引言

　　数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在中国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床。

　　车床的工艺范围

　　车床的工艺范围很广，能加工各种回转表面的加工，如内外圆柱面、圆锥面、环槽、成形回转面、端平面和各种螺纹等，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工作，如下图所示。

　　普通车床改造为数控车床的强大需求

　　由于数控设备的普及却受到一定条件的限制 ,一是数控设备价格昂贵 ,特别是小企业想彻底更新换代 ,资金上受到限制 ;二是企业现有的老式设备一下子弃之不用 ,也是对资源的一种浪费。如果把现有的机加工设备通过一些数控技术改造 ,提高其自动化能力 ,则即给企业节约了资金 ,又能充分利用现有资源 ,做到两全其美 ! 数控技术应用在车床设备领域,使普通车床得以升级,升级后的设备由普通机床变为自动化的数控机床。生产效率高了。给用户带来更高的收益。

　　常见的车床控制技术比较：

　　目前国内使用的车床控制方式：

　　纯人工控制：

　　桌上简易小车床：通过成型刀与专用夹具完成零件的加工。这种方式操作的工的劳动强度大。品质不可控制，进刀速度与力度全由人工实施。调试麻烦。

　　半自动卧式车床: 通过成型刀或普刀具完成零件的加工。这种方式操作的工的劳动强度大。品质较桌上简易车床稳定，进刀速度与力度全由机械部分半自动实施。不能加工圆弧。

　　自动液压车床：自动液压车床是在桌上简易小车床的基础上加入了PLC自动控制结合液压流量手动调节可实现全自动加工，原理通过成型刀与专用夹具由液压油缸推动刀具实现零件的加工。这种方式将效率提高。品质较好，进刀速度与力度全由油压与阀门决定相对稳定。机器结构复杂调试麻烦适合大批量生产。

　　自动控控制：

　　是国外主推的嵌入式运动控制器，功能强大，性能稳定编程灵活得到广大用户的认可. 作为国产一线数控系统厂家——众为兴数控分析了国人操作风格的基础上，针对经济型车床提供一完善的解决方案；今天带给大家的是深圳众为兴开发的 CNC4220运动控制系统，就是一套典型方案。

　　桌面小车床改造数控系统方案

　　图一(改造前)

　　主要部件的改造

　　主轴

　　主轴前端装有卡盘，用以夹持工件，由电动机经变速机构，把动力传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主轴运动。主轴的机械传动结构不变。将原手动调速的直流电机。改成交流电机用变频器驱动，或改用伺服电机采用速度控制方式。用伺服电机速度控制方式有一个好处用1:1的传动比可直接用伺服的编器码器作为主轴编码器节省成本。伺服为作主轴响映速度快。在额定转速范围内力矩恒定。这部分接线也简单。只需接调速度的模拟量。正反正控制调速电压的极性即可。

　　刀架

　　受机床本身尺因素，X轴行程太短。如更换电动刀架或按装多把排刀位置不够。宗合考虑多种因素刀架部件保持原来排刀设计不变。

　　XZ移动轴

　　将原来手动进给的手摇刻度盘取下来，装上连电机固定座通过连轴器与步进电机即可。传动螺杆可以保持不变，驱动部分我们选用JABao56电机,403DM驱动器。

　　尾座

　　尾座的功用是用后顶尖支承长工件。在尾座上还可以安装钻头等孔加工刀具进行孔加工。机台本身就已经设计好这部分保持不变.

　　床鞍

　　这部分保持原有设计。如要达到更高精度可更换成直线导轨加滚珠丝杆做为传动部件。在这里给大家讲解改装过程。在实际改造时可以根据实际需求选用精密部件。

　　配电柜

　　桌面车床功能简单，其配电柜相对简单。针对上面的这台小车床我们要装主轴及XZ轴驱动器、 电源、电源滤波器、接线端子排、空气开关及输入、输出接线板。如下图：

　　图二(电柜)

　　设备的稳定性与电柜的布局，走线，散热有着紧密的关系。这点请严格遵守强弱电分开走线大功率驱动器通风散热的原则，重要信号线都要采用屏蔽线，机床本身要接大地。

　　床身

　　床身是车床的基本支承件。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。这部分的改动主要工作量在于移动轴电机的装配，与机械传动部件的安装。其次就是润滑系统与保护装置的安装。这部分可选择性的添加相应配件.

　　机械改动部分：

　　图一的主机改动部分为两个手摇进给刻度盘，改进为两个步进电机通过连轴器驱动螺杆进行传动。改好后的实物请见图三.

　　图三

　　AB分别为X、Z轴步进电机

　　CD分别为X、Z轴连轴器

　　CNC4220作为一款通用经济型数控车床控制系统。功能全面，完全兼容两轴标准数控系车床可直接配套到标准两轴数控车床。是手动车床改造理想之选。适用于桌面简易手搬车床、手动标准两轴车床、自动液压自动车床的改造，或老式数控车床系统升级更新。

　　改造后的经济效益

　　简易手搬、手动车床最大的一个缺点就是耗人力，加工出来的产品精度差。效率低。而液压自动车床则存在着调试麻烦。需要经验老练的大师傅调机与磨刀。受 PLC内存限制通常其自动控制程序只能固化几道工序。工序多了就要分多台机成本高，用不同的PLC程序。一但更换产品，调机与改PLC程序都要花上几天时间(改机械结构，PLC程序需要机床厂家修改还需要附费)。液压车床是由液系统驱动的，通常几把刀都是同时工作的，各阀门流量调节麻烦，液压泵压力不稳定导致进刀速度不稳定加工效果差。手动标准车床加工复杂的工件需要经验老练的大师傅。动用成型刀才能完成。上述三种车床不支持插补，稍复杂均的工件需要用到成型刀，可操作性差。众所周知机械设备越复杂故障率相对越高。在采用CNC4220数控系统后，就可以很好解决上述三种方式存大的缺点提高效率。简化机械结构提高稳定性。CNC4220支持自动送料功能，对操机人员要求低，编好程序后结合自动送料无需人工扞扜可全天候不间断工作。而且一个人可以同时维护十多部机器。在用工条件日益冲突的今天，能够有效的解决招工荒的难题，减少人工成本同时又提升了制造效率，宗上所述，普车升级改造是一大趋势，CNC4220采用国际标准G代码编程操作简单，完全兼容标准车床功能，是数控车床厂家配套、升级、改造的理想系统。CNC4220具备通用输入与输出点各24个，两组0-10V模拟量输出，两组步进或伺服控制输出，只要有用到运动与IO逻辑控制的场合都可以应用。也可以用于各种专用机床的改造与升级中.上面只讲到一个例子。希望能起到举一反三的作用。