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数控车床的机电一体化改造设计 电脑学习 尹昭辉! 姜福祥! 高安邦!! 摘要介绍了数控车床的改造方案，给出了改造后的数控车床主传动系统和%&% 系统硬件设计结构图以及软件构成。 关键词数控车床机电一体化改造设计车床主传动系统%&% 系统硬件设计软件构成

! 数控车床的改造方案组成框图 我国作为机床大国，如果对绝大多数传统的落后机床， 都改用先进的微机控制，实现机电一体化改造，将会适应多 品种、小批量、复杂零件加工的需求，不但能提高机加精度 和生产率，而且会减少工人劳动强度、降低生产成本，缩短 生产周期，特别适合我国国情。利用微机实现对机床的机电 一体化改造通常有两种方案：一种是以微机为中心设计控 制系统；另一种是采用标准的步进电动机数字控制系统作 为主要控制装置。前者需要重新设计控制系统，比较复杂； 后者选用国内标准化的微机控制系统，比较简单。这种标准 的微机控制系统通常采用微型工控机或单片机、驱动电源、 步进电机及专用控制程序组成的开环控制（如图! 所示）， 其结构简单，价格低廉。对机床的控制过程一般是由微型工 控机或单片机按照输入的加工程序进行插补运算，由软件 或硬件实现脉冲分配，输出一系列脉冲，经功率放大后，驱 动机床纵、横轴运动的步进电机来实现。 " 机械主体结构改造设计方案 数控升级改造必须首先对机床机械主体部分进行再设 计再制造，使其达到数控化的要求。一般做如下工作： 用滚珠丝杠更换原梯形丝杠，提高精度，减少摩擦；修 磨刮研并贴塑或采用直线滚动导轨；精化主轴系，提高主轴 精度；设计自动冷却排屑系统，提高机床自动化程度；必要 时增加换刀机构———刀库机械手；制造自动润滑系统等。 图" 表示普通车床改造后的方案。图中不改变车床主 轴箱，即主轴变速仍靠人工控制，走刀丝杠改成滚珠丝杠 !!，去掉光杠，在走刀段右端增加一个丝杠支承。丝杠!! 的 右端用纵向步进电动机# 直接驱动（或经传动齿轮减速驱 动）。纵向走刀丝杠采用滚珠丝杠的目的是为了提高纵向 走刀的移动精度（对于半精加工的车床可直接使用原来的 丝杠）。同样，横向走刀丝杠由步进电动机$ 直接驱动，完 成横向走刀的进给和变速。另外，刀架部分采用了电动刀架 ! 实现自动换刀。为了使车床能实现自动车制螺纹，还要在 主轴尾部加装光电编码器（图中未示出）作为主轴位置检 测装置，使车刀运动与主轴位置相配合。 $ 数控车床计算机控制系统（%&%）改造硬件设计 %&% 有两种基本形式，即经济型和全功能型。既可以 自主创新设计，也可以购买市场上已设计的定型产品，如选 用江苏东方数控新技术公司生产的&’()*+," 数控系统。

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