普通车床改造中数控技术的应用研究

覃 峰

（柳州职业技术学院，广西 柳州 545006）

在过去工业水平较为落后的时期，制造业领域中大都是传统的普通车床，这种车床生产效率较低，对于生产效率及产品质量都不能给予保证，阻碍了经济的发展。面对这种情况，随着近年来科学技术的不断提高，各制造生产企业逐渐将数控技术引入到原有的车床之中，依据车床原有的型号引进匹配的数控系统，通过对车床原有构造进行改造升级，以实现普通车床性能的提升，从而提高企业的生产效率，数控系统需要软件系统与硬件系统相互结合起来使用，因此必须要依据实际情况进行设计。

1.数控技术概述

数控技术是以数字信息为基础，对机械运动和工作过程加以控制的一种技术手段，数控技术集中了机械制造、计算机、传感检测及光电等技术手段，保证了工作的精度，提高了工作效率，还具有一定的柔性自动化特征，这项技术对于加工制造业、信息行业及医疗器械行业的发展有着重要的意义，推动了这些行业向智能化、自动化和集成化的方向转变。这项技术最先始于西方发达国家，最先将微电子、计算机技术运用到车床的设计和制造中，取得了良好的效果。近年来，随着经济的发展，国内外市场的不断开拓，我国逐渐意识到数控技术对于生产发展的重要性，各个领域开始引进数控技术。工业制造业将数控技术与我国传统的普通车床进行融合，在一定程度上推动了加工制造业的发展。数控技术主要包括车窗本体、数控系统和外围技术三大块，在传统的车床中引进数控技术之后，实现了生产流程的自动化、智能化及数字化，大大提高了产品加工的精度，在保证质量的同时也提升了企业的生产效率[1]。当产品生产工艺改变之后，只要改进数控系统的控制程序就可进行正常的生产活动，而不必再像过去那样需要改变生产线了，适应性非常好，对于提高企业的经济效益是十分有帮助的。因数控技术自身具有独特优势，未来将成为加工制造业发展的主流趋势。

2.普通车床改造的措施

2.1 重视车床加工工艺的创新

在对普通车床改造时，要注意将实际生产情况与车床现有技术构成情况结合起来，重视对加工工艺的创新，通过对加工方法、工序及加工路线的改进优化，提升车床加工工艺。为保证车床顺利实现工艺的创新，应做好必要的准备工作。首先，在改造前应对普通车床的加工工艺做全面分析，并制定加工工艺方案，包括加工工艺图样，部件内容，工艺路线，加工尺寸、数量及形状，与此同时还要制定修正预案，当出现质量问题时，及时进行修改，保证在新的加工工艺操作下，生产的产品符合质量要求。其次，创新车床加工工艺，必须要选择适合生产线发展的加工工艺，才能有效推动生产流程的发展。在加工过程中要充分考虑装夹，并集中工序，工作人员要判断能否实现一次完成各个加工工序，如果不能保证一次性完成，就要相应地减少更换刀具的次数。工作人员在进行划分工部时，必须要全面考虑加工的效率及精度，采用恰当的加工程序进行加工，并严格区分精加工和粗加工，有效保证产品加工的效率和精度。再次，要创新加工的方法，在保证质量的前提下，要选择效率高工艺简单的加工方法，在节约生产成本的同时提高经济效益。最后，优化创新车床加工路线，合理分析每道工序，将没用的工序及时剔除，从而提高刀具的利用效率。要保证刀具在主轴上的距离，并对部件的长度形成加以把控，缩短加工路线，通过计算编程系统，将表面的粗糙度及精度控制在合理范围内，实现车床加工工艺的优化和创新。为保证车床实现良好的运转，要选择合适的操作系统，加强对车床的操控。

2.2 提升车床自动化水平

随着技术的不断普及，车床的自动化水平已有了很大的进步，但送料和接料工作还需要由人工完成。为了进一步解放劳动力，就需要对车床的自动化水平相应提高，如在数控车床上装配自动送料和自动接料系统，通过自动化系统能大大提高车床自动化程度。但是一部分工厂出于对成本的考虑，不愿投入更多的费用，导致自动化水平较低，阻碍企业的发展。为进一步降低自动化费用，企业要因地制宜、量体裁衣实施自动化，在成本可控的范围内实现自动化水平。数控车床的自动接料比较简单，一个气缸、一个料斗、一条传输带就可以完成全部的动作，自动送料很复杂，不同的毛坯材料形状、材质、长短、重量，都会有不同的送料方式[2]。车床长料自动送料有推料法与拉料法两种。推料指的是推料设备位于数控车床外，用推力把长棒料从主轴通孔推入车床；拉料指拉料装置位于车床内，用拉力把长棒料从主轴通孔拉入车床。推料法有成熟的商品化设备，如可以放置多根棒料的储料式长棒料自动送料机、放置单根棒料的单管油浴式长棒料送料机和重锤式长棒料送料机，拉料法投入很小，因商业化的价值不高，研究和推广的人都很少，但拉料法自动送料装置的使用效果不亚于推料法的送料机，投资少、见效快，针对这两种形式的自动化装置，企业应该依据自身实际情况做出调整，提升车床自动化水平，从而提升企业的经济效益。

