根据我国国情，八十年代在普通机床的改造方面，出现了以经济型数控系统改造普通机床，尤其是普车、普铣数控化改造的热潮，并逐步形成了经济型数控产业。“八五”后期和“九五”，国家把旧设备的改造列入企业技术进步，工艺更新的一个重要途径，很多工厂把普通机床的数控化改造列入企业的发展计划，作为企业适应市场经济、提高产品市场占有率的一顶措施。但是，企业在做这项工作时，面临着如何选择改造方案，在改造中应注意些什么等等问题。下面以我所开发生产的 SWAI车、铣数控系统对普通车、铣床的数控化改造作一介绍、期望能为企业决策提供一些帮助。
1 普通铣床的经济型数控化改造
普通铣床的经济型数控化改造，除了选择可靠性高、性能稳定的数控系统外，对铣床自身的改造也是一个很重要的环节。普通铣床经济型数控化改造包括两个方面，即机床电气的数控化改造和机床本体的数控化改造。
1．1普铣机床电气的数控化改造
机床电气的改造，是将原机床电气电路改为与数控系统连接，并受数控系统控制的电路，以实现铣床原有的升降、纵向、横向等各坐标轴的驱动，主轴启／停和正／反转、冷却液的开／关等功能：
并增加了紧急停机、机床原点的设置、各坐标轴的限位等功能。对机床电气进行改造，须拆除原机床工作台进给电机及其相应强电线路。为实现机床主轴启／停和正／反转、冷却液的开／关、紧急停机、机床原点的设置、各坐标轴的限位等功能， SWAI铣床数控系统提供有由 KAl—KA4四个继电器和接线端子排构成的附件板，通过电缆与系统控制箱相连，接受系统的控制。系统计算机的输入／输出信号见图l。改造时，将附件板安装在原机床强电柜内，将控制线分别接到机床电气的受控点，其线路改造见图2。
(1)各坐标轴的驱动
用随机电线分别将各轴步进电机与系统驱动柜相应插座相连，即可实现坐标轴的驱动控制。
(2)主轴启／停和正／反转、冷却液的开／关
主轴启／停和正／反转、冷却液的开／关均通过系统控制KA1一KA4四个继电器的吸合／断开，从而使机床中相应的交流接触器吸合／断开来实现。
主轴启动即主轴正转，只要将主轴正转控制继电器 KAl的一组常开触点并接到原机床启动按钮SBl的两端即可。主轴停止，是将主轴停止控制继电器KA3的一组常闭触点串联到原机床主轴启停控制问路中即可。为使主轴停止时主轴制动，将KA3的一组常开触点并接到停止按钮SB2控制主轴制动的常开触点两端即可。
主轴反转，原机床设置有一个主轴电机电源反相开关，将开关转到反转位置，技下启动按钮即实现反转。若要系统控制主轴，还需在机床强电柜内增置一个交流接触器KM2，构成反转控制回路，并使其与正转控制回路互锁。然后将反转控制继电器 KA2的一组常开触点并接到KM2的常开触点上，实现对主轴反转的控制。对于有反转控制回路的机床，则按上述方法将KA2连入机床电气即可。
冷却液开／关，是将冷却液控制继电器KA4的一组常开触点并接到原机床冷却液开关SAl的两端即可。用系统控制时，须将SAl置于关的位置。
(3)紧急停机、机床原点的设置、坐标轴的限位紧急停机，是当数控系统运行出现紧急情况时，而采取的停机措施。只需在机床上增置一紧急停机开关SB5，然后将系统信号线接上即可。
机床原点，是为保证数控系统加工的精度及可靠性而设置的。系统是用三个接近开关 SQ4一SQ6作为机床各坐标轴的原点检测器件，可根据实际情况将它们装在各坐标轴的相应位置。一般而言，铣床的机床原点，升降坐标设在接近下限位处，横向坐标面对机床设在接近右限位处，纵向坐标面对机床设在接近外限位处。
