摘要：提高（gāo）機床的數控化率主要有兩種方（fāng）式：一是購置新的數控機床，二是對舊有機床進行數控化改造。對這些機床進行數控化改造和更（gèng）新，可形成上千億的更新市場需求，對保持經濟增長可發揮一定的作用。本文對普通立車進行數控化改造，解決了企業先進設備缺（quē）乏的難題。
 
      關鍵詞：立式車（chē）床；數控改（gǎi）造；電氣（qì）控製
   
      1.C5126數控改造的總體方案
 
      C5126立式車床數控（kòng）化改造主要包括三個方麵：機械傳動結構的改造，電氣驅動係統的改造，數控係統的改造（zào）。
 
      機械結構的改造主要包括主軸傳動係統的改造、進給係統的改造以及橫梁機械（xiè）結構的改造。主軸傳動係統的改造目標是實現無級調速；進給係統的改造主要是通過對立刀架水平和垂直絲杠（gàng）的驅（qū）動係統改造，實現數（shù）控車床所（suǒ）必須的X、Z軸的改造。將原（yuán）車床立刀架的垂直絲杠（gàng）改造並（bìng）定義為（wéi）數控車床的Z軸，立刀架的水平絲杠改造並定義為數控車床的X軸。改造目標要實現與驅動電機的配合，同時考慮機械（xiè）結構（gòu）的安裝情況，合理利用空間；橫梁機械結構的改造目標是簡化夾緊機構，方便實現上升下（xià）降的（de）控（kòng）製（zhì）。
 
      電（diàn）氣係統的改造需要拆除舊機床的電氣控製元件，因（yīn）為改造後的設備為數控設備，許多電氣控製元件已經無法完成數控係（xì）統的控製功能，為了實現對改造後機床的控製必須全（quán）部換掉。改造後通過變頻器實現主軸的無級調（diào）速控製，並選擇與安裝編碼器等電氣元件，通過合理選擇驅動電機與驅動器控製進給軸的運動。改造（zào）後的機床功能圖如圖1.1所（suǒ）示。

                    圖1.1改造後的機床（chuáng）功能圖（tú）
   
      數控裝（zhuāng）置發出信號分別控製主軸（zhóu）、X軸（zhóu）、Z軸、橫梁等部件（jiàn），主軸、X軸與Z軸的位置控製為半閉環控製，通過指令控製，輸出（chū）進給信號與（yǔ）方向（xiàng）信號到驅動器，驅動電動機（jī）運行，並將檢測到的位（wèi）置信號反饋到驅動器，由自身部的位置比較模塊完成反（fǎn）饋位置與要求位置比較後，並修正下一周期的旋（xuán）轉，不需CNC裝置的位置控製模塊進行反饋比較、速度修（xiū）正（zhèng）。
 
      2.電氣控製部分分析和改造
 
      2.1主軸電氣控製方案選擇
   
      主軸通常有交流與直流兩（liǎng）種（zhǒng）調速方式。直流調速一般采用直流主軸電（diàn）動機配合全數字直流調速裝置實現（xiàn），這種設計體積小，結（jié）構緊湊，調速控製力（lì）度較（jiào）好，且調速性能穩定，但是成本較高。交流主軸電（diàn）動機采用變（biàn）頻調速控製，其特點是（shì）調速和起製動性能好（hǎo），高效率、高功率因（yīn）數和適用範圍廣泛。另外，采用變頻器調速的最大優點是可以利（lì）用機床原有的主軸電（diàn）機，實現轉速的方便調控，改造成本較低（dī）。結（jié）合改造設備的（de）情況，完成主軸驅動形（xíng）式的改造，通過變頻（pín）調速實現對主軸轉（zhuǎn）速的（de）無級調速。
 
     2.2進給軸電氣控（kòng）製方案選（xuǎn）擇（zé）
 
     進給伺服機構（gòu）的控製方式通常有開環控製、全閉環控製與半閉環控製三種方式。開環控製方式沒（méi）有反饋係（xì）統，此種控製方式的最大特點是控製方便，結構簡單，價格便宜。數控係統發出的位移指令信號流是單向的，不存在穩定性問題，由於機（jī）械傳動誤差不經過反饋校正，位移精度一（yī）般不高。
 
     全閉（bì）環控製方式的反饋采用直（zhí）線位移檢測元件，但是機（jī）床傳動中的摩擦係數、剛性和間隙（xì）均為非線性，並且整個機械傳動（dòng）鏈的響應（yīng）時間（jiān）又（yòu）非常大，這些（xiē）主要用在高精度的設備。半閉環控製方式把反饋元（yuán）件直接安裝在（zài）伺服（fú）電動機或絲杠（gàng）端部，由於大（dà）部分機械傳動環節未包括在係統閉環環路內，因此可獲得較穩定的控製特性（xìng）。根據本設備的改造要求選擇使用半閉（bì）環控製方式，如圖1.1所示。X軸和Z軸（zhóu）的T型絲（sī）杠末端安裝編（biān）碼器，並安裝驅動器、驅動電機和限（xiàn）位開關（guān），按照電氣安裝和原理圖的設計接好線，並依據實際需（xū）求和電氣樣本準確的完成電氣設（shè）備的（de）選型。
 
