經濟型數控機床改造的優化方案探索

摘要：因歷史等方面的因素，在我國現有的加工設備中普通加工設備偏多，而數控設備相對比較少，很多企業所用機床，其精度都不是很高，且故障的發生率也比較高，在這種形勢下，加強機床的改造并也變得非常有必要。本文就經濟型數控機床改造的優化方案進行探索與研究。

關鍵詞：經濟型；數控機床；改造；優化；方案

1.在機床簡易數控工作中微機技術的應用原理

通過微機技術的利用，所改造的這種機床簡易數控裝置主要由功率步進電機、單板機、收發信板、控制程序、驅動電源裝置以及零件加工程序等部件所構成[1]。基于控制程序控制下，單板機不僅可使該數控系統具有圓弧插補以及直線插補加工工件輪廓所具功能，同時還具有反向間隙補償、刀具補償、快速回零等功能。在零件加工程序將具體進給速度、位移尺寸以及其方向等給出以后，系統中的控制系統利用單板機，根據所輸入的一系列零件加工程序，進行脈沖信號的發出，接著通過隔離放大后，分別驅動各功率進步機，從而使刀架可根據所規定的位移量、方向以及速度等，達到橫向運動以及縱向運動的目的，繼而形成一個科學且經濟的開環數控系統。

2.經濟型數控機床改造優化方案

2.1.控制系統選用

目前在市場上，數控系統的種類非常多，對此，在選用之前，應充分了解被改造機床自身功能，基于便于服務、價格合理且技術先進這一原則來進行選擇，目前在數控系統中，應用相對比較廣泛有兩種，即JWK-15T系統和JBK-30M系統，其中JWK-15T數控系統的核心為MCS-51系列8031單片微機，該系統通過三路驅動電路的應用，分別對各步進電動機實施控制，以此實現機床位移運動，并且在此基礎上實現任意三坐標聯動或者二坐標聯動。JBK-30M系統為一種三坐標數控系統，該系統不僅可執行自身編程指令，同時還可實現二坐標系統編程指令。

在選用控制系統時必須要注意以下兩個問題：第一，基于資金充足的條件下，盡量用質量好、工藝可靠且規范的產品，確保其可有效預防因電器元件而出現的各種故障。第二，所用系統功能應滿足預改造數控機床要達到的各功能，盡量降低過剩數控功能，在追求高性能指標數控系統的同時，還應注重其性能價格比。

2.2.改造對象應合理且科學

首先調查研究各機床零件加工的實際情況，并分類進行統計，查看零件批量情況，了解各批量應在何種機床實施加工，明確機床的型號[2]。對形狀較為復雜的這些零件，利用微機技術來進行機床的改造，不僅可有效可減少加工成本，確保零件的成形，同時還可使企業加工能力得到提升。

2.3.改造范圍和輔助改造應合理

2.3.1.改造范圍

改造范圍應基于改造對象自身的性能與精度需求，結合企業自身的條件來明確，下面就以臥式機床作為例子來予以闡述，

第一，為實現數控機床的改造，對滿足精度需求的機床，通常情況下，車床部件不動，而是對床鞍縱向滑動絲杠副進行改造，將其改造成為縱向的滾珠絲杠副，且在其右端位置安裝相應的功率步進電機以及消隙減速箱，此外還對中滑板橫向滑動絲杠副進行改造，將其改造成為滾珠四絲杠副，且于其外端處安裝功率步進電機以及消隙減速箱，以此使車床橫向運動以及縱向運動不僅可借助于微機系統來控制，同時也可由操作人員來實施普通操作。改造機床時，只需拆除溜板箱中開合螺母和中滑板中滑動螺母，將滾珠螺母座設于合適位置就可。

第二，在電氣的控制上，為防止普通操作和數控操作互相影響以及干涉，導致操作失誤，在改造時，應安裝相應的電氣聯鎖開關，以此對操作轉換進行有效地控制[3]。而對于全新或者比較新的車床實施數控改造時，通常情況下會保留機床所有零部件，直接于縱向滑動絲杠右端以及橫向滑動絲杠外端分別安裝消隙減速箱與功率步進電機，以此確保車床兼具普通操作和數控兩種功能。

2.3.2.輔助改造

在輔助改造上，若改造后的機床所加工零件較復雜，需用三把刀或者四把刀才可將所有工序完成，在此時需對刀架部件實施改造，通常情況下，可安裝有鼠牙盤定位以及四把刀的自動轉刀架來滿足上述需求。此外，若改造后的這一數控機床需對螺紋實施加工，則可于主軸后端同軸位置和異軸位置分別安裝脈沖發生器，將其看作主軸處信號反饋元件，以此實現對主軸轉角處的檢測，且把其變化的實際情況及時傳送至單板機，從而使單板機可根據需要加工螺距的實際要求來處理[4]。

3.結束語

綜上所述，借助于微機技術的應用來進行機床的改造，操作比較簡單和方便，所測量的精度也比較高，能夠使機床達到自動化的目的，繼而進一步提升生產效率，加工形狀比較復雜或者小批量的零件。

參考文獻：

[1] 常軍，王宏，李堯等.普通機床的數控化研究[J].新技術新工藝，2011，（8）：24-26.

[2] 閆向彤，趙璐.普通機床的經濟型數控化改造設計[J].機械設計與制造，2009，（10）：205-206.

[3] 皮智謀，申曉龍.為數控機床增加第四軸的改造[J].機床與液壓，2012，40（8）：169-172.

[4] 張玉萍，辛世界.基于840D數控系統的旋壓機床改造[J].機床與液壓，2013，41（16）：174-176.