摘要：本文主要是眾為興數控系統加伺服方案在普通車床改造為自動數控車床的應用介紹，并就眾為興CNC4220車床控制系統作了詳細說明，為廣大車床廠家和終端用戶帶來一個性價比極佳的車床數控配套及改造方案。
關鍵詞：運動控制系統 車床加工 數控車床 伺服 車床改造 自動送料
引言
數控機床是一種通過數字信息，控制機床按給定的運動軌跡，進行自動加工的機電一體化的加工裝備，經過半個世紀的發展，數控機床已是現代制造業的重要標志之一，在中國制造業中，數控機床的應用也越來越廣泛，是一個企業綜合實力的體現。數控車床是數字程序控制車床的簡稱，它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點于一身，是國內使用量最大，覆蓋面最廣的一種數控機床。
車床的工藝范圍很廣，能加工各種回轉表面的加工，如內外圓柱面、圓錐面、環槽、成形回轉面、端平面和各種螺紋等，還可以進行鉆孔、擴孔、鉸孔和滾花等工作，如下圖所示。
普通車床改造為數控車床的強大需求
由于數控設備的普及卻受到一定條件的限制 ,一是數控設備價格昂貴 ,特別是小企業想徹底更新換代 ,資金上受到限制 ;二是企業現有的老式設備一下子棄之不用 ,也是對資源的一種浪費。如果把現有的機加工設備通過一些數控技術改造 ,提高其自動化能力 ,則即給企業節約了資金 ,又能充分利用現有資源 ,做到兩全其美 ! 數控技術應用在車床設備領域,使普通車床得以升級,升級后的設備由普通機床變為自動化的數控機床。生產效率高了。給用戶帶來更高的收益。
常見的車床控制技術比較：
目前國內使用的車床控制方式：
純人工控制：
桌上簡易小車床：通過成型刀與專用夾具完成零件的加工。這種方式操作的工的勞動強度大。品質不可控制，進刀速度與力度全由人工實施。調試麻煩。
半自動臥式車床: 通過成型刀或普刀具完成零件的加工。這種方式操作的工的勞動強度大。品質較桌上簡易車床穩定，進刀速度與力度全由機械部分半自動實施。不能加工圓弧。
自動液壓車床：自動液壓車床是在桌上簡易小車床的基礎上加入了PLC自動控制結合液壓流量手動調節可實現全自動加工，原理通過成型刀與專用夾具由液壓油缸推動刀具實現零件的加工。這種方式將效率提高。品質較好，進刀速度與力度全由油壓與閥門決定相對穩定。機器結構復雜調試麻煩適合大批量生產。
自動控控制：
是國外主推的嵌入式運動控制器，功能強大，性能穩定編程靈活得到廣大用戶的認可. 作為國產一線數控系統廠家——眾為興數控分析了國人操作風格的基礎上，針對經濟型車床提供一完善的解決方案；今天帶給大家的是深圳眾為興開發的CNC4220運動控制系統，就是一套典型方案。
圖一(改造前)
主要部件的改造
主軸前端裝有卡盤，用以夾持工件，由電動機經變速機構，把動力傳給主軸，使主軸帶動工件按規定的轉速旋轉，以實現主軸運動。主軸的機械傳動結構不變。將原手動調速的直流電機。改成交流電機用變頻器驅動，或改用伺服電機采用速度控制方式。用伺服電機速度控制方式有一個好處用1:1的傳動比可直接用伺服的編器碼器作為主軸編碼器節省成本。伺服為作主軸響映速度快。在額定轉速范圍內力矩恒定。這部分接線也簡單。只需接調速度的模擬量。正反正控制調速電壓的極性即可。
受機床本身尺因素，X軸行程太短。如更換電動刀架或按裝多把排刀位置不夠。宗合考慮多種因素刀架部件保持原來排刀設計不變。
將原來手動進給的手搖刻度盤取下來，裝上連電機固定座通過連軸器與步進電機即可。傳動螺桿可以保持不變，驅動部分我們選用JABao56電機,403DM驅動器。
尾座的功用是用后頂尖支承長工件。在尾座上還可以安裝鉆頭等孔加工刀具進行孔加工。機臺本身就已經設計好這部分保持不變.
這部分保持原有設計。如要達到更高精度可更換成直線導軌加滾珠絲桿做為傳動部件。在這里給大家講解改裝過程。在實際改造時可以根據實際需求選用精密部件。
桌面車床功能簡單，其配電柜相對簡單。針對上面的這臺小車床我們要裝主軸及XZ軸驅動器、 電源、電源濾波器、接線端子排、空氣開關及輸入、輸出接線板。如下圖：
圖二(電柜)
設備的穩定性與電柜的布局，走線，散熱有著緊密的關系。這點請嚴格遵守強弱電分開走線大功率驅動器通風散熱的原則，重要信號線都要采用屏蔽線，機床本身要接大地。
床身是車床的基本支承件。在床身上安裝著車床的各個主要部件，使它們在工作時保持準確的相對位置或運動軌跡。這部分的改動主要工作量在于移動軸電機的裝配，與機械傳動部件的安裝。其次就是潤滑系統與保護裝置的安裝。這部分可選擇性的添加相應配件.
機械改動部分：
圖一的主機改動部分為兩個手搖進給刻度盤，改進為兩個步進電機通過連軸器驅動螺桿進行傳動。改好后的實物請見圖三.
圖三
AB分別為X、Z軸步進電機
CD分別為X、Z軸連軸器
CNC4220作為一款通用經濟型數控車床控制系統。功能全面，完全兼容兩軸標準數控系車床可直接配套到標準兩軸數控車床。是手動車床改造理想之選。適用于桌面簡易手搬車床、手動標準兩軸車床、自動液壓自動車床的改造，或老式數控車床系統升級更新。
簡易手搬、手動車床最大的一個缺點就是耗人力，加工出來的產品精度差。效率低。而液壓自動車床則存在著調試麻煩。需要經驗老練的大師傅調機與磨刀。受PLC內存限制通常其自動控制程序只能固化幾道工序。工序多了就要分多臺機成本高，用不同的PLC程序。一但更換產品，調機與改PLC程序都要花上幾天時間(改機械結構，PLC程序需要機床廠家修改還需要附費)。液壓車床是由液系統驅動的，通常幾把刀都是同時工作的，各閥門流量調節麻煩，液壓泵壓力不穩定導致進刀速度不穩定加工效果差。手動標準車床加工復雜的工件需要經驗老練的大師傅。動用成型刀才能完成。上述三種車床不支持插補，稍復雜均的工件需要用到成型刀，可操作性差。眾所周知機械設備越復雜故障率相對越高。在采用CNC4220數控系統后，就可以很好解決上述三種方式存大的缺點提高效率。簡化機械結構提高穩定性。CNC4220支持自動送料功能，對操機人員要求低，編好程序后結合自動送料無需人工捍扜可全天候不間斷工作。而且一個人可以同時維護十多部機器。在用工條件日益沖突的今天，能夠有效的解決招工荒的難題，減少人工成本同時又提升了制造效率，宗上所述，普車升級改造是一大趨勢，CNC4220采用國際標準G代碼編程操作簡單，完全兼容標準車床功能，是數控車床廠家配套、升級、改造的理想系統。CNC4220具備通用輸入與輸出點各24個，兩組0-10V模擬量輸出，兩組步進或伺服控制輸出，只要有用到運動與IO邏輯控制的場合都可以應用。也可以用于各種專用機床的改造與升級中.上面只講到一個例子。希望能起到舉一反三的作用。
