買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (論文 ) 作 者 : 學(xué) 號(hào)： 學(xué)院 (系 ): 專(zhuān) 業(yè) : 題 目 : 普通機(jī)床數(shù)控化改造 （ 床） 指導(dǎo)者： (姓 名 ) (專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 評(píng)閱者： (姓 名 ) (專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 年 月 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 論文）中文摘要 隨著當(dāng)今工業(yè)設(shè)備對(duì)精密程度的要求越來(lái)越高，加工設(shè)備的機(jī)械加工設(shè)備的加工的精密程度也要求越來(lái)越高。而在中國(guó)的機(jī)械加工設(shè)備的車(chē)床中普通車(chē)床占了很大比例。這已經(jīng)越來(lái)越制約著當(dāng)今工業(yè)的發(fā)展。而數(shù)控機(jī)床由于價(jià)格昂貴，且需要較高技術(shù)的加工工人。所以對(duì)機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化改造很是必要。本篇論文是 在對(duì)普通臥式車(chē)床的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化改造。 在搜索、查閱研究大量有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)床自動(dòng)化改造技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和分析，并描述了機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。整個(gè)改造過(guò)程主要對(duì)車(chē)床縱、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造，選用自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀 架，由脈沖發(fā)生器來(lái)加工所需要的螺紋。整個(gè)控制系統(tǒng)以 號(hào)的單片機(jī)為中心，通過(guò)編程對(duì)機(jī)床的驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行控制以達(dá)到所需要的加工程度。 關(guān)鍵詞 ： 機(jī)床改造 自動(dòng)化機(jī)床 控制系統(tǒng) 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）外文摘要 NC of of is of is a in of N is So it is a to to is in of it on of of on of of to is to to in be by PU is to a an to on to of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 目 錄 目 錄 . 2 第 1 章 緒論 . 5 控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 . 9 控機(jī)床與發(fā)展趨勢(shì) . 9 控技術(shù) . 10 控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) . 12 控技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的進(jìn)展 . 14 控改造的必要性 . 15 床與生產(chǎn)線(xiàn)數(shù)控化改造的市場(chǎng) . 15 床數(shù)控化改造的必要性 . 16 控化改造的內(nèi)容及優(yōu)缺點(diǎn) . 17 我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略見(jiàn)解 . 18 勢(shì)考慮 . 18 展策略 . 19 文的選題及主要研究?jī)?nèi)容 . 19 文的選題 . 19 要研究?jī)?nèi)容 . 20 第 2 章 普通車(chē)床數(shù)控改造的設(shè)計(jì)步驟 . 21 床的數(shù)控改造概述 . 21 控機(jī)床工作原理及組成 . 21 計(jì)內(nèi)容及任務(wù) . 21 控部分的設(shè)計(jì)改造 . 22 械改造部分的設(shè)計(jì) . 23 行性論證 . 23 第 3 章 數(shù)控改造方案確定 . 24 統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式與伺服系統(tǒng)的選擇 . 24 算機(jī)系統(tǒng) . 24 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 械傳動(dòng)方式 . 24 動(dòng)方式的確定 . 24 統(tǒng)的選擇 . 24 構(gòu)傳動(dòng)方式的確定 . 25 機(jī) 的選擇 . 25 體方案框圖 . 25 第 4 章 機(jī)械部分改造設(shè)計(jì)與計(jì)算 (含電機(jī)計(jì)算與選擇 ) . 26 向進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械 部分計(jì)算與校核實(shí)例 . 26 算切削力 . 26 珠絲桿螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型 . 26 輪傳動(dòng) 比計(jì)算 . 30 向直流伺服電機(jī)的計(jì)算，校核和選型 . 30 向進(jìn)給伺服系機(jī)械部分計(jì)算與校核 . 36 算切削力 . 36 桿螺母副的計(jì)算和造型 . 37 輪傳動(dòng)比計(jì)算 . 40 流伺服電機(jī)的計(jì)算和選型 . 41 第 5 章 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 . 46 控系統(tǒng)基本硬件組成 . 46 片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 48 體程序控制 . 51 程圖 . 51 程序 . 51 盤(pán)設(shè)計(jì) . 53 盤(pán)定義及功能 . 53 盤(pán)程序設(shè)計(jì) . 53 示器設(shè)計(jì) . 58 示器顯示方式的選用 . 58 示器接口 . 59 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 155 擴(kuò)展 I/O 端口的初始化 . 59 床數(shù)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) . 60 線(xiàn)插補(bǔ)程序設(shè)計(jì) . 60 弧插補(bǔ)程序 的設(shè)計(jì) . 63 電隔離電路 . 68 總結(jié)與展望 . 70 參考文獻(xiàn) . 71 致 謝 . 72 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 第 1 章 緒論 控技術(shù) 的應(yīng)用與發(fā)展 控機(jī)床與發(fā)展趨勢(shì) （ 1）數(shù)控機(jī)床： 1946 年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類(lèi)創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類(lèi)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類(lèi)進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。 6 年后，即在 1952 年 ，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。 