摘要：普通車床的數控化改造指在現有設備基礎上，通過少量的投資對普通車床機械設備進行簡單改造，更換電氣控制系統，從而達到提高機床加工精度、實現自動化生產的目的。
　　關鍵詞：普通車床數控化伺服PLC定位模塊
　　科學技術和社會生產的不斷發展，對機械產品的質量和生產率提出了越來越高的要求，機械加工工藝過程的自動化是實現上述要求的重要措施之一，它不僅能提高生產效率，降低生產成本，還能夠大大改善工人的勞動條件。
　　全功能的數控系統雖然功能豐富，但是成本偏高，我國一般的中小企業購置困難，但是中小型企業為了發展生產，提高生產效率，希望對原有機床進行改造，達到數控化、自動化，以提高企業的市場競爭力。目前各企業都有大量的普通機床，完全用數控機床替換根本不可能而且完全不必要，替換下來的機床閑置起來會造成浪費，要解決這些問題，應走普通機床的數控改造之路。
　　數控改造一般是對普通機床的某些部件做一定的改造，加上數控裝置，從而使機床具有數控加工能力，改造的目的有以下幾點：
　　1. 從提高資本效率出發，改造閑置設備，發揮機床的原有功能，增加新功能，提高機床的使用價值；
　　2. 為了提高生產效率進行數控改造；
　　3. 為了適應多品種、小批量零件生產而進行數控改造；
　　4. 為了使技術等級較低的工人也能加工出高質量的產品零件和提高生產效率而進行數控改造；
　　5. 為了減少整個設備的投資計劃而進行數控改造。
　　所有這些目的都圍繞一點，即提高機床的性價比，用較低的成本得到較高的機床性能，因此，數控改造具有以下優點：
　　1. 易于對現有的機床實現自動化，而且專業性強，無多余功能；
　　2. 減少輔助加工時間，提高機床的生產效率；
　　3. 降低對工人的技術要求；
　　4. 費用低廉，可充分利用原有機床設備；
　　5. 改造周期短，可滿足生產急需。
　　根據以上分析，本設計選擇對CA6140普通車床進行數控改造，利用可編程序控制器（PLC）進行改造，采用伺服系統對縱、橫軸進行半閉環控制，可同時實現球體、錐體的加工。
　　一.方案設計
　　1. 控制系統框圖：

　　2. 工作臺傳動方式
　　為保證傳動精度和平穩性，選用滾珠絲杠傳動副，為提高傳動剛度、消除間隙以及降低溫升等因素對精度的影響，采用預加負荷結構。由于目的是將普通車床改造為簡易型數控車床，有兩個方案可供選擇：采用國產成套數控系統和采用通用控制器（PLC），這里選擇后一種，設計原則是盡量減少機床改動量，降低成本，這樣成本較低而且系統比較穩定，技術成熟，伺服電機采用國產電機，碼盤精度8192即可滿足要求，其性價比好，供貨周期短，有利于后期服務。
　　在機械結構上，拆除原機床的進給箱和溜板箱、滑動絲杠等，改用伺服電機驅動，滾珠絲杠傳動。利用機床原縱進給箱及后托架的加工面，安裝縱向進給滾珠絲杠機構；為了能夠車削螺紋增加主軸編碼器，取消機床原掛輪部分，拆除其它的無用機構。系統的總體框圖如下所示：
　　二.各加工功能的實現
　　1. 加工階梯軸
　　首先在人機界面上選擇加工類別（軸、錐體或倒角、球體、螺紋），然后輸入相應段的加工參數即可。
　　2. 加工錐體或倒角
　　由定位模塊FX2N-20GM的直線插補功能實現，在人機界面上選擇“錐體或倒角”加工類別，調用定位模塊相應加工程序實現。
　　3. 加工球體
　　由定位模塊FX2N-20GM的圓弧插補功能實現，在人機界面上選擇“球體”加工類別，調用定位模塊相應加工程序實現。
　　4. 加工螺紋
　　在人機界面上選擇“螺紋”加工類別，利用定位模塊FX2N-20GM手動脈沖發生器功能實現，即將主軸編碼器接在定位模塊的手動脈沖發生器輸入接口上，實現進給和主軸電機的聯動，從而實現加工螺紋的目的。
　　成本核算：兩進給軸電機，約3000元；
　　觸摸屏6寸，約1500元；
　　PLC約3000元，
　　20GM模塊，約4700元；
　　X軸絲杠（4級精度）500元；
　　Z軸絲杠（4級精度）3000元；
　　總計：15700元
　　以上電器元件均選用日本三菱，如選用國產電器元件成本還可降低約3000元。
　　
　　參考文獻：
　　【1】《機床設計手冊》機械工業出版社，1986年12月
　　【2】《金屬切削原理》中國工業出版社，1985年
　　【3】《機床數控系統》機械電子工程進修大學，1992年