1、第一章 概論一、數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡史 1946 年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)， 這表明人類創(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，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段 和六代的發(fā)展。二、國內(nèi)數(shù)控機(jī)床狀況分析（一）國內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀 近年來我國企業(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 也普遍開始使用。在這些數(shù)控機(jī)床中，除少量

2、機(jī)床以 FMS 模式集成使用外，大都處于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)， 并且相當(dāng)部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。 2001 年，我國機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值已進(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，僅次于美國的 53.67 億美元，消費(fèi)額比上 一年增長 25%。但由于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不能滿足市場的需求，使我國機(jī)床的進(jìn)口額呈逐年上升態(tài)勢， 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 27.3%。 近年來我國出口額增幅較大的數(shù) 控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機(jī)床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控成形折彎機(jī)、數(shù)控壓鑄機(jī)等，普 通機(jī)床有鉆床、鋸床、插床、拉床

3、、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。（二）國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1、新產(chǎn)品開發(fā)有了很大突破，技術(shù)含量高的產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位。2、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量大幅度增長，數(shù)控化率顯著提高。2001 年國內(nèi)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量已達(dá) 1.8 萬臺(tái)，比上年增長 28.5%。金切機(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% 。3、數(shù)控機(jī)床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品有了突破。三、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢1. 繼續(xù)向開放式、基于 PC 的第六代方向發(fā)展 基于 PC 所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟 硬件資源豐富等特點(diǎn)，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會(huì)走上這條道路。至少采用 PC 機(jī)

4、作為它的前端機(jī)，來 處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。 PC 機(jī)所具有的友好的人機(jī)界 面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。2. 向高速化和高精度化發(fā)展 這是適應(yīng)機(jī)床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。3. 向智能化方向發(fā)展 隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展， 數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不 斷提高。（1）應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息， 并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。 （2）引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工將熟練工人和專家的經(jīng)驗(yàn)， 加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的

5、專家系統(tǒng)。（ 3）引入故障診斷專家系統(tǒng)（ 4）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置可以通過自動(dòng)識別負(fù)載， 而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行。四、機(jī)床數(shù)控化改造的必要性 （一）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)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力。 1 、可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床 加工不出來的曲線、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)雜的曲線或曲面。2、 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37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

6、記住和存儲(chǔ)下來， 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，故被稱為實(shí)現(xiàn)了 "柔性自動(dòng)化 "。3、 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 "。4 、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)。5、 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)長時(shí)間無人看管加工。6、 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，可對市場需求

7、作出快速反應(yīng)等等。（二）宏觀看改造的必要性 從宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在 70 年代末、 80 年代初已開始 大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強(qiáng)。而我們在信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國家約落后 20年。如我國機(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 1.9，而日本在 1994 年已達(dá) 20.8，因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說明了機(jī)床數(shù)控化改造的 必要性。數(shù)控化改造的市場空間 機(jī)床的數(shù)控制化改造是一個(gè)方興未的行業(yè)，從各種統(tǒng)計(jì)數(shù)字上看前途應(yīng)

8、該是十分光明的，例如："在美國，日本和德國等發(fā)達(dá)國家，它們的機(jī)床改造人作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。 由于機(jī)床以及數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是一個(gè)"永恒 "的課題。我國的機(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)所以不難看出：1國內(nèi)的市場我國目前機(jī)床總量 380 余萬臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 11.34萬臺(tái)，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到 3。 近 10 年來，我國數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為 0.6 0.8 萬臺(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)

9、床不到 20， FMC/FMS 等自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占60以上）?？梢娢覀兊拇蠖鄶?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，從而在國際、國內(nèi)市場上缺 乏競爭力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)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(jī)床的 數(shù)控化率。 2. 進(jìn)口設(shè)備和生產(chǎn)線的數(shù)控化改造市場我國自改革開放以來，很多企業(yè)從國外引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從 19791988 年 10 年間，全國引進(jìn)技術(shù)改造項(xiàng)目就有 18

