畢業(yè)設計開題報告C6140車床FANUC數控改造電氣部分研究設計（系統選型及強電設計）系別：機械工程系班級：機檢0301學生姓名：王麗麗指導教師：蔣麗2007年12月12日畢業(yè)設計開題報告課題題目C6140車床FANUC數控改造電氣部分研究設計（系統選型及強電設計）課題性質工程設計課題來源社會實踐成果形式設計說明書同組同學無開題報告內容見附頁指導教師意見（課題難度是否適中、工作量是否飽滿、進度安排是否合理、工作條件是否具備等）指導教師簽名：月日專家組及系里意見（選題是否適宜、各項內容是否達到畢業(yè)設計（論文）大綱要求、整改意見等）專家組成員簽字：教學主任（簽章）：月日附頁：一、課題研究的背景對普通車床進行改造，使其恢復原有的加工能力，提升其性能和技術水平，更好的適應新工藝、新技術的使用，進而探索出一條普通車床改造的新路，具有重要意義。二、課題研究的意義工業(yè)發(fā)達國家的軍、民機械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應用數控機床，本質是采用信息技術對傳統產業(yè)(包括軍、民機械工業(yè))進行技術改造。除在制造過程中采用數控機床、FMC,FMS外，還包括在產品開發(fā)中推行CAD,CAE,CAM,虛擬制造以及在生產管理中推行MIS(管理信息系統)、CIMS等等。以及在其生產的產品中增加信息技術，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產品在國際軍品和民品的市場上竟爭力大為增強。而我們在信息技術改造傳統產業(yè)方面比發(fā)達國家約落后20年，每年都有大量機電產品進口。數控機床比傳統機床有突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數控系統所包含的計算機的威力?？梢约庸こ鰝鹘y機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面?？梢詫崿F加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統機床提高3-7倍。由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現自動化。數控機床只要更換一個程序，就可實現另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產得以自動化，故被稱為實現了“柔性自動化”。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”。可實現多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償等多種自律功能，因而可以實現長時間無人看管加工。由以上五條派生的好處如:降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力(一個人可以看管多臺機床)，減少了工裝，縮短了新產品試制周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應等等。這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機床數控化還是推行FMC(柔性制造單元)、FMS(柔性制造系統)以及CIMS(計算機集成制造系統)等企業(yè)信息化改造的基礎。數控技術己經成為制造業(yè)自動化的核心技術和基礎技術。三、國內外市場現狀制造業(yè)是國民經濟的主體，社會財富的60%-80%來自于制造業(yè)。加入世貿組織后，中國制造業(yè)正由跨國公司的加工組裝基地向世界制造業(yè)基地轉變。而中國經濟要實現長期可持續(xù)高速發(fā)展，實現成為“世界制造中心”的愿望，中國制造業(yè)(國防、軍工、裝備制造、汽車等行業(yè))就必須進行大規(guī)模技術改造；其中對裝備的更新是最為重要的環(huán)節(jié)。中國目前機床總量380余萬臺，而其中數控機床總數只有11.34萬臺，即我國機床數控化率不到3%。近10年來，中國數控機床年產量約為0.6-0.8萬臺，年產值約為18億元。機床的年產量數控化率為6%。中國機床役齡10年以上的占60%以上；10年以下的機床中，自動/半自動機床不到20%,FMC/FMS等自動化生產線更屈指可數(美國和日本自動和半自動機床占60%以上)?？梢姶蠖鄶抵圃煨袠I(yè)和企業(yè)的生產、加工裝備絕大數是傳統的機床，而且半數以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝各加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數控化率。機床的數控化可通過兩條途徑完成，一是購買新裝備替代舊的，二是對舊裝備進行數控化改造；根據中國國情，采取“兩條腿走路”是穩(wěn)妥、經濟的選擇。使用數控系統對機床進行改造，數字化電氣控制系統的開發(fā)設計問題成為關系改造成敗的關鍵，直接影響機床的工作特性。在美國、日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造作為新的經濟增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及技術的不斷進步，機床改造是個“永恒”的課題。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進入到以數控技術為主的新的行業(yè)。在美國、日本、德國，用數控技術改造機床和生產線具有廣闊的市場，已形成了機床數控改造和生產線數控改造的新的行業(yè)。在美國，機床改造業(yè)稱為機床再生(Remanufacturing)業(yè)4。從事再生業(yè)的著名公司有:BertscheI程公司、ayton機床公司、Devlieg-Bullavd(得寶)服務集團、US設備公司等。美國得寶公司已在中國開辦公司。在日本，機床改造業(yè)稱為機床改裝(Retrofitting)業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有:大限工程集團、崗三機械公司、千代田工機公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。三、設計思路1、數控系統的選擇數控系統是數控機床的中樞，是其中最關鍵的環(huán)節(jié)。目前，市場上數控系統的類型較多，選擇時要保證能購得最適合的系統，就必須要充分考慮改造中各方面的因素。首先，要考慮機床的功能要求。根據機床的功能要求選擇數控系統，以使數控系統所具有的功能與準備改造的機床所能達到的功能相匹配。既要避免因面追求數控系統的高性能指標，而選擇了功能遠遠多于改造機床功能的系統，造成功能過剩、資金浪費，且在一定程度上還可能潛伏下由于數控系統復雜程度的增加而帶來故障率升高的隱患。又要保證所選數控系統能滿足機床全部功能要求，不要出現一些因必須的系統功能短缺，影響其它功能的使用。其次，要考慮數控系統的制造廠商。老牌著名跨國公司主要有德國的西門子、日本的發(fā)那科和三菱、法國的NVM等，國內公司主要有華中數控、中國珠峰、北京航天等。目前，進口系統的性能尚優(yōu)于國產系統，但價格也較高，因此適用于大型高精度機床。國產系統功能較簡單，性能較穩(wěn)定，價格便宜，對一般車床、銑床已能可靠使用，且近幾年國產系統也有長足進步，與世界先進技術的差距越來越小。第三，要考慮數控系統與其它配件的匹配。如果數控系統、電機及驅動器的品種、牌號太雜，在連接各部件時，就可能會出現輸入與輸出信號的不匹配及在傳送中信號產生滯后等現象。因此，選擇時要優(yōu)先考慮能提供進給伺服系統和主軸驅動的廠家的數控系統。2、伺服系統的選擇伺服系統是數控機床的重要組成部分，它既是數控系統CNC系統與刀具、主軸問的信息傳遞環(huán)節(jié)，又是能量放大與傳遞的環(huán)節(jié)。它的性能在很大程度上決定了數控機床的性能。例如，數控機床的最高移動速度、跟蹤精度、定位精度等重要指標均取決于伺服系統的動態(tài)和靜態(tài)性能。伺服系統按控制方式分為開環(huán)控制系統、半閉環(huán)控制系統和閉環(huán)控制系統三類。在普通機床的數控化改造中，一般選用