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1、数控技术开题报告一、机床进展数控化改造的必要性1 微观看改造的必要性微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等简洁的零件。由于计算机有超群的运算力气，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应当运动的运动量，因此可以复合成简洁的曲线或曲面。可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高 3 7 倍。由于计算机有记忆和存储力气，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的挨次自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自
2、动化，故被称为实现了“柔性自动化”。加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配简洁，不再需要“修配”。可实现多工序的集中，削减零件 在机床间的频繁搬运。拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。由以上五条派生的好处。如：降低了工人的劳动强度，节约了劳动力一个人可以看管多台机床，削减了工装，缩短了产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反响等等。以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行 FMC柔性制造单元、FMS柔性制造系统以及 CIMS计算机集成制造系统等企业信息化改造的根底。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和根底
3、技术。2 宏观看改造的必要性宏观上看，工业兴盛国家的军、民机械工业，在 70 年月末、80 年月初已开头大规模应用数控机床。其本质是，承受信息技术对传统产业包括军、民机械工业进展技术改造。除在制造过程中承受数控机床、FMC、FMS 外，还包括在产品开发中推行 CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在生产治理中推行 MIS治理信息系统、CIMS 等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于承受信息技术对国外军、民机械工业进展深入改造称之为信息化，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增加。而我们在信息技术改造传统产业方面比兴盛国家约落后 20 年。如我国机床拥有
4、量中， 数控机床的比重数控化率到1995 年只有1.9，而日本在1994 年已达20.8，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明白机床数控化改造的必要性。二、如何进展机床数控化改造1、国外改造业的兴起在美国、日本和德国等兴盛国家，它们的机床改造作为的经济增长行业， 生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个“永恒“的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的的行业。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有宽阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的的行业。在美国，机床改造业称为机床再生Remanufacturing业。从事再生业的著名公
5、司有：Bertsche 工程公司、ayton 机床公司、Devlieg-Bullavd得宝效劳集团、US 设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装Retrofitting业。从事 改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。2、数控化改造的内容机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点：其一是恢复原功能，对机床、生产线存在的故障局部进展诊断并恢复；其二是NC 化，在一般机床上加数显装置，或加数控系统，改造成 NC 机床、CNC 机床；其三是翻，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气局部进展翻，对
6、机械局部重装配加工， 恢复原精度；对其不满足生产要求的 CNC 系统以最 CNC 进展更；其四是 技术更或技术创，为提高性能或档次，或为了使用工艺、技术，在原有根底上进展较大规模的技术更或技术创，较大幅度地提高水平和档次的更改造。3、数控化改造的优缺点(1) 削减投资额、交货期短同购置机床相比，一般可以节约6080的费用，改造费用低。特别是大型、特别机床尤其明显。一般大型机床改造，只花机床购置费用的 1/3，交货期短。但有些特别状况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱，往往改造本钱提高23 倍，与购置机床相比，只能节约投资50 左右。(2) 机械性能稳定牢靠，构造受限所利用
7、的床身、立柱等根底件都是重而结实的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为设备连续使用多年。但是受到原来机械构造的限制，不宜做突破性的改造。(3) 生疏了解设备、便于操作修理购置设备时，不了解设备是否能满足其加工要求。改造则不然，可以准确地计算出机床的加工力气；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和修理方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。(4) 可充分利用现有的条件可以充分利用现有地基，不必像购入设备时那样需重构筑地基。(5) 可以承受最的把握技术可依据技术革的进展速度，准时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备
8、质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。4、数控系统的选择数控系统主要有三种类型，改造时，应依据具体状况进展选择。(1) 步进电机拖动的开环系统该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路把握和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要把握指令脉冲的数量、频率以及通电挨次，便可把握执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反响到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要打算于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。该系统构造简洁，调试
