數(shù)控機床主要由傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，加上伺服、位置反饋系統(tǒng)組成，普通機床改造的目的是利用數(shù)控系統(tǒng)控制機床自動完成機械加工任務，提高機床的生產效率和加工精度。在改造中需要解決的問題是把機床的手動進給和機床的換刀，改造成由伺服驅動控制的進給和數(shù)控系統(tǒng)PLC控制的刀架自動換位。本文以CA6140型普通機床為例，介紹普通機床的數(shù)控化改造步驟和方法。
改造的總體思路為通過數(shù)控系統(tǒng)對輸入的零件加工程序進行運算處理，然后通過輸入／輸出接口控制步進驅動模塊，由驅動模塊發(fā)出步進脈沖驅動步進電機，經同步齒形傳動帶(簡稱同步帶)使?jié)L珠絲杠轉動，從而帶動刀架實現(xiàn)縱向和橫向的進給。螺紋的車削由編碼器控制，電動刀架的換刀由數(shù)控系統(tǒng)內部的PLC控制。改造步驟如下：
1．選擇數(shù)控系統(tǒng)
由于伺服電機驅動器及電機的價格比較高，故選用“廣數(shù)”的DY3三相混合式步進電機驅動器及步進電機。并且該系統(tǒng)的編程格式與FANUC系統(tǒng)很接近，GSK980TA系統(tǒng)還可以控制步進電機，所以是最合適的。
2．Z向進給系統(tǒng)(縱向進給)
縱向進給由Z向進給電機經同步傳動帶使?jié)L珠絲杠轉動，然后通過絲杠螺母帶動大拖板左右運動，步進電機通常安裝在縱向絲杠的右端。Z向步進電機的型號為1106GB350B，參數(shù)：電流2．8A，步距角0．03°／0．75°，轉矩12N／m。
改造方法：
(1)拆下普通絲杠、光杠與溜板箱，把溜板箱內的齒板、傳動軸拆除，加工一個螺母固定套，安裝在溜板箱內，改由步進電機驅動滾珠絲杠，根據(jù)CA6140車床的最大負荷，選取滾珠絲杠直徑為40mm，型號為CD40*6—3．5—E2，其額定動載荷是19kN，強度足夠。
(2)加工右端的支撐座和兩個支撐孔，孔的位置精度要求很高，使其分別與電機的支撐軸和支撐絲杠的軸承同軸配合。
(3)加工左端的支撐座，用于固定絲杠的左端，保證支撐座底面的平面度。
(4)對安裝螺母的支撐座進行銑、磨、鉆、攻絲等加工，保證其形位公差。
(5)裝配后，對滾珠絲杠與導軌的平行度進行調整，確保絲杠傳動平穩(wěn)，受力均勻。
3．X向進給系統(tǒng)(橫向進給)
橫向進給由X步進電機直接驅動滾珠絲杠，使刀架橫向運動。步進電機安裝在大拖板后，為了保證同軸度和傳動精度，用法蘭盤將步進電機與溜板箱固定在一起。X向步進電機的型號為110BYG350A，參數(shù)：電流2．4A，步距角0．03°/0．8°，轉矩8N／m。
改造方法：
(1)拆下小拖板、刀架及絲杠、手輪，留下小拖板，其余的不用。
(2)加工法蘭盤，保證法蘭盤孔與大拖板后孔的同軸度，最后配鉆四個螺紋孔，并攻螺紋。
(3)加工一個連接套用于連接絲杠與電機主軸。
(4)銑去大拖板上與螺母發(fā)生干涉的部位，將螺母安裝在大拖板上。
(5)安裝完成后，用墊片調整螺母上下位置，使絲杠運行平穩(wěn)，受力均勻。
4．刀架
為了提高生產效率、縮短輔助加工時間，刀架要求有自動換刀功能。經濟型數(shù)控機床一般都選用宏達四方電動刀架，這種刀架簡單、經濟實用。刀3架的轉動由三相電機驅動，到位信號由霍爾元件來檢測。
改造方法：
(1)拆除原手動刀架。
(2)在小拖板上鉆四個安裝孔，并攻絲，安裝好電動刀架。安裝好中間繼電器、正反轉接觸器和熱繼電器，然后調試刀架，電源相序接反的話，任換兩相即可。
5．編碼器
車螺紋時，主軸轉一圈，刀具移動一個螺距。為了保證不亂扣，主軸與絲杠應保持同步動作。主軸與絲杠的同步動作由編碼器來保證(可見編碼器的重要性)。為了保證同步動作，編碼器與主軸的傳動比應為1：1，可以用尼龍板制作兩個齒數(shù)相同的齒輪。然后制作一個可調支架，以保證兩個齒輪能正確地嚙合。
改造方法：
(1)拆下原有齒輪，裝上塑料齒輪，調整支架位置，保證正確嚙合。
(2)試切螺紋，看連接是否有誤。
6．行程開關
行程開關用來保證工作臺運行在安全的位置，和作為機械回零的檢測信號。
改造方法：
(1)配鉆螺紋孔，并攻螺紋，安裝行程開關和擋塊。
(2)調整擋塊的位置，使減速信號和回零信號分開。
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