中國作為機床大國，為了進步機床的數(shù)控化率，對通常機床進行數(shù)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，而且已形成了一個完善的產(chǎn)學研聯(lián)系的改造體系。因為技能的不斷進步，機床改造已成為一個永久的課題。中國應(yīng)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(shù)控改造之路。
    一、機床數(shù)控改造的含義
    1．節(jié)省資金。機床的數(shù)控改造同置辦新機床比較，通�？晒�(jié)省60%~80％的費用，大型及特別設(shè)備尤為顯著。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(gòu)造進行完全改造晉級，也只需花費采購新機床60％的費用，并能夠使用現(xiàn)有地基。
    2．功用安穩(wěn)牢靠。因原機床各基礎(chǔ)件通過長時間時效，簡直不會發(fā)生應(yīng)力變形而影響精度。
    3．進步出產(chǎn)功率。機床經(jīng)數(shù)控改造后，即可完成加工的自動化，功率可比傳統(tǒng)機床進步3~7倍。對雜亂零件而言，難度越高，成效進步得越多。且能夠不必或少用工裝，不只節(jié)省了費用，而且能夠縮短出產(chǎn)準備周期。
    二、機床數(shù)控改造的方案
    1．數(shù)控體系的挑選
    數(shù)控體系是機床的中心，在挑選時，要對其功用、經(jīng)濟性及修理服務(wù)等進行歸納思考，盡量選用名牌產(chǎn)品。依據(jù)被改機床的構(gòu)造、功用及被加工零件的精度來挑選數(shù)控體系。既要功用相匹配，又要盡量削減過剩的數(shù)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(shù)控體系雜亂而增加的故障率。
    當前數(shù)控體系主要有三種類型：步進電機拖動的開環(huán)體系；異步電機或直流電機拖動光柵丈量反應(yīng)的閉環(huán)數(shù)控體系；交／直流伺服電機拖動編碼器反應(yīng)的半閉環(huán)數(shù)控體系。其間步進電機拖動的開環(huán)體系，其伺服驅(qū)動設(shè)備主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。該體系位移精度較低，但構(gòu)造簡略、調(diào)試修理便利、質(zhì)量安穩(wěn)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(shù)控改造中使用最為廣泛的一種。異步電機或直流電機拖動光柵丈量反應(yīng)的閉環(huán)數(shù)控體系控制精度高，但在構(gòu)造上比開環(huán)進給體系雜亂，工作量大，成本也高，調(diào)試艱難，通常不選用。交／直流伺服電機拖動編碼器反應(yīng)的半閉環(huán)數(shù)控體系，其精度介于前二者之間，構(gòu)造與調(diào)試都較閉環(huán)體系簡略，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(shù)控改造后應(yīng)到達較高的靜動態(tài)剛度，為此需求運動副之間的摩擦系數(shù)小、傳動無空隙、功率大，而且便于操作和修理等。
    對數(shù)控車床來說，導軌除應(yīng)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，可進步導軌壽數(shù)，工作量小、周期短、費用低。
    傳動鏈的精度受傳動絲杠和齒輪副的影響�；瑒咏z杠報價低，但難以滿意精度需求較高的零件加工；滾珠絲杠摩擦丟失小，傳動功率可在90％以上，傳動活絡(luò)、精度高、壽數(shù)長，且能夠下降電機發(fā)動力矩，可滿意較高精度零件的加工需求。
    為確保傳動精度，數(shù)控機床上使用的齒輪精度等級都比通常機床高，要到達無隙傳動。消除齒輪副的傳動空隙有柔性調(diào)整法和剛性調(diào)整法兩種。柔性調(diào)整法構(gòu)造雜亂，傳動剛度低；剛性調(diào)整法傳動剛度高，構(gòu)造簡略。
    三、機床數(shù)控改造實例分析
    現(xiàn)以經(jīng)濟型數(shù)控車床為例說明改造要點。
    1．挑選數(shù)字控制體系。進口數(shù)控體系有日本Fanue、德國Siemens、美國MCS-8051體系等。國產(chǎn)數(shù)控體系主要有華中數(shù)控、廣州數(shù)控體系等。這些體系均有直線插補、圓弧插補、車公／英制螺紋、刀具補償、空隙補償、刀具自動轉(zhuǎn)位等功用，功用安穩(wěn)，價錢適中，操作面板簡略直觀，有發(fā)動鍵、暫停鍵、單段／連續(xù)開關(guān)、連續(xù)進給鍵、急停鍵、鍵盤、顯示屏等。不但控制弱電，而且對主軸變速、刀架轉(zhuǎn)位、主軸啟停與換向及其他一些輔助性動作也能通過指令控制。
    2．滾珠絲杠副改造。為了完成絲杠無隙傳動，應(yīng)將原機床的滑動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，能夠通過預緊原螺母的方法消除傳動空隙。
    3．步進電機選用。車床進給傳動有些改造時要拆除機械傳動機構(gòu)，代之以步進電機經(jīng)齒輪或同步帶、減速驅(qū)動絲杠，帶動刀架移動�？v向步進電機固定在床身上，橫向步進電機固定在床鞍上。如步進電機的轉(zhuǎn)矩足夠大及構(gòu)造許可的情況下，也能夠不必減速驅(qū)動機構(gòu)，由步進電機直接與滾動絲杠相連。
    4．自動刀架安裝。將原車床的刀架換成自動轉(zhuǎn)位刀架。臥式車床自動轉(zhuǎn)位刀架最常見的型式是螺旋型四轉(zhuǎn)位刀架，拆除小拖板后將刀架調(diào)整好高度安裝在中拖板上，由數(shù)控體系直接控制，功率高，工藝功用牢靠。
    5．安裝光電編碼器。加工螺紋時為了確保步進電機進給與主軸的旋轉(zhuǎn)相配合，切削出固定螺距、固定起點、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，編碼器與主軸同步旋轉(zhuǎn)，同時發(fā)出與主軸轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的脈沖信號，控制刀架縱向移動。
    6．導軌改造。為防進給部件爬行，影響運動平穩(wěn)性和定位精度，可選用兩種方法，一種是將原導軌貼軟帶；另一種是改為滾動導軌。當機床精度需求不高時，通常不做導軌改造。
    7．主軸變速機構(gòu)。主軸變速改造通常選用交流異步電動機變頻調(diào)速體系，由CNC控制變頻器、變頻器驅(qū)動交流異步電動機完成自動無級變速。在自動化程度需求不高的情況下，機床主軸變速有些可不做改動，這樣可大大下降改造成本。
    四、應(yīng)注意的問題
    1、施工隊伍的挑選。改造效果很大程度上依賴于施工隊伍的素質(zhì)，應(yīng)重視。
    2、現(xiàn)場調(diào)試。此階段應(yīng)嚴把質(zhì)量關(guān)，并為驗收作準備。
    3、驗收。驗收通常有兩個內(nèi)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、編程人員配合下進行試切削，以此檢驗機床剛度、切削力、噪聲、運動軌跡和關(guān)聯(lián)動作等是否合格。(2)機床精度的校驗。改造后機床的控制精度應(yīng)以體系本身的功用（如步進尺寸等）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(shù)據(jù)補償位置丈量體系，從而進步機床精度。同時還應(yīng)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(yīng)到達標準需求，幾何精度要在規(guī)定的范圍之內(nèi)。
    4、改造資料的留存。機床改造后還應(yīng)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(shè)備今后的安穩(wěn)運行十分重要。