10、446 項(xiàng)，大約 165.8 億美元。這些項(xiàng)目中，大部分項(xiàng)目為我國的經(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)線從國外引進(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，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，沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用；有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷路很好， 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)備不僅沒有

11、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)問題， 就可以最小的投資盤活最大的存量資產(chǎn)， 爭取到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 這也是一個(gè) 極大的改造市場。機(jī)床改造的效益分析提高機(jī)床數(shù)控化效率有兩個(gè)途徑： 一是購買新的數(shù)控機(jī)床； 二是對舊的機(jī)床進(jìn)行改造而對于一個(gè)機(jī) 床擁有量大， 經(jīng)濟(jì)財(cái)力又不足的發(fā)展中國家來說， 采用舊機(jī)床改造來提高設(shè)備的先進(jìn)性和數(shù)控化率是一 個(gè)極其有效和使用的途徑，采用第二中方法有以下的優(yōu)點(diǎn)：1、減少了投資和交貨的期限同購置新的數(shù)控機(jī)床相比，一般可以節(jié)省60% 到 80%的費(fèi)用，改造

12、的費(fèi)用大大減低。2、機(jī)械的穩(wěn)定性可靠機(jī)床的床身， 立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄鐵構(gòu)件， 而鑄件越久自然失效充分， 內(nèi)應(yīng)力的消除使 得比新的鑄件更穩(wěn)定，這些鑄件的使用又可以節(jié)約社會(huì)資源，又減少了鑄鐵件生產(chǎn)時(shí)對環(huán)境的污染。3、熟悉了解設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，便于操作維修，購買的新設(shè)備，事先很難前面了解機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能，以至 很難預(yù)算是否完全適合加工要求， 而改造則完全可以避免這種情況， 并且大大縮短了對數(shù)控機(jī)床在使用 和維修方面的培訓(xùn)時(shí)間，機(jī)床一旦改裝完成，很快就可以投入使用，見效較快。4、可以充分利用現(xiàn)有的條件可以充分利用現(xiàn)有的地基， 不必像購新機(jī)時(shí)重新構(gòu)筑新基， 同時(shí)工夾具、 樣板和外設(shè)備也可以在利 用。

13、5、可更好的因地制宜合理篩選功能 購買現(xiàn)成的通用型機(jī)床， 往往對一個(gè)具體的生產(chǎn)加工有一些多余的功能， 又可能缺少某一個(gè)專用的特 殊功能， 如向機(jī)床制造廠提出特殊定貨要求， 增加某些特殊的加工要求， 往往費(fèi)用大， 交貨的日期又長。 而采用改造方案就可以根據(jù)生產(chǎn)加工要求，采用組合的方法再某些部件設(shè)計(jì)改造成專用的數(shù)控機(jī)床。6、可及時(shí)采用最新技術(shù)，充分利用社會(huì)資源由于技術(shù)進(jìn)步和我國機(jī)床功能部件專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前已有眾多的疏忽資源支持機(jī)床方面的 改造 ，如隨意采購各種尺寸的滾珠絲杠副，且交貨期短；采用貼塑導(dǎo)軌新技術(shù)，可使傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)軌 的摩擦系數(shù)降低五至十幾倍來防止爬行， 還可以使得刮研極容易， 等

14、等例子說明有一大批社會(huì)資源， 可 根據(jù)技術(shù)更新的發(fā)展速度， 及時(shí)地采用最新技術(shù)來提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率， 提高設(shè)備質(zhì)量和 檔次，將舊機(jī)場改造成當(dāng)今水平的機(jī)床。第二章 普通車床的數(shù)控改和可行性論證對于普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造， 在考慮總體設(shè)計(jì)方案時(shí)， 應(yīng)遵循的原則是： 在滿足設(shè)計(jì)要求的前 途下，對機(jī)床的改動(dòng)應(yīng)盡可能的少，以降低成本。一 車床的數(shù)控改造（一）、數(shù)控機(jī)床工作原理及組成1. 數(shù)控機(jī)床工作原理：數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)， 首先應(yīng)編制零件的加工程序， 這是數(shù)控機(jī)床的工作指令。 將加工程序輸入到 數(shù)控裝置， 再由數(shù)控裝置控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變化、 起停， 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向、 速度和位移量以及其它