數(shù)控（ 段（ 1952 1970 年） 早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低，對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路 搭 成一臺(tái)機(jī)床專(zhuān)用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱(chēng)為硬件連接數(shù)控（ C），簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控（ 隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階段歷經(jīng)了三代，即 1952 年的第一代 1959 年的第二代 965 年的第三代 計(jì)算機(jī)數(shù)控（ 段（ 1970 年現(xiàn)在） 到 1970 年，通用小型計(jì)算機(jī)業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過(guò)來(lái)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控（ 段（把計(jì)算機(jī)前面應(yīng)有的 通用 兩個(gè)字省略了）。到 1971 年，美國(guó) 司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件 用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱(chēng)之為微處理器（ 又可稱(chēng)為中央處理單元（簡(jiǎn)稱(chēng) 到 1974 年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng) 。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng)，控制一臺(tái)機(jī)床能力有富裕（故當(dāng)時(shí)曾用于控制多臺(tái)機(jī)床，稱(chēng)之為群控），不如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理。而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過(guò)多處理器結(jié)構(gòu)來(lái)解決。由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件，故仍稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控。 到了 1990 年， （個(gè)人計(jì)算機(jī)，國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱(chēng)微機(jī)）的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿(mǎn)足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于 階段。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 總之，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即 1970 年的第四代 1974 年的 第五代 990 年的第六代 C（國(guó)外稱(chēng)為 還要指出的是，雖然國(guó)外早已改稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控（即 ，而我國(guó)仍習(xí)慣稱(chēng)數(shù)控（ 所以我們?nèi)粘Ｖv的 數(shù)控 ，實(shí)質(zhì)上已是指 計(jì)算機(jī)數(shù)控 了。 控技術(shù) 隨著計(jì)算機(jī)、微電子、信息、自動(dòng)控制、精密檢測(cè)及機(jī)械制造技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)床數(shù)控技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。近幾年一些相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，如刀具及新材料的發(fā)展，主軸伺服和進(jìn)給伺服、超高速切削等技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高等，加速了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。目前數(shù)控機(jī)床正朝著 高速度、高精度、高工序集中度、高復(fù)合化和高可靠性等方向發(fā)展。世界數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 高速高效高精度 高生產(chǎn)率。由于數(shù)控裝置及伺服系統(tǒng)功能的改進(jìn)，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度大大提高，減少了切削時(shí)間和非切削時(shí)間。加工中心的進(jìn)給速度已達(dá)到 80m/120m/給加速度達(dá) 刀時(shí)間小于 1s。高加工精度。以前汽車(chē)零件精度的數(shù)量級(jí)通常為 10 m，對(duì)精密零件要求為 1 m，隨著精密產(chǎn)品的出現(xiàn)，m，有些零件甚至已達(dá)到 m，高精密零件要求提高機(jī)床加工精度，包括采用溫度補(bǔ)償?shù)?。微機(jī)電加工，其加工零件尺寸大小一般在 1下，表面粗糙度為納米數(shù)量級(jí)，要求數(shù)控系統(tǒng)能直接控制納米機(jī)床。 柔性化 柔性化包括兩個(gè)方面的柔性：一是數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，便于不同用戶(hù)的需求；二是 統(tǒng)的柔性，同一 統(tǒng)能夠依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮統(tǒng)的效能。 工藝復(fù)合化和多軸化 數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化，是指工件在一臺(tái)機(jī)床上裝夾后，通過(guò)自動(dòng)換刀、 旋轉(zhuǎn)主軸頭或旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。已經(jīng)出現(xiàn)了集鉆、鏜、銑功能于一身的數(shù)控機(jī)床，可完成鉆、鏜、銑、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋等多工序的復(fù)合數(shù)控加工中心，以及車(chē)削加工中心，鉆削、磨削加工中心，電火花加工中心等。此外數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步也提供了多軸控制和多軸聯(lián)動(dòng)控制功能。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 實(shí)時(shí)智能化 早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能，則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的各種智能行為。科學(xué)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)與人工智能已實(shí)現(xiàn)相互結(jié)合，人工智能正向著具有 實(shí)時(shí)響應(yīng)的更加復(fù)雜的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展，如自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專(zhuān)家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如，在數(shù)控系統(tǒng)中配置編程專(zhuān)家系統(tǒng)、故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)；在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能；在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。 