隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，在機(jī)械制造中，中小批生產(chǎn)占加工總量的比例越來越大;客觀上要求與之相適應(yīng)的加工設(shè)備的自動(dòng)化程度越來越高。

　　目前，中國煤田地質(zhì)勘探系統(tǒng)有近萬臺(tái)機(jī)床，大都是多年來生產(chǎn)積累的通用機(jī)床，柔性和自動(dòng)化程度低。要想在短時(shí)期內(nèi)大量地更新現(xiàn)有設(shè)備，無論從資金還是國內(nèi)機(jī)床制造廠的生產(chǎn)能力都很難做到。對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造投資少、見效快，是機(jī)械制造廠挖潛技改的一條成功之路。

　　一、改造原理及改造方案

　　1.改造原理

　　目前，數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，按數(shù)控系統(tǒng)的性能價(jià)格比分為:經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)、全功能型數(shù)控系統(tǒng)和特殊型數(shù)控系統(tǒng)四大類產(chǎn)品。

　　經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)也稱簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)(simple numerical control system)。其特點(diǎn)是價(jià)格便宜、精度適中、功能簡(jiǎn)化、針對(duì)性強(qiáng)，比較適用于老設(shè)備技朮改造和產(chǎn)品更新。

　　標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是功能較全，價(jià)格適中，適用于中檔的數(shù)控機(jī)床，應(yīng)用較廣。

　　多功能型數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是功能齊全，價(jià)格較貴。適用于加工復(fù)雜零件的大中型機(jī)床以及FMS、CIMS中使用的數(shù)控機(jī)床。

　　特殊型數(shù)控系統(tǒng)適用于各類特種加工機(jī)床，如:電加工機(jī)床，超精加工機(jī)床等。

　　依據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則。對(duì)中小型車床的改造廣泛采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng)。用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)改造后車床的控制原理。改造后的車床可以自動(dòng)車削圓柱面、圓錐面、端面、球面、螺紋等。

　　2.改造方案

　　結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，依據(jù)工藝要求和被改造車床的完好程度，可采用不同的改造方案。

　　對(duì)實(shí)際役齡較短，零部件完好，精度尚未降低，導(dǎo)軌刮花可見或?qū)嶋H役齡較長(zhǎng)經(jīng)修復(fù)后達(dá)到精度要求的機(jī)床可作如下改造。

　安裝脈沖編碼器將主軸的轉(zhuǎn)速與進(jìn)給量聯(lián)系起來。將原機(jī)床的刀架拆除換成電動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。將原機(jī)床的掛輪系統(tǒng)、進(jìn)給箱、溜板箱、絲杠、光杠拆除，換成由步進(jìn)電機(jī)、齒輪減速裝置和滾珠絲杠組成的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。縱向步進(jìn)電機(jī)及齒輪減速裝置安裝在拆除進(jìn)給箱處的床身上。滾珠絲杠支座可安裝在原絲杠的安裝基面上，螺母支座安裝在縱向拖板上。縱向進(jìn)給傳動(dòng)示意圖。橫向步進(jìn)電機(jī)及齒輪減速裝置安裝在縱向溜板上橫向絲杠尾端處。滾珠絲杠安裝在原絲杠位置，并對(duì)原絲杠支承部位、螺母座部位以及原空間尺寸進(jìn)行加工。注意橫向滑板與齒輪減速裝置是否碰撞，若碰應(yīng)采取措施。橫向進(jìn)給傳動(dòng)示意圖。

　　二、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的選擇

　　目前，國內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)有多種類型。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)主要包括數(shù)控裝置、坐標(biāo)軸驅(qū)動(dòng)(或伺服)系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、刀架及輔助功能的強(qiáng)電控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、接口等。

　　經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)數(shù)控裝置、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的半閉環(huán)數(shù)控裝置和點(diǎn)位式經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置三種。對(duì)于數(shù)控車床改造一般選用步電機(jī)驅(qū)動(dòng)開環(huán)數(shù)控裝置。選擇時(shí)主要考慮以下性能:CPU類型、用戶容量、控制軸或聯(lián)動(dòng)軸數(shù)、設(shè)定單位、插補(bǔ)類型、編程尺寸及編程標(biāo)準(zhǔn)，G、M、S、T、F功能、刀具補(bǔ)償功能、間隙補(bǔ)償功能及循環(huán)功能、顯示方式及顯示信息的形式、絕對(duì)編程、增量編程、程序輸入方式以及報(bào)警、診斷等。根據(jù)需要選擇相應(yīng)的性能。

　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的性能參數(shù)主要有:步進(jìn)電機(jī)性能參數(shù)及安裝尺寸，控制箱與電機(jī)的接線型式等。系統(tǒng)的快速進(jìn)給速度、空載起動(dòng)頻率，靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)升頻降頻時(shí)間，起動(dòng)矩頻特性、起動(dòng)慣頻特性、運(yùn)行矩頻特性。

　　驅(qū)動(dòng)電路的型式主要有:高低壓驅(qū)動(dòng)電路、斬波驅(qū)動(dòng)電路、調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)電路、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)型功率放大電路等。不同的電路型式、其工作性能不同，根據(jù)加工需要合理選擇。

　　刀架控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要考慮刀架型式(如四位或八位電動(dòng)刀架，或轉(zhuǎn)塔六位刀架等)，定位精度及重復(fù)定位精度，換刀時(shí)間、刀具選擇時(shí)刀架的轉(zhuǎn)向、夾緊力，刀桿尺寸及裝夾刀具結(jié)構(gòu)型式等性能參數(shù)。

　　強(qiáng)電接口及弱電接口、主要根據(jù)工作需要選擇。如工件自動(dòng)夾緊，加工螺紋時(shí)，選擇強(qiáng)電接口;主軸的脈沖編碼器與數(shù)控裝置的接線，程序輸入接口等選擇弱電接口。

　　國內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的類型主要有:BCK2─001，BKC2─005，GWK─1A/Ⅱ/Ⅲ，JWK─20T，BKC2─8A，GSK─928，2385─1T等系列產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用在數(shù)控改裝及老產(chǎn)品車床改型中。在選擇時(shí)，除性能參數(shù)外，還要考慮其外型，安裝形式等因素。結(jié)合設(shè)計(jì)計(jì)算選擇合適的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。