普通卧式车床改造为数控深孔镗床
2021-9-13 来源：宜昌五环钻机具有限公司 作者：陈全波
介绍利用广州数控GSK96单轴数控系统改造CW6163X3000普通卧式车床为数控深孔镗床的方法，详细分析了机械、电气部分的改造内容及方案。改造后的数控深孔镗床投入使用，运行稳定可靠，操作便捷，产生了良好的经济效益，并具有较高的推广应用价值。
随着社会的不断发展，现代社会所需的工业用品对精度的要求越来越高、外形越来越复杂、产品的更新换代速度也越来越快，因此，传统的普通设备难以满足快速增加的产品加工要求，迫使企业投入大量的人力、物力来加速企业的转型升级，购进先进
的数控设备以及自动化柔性生产线，走向智能制造。
目前，各机械制造企业有大量的普通车床，投入先进设备后，大量的普通车床被闲置，造成了资源浪费。为了更好利用闲置设备的残余价值，根据公司产品的加工特性，决定将公司现有的两台CW6163X3000普通车床改造为数控深孔镗床，用于公司外
套管产品的镗孔加工，旨在降低操作者的劳动强度，提高工作效率，实现一人操作多台设备的可行性。
1.硬件配置
该方案采用性价比较高的GSK96单轴数控系统，伺服驱动型号为DA98A-50(50A模块，带风扇),伺服电机参数为额定转矩18N·m,额定转速1500r/min；滚珠丝杠采用国产精密滚珠丝杠，精度P4级，丝杠直径φ50mm，螺距为8mm；轴承采用哈尔滨精密轴承。丝杠座、丝母座、电机安装座、镗刀杆座等机械部件,全部按照设计图纸加工安装。
2.电气部分改造
（1）增加数控系统，通过程序代码控制机床的工作，完成工件的加工。查阅数控系统相关选型资料，摈弃不需要的附加功能，最终选定性价比高的GSK96多功能位置控制系统，800X480液晶显示器，可以实现位置定位和进给、攻丝车丝、回转分度等运动功能。
具有μm级精度控制功能，同时具有丰富的输入/输出信号控制功能，可以实现多种信号检测和输出的复杂控制。采用国际标准数控语言ISO代码编写零件程序，支持U盘导入导出加工程序，全屏幕编辑程序，中文操作界面等功能。
（2）Z轴进给机构更换为伺服电机+联轴器+滚珠丝杠的传动方式。根据机床结构、负载大小和加工工件的要求，选定额定扭矩为18N·m，额定转速1500r/min的伺服电机，以及配套的驱动、伺服变压器等其他附件。
（3）电气控制柜的制作与安装。拆除原机床所有的线路及控制元件，舍弃不用，根据实际需要增加相关的控制元件，比如冷却泵控制、照明灯控制、主轴正反转、主轴点动等控制功能。
（4）操作控制箱除具有数控系统的基本功能外，通过修改内部PLC程序实现对冷却泵、照明灯、自动润滑泵、系统启停等功能控制。
（5）所有外露的控制电路需安装防护软管，数控系统与电柜间的连接电路需经过拖链进入操作控制箱。
（6）加装手持单元，通过倍率选择和旋转码盘的快慢来调整轴的移动速度，以便于长管件的对刀操作。
（7）新的配电柜放置于主轴箱的后面，操作箱安装于床鞍上，随床鞍移动，方便操作及对刀。
（8）机床功能调试及相关参数的设置，如传动比、轴运行速度、反向间隙补偿、正负软限位等相关参数的设置。
3.机械部分改造
（1）拆除原车床进给箱的传动机构，溜板箱内的快移传动机构等部件。加装滚珠丝杠、滚珠丝杠安装座、滚珠丝杠丝母座、电机安装座、联轴器等部件，将滚珠丝杠与原机床床鞍连接起来，实现滚珠丝杠直接驱
动床鞍的纵向移动。
（2）拆除原车床的中托板、小托板、刀架等机械部分，重新设计、制作、安装镗杆尾座套筒、镗杆中心座。采用改造后的机床自我精镗，实现镗杆尾座套筒、镗杆中心座的中心高与主轴中心高一致。镗杆尾座套筒设计如附图所示。
镗杆尾座套筒设计图
（3）拆除主轴正反转操作杆以及相关传动组件，避免误操作引起人身伤害和设备损坏。
（4）增加自动润滑泵，改造原润滑油路。各润滑点采用强制自动润滑装置进行定点定量润滑滚珠丝杠、轴承、导轨滑动面等部位。当有异常状态或油量不足时，自动产生警告讯号，从而延长机床的使用寿命。
（5）机床需设计、制作、安装防护罩，避免冷却液四处飞溅。增加滚珠丝杠防护装置，防止丝杠被铁屑划伤和冷却液腐蚀，保证机床定位精度的稳定性。
4.结束语
改造后的设备，经过几个月的实践检验，完全满足外套管的精镗加工要求。通过标准的G代码编程实现了多种型号的外套管加工，有效解决原普通设备加工此工序时存在镗孔深度不一致的问题。通过M代码实现了冷却泵启停、主轴启停等辅助功能的自动控制。
改造后的设备运行稳定可靠，有效降低了操作者的劳动强度，提高了产品质量稳定性，实现了一人操作多台设备，有效降低了公司的综合成本。
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