結(jié)構(gòu)新型化 20 世紀(jì) 90 年 代一種完全不同于原來(lái)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的新型數(shù)控機(jī)床被開(kāi)發(fā)成功。這種新型數(shù)控機(jī)床被稱(chēng)為“ 6 條腿”的加工中心或稱(chēng)虛擬軸機(jī)床 (有的還稱(chēng)為并聯(lián)機(jī)床 )，它能在沒(méi)有任何導(dǎo)軌和滑臺(tái)的情況下，采用能夠伸縮的“ 6 條腿” (伺服軸 )支撐并聯(lián)，并與安裝主軸頭的上平臺(tái)和安裝工件的下平臺(tái)相連。它可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度、加工效率較普通加工中心高 2 10 倍。這種數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)將給數(shù)控機(jī)床技術(shù)帶來(lái)重大變革和創(chuàng)新。 編程技術(shù)自動(dòng)化 隨著數(shù)控加工技術(shù)的迅速發(fā)展，設(shè)備類(lèi)型的增多，零件品種的增加以及零件形狀的日益復(fù)雜， 迫切需要速度快、精度高的編程，以便于對(duì)加工過(guò)程的直觀檢查。為彌補(bǔ)手工編程和 言編程的不足，近年來(lái)開(kāi)發(fā)出多種自動(dòng)編程系統(tǒng)，如圖形交互式編程系統(tǒng)、數(shù)字化自動(dòng)編程系統(tǒng)、會(huì)話(huà)式自動(dòng)編程系統(tǒng)、語(yǔ)音數(shù)控編程系統(tǒng)等，其中圖形交互式編程系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。圖形交互式編程系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (件為基礎(chǔ)，首先形成零件的圖形文件，然后再調(diào)用數(shù)控編程模塊，自動(dòng)編制加工程序，同時(shí)可動(dòng)態(tài)顯示刀具的加工軌跡。其特點(diǎn)是速度快、精度高、直觀性好、使用簡(jiǎn)便，已成為國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的 件所采用的數(shù)控編程方法。目前常 用的圖形交互式軟件有、 。 集成化 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 數(shù)控系統(tǒng)采用高度集成化芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟、硬件運(yùn)行速度，應(yīng)用平板顯示技術(shù)可提高顯示器性能。平板顯示器 (有科技含量高、質(zhì)量小、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模顯示，成為與 示器抗衡的新興顯示器，是 21 世紀(jì)顯示器主流。它應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融于一體 ,通過(guò)提高集成電路密度，減小互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià) 格、改進(jìn)性能、減小組件尺寸、提高系統(tǒng)的可靠性。 開(kāi)放式閉環(huán)控制模式 采用通用計(jì)算機(jī)組成的總線(xiàn)式、模塊化、開(kāi)放、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁減、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類(lèi)型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)僅有的專(zhuān)用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式提出的。由于制造過(guò)程是一個(gè)有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程，包括諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過(guò)程變量。在加工過(guò)程中采用開(kāi)放 式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、 服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。 控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) （ 1）數(shù)控技術(shù) 裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè) (如信息 技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè) )的使能 技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟(jì) 時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì) 發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù) 控裝備是以數(shù)控買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域 :(1)機(jī)械制造技術(shù) ;(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù) ;(3)自動(dòng)控制技 術(shù) ;(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù) :(5)傳感器技術(shù) :(6)軟件技術(shù)等。 （ 2） 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成 為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó) 計(jì)民生的一些重要行業(yè) (車(chē)、輕工、醫(yī)療等 )的發(fā)展起著越來(lái)越 重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。 高速、高精加工技術(shù)是裝備的新趨勢(shì) 效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提 高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為 5 大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué) 會(huì) (其確定 21 世紀(jì)的中心研究方向之一。 在轎車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn) 30 萬(wàn)輛的生產(chǎn) 節(jié)拍是 40 秒 /輛，而且多品種 加工是轎車(chē)裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一 ;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加 工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 目前高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá) 80m/至更高，空運(yùn)行速度可 達(dá) 100m/前世 界上許多汽車(chē)廠(chǎng)，包括我國(guó)的上海通用汽車(chē)公 司，己經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線(xiàn)部分替代組合機(jī)床。美國(guó) 公司的 床進(jìn)給速度最大達(dá) 60m/速為 100m/速度達(dá) 2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá) 60000r/工一薄壁飛機(jī)零 件，只用 30同樣的零件在一般高速銑床加工需 3h，在普通銑床加工需 8h;德國(guó) 司的雙主軸車(chē)床的主軸速度及加速度分別達(dá) 12000r/加工精度方面，近 10 年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 高到 5 m，精密級(jí)加工中心則 從 35高到 1 一 1.5m，并且超 精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí) 。