鏜床是機(jī)械加工中常用的一種機(jī)床設(shè)備。普通鏜床控制系統(tǒng)中由于沒有誤差補(bǔ)償功能，所以只能靠本身精度來保證加工零件精度。對(duì)普通鏜床進(jìn)行控制系統(tǒng)的數(shù)字化改造是一種提高機(jī)床精度、改善控制過程的有效方法。

　　1.數(shù)控改造的必要性

　　目前，部分機(jī)械制造企業(yè)仍廣泛使用傳統(tǒng)的普通機(jī)床，雖然它能在一定范圍內(nèi)滿足單機(jī)和自動(dòng)生產(chǎn)線的需要，但由于其控制系統(tǒng)是以繼電器、接觸器的硬連接為基礎(chǔ)，技術(shù)上比較落后，直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。鏜床雖具有主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬等優(yōu)勢(shì)，但鏜床的電氣控制系統(tǒng)存在線路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性差、靈活性差等缺點(diǎn)，給生產(chǎn)與維護(hù)帶來諸多不便甚至嚴(yán)重影響生產(chǎn)。對(duì)鏜床傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化改造, 在生產(chǎn)線上可明顯提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，可保證機(jī)床控制的快速性、準(zhǔn)確性、合理性,更好地滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。使用 PLC 改造鏜床電氣系統(tǒng)后，去掉了原機(jī)床的 5 只中間繼電器，中間硬件環(huán)節(jié)的減少使線路簡(jiǎn)化，電氣故障減少，生產(chǎn)效率得到明顯提高。

　　2.機(jī)床數(shù)控化改造常用方案

　?。?）普通機(jī)床的數(shù)顯改造。就是在機(jī)床控制系統(tǒng)中加裝數(shù)顯裝置，這樣可以顯示坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，提高操作者對(duì)機(jī)床控制能力。

　?。?）普通機(jī)床的 CNC 化。在普通機(jī)床加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC 機(jī)床、CNC 機(jī)床，進(jìn)給軸采用伺服控制裝置和伺服電機(jī)，這種改造比較復(fù)雜，機(jī)床改造后實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，封閉或半封閉控制系統(tǒng)可以有效提高機(jī)床進(jìn)給精度和自動(dòng)化程度。

　　（3）機(jī)床翻新。為提高精度、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)床的機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的 CNC 系統(tǒng)以最新 CNC 技術(shù)進(jìn)行更新。

　?。?）技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新。為提高性能、檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に?、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，建立 FMS 計(jì)算機(jī)柔性制造單元和計(jì)算機(jī)集成制造，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

　　3.鏜床數(shù)字化改造內(nèi)容

　　鏜床的主要結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。鏜床主要用于加工工件上的精密圓柱孔，按用途的不同，鏜床可分為臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床等。臥式鏜床的用途很廣，除了對(duì)各種復(fù)雜的大型工件如箱體零件、機(jī)體等的鏜孔以外，還可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、車削內(nèi)外螺紋、車外圓柱面和端面、用端銑刀與圓柱銑刀銑削平面等多種工序。因此在這種鏜床上，工件一次安裝后，即能完成大部分表面的加工，有時(shí)甚至可以完成全部的加工，特別是在加工大型及笨重的工件時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。

　　圖 1 鏜床的主要結(jié)構(gòu)

