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摘要数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好的解决了现代机械制造中的结构复杂.精密.批量小.多变零件的加工问题。
且能稳定加工质量，大幅度提高生产效率。
但数控机床价格昂贵，一次性投入对企业来说负担很大。
另一方面，在国内还有大量的普通机床,只需对其进行一些相关的技术性改造就可以形成一定生产能力的经济型数控机床。
不仅能节省很大一部分资金，还能提升其市场竞争力。
具有极大的经济潜力。
对于职业院校的数控实训教学而言，通过闲置的普通车床进行数控化改造，可盘活资产，实现资产优化配置，同时对教师和学生而言也是一次很好的学习、锻炼和提高的机会。
对推动教学改革、专业转型和课程开发都有积极的意义。
我院现有闲置的普通车床为云南机床厂生产的CAY6140-1000，通过对该机床的结构特点进行分析，对机械和电气进行数控化改造，改造后的数控车床主要用于中小型轴类零件、盘类零件及螺纹的加工。
第一章数控机床的结构和工作原理1.1数控车床工作原理及加工特点以数字形式进行信息控制的机床称为数字控制机床，简称为数控机床。
数字控制系统是相对于模拟系统而言：数字控制系统中的信息是数字量，而模拟控制系统中的信息是模拟量。
随着计算机技术的发展，硬件数控系统已被逐渐淘汰，取而代之的是计算机数控（CNC）系统。
图1-1 数控车床1．数控车床的工作原理数控车床加工零件时，首先应编制零件的数控程序，这是数控机床的工作指令。
将数控程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如择刀、工件夹紧松开和冷却润滑的启、停等动作，使刀具与工件及其辅助装置严格地按照程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。
2．数控车床的加工特点（1）高难度零件加工：“口小肚大”的内成型面零件，有仅在普通车床上难以加工，还难以测量。
（2）高精度零件加工：高精度零件均可在高精度的特种数控车床上加工完成。
基于西门子802D sl数控系统的伺服刀架控制作者：尚陆华王恩为来源：《硅谷》2013年第06期摘要本文针对SIEMENS 802D sl数控系统的数据接口及伺服刀架机构的特点，分析总结出在数控机床中用NC-PLC实现伺服刀架控制的原理及方法，提出伺服刀架的控制流程，并编程实现伺服刀架的有效控制。
关键词 SIEMENS 802D sl；NC-PLC；伺服刀架中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）032-025-02刀架，作为数控车床类产品上最重要，最核心的机械部件之一，主要用于夹持切削用的刀具，许多刀架还直接参与切削工作，因此刀架可靠性的好坏，性能的优劣，都直接影响到机床的切削性能和切削效率等。
随着刀架结构，技术的成熟，性能的提高及伺服驱动系统价格的降低，在数控车床上已越来越多地选择配置液压伺服刀架本文主要基于西门子802D sl数控系统，针对卧式12工位伺服刀架展开对回转刀架的结构，数控系统的接口，伺服控制器的接口等进行介绍，并编程分析了伺服刀架的控制原理及过程。
1 伺服刀架控制系统的工作原理1.1 回转刀架介绍数控车刀架一般分为3类，排刀式刀架一般用于小规格的数控车床，以加工棒料或盘类零件为主；当由于某种原因需要数量较多的刀具时，通常采用带刀库的自动换刀装置；本项目中采用的即为数控车床中最常用的一种典型换刀刀架-回转刀架，其是一种最简单的自动换刀装置。
回转刀架上回转头各刀座主要用于安装各种不同用处的刀具，数控机床的自动换刀就是通过回转头的旋转，分度和定位来实现的。
回转刀架主要分为立式刀架和卧式刀架两种，立式回转轴垂直于机床主轴，多用于经济型数控车床，卧式回转刀架的回转轴平行于机床主轴，可径向与轴向安装刀具。
1.2 数控系统的接口西门子的820D sl系统的核心是PPU，它主要包括NCK，PLC，HMI，闭环控制和一些通信任务。