坐标轴的限位，是为保护数控系统的运行安全而设置的。在机床升降坐标的上下极限位、横向坐标的左右极限位、纵向坐标的里外极限位，各附设一行程开关和机械撞块。将系统的信号线接到三个行程开关 SQl一SQ3上，即可实现对各坐标轴的运动限位。 nextpage
1．2普铣机床本体的数控化改造
机床本体的数控化改造，是将原工作台进给电机、进给箱及其传动链拆除，然后进行如下改造：用三个步进电机分别驱动升降、纵向、横向坐标轴、根据各轮的脉冲当量配置相应的传动系统；将原二轴普通丝杠改为滚珠丝杠。
(1)改造前对原机床的要求
机床主轴传动精度，工作台二个运动轴导轨面的几何精度，即垂直度、平行度等，均应达到国家标准。由于工作台三个轴的传动系统要更换，故可不必严格要求。对于精度差的机床，可通过大修恢复其精度，然后进行改造。
(2)传动系统的方案选择
第一种方案是采用齿轮传动、单螺母滚珠丝杠作为传动系统。这种系统的优点是价格便宜，根据实际需要可保留原机床的手动和机动功能。但存在潜在缺陷：齿轮传动噪声大，齿轮磨损后消隙难，单螺母滚珠丝杠螺距的一致性难以调整。
第二种方案是采用圆弧齿型同步带传动、双螺母滚珠丝杠作为传动系统。这种系统的优点是结构简单，可克服上方案的缺点，能提高加上精度l一2级。
(3)传动系统传动比的确定传动比i按下式确定：
i一传动系统的传动比
η一传动效率(一般取70％)
在初定步进电机最大静力矩时，向从传动方案的转动惯量入手，计算出步进电机快速空载启动和最大切削力负载条件下所需力矩，及其最高工作频率和正常工作频率，使步进电机启动矩频特性和运行矩频特性满足设计要求。
(5)升降轴阻尼器的设置
由于滚珠丝杠无自锁能力，为防止机床断电时工作台自行下滑，所以升降轴应设置一可调节的阻尼器。
2 普通车床的经济型数控化改造
普通车床的经济型数控化改造，也包括机床电气和机床本体改造两个方面。由于普车机床的数控化改造与铣床的类似，下面仅简单介绍一下。
2．1普车机床电气的数控化改造
机床屯气的改造，也是将原机床电气电路改为与数控系统连接，并受数控系统控制的电路，以实现大拖板和中拖板的驱动、驱动轴的限位、多功位电动刀架的选位、利用脉冲编码器进行螺纹加工，以及主轴启／停和正／反转、冷却液的开／关等功能。
2．2普车机床本体的数控化改造
机床本体的改造，是将大拖板和中拖板的驱动与进给箱传动脱离，分别由两个步进电机驱动；并根据各驱动轴的脉冲当量配置相应传动系统、原二轴普通丝杠改为滚珠丝杠。
若要加工螺纹，由于大拖板己不再由主轴箱动力驱动，故原挂轮已失去作用。所以，必须在主轴侧增设检测机床主轴转速的脉冲编码器。该编码器将测出的主轴转速送至计算机，计算机根据要加工的螺纹螺距，计算出大拖板的移动量，通过步进电机驱动，实现螺纹车削。
3 推广和使用
使用车床数控系统，我所为用户进行了 C616、 C618、 C620、C6140、 C630、CK6150、 C650等车床的数控化改造。使用铣床数控系统，我所为用户进行了X52、 X53、 X5032、 XK5040、 X53T、X5042、X62、X6132、X6232等铣床的数控化改造。1994年，我所与四川自贡长征机床股份公司配套，共同生产了XK5032A、 XK6132、XK6232B、 XK6232C等数控铣床。将经济型数控机床和加工中心等共同组成 FMS底层加工设备，实践证明是可行的。由我所参与组建的这类生产线有：由5台经济型数控铣床组建的匣体零件 FMS生产线，由4台加工中心、20台经济型数控铣床组成的箱体类零件FMS生产线。迄今，使用我所车、铣数控系统并进行改造的单位100余家，近300台套，这些经济型数控机床己为他们的产品开发和生产带来了可观的经济效益和社会效益。