15、如刀具選擇交換、工件夾緊松開和冷卻潤滑的開、關(guān)等動(dòng)作，使刀具與工件及其它輔助裝置嚴(yán)格的按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出符合要求的零件。2. 數(shù)控機(jī)床的組成：數(shù)控機(jī)床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體等四部分組成，其組成框圖如圖2-1圖2-1 數(shù)控（二）、設(shè)計(jì)內(nèi)普通車床 改造設(shè)計(jì)內(nèi)容 的確定和驗(yàn)證、 的設(shè)計(jì)計(jì)算（包 給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)動(dòng)自動(dòng)變速原理及改造后的機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)、機(jī)床調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)、機(jī)床的組成圖容及任務(wù)（C618）的數(shù)控 包括：總體方案 機(jī)械改造部分 括縱向、橫向進(jìn) 與計(jì)算）、主運(yùn) 電磁離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算。本設(shè)計(jì)任務(wù)是對C618臥式車床進(jìn)行數(shù)控化

16、改造，實(shí)現(xiàn)微機(jī)對車床的數(shù)控化控制。利用微機(jī)對車床 的縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字控制，并要達(dá)到縱向最小運(yùn)動(dòng)單位為0.01 mm/脈沖，橫向最小運(yùn)動(dòng)單位0.005 mm/脈沖，主運(yùn)動(dòng)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，刀架要改造成自動(dòng)控制的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，要能自動(dòng)的切 削螺紋。（三）、數(shù)控部分的設(shè)計(jì)改造1、數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按其運(yùn)動(dòng)軌跡可分為：點(diǎn)位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點(diǎn)位控制系統(tǒng)只要求控制刀具從一點(diǎn)移到另外一點(diǎn)的位置，而對于運(yùn)動(dòng)軌跡原則上不加控制。連續(xù)控制系統(tǒng)能對兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的位移進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷的控制。由于C618車床要加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。2、伺服進(jìn)給系統(tǒng)的

17、設(shè)計(jì)改造數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)控制方案的優(yōu)點(diǎn)是可以達(dá)到和好的機(jī)床精度，能補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的各種誤差，消除間隙、 干擾等對加工精度的影響。但他結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)難度大、調(diào)式和維修困難、造價(jià)高。半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調(diào)速范圍寬，過載能力強(qiáng)，又采用反饋控制，因此性能遠(yuǎn)優(yōu)于以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng)。但是，采用半閉環(huán)控制其調(diào)式比開環(huán)要復(fù)雜，設(shè)計(jì)上也要有其自身的特點(diǎn)，技術(shù)難度較大。開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路， 因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差， 但其結(jié)構(gòu)簡單， 易于調(diào)整， 所以常用于精度要求不高的場合。經(jīng)過上序比較，由于所改造的

18、C618 車床的目標(biāo)加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。3、數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成， 硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)， 性能的好壞直接影響整體數(shù)控系 統(tǒng)的工作性能。數(shù)控裝置的設(shè)計(jì)方案通常有：可以全部自己設(shè)計(jì)制作可以采用單板機(jī)或 STD模塊或工控機(jī)改制可以選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動(dòng) 在普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造中， 由于第一種設(shè)計(jì)周期較長且不經(jīng)濟(jì)， 同時(shí)質(zhì)量也難于保證。 第二 種則更加不經(jīng)濟(jì)。所以不課程設(shè)計(jì)將采取第三鐘方案。（四）、機(jī)械改造部分的設(shè)計(jì)1、主傳動(dòng)部分的改造設(shè)計(jì)將原機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī)換成變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)， 無級調(diào)速部分由變頻器控制。 將原機(jī)床的主軸

