中國作為機床大國，為了進(jìn)步機床的數控化率，對通常機床進(jìn)行數控改造不失為一種上策。一些發(fā)達國家如德國、美國、日本等就非常重視對舊機床的改造，而且已形成了一個(gè)完善的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)系的改造體系。因為技能的不斷進(jìn)步，機床改造已成為一個(gè)永久的課題。中國應在這方面加大宣揚力度，走出一條合適中國國情的機床的數控改造之路。
    一、機床數控改造的含義
    1．節省資金。機床的數控改造同置辦新機床比較，通�？晒澥�60%~80％的費用，大型及特別設備尤為顯著(zhù)。通常大型機床改造只需花新機床置辦費的1/3。即便將原機床的構造進(jìn)行完全改造晉級，也只需花費采購新機床60％的費用，并能夠使用現有地基。
    2．功用安穩牢靠。因原機床各基礎件通過(guò)長(cháng)時(shí)間時(shí)效，簡(jiǎn)直不會(huì )發(fā)生應力變形而影響精度。
    3．進(jìn)步出產(chǎn)功率。機床經(jīng)數控改造后，即可完成加工的自動(dòng)化，功率可比傳統機床進(jìn)步3~7倍。對雜亂零件而言，難度越高，成效進(jìn)步得越多。且能夠不必或少用工裝，不只節省了費用，而且能夠縮短出產(chǎn)準備周期。
    二、機床數控改造的方案
    1．數控體系的挑選
    數控體系是機床的中心，在挑選時(shí)，要對其功用、經(jīng)濟性及修理服務(wù)等進(jìn)行歸納思考，盡量選用名牌產(chǎn)品。依據被改機床的構造、功用及被加工零件的精度來(lái)挑選數控體系。既要功用相匹配，又要盡量削減過(guò)剩的數控功用。這樣一方面可防止資金浪費，另一方面也可防止因數控體系雜亂而增加的故障率。
    當前數控體系主要有三種類(lèi)型：步進(jìn)電機拖動(dòng)的開(kāi)環(huán)體系；異步電機或直流電機拖動(dòng)光柵丈量反應的閉環(huán)數控體系；交／直流伺服電機拖動(dòng)編碼器反應的半閉環(huán)數控體系。其間步進(jìn)電機拖動(dòng)的開(kāi)環(huán)體系，其伺服驅動(dòng)設備主要是步進(jìn)電機、功率步進(jìn)電機、電液脈沖馬達等。該體系位移精度較低，但構造簡(jiǎn)略、調試修理便利、質(zhì)量安穩牢靠、成本低、抗干擾功用強、對環(huán)境室溫需求不高，易改裝成功。適用于精度需求通常的中小型機床的改造，也是當前數控改造中使用最為廣泛的一種。異步電機或直流電機拖動(dòng)光柵丈量反應的閉環(huán)數控體系控制精度高，但在構造上比開(kāi)環(huán)進(jìn)給體系雜亂，工作量大，成本也高，調試艱難，通常不選用。交／直流伺服電機拖動(dòng)編碼器反應的半閉環(huán)數控體系，其精度介于前二者之間，構造與調試都較閉環(huán)體系簡(jiǎn)略，適用于控制精度需求較高的大、中型機床的改造。
    2．機械有些改造
    機床數控改造后應到達較高的靜動(dòng)態(tài)剛度，為此需求運動(dòng)副之間的摩擦系數小、傳動(dòng)無(wú)空隙、功率大，而且便于操作和修理等。
    對數控車(chē)床來(lái)說(shuō)，導軌除應具有原精度外，還要有杰出的耐摩性和小的摩擦阻力。當前多使用在原導軌上粘接聚四氟乙烯軟帶，能防爬，并具有自潤滑性，可進(jìn)步導軌壽數，工作量小、周期短、費用低。
    傳動(dòng)鏈的精度受傳動(dòng)絲杠和齒輪副的影響�；瑒�(dòng)絲杠報價(jià)低，但難以滿(mǎn)意精度需求較高的零件加工；滾珠絲杠摩擦丟失小，傳動(dòng)功率可在90％以上，傳動(dòng)活絡(luò )、精度高、壽數長(cháng)，且能夠下降電機發(fā)動(dòng)力矩，可滿(mǎn)意較高精度零件的加工需求。
    為確保傳動(dòng)精度，數控機床上使用的齒輪精度等級都比通常機床高，要到達無(wú)隙傳動(dòng)。消除齒輪副的傳動(dòng)空隙有柔性調整法和剛性調整法兩種。柔性調整法構造雜亂，傳動(dòng)剛度低；剛性調整法傳動(dòng)剛度高，構造簡(jiǎn)略。
