接收到一个脉冲信号时，电机则转过一个步距角。正因为存在这一线性关系，同时步进电机也具有周期性的误差而无累积误差等特点。这样用步进电机来控制速度、位置等就变的非常的简单。

4.3 控制系统的选择

根据不同实际情况、每个人的使用习惯、改造费用等一系列的条件，设计者对数控系统的选择、PLC的选择也是不同的。这需要设计者在现有的条件下，来实现最大的优化选择。

4.4 主轴电机的选择

主轴电动机需配备相应的控制元件，是它可以实现主轴的正、反转、点动控制和电机的热保护等功能，旋转方向的命令需要写到PLC程序中，由PLC输出端口控制正转继电器或反转继电器，使接触器动作，从而完成主轴的正反转切换。主轴电机功率大，启动时会产生很大的电流，所以设计中使用了三个接触器来完成电动机的星角切换。为适应螺纹加工的要求，将编码器安装到主轴上，将信号反馈到PCU单元。在螺纹加工中，操作者须知道主轴转速，根据主轴转速计算进给速度，所以在主轴上安装了编码器是用来检测主轴的转速，满足加工要求。

5 结束语

普通机床的数控化改造是一个繁琐和细致的工作，需要设计者对机床的加工工艺和设计理念有所熟悉，这都需要设计者在前期的准备工作做的充分，将改造的每一步都想到位。普通机床的数控化改造不只是电控的改造，需要机械专业的配合，这样才能实现数控精度的精确，也只有这样才能更好实现数控化改造的最大优化。

由于很多单位都存有很多老旧的机床设备，将这样的设备改造翻新，不仅可以增加工作效率，保证加工精度和质量，同时也可以为单位节省经济效益。

参考文献

[1]孙志孔，张义民.数控机床性能分析及可靠设计技术[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]文怀兴，夏田.数控机床系统设计（第2版）[M].北京：化学工业出版社，2011.