9、修理便利，工作牢靠，本钱低，易改装成功。(2) 异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反响的闭环数控系统该系统与开环系统的区分是：由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反响信号，随时与给定值进展比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消退偏差的方向运动，直到给定位置与反响的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在构造上比开环进给系统简洁，本钱也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。可依据产品技术要求，打算是否承受这种系统。(3) 交/直流伺服电机拖动，编码器反响的半闭环数控系统半闭环系统
10、检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部局部元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它的构造与调试都较闭环系统简洁。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。当前生产数控系统的公司厂家比较多，国外著名公司的如德国SIEMENS 公司、日本FANUC 公司；国内公司如中国珠峰公司、北京航天机床数控系统集团公司、华中数控公司和沈阳高档数控国家工程争论中心。选择数控系统时主要是依据数控改造后机床要到达的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求。5、数控改造中主要机械部件改装探讨一台的数控机床，在设计上要到达：有高
11、的静动态刚度；运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙；功率大；便于操作和修理。机床数控改造时应尽量到达上述要求。不能认为将数控装置与一般机床连接在一起就到达了数控机床的要 求，还应对主要部件进展相应的改造使其到达确定的设计要求，才能获得预期的改造目的。(1) 滑动导轨副对数控车床来说，导轨除应具有一般车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并削减因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以削减导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和润滑。(2) 齿轮副一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比一般机床高。在构造上要能到达无间隙传动
12、，因而改造时，机床主要齿轮必需满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。(3) 滑动丝杠与滚珠丝杠丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可承受滑动丝杠，但应检查原丝杠磨损状况，如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般状况滑动丝杠应不低于 6 级，螺母间隙过大则更换螺母。承受滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难以满足精度较高的零件加工。滚珠丝杠摩擦损失小，效率高，其传动效率可在90%以上；精度高，寿命长； 启动力矩和运动时力矩相接近，可以降低电机启动力矩。因此可满足较高精度零件加工要求。(5) 安全防护改造效果必需以安全为前提。
13、在机床改造中要依据实际状况实行相应的措施， 切不行无视。滚珠丝杠副是周密元件，工作时要严防灰尘特别是切屑及硬砂粒进入滚道。在纵向丝杠上也可加整体铁板防护罩。大拖板与滑动导轨接触的两端面要密封好，确定防止硬质颗粒状的异物进入滑动面损伤导轨。6、机床数控改造主要步骤(1) 改造方案确实定改造的可行性分析通过以后，就可以针对某台或某几台机床的现况确定改造方案，一般包括： 机械修理与电气改造相结合一般来说，需进展电气改造的机床，都需进展机械修理。要确定修理的要求、范围、内容；也要确定因电气改造而需进展机械构造改造的要求、内容；还要确定电气改造与机械修理、改造之间的穿插时间要求。机械性能的完好是电气改造
14、成功的根底。 先易后难、先局部后全局确定改造步骤时，应把整个电气局部改造先分成假设干个子系统进展，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板把握与强电局部等，待各系统根本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作削减遗漏和过失。在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，使人的留意力能集中到关键地方。 依据使用条件选择系统针对某台或某几台机床，确定它的环境、温度、湿度、灰尘、电源、光线， 甚至有否鼠害等外界使用条件，这对选择电气系统的防护性能、抗干扰性能、自冷却性能、空气过滤性能等可供给正确的依据，使改造后的电气系统有了牢靠的使用保证。固然，电
15、气系统的选择必需考虑成熟产品，性能合理、有用，有备件及修理支持，功能满足当前和今后假设干年内的进展要求等。 落实参与改造人员和责任改造是一个系统工程，人员配备格外重要。除了人员的素养条件外，依据工程的大小，合理地确定人数与分工是关键。人员太少不利于开展工作，人员太多也简洁引起混乱。依据各个划分开的子系统，确定人员职责，有主有次，便于组织与协调。假设工程承受对外合作形式，更需在目标明确的前提下，界定分工， 确定技术协调人。 改造范围与周期确实定有时数控机床电气系统改造，并不愿定包含该机床全部电气系统，应依据科学的测定和分析打算其改造范围。停机改造的周期，依据各企业的实际状况确定， 考虑因素有生产紧急程度、人员技术水平、预备工作充分程度、系统大小与简洁程度，甚至还包括天气状况等。切忌好大喜功，急于求成，匆忙上阵，但也要合理安排，防止拖拖拉拉。 改造的技术预备改造前的技术预备充分与否，很大程度上打算着改造能否取得成功。技术预备包括：a. 机械局部预备 为协作电气改造而需进展的机械大修改造的测量、计算、设计、绘图、零件制作等应先期完成。同时对停机后需拆、改、加工的局部等应事先规