　　1.支承架；2.后立柱；3.工作臺(tái)；4.9 軸；5.平旋盤；6.溜板；7.前立柱；8.主軸箱；9.后尾筒；10.床身；11.下滑座；12.上滑座

　　普通鏜床的控制過程為了適應(yīng)各種工件的加工工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給都應(yīng)有較大的調(diào)速范圍。因此，采用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī) M1 作為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并采用機(jī)電聯(lián)合調(diào)速，這樣既擴(kuò)大了調(diào)速范圍又使機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化。進(jìn)給傳動(dòng)和主軸及花盤旋轉(zhuǎn)采用同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有幾個(gè)方向（主軸軸向、花盤徑向、主軸垂直方向、工作臺(tái)橫向、工作臺(tái)縱向），所以要求電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并有高、低速度選擇。高速運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)先低速起動(dòng)，各方向的進(jìn)給應(yīng)有電氣聯(lián)鎖。進(jìn)給方向均能快速移動(dòng)。為適應(yīng)調(diào)整需要，機(jī)床采用另一臺(tái)快速電動(dòng)機(jī) M2 拖動(dòng)，要求主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)能正反向點(diǎn)動(dòng)，并且?guī)в兄苿?dòng)。為此，該機(jī)床采用電磁鐵帶動(dòng)的機(jī)械制動(dòng)裝置。

　?。?）主軸的改造。

　　目前，數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)電機(jī)已經(jīng)基本不再采用普通的交流異步電機(jī)或傳統(tǒng)的直流調(diào)速電機(jī)，它們已逐步被新型的交流調(diào)速電機(jī)和直流調(diào)速電機(jī)所代替。數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)要求較大的調(diào)速范圍，以保證加工時(shí)能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)行的，所以可采用變頻系統(tǒng)。

　?。?）進(jìn)給軸的改造。

　　進(jìn)給傳動(dòng)的要求一般為：高精度，即高的定位精度和重復(fù)定位精度以及加工零件的綜合精度；高品質(zhì),即響應(yīng)快、頻帶寬、動(dòng)靜態(tài)速降小、調(diào)速范圍寬；高速度，能快速定位以提高效率；大功率，即能輸出大的力矩和功率以滿足加工要求?？刹捎媒涣魉欧姍C(jī)。

　?。?）潤(rùn)滑系統(tǒng)改造。

　　對(duì)于潤(rùn)滑部分普通機(jī)床的潤(rùn)滑就可以，若要進(jìn)一步數(shù)字化可以把手動(dòng)潤(rùn)滑泵改為電子潤(rùn)滑泵有CNC 及 PLC 控制。

　　（4）機(jī)床防護(hù)系統(tǒng)改造。

　　數(shù)控機(jī)床在外觀上與普通機(jī)床的最大區(qū)別在于安全防護(hù)，數(shù)控機(jī)床外都有一層防護(hù)板主要是保證操作者的安全，如在加工鑄鐵工件時(shí)由于鑄鐵件的特性加工時(shí)會(huì)導(dǎo)致鐵屑飛濺，尤其是數(shù)控機(jī)床的高速加工，所以在數(shù)控機(jī)床的外層都有防護(hù)。防護(hù)裝置的觀察部分用可用透明樹脂材料，其余部分可用鋁板或薄鐵板。

　?。?）電氣系統(tǒng)改造。

　　普通機(jī)床的電氣部分簡(jiǎn)單，主要是通過操作者的操作來進(jìn)行加工，而數(shù)控機(jī)床的電氣部分復(fù)雜需要安裝配電柜，建議采用正規(guī)數(shù)控系統(tǒng)。國內(nèi)主要使用日本FANUC 系統(tǒng)或是德國的 SIEMENS 的系統(tǒng)，而對(duì)于經(jīng)濟(jì)型的也可用國產(chǎn)系統(tǒng)，或是單片機(jī)來代替主系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)現(xiàn)在一般采用 PLC（可編程控制器） 來進(jìn)行控制，PLC 具有靈活、通用、控制功能可變等優(yōu)點(diǎn)。

　　4.結(jié)語

　　通過改造的數(shù)字控制鏜床，在設(shè)計(jì)上要達(dá)到：有高的靜動(dòng)態(tài)剛度；運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)無間隙；功率大；便于操作和維修。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)應(yīng)盡量達(dá)到上述要求。不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起就達(dá)到了數(shù)控機(jī)床的要求，還應(yīng)對(duì)主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。