所以必须大力提高机床的数控化率。

本文以车床的数控改造为例，介绍了机床数控改造的方法，包括其结构的改造设计，性能与精度的选择以及最后改造方案的确定。

关键词数控改造车床机床数控改造的意义节省资金。

机床的数控改造同购置新机床相比般可节省左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。

般大型机床改造只需花新机床购置费的。

即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床的费用，并可以利用现有地基。

性能稳定可靠。

因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。

提高生产效率。

机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高至倍。

对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。

且可以不用或少用工装，不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。

普通车床的数控化改造设计机床的数控改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。

数控车床是机电体化的典型代表，其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。

然而，现代的数控机床不是简单地将传统机床配备上数控系统即可，也不是在传统机床的基础上，仅对局部加以改进而成那些受资金等条件限制，而将传统机床改装成建议数控机床的另当别论。

传统机床存在着些弱点，如刚性不足抗振性差热变形大滑动面的摩擦阻力大及传动元件之间存在间隙等，难以胜任数控机床对加工精度表面质量生产率以及使用寿命等要求。

现代的数控技术，特别是加工中心，无论是其支承部件主传动系统进给传动系统刀具系统辅助功能等部件结构，还是整体布局外部造型等都已经发生了很大变化，已经形成了数控机床的独特机械结构。

因此，我们在对普通机床进行数控改造的过程中，应在考虑各种情况下，使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。

数控车床的性能和精度的选择并不是所有的旧机床都可以进行数控改造，机床的改造主要应具备两个条件第，机床基础件必须有足够的刚性。

第二，改造的费用要合适，经济性好。

在改装车床前，要对机床的性能指标做出决定。

改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度主电动机功率等般都不会改变。

加工工件的平面度直线度圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。

主要有下述性能和精度的选择需要在改装前确定。

轴变速方法级数转速范围功率以及是否需要数控制动停车等。

进给运动进给速度向通常为向通常为。

快速移动向通常为向通常为。

脉冲当量在内选取，通常向为向的倍。

加工螺距范围包括能加工螺距类型公制英制模数径节和锥螺纹等，般螺距在以内都不难达到。

进给运动驱动方式般都选用步进电机驱动。

给运动传动是否需要改装成滚珠丝杠传动。

刀架是否需要配置自动转位刀架，若配置需要确定工位数。

其他性能指标选择插补功能车床加工需具备直线和圆弧插补功能。

刀具补偿和间隙补偿为了保证定的加工精度，般需考虑设置刀补和间隙补偿功能。

显示采用数码管还是液晶或者显示器显示，显示的位数多少等问题要根据车床加工功能实际需要确定，般来说，显示越简单成本越低，也容易实现。

诊断功能为防止操作者输入的程序有错和随之出现的动作，可在数控改造系统设计时加入必要的器件和软件，使其能指示出机床出现故障或者功能失效的部分等，实现有限的诊断功能。

以上是车床数控改造时需要考虑的些通用性能指标，有的车床改造根据需要还会有些专门的要求，如车削大螺距螺纹在恶劣的环境下工作的防尘干扰车刀高精度对刀等，这个时候应有针对性的专门设计。

车床数控改造方案选择当数控车床的性能和精度等内容基本选定后，可根据此来确定改造方案。

目前机床数控改造技术已经日趋成熟，专用化的机床数控改造系统所具备的性能和功能般均能满足车床的常规加工要求。

因此，较典型的车床数控改造方案可选择为配置专用车床数控改造系统，更换进给运动的滑动丝杠传动为滚珠丝杠传动采用步进电机驱动进给运动配置脉冲发生器实现螺纹加工功能配置自动转位刀架实现自动换刀功能。

目前较典型的经济型专用车床数控改造系统具有下列基本配置和功能采用单片微机为主控，具有直线和圆弧插补代码编程刀具补偿和间隙补偿功能数码管二坐标同时显示自动转位刀架控制螺纹加工等控制功能。

配有步进电机驱动系统，脉冲当量或控制精度般为为，向为要与相应导程的丝杠相配套。

加工程序大多靠面板按键输入，代码编制，掉电自动保护存储器存储可以对程序进行现场编辑修改和试运行操作。

具有单步或连续执行程序循环执行程序机械极限位置自动限位超程报警，以及进给速度程序自动终止等各类数控基本功能。

车床数控改造实例改造对象为型普通车床数控化改造，它采用了种比较简单但是较为典型的改装方案，改造后的车床进给运动由步进电机和驱动，它们分别安装在床头箱内或床身尾部和拖板后方，通过减速齿轮和纵横向丝杠带动车床的纵横进给运动。

为使改造后的车床能充分发挥数控车床的效能，纵横向丝杠螺母副般需要调换成滚珠丝杠螺母副。

当利用原丝杠螺母副时，为了减少改造工作量，纵向驱动电机及减速箱般装在床身尾部，这时连接车床原传动系统主轴系统和纵向丝杠传动的离合器尚未拆除，工作时应使处于脱开位置。

同理，脱落蜗杆等原横向自动进给机构若未拆除，工作时也应使其处于空档空挡位置。

改造后的进给脉冲当量的量值靠步进电机步距角减速齿轮比丝杠导程三者协调确定。

三者之间换算关系可以以下式表示式中步进电机步聚角度所驱动丝杠导程，齿轮齿数，当单级减数时，令等于脉冲当量值。

步进电机的参数根据阻力矩及切屑用量的大小和机床型号来选择，普通车床如等的数控改造中多采用静力矩的步进电机，如选的作为横向进给电机选的作为纵向进给电机。

若需要，可将原刀架换成自动转位刀架，则可以用程序数控转换刀具进行切屑加工。

当数控系统发出换刀信号时，首先继电器动作，换刀电动机正转驱动蜗轮蜗杆机构，使上刀体上升。

当上刀体上升到定的高度时，离合转盘起作用，带动上刀体旋转进行选刀。

刀架上方的发信盘中对应每个刀位都安有个传感器，当上刀体旋转到个刀位时，该刀位的传感器向数控系统输出信号，数控系统将刀位信号与指令刀位信号进行比较，当两信号相同时，说明上刀体已旋转到所选刀位。

此时数控系统控制继电器释放，继电器吸合，换刀电动机反转，活动销在反靠盘上初定位。

在活动销反靠的作用下，螺杆带动上刀体下降，直到齿牙盘咬合，完成精定位，并通过蜗轮蜗杆锁紧螺母，使刀架紧固。

此时数控系统控制继电器释放，换刀电动机停转，完成换刀动作。

也可以保留原刀架仍采用手动转换刀具，但在换刀时必须设置程序暂停。

如果需要加工螺纹，则要在主轴外端或其他适当部位装上个脉冲发生器，用它发出脉冲使步进电机准确地配合主轴的旋转而产生相应的进给运动，即保证主轴每转转，车刀移动个导程。

上述改造方案中，不更换丝杠方法当数控系统出现故障时，仍可以加工，但滑动丝杠螺母副容易磨损故需要经常检修，而且功率和加工精度均不如滚珠丝杠螺母副驱动方式。