Ⅱ．ca6140車床的基本參數(shù)
    1.機械部分的改造設計
    ca6140車床的主軸以及進給系統(tǒng)都是由法蘭式電動機拖動。普通車床主軸傳動系統(tǒng)部分改造難度大、成本高，且精度提高有限，所以在改造此類機床時，搖臂鉆床要選那些主軸各方面性能能滿足使用要求的。改造時，保留原主軸系統(tǒng)，對進給傳動系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)進行改造。
    進給傳動系統(tǒng)的傳動精度及效率也是數(shù)控機床性能的重要組成部分。原機床進給箱為交換齒輪箱，結(jié)構(gòu)復雜、反向間隙大、傳動精度差。在改造過程中，采用步進電動機與滾珠絲杠，并裝有減速機構(gòu)的傳動方式，通過減速機構(gòu)可得到所需的減速比并增大驅(qū)動力矩。普通車床原機床是用滑動絲杠，傳動誤差大，因此在數(shù)控化改造中將其更換為滾珠絲杠。滾珠絲杠的傳動效率高、無爬行、預緊后可消除反向間隙、精度高。改造后ca6140車床的橫向、縱向傳動方式為：步進電動機一消隙齒輪一滾珠絲杠螺母副一工作臺的傳動方式。ca6140車床垂直方向的傳動方式為：步進電動機一圓錐齒輪一滾珠絲杠螺母副一工作臺。同時，垂直方向還應考慮滾珠絲杠的自鎖，采用超越離合器的自動平衡裝置實現(xiàn)自鎖。
    ca6140車床的導軌是采用鑄鐵-鑄鐵或鑄鐵—淬火鋼滑動導軌，其靜摩擦因數(shù)大，搖臂鉆床動、靜摩擦因數(shù)相差較大，低速時易出現(xiàn)爬行，力矩損失大，影響運動的平穩(wěn)性和定位精度。若是將導軌改造成滾動導軌或靜壓導軌，工藝復雜、費用大、周期長；所以在對ca6140車床改造時采用在普通車床原導軌上粘接聚四氟乙烯軟帶的方法。聚四氟乙烯軟帶是以聚四氟乙烯樹脂為基材與耐磨填充料復合后，在常溫下用模壓法成型燒結(jié)、車削和活化處理制得。其特點是摩擦因數(shù)低，抗磨損，靜、動摩擦因數(shù)差值小，定位準確，防振消聲運行平穩(wěn)，低能耗，具有耐老化和足夠的力學性能，對提高機械加工精度、延長導軌副使用壽命也有一定的作用。這種方法比較方便，費用低，動、靜摩擦因數(shù)相差小，耐磨性和抗咬傷力強，具有良好的自潤滑和抗振性，進給運動無爬行，運動平穩(wěn)。
    2．伺服系統(tǒng)的改造、選型
    ca6140的原調(diào)速方法是靠交換齒輪調(diào)速、人工手動，不能實現(xiàn)伺服調(diào)速。搖臂鉆床改造后需實現(xiàn)數(shù)控無級調(diào)速，必須使用與數(shù)控系統(tǒng)配對的伺服驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)進給脈沖指令輸入驅(qū)動裝置，普通車床經(jīng)驅(qū)動電路控制和功率放大后，驅(qū)動執(zhí)行電動機轉(zhuǎn)動。因此，在改造過程中要根據(jù)所選的電動機參數(shù)來選擇合適的伺服系統(tǒng)。
    在驅(qū)動執(zhí)行裝置中，直流伺服電動機的價格昂貴，在普通機床的數(shù)控化改造中一般采用步進電動機和交流伺服電動機。步進電動機采用脈沖數(shù)字信號進行控制，每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)步距誤差自動變?yōu)榱�，能方便地實現(xiàn)調(diào)速及定位，改變各相繞組的接通次序即可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。在ca6140車床數(shù)控化改造中，采用步進電動機拖動的開環(huán)控制系統(tǒng)。
    3．電氣系統(tǒng)的改造、選型
    原機床的電氣電路比較分散，電氣元件使用時間也較長，老化現(xiàn)象嚴重，故障幾率大，會影響加工穩(wěn)定性。且改造后需要增加伺服電動機、普通車床驅(qū)動器及數(shù)控系統(tǒng)的電氣連接。
    把機床中原控制電路拆掉，采用以數(shù)控裝置內(nèi)置PLC為主的現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)，搖臂鉆床用軟件實現(xiàn)邏輯控制，可以省去大量的控制電器及線路連接。數(shù)控機床的主軸、冷卻、橫向、縱向、垂直方向步進電動機等需系統(tǒng)自動控制，為此需設計強電控制電路。電器元件可保留使用原機床中的變壓器、自動斷路器等。把所需控制的部件與數(shù)控裝置連接好，拆除原電控箱，原位安裝改造后的電控箱；改造后的元件都裝在電控箱里。
    4．數(shù)控系統(tǒng)選型
    數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。它的主要功能是正確識別和解釋數(shù)控加工程序，對解釋結(jié)果進行各種數(shù)據(jù)計算和邏輯判斷處理，完成各種輸入、輸出任務。普通車床其形式可以是由數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的專用硬件數(shù)控裝置或計算機數(shù)控裝置。
    在數(shù)控化改造中，應該考慮成本問題和舊機床本身具有的精度局限性，搖臂鉆床所以數(shù)控系統(tǒng)選型方面也要考慮成本問題。銑床的數(shù)控化改造屬于經(jīng)濟型改造，一般選用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。從國外進口的系統(tǒng)，雖然在穩(wěn)定性和加工精度方面有一定的優(yōu)勢，但價格昂貴、成本高。目前國內(nèi)市場上主要的經(jīng)濟型系統(tǒng)有北京航天數(shù)控公司、華中數(shù)控設備有限公司、廣州數(shù)控設備有限公司等生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)，普通車床它們的數(shù)控系統(tǒng)在性能上可以滿足本設計的使用要求，且價格合理。
    廣州數(shù)控設備有限公司生產(chǎn)的GSK 990MA銑床數(shù)控系統(tǒng)為廣州數(shù)控設備有限公司自主研發(fā)的普及型銑床數(shù)控系統(tǒng)，采用32位高性能的CPU和超大規(guī)�？删幊唐骷﨔PGA，搖臂鉆床實時控制和硬件插補技術保證了系統(tǒng)微米級精度下的高效率，可編輯的PLC使邏輯控制功能更加靈活強大。由于國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)較為經(jīng)濟實惠，所以選用廣州數(shù)控GSK的數(shù)控系統(tǒng)。