3.普通车床改造中数控技术的应用

3.1 选择数控系统

不同档次的数控系统功能存在着一定的差异，一般来说价格越贵档次越高，功能也就越齐全，系统的性能也就越好，因此企业在购买数控系统的时候要结合自身发展情况，选择适合本企业发展所需要的类型。要注意以下几点：首先，选择符合本企业生产线特征的数控系统，保证购进的数控系统能支撑企业的正常生产活动，而且要将以后产业链条升级的因素纳入到购买的影响因素之中，为以后的设备升级做好准备。其次，注意调整车床的类型，对于一些数控系统要求与具体型号的车床相匹配，如果现有的车床不能支撑数控系统，就会造成一定程度的浪费，不能发挥出数控系统的优势。最后，在普通车床改造过程中，对数控技术的应用要依据车床自身的精密度及准确性来选择，这样就能够避免在信号输入和输出的过程中出现不准确、滞后等问题。纵向进给系统的功能是带动大拖板实现左右方向的运动，这样步进电机就要安装在纵向丝杆的右端，具体进行改造的时候，就要将丝杆、溜板箱等拆下来，不产生传动，之后连接袖套，要将螺母进行加工改造并符合车窗安装的要求[3]。当下最为常见的数控系统主要有华中I型、日本的FANUC系统、LBNC系统及GSK980系统，这几种数控系统均符合国际标准，可以显示动态坐标情况，同时也实现了自动化换刀、加工及车螺纹等，是很理想的数控系统。

3.2 嵌入式系统的运用

嵌入式系统涉及到硬件电路设计及软件系统，对硬件电路进行设计时要包括对处理器外围电路的设计，并依据要求正确使用接口电路，在系统内部设置LCD控制器，它能够将系统接收到的数据、信息及时钟显示在液晶屏幕上，及时反映出各种信息。通讯模块电路需要设置串口通信模块，当下主要以串行通信的方式接入，实现数据的发送和接收，设置调试电路对内部芯片进行必要的测试，为了更好地为普通车床进行供电，必须要保证提供多种电压才能推动其正常运行。除了对硬件电路设计之外，还要对嵌入式系统的软件部分进行合理的设计，系统内部的运动控制单元能够采集到车床发出的各种数据及指令，利用采集到的数据和信息实现对数控机床系统的加工处理，并结合特定的指令采取对应的措施。当出现一定的故障时就会通过软件系统传回到嵌入式模板中，并选择对应的解决程序进行处理。通过软硬件之间的相互配合，工作人员实现了可视化的信息交流模式，监控每一个生产环节，可大大提高工作的准确性和效率，有助于推动企业的发展。

3.3 选择操作系统

为了更好地支持数控机床发挥出高效的作用，要选择与数控系统相互匹配的操作系统，其中Windows CE、Linux系统具有强大的功能，其中Windows CE系统是专门针对嵌入式机械设备所设计的电脑环境，是典型的拥有无限内存的无磁盘系统，专门被设计为针对小型号设备使用的操作系统，它可以使移动技术与普通车床中的Windows桌面技术实现良好的整合，运行稳定，协调性很强[4]。对于工业制造行业来说，为了保证各种录入数据的准确性，需要对采集的仪器做出较高的要求，传统的采集数据形式是通过手工测量，工作效率较为低下，而且对于整个系统的控制效率也难以符合生产发展的趋势，而Windows CE彻底地改变了过去的难题，它能够将条码扫描装置与数据终端实现一体化，支持离线操作，实现数据采集的实时性、自动化，保证数据能够自动存储、即时显示及自动上传，对于数据的真实准确性有极大的保证，非常适合普通机床系统升级后的运行。

4.结语

快速高质的发展趋势已经成为每个企业所追求的目标，因此必须要改进企业的生产设备，及时对不符合时代发展的设备进行升级换代。数控技术是当代信息技术快速发展的产物，具有高速、自动化等特点，当被运用到工业制造领域时，可用来对普通车床进行必要的改造。在普通车床中融入数字控制系统，会转变低下的生产效率，以数字化精确控制生产质量，提高企业发展的经济效益。数控技术被逐渐推广，已成为工业领域发展的必然趋势。