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 在可靠性方面，國(guó)外數(shù)控裝置的 己達(dá) 6000h 以上，伺服系統(tǒng) 的 達(dá)到 30000h 以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。 為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線(xiàn)電機(jī)得到 了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。 智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì) 21 世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括 在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面 :為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如 加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng) 生成 ;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接 方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等 ;簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自 動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等 ;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方 便系統(tǒng)的診斷及維修等。 數(shù)控設(shè)備更注重安全性、操作性 數(shù)控設(shè)備是集機(jī)電一體化的產(chǎn)品，由于其自動(dòng)化程度高，所以對(duì)其安 全性和可操作性有了更高的要求。 控 技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的進(jìn)展 近年來(lái)我國(guó)企業(yè)的數(shù)控機(jī)床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多 的使用，在中小企業(yè)甚至個(gè)體企業(yè)中也普遍開(kāi)始使 用。 2001 年國(guó)內(nèi)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量已達(dá) 1. 8 萬(wàn)臺(tái)，比上年增長(zhǎng) 28. 5%，機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率從 2000 年的 17. 4%提高到 2001 年的 22. 7%。 2001 年，我國(guó)機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值己進(jìn)入世界第 5 名，機(jī)床消費(fèi)額在世界 排名上升到第 3 位，達(dá) 47. 39 億美元，僅次于美國(guó)的 53. 67 億美元，消費(fèi) 額比上一年增長(zhǎng) 25%。但由于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，使我國(guó) 機(jī)床的進(jìn)口額呈逐年上升態(tài)勢(shì)， 2001 年進(jìn)口機(jī)床躍升至世界第 2 位，達(dá) 24. 06 億美元，比上年增長(zhǎng) 27 。 近年來(lái)我國(guó)出口額增幅較大的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控 車(chē)床、數(shù)控磨床、數(shù) 控特種加工機(jī)床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控成形折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控壓鑄機(jī)等，普通機(jī)床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機(jī)床、液壓壓力機(jī)、木工機(jī)床等。出口的數(shù)控機(jī)床品種以中低檔為主。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 控改造的必要性 床與生產(chǎn)線(xiàn)數(shù)控化改造的市場(chǎng) （ 1） 機(jī)床數(shù)控化改造的市場(chǎng) 我國(guó)目前機(jī)床總量 380 余萬(wàn)臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不到 3。近 10 年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為 臺(tái)，年產(chǎn)值約為 18億元。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為 6。我國(guó)機(jī)床役齡 10 年以上的占 60以上； 10 年以下的機(jī)床中，自動(dòng) /半自動(dòng)機(jī)床不到 20， 自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)更屈指可數(shù)（美國(guó)和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占 60以上）?？梢?jiàn)我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在 10 年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長(zhǎng)，從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。 （ 2） 進(jìn)口設(shè)備和生產(chǎn)線(xiàn)的數(shù)控化改造市場(chǎng) 我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，很多企業(yè)從 國(guó)外引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行技術(shù)改造。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從 1979 1988 年 10 年間，全國(guó)引進(jìn)技術(shù)改造項(xiàng)目就有 18446 項(xiàng)，大約 這些項(xiàng)目中，大部分項(xiàng)目為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。但是有的引進(jìn)項(xiàng)目由于種種原因，設(shè)備或生產(chǎn)線(xiàn)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響，嚴(yán)重的使企業(yè)陷入困境。一些設(shè)備、生產(chǎn)線(xiàn)從國(guó)外引進(jìn)以后，有的消化吸收不好，備件不全，維護(hù)不當(dāng)，結(jié)果運(yùn)轉(zhuǎn)不良；有的引進(jìn)時(shí)只注意引進(jìn)設(shè)備、儀器、生產(chǎn)線(xiàn)，忽視軟件、工藝、管理等，造成項(xiàng)目不完整，設(shè)備潛力不能發(fā)揮；有的甚至 不能啟動(dòng)運(yùn)行，沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用；有的生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)品銷(xiāo)路很好，但是因?yàn)樵O(shè)備故障不能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)；有的因?yàn)槟芎母?