在控制系统中，NCK与PLC通过数据块进行数据信息传递。
Higerman数控系统应用于慢刀精密伺服车削海德盟数控技术（深圳）有限公司众所周知，传统超精密车削仅限于加工回转对称型零件，其创成方式无法实现复杂面形零件的高精度加工要求。
对此，一些国内外研究机构对车削加工的进刀方式进行了改进，发展了快刀伺服车削加工技术（Fast Tool Servo,FTS）和慢刀伺服车削加工技术（Slow Tool Servo,STS）。
1.快刀伺服车削加工技术快刀伺服车削加工技术是通过设计高频响、高精度的刀具驱动装置，在主轴角度反馈的基础上，控制刀具实时跟踪工件面形的变化，以实现复杂面形零件的精密高效加工技术。
快刀系统是一套独立十超精密车床外的执行装置，超精密车床独立运行，加工回转对称部分。
而快刀系统则读取超精密车床主轴和X轴信号，计算进刀量，而后控制快速响应刀架，实现非回转部分的加工。
这种方式可以加工具有复杂形状的各种异形工件，一次加工即可获得很高的零件尺寸精度、形状精度和很好的表面粗糙度，能够实现高效率、高精度、柔性化加工，具有显著的经济效益。
目前，驱动刀架快速响应的伺服系统其原理主要有压电陶瓷型、磁致伸缩型、洛仑兹力型、麦克斯韦力型，音圈电机等。
其中，使用压电陶瓷型原理配合柔性铰链刀架的快刀系统较多，快刀系统响应频率较高，但行程普遍较短，大多数快刀装置的行程都在1mm以下，限制了其加工范围。
并且滞后问题会造成跟踪性能下降，主轴位置估计误差将引起加工轮廓混淆。
2.慢刀伺服车削加工技术直线电机进给驱动技术使机床驱动系统摆脱了丝杠驱动本身存在的一系列不利因素，如安装误差，丝杠弯曲，滚珠跳动，制造误差，螺母预紧差异以及摩擦、问隙死区、微反冲、螺距误差和弹性效应等非线性因素。
另外，直线电机驱动还具有加减速性能好、动态刚度高、进给行程不受限、简化设计和清洁免维护等优点。
因此，随着直线电机伺服技术的发展，直线电机驱动迅速在超精密机床中得到广泛应用，直线伺服轴往复动态响应的能力得到了大幅提升。
华中“世纪星”HNC-21TF数控装置在车床改造中的应用汪泓摘要：简单介绍华中“世纪星”HNC-21TF数控装置的性能特点和旧机床改造应具备的工艺条件，阐述利用“世纪星”数控装置进行车床改造的方案与步骤，整个过程即节约了成本，又发挥了旧机床的内在价值。
关键词：“世纪星”数控系统、主轴与反馈、伺服与超程保护、建立参考点。
前言：华中数控开发的“世纪星”数控系统是具有自主知识产权的新一代开放性、网络化数控系统，它具有质量好、性价比高、新产品开发周期短、系统维护方便、配套能力强、开放性好、便于用户二次开发和集成等许多优点，而价格为国外同类产品的30%--60%，基本满足用户对低价格、高性能、简单、可靠数控系统的要求，能够在机械制造行业中发挥巨大的作用。
HNC-21TF数控装置采用先进的开放性体系结构，内置嵌入式工业PC机、配置8.4英寸彩色液晶显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌入PLC 接口于一体，具有性能高、配置灵活、易于使用、可靠性高的特点，能够实现改造所要求的各项功能，利用“世纪星”数控装置来对普通机床进行改造，能够改善产品质量、提高劳动生产率，减小劳动强度，很好地解决了现代机械加工中结构复杂、精密、批量小、多变的零件加工问题，同时还能解决设备闲置和减少资金投入等问题，发挥闲、旧设备的潜在价值，加快产品生产速度，确保产品合格率，更能适应当前机械生产企业的需求。
下面以我公司C6140车床为例，介绍华中“世纪星”HNC-21TF数控装置在普通车床数控化改造中的应用方案。
1．旧机床所必需具备的工艺条件和改造后的性能要求机床的数控化改造主要是根据性能需求对原有机床的电气与机械结构进行重新设计，使原有普通机床达到比较理想的加工状态。
旧机床进行数控化改造必须具备两个条件：（1）机床基础构件必须有足够的刚性；（2）改造费用要合理。
C6140普通车床的数控化改造主要是为了提高加工精度、提高生产效率和提高自动化程度，电气部分在原有基础上重新设计，并配备专用数控系统CNC 以协调各装备、部件之间有条不紊地工作，机械部分重新加工装配，恢复原有的精度和刚度。