    三、機床數控改造實(shí)例分析
    現以經(jīng)濟型數控車(chē)床為例說(shuō)明改造要點(diǎn)。
    1．挑選數字控制體系。進(jìn)口數控體系有日本Fanue、德國Siemens、美國MCS-8051體系等。國產(chǎn)數控體系主要有華中數控、廣州數控體系等。這些體系均有直線(xiàn)插補、圓弧插補、車(chē)公／英制螺紋、刀具補償、空隙補償、刀具自動(dòng)轉位等功用，功用安穩，價(jià)錢(qián)適中，操作面板簡(jiǎn)略直觀(guān)，有發(fā)動(dòng)鍵、暫停鍵、單段／連續開(kāi)關(guān)、連續進(jìn)給鍵、急停鍵、鍵盤(pán)、顯示屏等。不但控制弱電，而且對主軸變速、刀架轉位、主軸啟停與換向及其他一些輔助性動(dòng)作也能通過(guò)指令控制。
    2．滾珠絲杠副改造。為了完成絲杠無(wú)隙傳動(dòng)，應將原機床的滑動(dòng)絲杠改換成滾珠絲杠副。此項不屬必改項，如對機床精度需求不高時(shí)，能夠通過(guò)預緊原螺母的方法消除傳動(dòng)空隙。
    3．步進(jìn)電機選用。車(chē)床進(jìn)給傳動(dòng)有些改造時(shí)要拆除機械傳動(dòng)機構，代之以步進(jìn)電機經(jīng)齒輪或同步帶、減速驅動(dòng)絲杠，帶動(dòng)刀架移動(dòng)�？v向步進(jìn)電機固定在床身上，橫向步進(jìn)電機固定在床鞍上。如步進(jìn)電機的轉矩足夠大及構造許可的情況下，也能夠不必減速驅動(dòng)機構，由步進(jìn)電機直接與滾動(dòng)絲杠相連。
    4．自動(dòng)刀架安裝。將原車(chē)床的刀架換成自動(dòng)轉位刀架。臥式車(chē)床自動(dòng)轉位刀架最常見(jiàn)的型式是螺旋型四轉位刀架，拆除小拖板后將刀架調整好高度安裝在中拖板上，由數控體系直接控制，功率高，工藝功用牢靠。
    5．安裝光電編碼器。加工螺紋時(shí)為了確保步進(jìn)電機進(jìn)給與主軸的旋轉相配合，切削出固定螺距、固定起點(diǎn)、多頭螺紋等量分度的螺紋，通常在主軸尾部安裝增量式光電編碼器。切制螺紋時(shí)，編碼器與主軸同步旋轉，同時(shí)發(fā)出與主軸轉角相對應的脈沖信號，控制刀架縱向移動(dòng)。
    6．導軌改造。為防進(jìn)給部件爬行，影響運動(dòng)平穩性和定位精度，可選用兩種方法，一種是將原導軌貼軟帶；另一種是改為滾動(dòng)導軌。當機床精度需求不高時(shí)，通常不做導軌改造。
    7．主軸變速機構。主軸變速改造通常選用交流異步電動(dòng)機變頻調速體系，由CNC控制變頻器、變頻器驅動(dòng)交流異步電動(dòng)機完成自動(dòng)無(wú)級變速。在自動(dòng)化程度需求不高的情況下，機床主軸變速有些可不做改動(dòng)，這樣可大大下降改造成本。
    四、應注意的問(wèn)題
    1、施工隊伍的挑選。改造效果很大程度上依賴(lài)于施工隊伍的素質(zhì)，應重視。
    2、現場(chǎng)調試。此階段應嚴把質(zhì)量關(guān)，并為驗收作準備。
    3、驗收。驗收通常有兩個(gè)內容：(1)標準樣件的試切削，按照標準制定切削程序。在有資格的操作工、編程人員配合下進(jìn)行試切削，以此檢驗機床剛度、切削力、噪聲、運動(dòng)軌跡和關(guān)聯(lián)動(dòng)作等是否合格。(2)機床精度的校驗。改造后機床的控制精度應以體系本身的功用（如步進(jìn)尺寸等）與標準計量器具（如激光干涉儀）對照檢查，這樣可用得到的數據補償位置丈量體系，從而進(jìn)步機床精度。同時(shí)還應與改造前機床的各項功用和精度作對比，獲得量化的指標差。機床的各項機械功用指標都應到達標準需求，幾何精度要在規定的范圍之內。
    4、改造資料的留存。機床改造后還應從施工單位索取改造圖紙、資料和改造記錄等，將其匯總、整理、歸檔。保持資料的完整對設備今后的安穩運行十分重要。