19、手動(dòng)變 速換成有電磁離合器控制的主軸變速機(jī)構(gòu)。 改造后使其主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分離， 主軸電動(dòng)機(jī)的作用只是 帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。2、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造將原機(jī)床的掛輪機(jī)構(gòu)、進(jìn)給箱、溜板箱、滑動(dòng)絲杠、光杠等全部拆除?？v向、橫向進(jìn)給以步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件經(jīng)一級齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動(dòng)。3、其它部件的改造刀架部分： 拆除原手動(dòng)刀架和小拖板， 安裝由微機(jī)控制的四工位電動(dòng)機(jī)刀架， 該刀架具有重復(fù)定位 精度高、剛性好、使用壽命長、工藝性好等優(yōu)點(diǎn)。二 可行性論證根據(jù)自動(dòng)化制造系統(tǒng) ，可行性論證使用戶建造自動(dòng)化制造系統(tǒng)項(xiàng)目前所進(jìn)行的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性分析 報(bào)告， 是上級主管部門審定和批準(zhǔn)立項(xiàng)的基本依據(jù)。 同樣，在進(jìn)行普通車床

20、的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造之前進(jìn)行 合理的、科學(xué)的可行性論證是必要的。根據(jù)傳統(tǒng)的論證方法， 普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的可行性論證應(yīng)圍繞以下幾個(gè)方面進(jìn)行，即企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀及存在的問題分析，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)，改造的基礎(chǔ)條件、目標(biāo)、技術(shù)方案、投資概算、 效益分析，改造后車床的實(shí)施計(jì)劃，結(jié)論等。由于本設(shè)計(jì)僅作為大學(xué)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)， 故在此， 設(shè)計(jì)者僅對改造的投資概算作一簡要的可行性 論證。本改造設(shè)計(jì)是對普通車床 C618進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造。在改造設(shè)計(jì)中，采用的是廣州數(shù)控設(shè)備廠生 產(chǎn)的GSK980T型數(shù)控系統(tǒng)，加上兩臺(tái)伺服電機(jī)，兩套滾珠絲杠副和相配的傳動(dòng)部分以及齒輪副，一臺(tái)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，四個(gè)電磁離合器以及主

21、傳動(dòng)部分的齒輪副。這樣設(shè)備改造費(fèi)用和舊設(shè)備費(fèi)用總計(jì)不會(huì)超過15萬元。因此，對普通車床作經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造適合我國國情，是國內(nèi)企業(yè)提高車床的自動(dòng)化能力和 精密程度的有效選擇。它具有一定的典型性和實(shí)用性。第三章總體設(shè)計(jì)方案的確定經(jīng)總體設(shè)計(jì)方案的論證后，確定的C618的車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的總體方案示意圖如下圖所顯：C618車床的主軸轉(zhuǎn)速部分采用了變頻調(diào)速交流異步電機(jī)，有級變速部分采用電磁離合器控制機(jī)構(gòu)；車床的縱 向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒輪減速后帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；刀架改成由微機(jī)控制，經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。為保持切削螺紋的功能，需安裝主 軸脈沖發(fā)生器。改造后的總體方案示意圖如圖3-1所示：ARjU 丄宀-TLT手工輸入計(jì)算機(jī)加丄丄件數(shù)控程丿予圖紙編制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或工件變速箱存儲(chǔ)裝置控制計(jì)算機(jī)功率放大器LJ車床變速箱步進(jìn)電動(dòng);；圖3-1總體方案設(shè)計(jì)圖第四章主傳動(dòng)部分改造與設(shè)計(jì)在改造設(shè)計(jì)之前，讓我們先來看一下數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)與普通機(jī)床相比所具有的特點(diǎn)：1）采用調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以滿足主軸根據(jù)數(shù)控指令進(jìn)行自動(dòng)變速的需要；2）傳動(dòng)路線