     2.3數控係統的選型
   
     被改（gǎi）造機床的控製功能要求是選擇合適的數控係統首先要考慮的問題。在選用時第一要考慮各項功能是否滿足要（yào）求，第二要確保係統工（gōng）作可靠性。通過性（xìng）能與價格比，選取物美價廉的數控係統，並要考慮數控係統的售後服務和故障維修等情況。目前國內采用比較多的數控係統有：FANUC數控係統（tǒng）、SIEMENS數控係統、三菱數控（kòng）係統、華中數控係統等。
 
      3.電氣（qì）控製部（bù）分的安裝調試
 
      3.1電氣控製部（bù）分安裝要點
 
      電氣控製部分的（de）安裝是接線與控製元器件的布置。電（diàn）氣櫃是（shì）電（diàn）氣（qì）控製部分（fèn）的安裝主要部分，它裏麵涵蓋了幾乎所有（yǒu）的強（qiáng）電與弱電控製。按照線路圖以及電氣櫃的設計，尺寸和接線原（yuán）則把電氣控製原件安裝到位，安裝中要詳細閱讀元（yuán）器件的說明書，按照安全的操作規範來進行安裝。安裝中認真仔細，特別注意（yì）變頻器（qì）、驅動器等主要元器件的安裝，選擇正（zhèng）確的接線端子來安裝（zhuāng）並注意線序，以（yǐ）防接錯（cuò）位置損壞元器件。
 
      3.2安（ān）裝調試
 
      電氣控製部分要逐一檢查變頻器（qì）連線，驅動器連線，行程開關，交流接觸器（qì），繼電器，熔斷器等（děng）元件，按照電氣原（yuán）理圖完成電（diàn）氣櫃布局和整體接線，安裝好後（hòu）就是（shì）進行動作檢驗。
 
      (1)正麵櫃內的元件的安裝：先安裝核心部分數控操作麵板，並連接（jiē）電纜（lǎn），接下（xià）來再安裝伺服驅動器以及電（diàn）機編碼器，隨後安裝塑料殼斷路器、小型斷（duàn）路器、交流接觸器、電機編碼器（qì）、互感器、開關電源、中間繼電器、熔斷器、端子排等其它相關的電氣元件，在接線（xiàn）的（de）過程中在線上標上記號，便於連接其它櫃內（nèi）的接線也便於引出線，在接線的過程中要（yào）認真謹（jǐn）慎，避免誤接線引起的元器件損壞。
   
      (2)反麵櫃內電器元（yuán）件的安裝（zhuāng）：根據變頻器安裝所需的位置，安裝好變頻器。把需要的電纜一端接在變頻器所要使用的端子上，一端引出並做上記號；並（bìng）進一步安裝隔離變壓器、軸流風扇、製動單元、隔離變壓器、製動電阻，連接好相互之間的連線，把要引出的（de）線做上記號，便於按照線路圖進行安裝。安裝好後要注意（yì）所（suǒ）有電氣元器件上的連線是否充分連接，避免有短路和未連接的情況出現，按照功能（néng）要求接好線。
 
      (3)麵板（bǎn）元件布局的安裝：麵板元器件主（zhǔ）要是數控裝置的報（bào）警以及信號顯示裝置，主要是（shì）電流表、電壓表、紅色指示燈、綠色按鈕（niǔ）、急停按鈕、三位旋鈕等顯示與控（kòng）製按鈕，這部分接線一定要注意線的位置不能接錯，否則會影響信號的判斷。
 
      (4)加裝限位開關（guān），限位開關的位置一定要安裝比較（jiào）準（zhǔn）確，以免出現（xiàn）控製與實際運行距離的差別。
 
      接下來進行（háng）送電檢測：
    
      1)確認電源（yuán）電壓相序（xù）切斷各分（fèn）路空氣開關或熔斷器，閉合機床總開關，檢查（chá）輸入電源電壓相序正確與否。其方法可用（yòng）相序表或示波器判斷（duàn），特別是伺服驅動采用晶閘管控製的電路。如相續不符，一通電就（jiù）會燒斷熔絲，甚至造成器件損壞。
      2)接（jiē）通強電櫃交流電源。
      3)接通直流電源。
   
      檢（jiǎn）查測（cè）量各直流電源是否正常，檢查時需結合當地供電電壓的峰穀值情況，其偏差值是否超出其允許範圍（wéi）。
 
      結論
 
      本文對普通（tōng）立車進行了（le）數控化改造，改造後的機床通過圓弧等指令的數控編程可以很方便（biàn）地（dì）加工出普通（tōng）立式車床（chuáng）無（wú）法加（jiā）工的複雜曲麵類零件。