、產(chǎn)品合格率低而造成虧損；有的已引進(jìn)較長(zhǎng)時(shí)間，需要進(jìn)行技術(shù)更新。種種原因使有的設(shè)備不僅沒(méi)有創(chuàng)造財(cái)富，反而消耗著財(cái)富。 這些不能使用的設(shè)備、生產(chǎn)線(xiàn)是個(gè)包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)，修好了就是財(cái)富。只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn)，解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，就可以最小的投資盤(pán)活最大的存量資產(chǎn)，爭(zhēng)取到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這也是一個(gè)極大的改造市場(chǎng)。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 床數(shù)控化改造的必要性 （ 1） 微觀看改造的必要性 從微觀上看 ，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來(lái)自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力。 可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線(xiàn)、曲面等復(fù)雜的零件。 由于計(jì)算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時(shí)準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸瞬時(shí)應(yīng)該運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線(xiàn)或曲面。 可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 7 倍。 由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力，可以將輸入的程序記住和存儲(chǔ)下來(lái)，然后按程序規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床只要更換一個(gè)程序，就可實(shí)現(xiàn)另一工件加工的自動(dòng)化，從而使單件 和小批生產(chǎn)得以自動(dòng)化，故被稱(chēng)為實(shí)現(xiàn)了 柔性自動(dòng)化 。 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要 修配 。 可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件 在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。 擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。 由以上五條派生的好處。 如：降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。 以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個(gè)極為重大的突破。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行 性制造單 元）、 性制造系統(tǒng)）以及 算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。 （ 2） 宏觀看改造的必要性 從宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在 70 年代末、 80 年代初已開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機(jī)械工業(yè)）進(jìn)行技術(shù)改造。除在制造過(guò)程中采用數(shù)控機(jī)床、 ，還包括在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中推行 擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行 理信息系統(tǒng)）、 及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信 息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對(duì)國(guó)外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造（稱(chēng)之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國(guó)際軍品和民品的市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力大為增強(qiáng)。而我們?cè)谛畔⒓夹g(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國(guó)家買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 約落后 20 年。如我國(guó)機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重（數(shù)控化率）到 1995 年只有 而日本在 1994 年已達(dá) 因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說(shuō)明了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性。 控化改造的內(nèi)容及優(yōu)缺 點(diǎn) （ 1） 國(guó)外改造業(yè)的興起 在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè) ，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè) 永恒 的課題。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國(guó)、日本、德國(guó)，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線(xiàn)具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線(xiàn)數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國(guó)，機(jī)床改造業(yè)稱(chēng)為機(jī)床再生（ 。從事再生業(yè)的著名公司有： 程公司、 床公司、 寶）服務(wù)集團(tuán)、 國(guó)得寶公司已在中國(guó)開(kāi)辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱(chēng)為機(jī)床改裝（ 。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。 （ 2） 數(shù)控化改造的內(nèi)容 機(jī)床與生產(chǎn)線(xiàn)的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)： 其一是恢復(fù)原功能，對(duì)機(jī)床、生產(chǎn)線(xiàn)存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)； 其二是 ，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成 床、 其三是翻新，為提高精度、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對(duì)其不滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的 統(tǒng)以最新 行更 新； 其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に?、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高