摘要：用普通PC機作為徽機數控系統的主機，步進電動機驅動電源採用脈衝調寬電路和平滑細分線路，數控車床本體利用舊普通車床改造並加裝收信4工位電動刀架，從而實現車床的多功能低成本自動化。
目前，經濟型數控機床仍然是我國市場需要量最大，銷售量最高的數控機床。利用現有閑置的舊機床，通過數控化改造，使其成為1台新的高效、多能的經濟型數控機床，則是一種盤活存量資金的有效方法，也是低成本實現自動化的道路之一。我們研製的CK6130小型數控車床正是這個思路的探索和實踐。
1 工作原理
CK6130小型數控車床由微機數控系統和機床本體兩大部分組成。加工工件時，先編製工件的數控程序，然後將校核可行的數控程序鍵人到數控裝置，再由數控裝置根據程序指令計算出進給脈衝序列，接著多功能NC板進行脈衝分配，經功放或驅動電源進行功率放大后，形成驅動裝置的控制信號，從而控制機床主軸的轉速、啟停，進給系統的運動方向、速度和位移大小，以及刀具的選擇、冷卻潤滑的啟停等動作。使刀具與工件及其他輔助裝置嚴格地按照數控程序規定的順序、行程和參數進行工作，從而加工出形狀、尺寸、精度符合要求的零件。
圖1 數控機床控制系統總體方案
2 微機數控系統
本機床採用控制X軸、Z軸實現兩軸聯動的開環經濟型控制系統，能完成兩坐標的直線插補。它主要由微機、步進電動機驅動電源、步進電動機、多功能NC介面板、控制電路等組成(圖1)。微機可選用IBMPC-286以上任何一種微機及兼容機，在其匯流排槽內插上數控卡，利用開發的車床數控軟體包，將工件加工程序通過鍵盤鍵人，存貯在具有掉電保護功能的工件程序存貯器中，從而提高系統運行的可靠性，完成工件的數控加工。
步進電動機驅動電源採用脈衝調寬電路和平滑細分線路，以大力提高高頻時步進電動機的愉出轉矩，改善系統的快速性能，同時可降低低頻時步進電動機的振動，使運行更穩定。此外還具有超溫、超壓、過流及欠壓等保護功能。
在系統中還採用了光電禍合器進行隔離，以提高系統的抗干擾性。
3 機床本體
CK6130數控車床的機床本體由小型普通車床C615改進而來，主要包括進給傳動系統的改造，主傳動系統的改造及刀架結構的改造3個部分。
圖2 2軸進給系統改造示意圖
進給系統的改造
主變速系統的改造
刀架結構的改造
Z軸(縱向)進給系統如圖2所示，拆除原機床的進給箱、溜板箱、光杠和絲杠，將步進電動機布置在原絲杠的左端，利用原機床進給箱的安裝孔和銷釘孔安裝減速齒輪箱。步進電動機採用一級齒輪減速、傳動齒輪採用雙薄片齒輪以消除間隙。用滾珠絲杠代替原絲杠安置在原絲杠位置。滾珠絲杠採用可預緊安裝方式，以減少或消除因絲杠自重產生的彎曲變形，使絲杠拉壓剛度有較大提高。工作時，步進電動機經無間隙聯軸器與減速箱相聯，將拖動扭矩傳給滾珠絲杠副，帶動大拖板沿縱嚮往復運動。
X軸(橫向)進給系統將步進電動機安裝在大拖板上，經一級齒輪減速驅動滾珠絲杠。
在主軸後端部安裝光電編碼器，採用電磁離合器與滑移齒輪相結合，將C615車床的手動分級變速改造為自動分級變速，使之具有操作方便結構簡單的特點，同時採用雙速電動機，以進一步增加變速級數。
