应用于普通车床数控化改造的数控滑台设计

何敏佳，王继武，刘高洁

(广州数控设备有限公司，广东广州510000)

随着电子信息技术的迅猛发展，机床行业已经进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代。机床数控化程度也是一个国家工业自动化水平的重要体现，发达国家大都已经完成了数控机床产业化的进程，而中国仍处于机床数控化的发展阶段。

提高机床数控化最直接的途径就是购置新的数控机床，而另一个重要的途径就是对普通机床进行数控化改造。机床数控化改造一方面可以降低企业的设备采购成本，同时也使旧的机床继续发挥其使用价值。随着数控机床需求的不断扩大及越来越多数控化改造机床在生产中的应用，机床数控化改造逐步形成产业，这其中大部分是对普通车床的数控化改造。

能够更加便捷地实现车床的数控化改造，并拥有良好的加工精度是研究方向。CT-L 系列数控滑台是在多年的机床数控化改造经验的基础上，设计出的一种模块化的应用于车床数控化改造的机构，文中主要介绍这种数控滑台相对以往车床改造方式的优势和它的主要结构特点。

1 CT-L 系列数控滑台在车床改造应用中的优势

普通的数控车床改造，机械结构上需将原机床的进给机构更换为滚珠丝杠，并设计伺服电机与滚珠丝杠的连接和传动，如果导轨有磨损，还需重新磨削导轨来恢复机床的精度，电气安装方面也需重新设计，需要改造和增加的零件比较多，准备完成后整个改造过程也需要4 ～5 天。

CT-L 系列数控滑台，将整个进给单元和控制部分模块化、标准化，缩短产品生产周期。数控滑台和控制柜作为标准部件可提前准备好，只需准备好普通车床的床身便可快速安装(见图1) ，整个安装过程只需要2 天，可节约数控化改造的成本，也可对市场需求做出快速反应。

图1 CT-L 系列数控滑台应用于普通车床改造示意图

CT-L 系列数控滑台采用斜床身结构设计，改造出的机床也具有斜床身机床所具有的独特优势: 斜床身机床在加工零件时刀具是从斜上方向下运动进行切削，切削力的方向与工件的重力方向基本一致，这样可以减小切削振动，使主轴的运转更加平稳。而平床身数控车床在加工零件时，切削力的方向与工件的重力方向成90°，这样会加大切削时的振动。

CT-L 系列数控滑台的斜床身布局，使X 轴方向滚珠丝杆部件的重力直接作用于丝杆的轴向，传动时的反向间隙变得很小。而平床身数控车床的X 方向丝杆不受轴向重力影响，间隙无法直接消除。

同时CT-L 系列数控滑台的结构在加工过程中不易产生缠绕刀具的现象，也利于铁屑的排出。

2 CT-L 系列数控滑台主要特点

由人工铲刮的X 向镶条面与导轨面充分接触，且间隙较小，保证了精度，增大了摩擦力，即使加工过程中突然断电，倾斜60°的上滑台也不会下滑。

采用双矩形导轨，导轨接触面的部分贴上塑料导轨软带，减小摩擦因数，增加导轨的耐磨性和抗震性。整体支撑结构采用铸件支架，刚性好，变形小。

Z 向轴和X 向轴均采用精密滚珠丝杠，用百分表调校丝杠的上母线和侧母线，误差在0.01 mm 内。丝杠两端选用精密角接触球轴承和预紧螺母将其固定在轴承座内，机械运动的反向间隙可以通过调节丝杠两端螺母松紧来实现。手动油泵或自动油泵保证各运动副和滚珠丝杠的润滑，减小导轨的磨损，延长使用寿命。

中置丝杆和导轨全防护钣金，可以避免切屑在丝杆和导轨上堆积，对滚珠丝杠和各运动副起到了很好的保护作用 (CT-L 系列数控滑台结构示意图见图2) 。

图2 CT-L 系列数控滑台结构示意图

3 CT-L 系列数控滑台的应用及性能参数

CT-L 系列数控滑台在C6132、C0632、C6136、C6140 等普通卧式车床的数控化改造中的应用比较广泛，特别适合加工法兰盘、短轴类的零件。完成改造后的机床可用于进行内外圆柱面、圆弧面、圆锥面、球面、锥螺纹、螺纹、端面等比较复杂的回转体零件的半精加工及精加工，批量生产的效率可以大幅度提高。

CT-L 系列数控滑台有多种配置可供客户选择，数控系统有GSK928 或GSK980 等可供选择; 驱动单元有GS 系列或DA98 系列交流伺服单元以及DY3 系列三相混合式步进电机驱动器可供选择; 电机有交流伺服电机或三相混合式步进电机可供选择; 刀架有四、六、八工位立式、卧式电动刀架或排刀架可供选择; 润滑系统有手动油泵或自动油泵可供选择。性能参数见表1。

表1 CT-L 系列数控滑台性能参数

4 绿色再制造工程

绿色、环保、可持续发展、循环再利用，已经成为全球共同关注的焦点。对自然资源的过度开发使用已经造成了严重的生态破坏和环境污染。这其中机电产品制造业使用了大量的资源，也是环境污染的一个重要源头。数据统计: 造成全球环境污染70%以上的排放物来自于制造业，每年产生约55 亿吨无害工业垃圾和7 亿吨有害工业垃圾。在这种大环境下，绿色再制造成为先进制造技术的重要组成部分和发展方向，也是符合国家可持续发展战略的一项绿色系统工程。

CT-L 系列数控滑台在普通车床的数控化改造中的应用正是秉承绿色再制造的理念，利用市场上逐渐被淘汰的普通机床和报废机床(机床的床头箱和床身等主要零部件可再次利用) ，快速完成对它的改造，使它具有一台全新数控车床同样的性能，充分发挥它的剩余价值，最大程度上减少资源的浪费、减少对环境的污染。

5 经济效益

CT-L 系列数控滑台不仅减少了资源的浪费，也创造了丰厚的经济价值，近几年销售总量近300 台，实现产值1 050 万元。同时CT-L 系列数控滑台也让更多的客户体验到数控机床的高精、高效。

6 结束语

CT-L 系列数控滑台采用斜床身结构，整体结构刚性好，零件的加工精度高，特别是模块化的可快速安装结构在中小型普通车床的数控化改造市场中得到客户的认可。CT-L 系列数控滑台充分利用废弃资源，再制造出丰厚的经济价值和社会价值。

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