CA6136普通车床纵向进行的数控改造毕业设计 .pdfVIP

第一章绪论

1.1机床的数控化改造

1.1.1机床进行数控化改造的现状

目前，关于机床改造方面的报道比较多，其方法多种多样，具体表现在:

1.根据用户的需求可以选择不同的数控系统。

2.根据要求可以进行经济性数控化改造，也可以进行智能化数控机床改造。

不管哪种形式的数控改造，最基本的思路是要满足用户的基本使用需求。但目前

对车床的数控化改造，主要是经济性数控化改造。在改造过程中，主要沿用系统

供应商提供的外部接线要求进行控制电路设计，没有对系统进行深入的分析研

究，不能结合实际应用解决当前同类机床存在的问题，比如:现在的机床普遍采

用正逻辑控制，当限位保护电路，如发生电路开路或接触不良时，不会立即报警，

容易造成事故。针对目前同类数控机床使用中存在的问题，经过仔细的研究和分

析系统特性，在改造机床时所有限位保护电路均采用负逻辑，如发生电路开路或

接触不良时会立即报警，防止意外事故发生；设定了特殊的限位控制装置，使刀

架在特定的位置不能换刀，保证了生产安全。这一技术已经申请了国家发明专利。

另外，我们知道车床加工的主要任务是承担轴类、套类、盘类等零件的加工。

成本、质量、生产率和产量、交货期是衡量企业生产能力和市场竞争能力的4

个要素，采用传统的非数控生产方式只有达到一定闭值的大批量的规模生产才能

取得上述4个方面的统一。但在当前激烈的市场竞争环境下，以生产为中心，企

业为主导的卖方市场已转向以市场需求为中心用户为主导的买方市场，产品需求

呈现多样化和个性化，且产品经济寿命大大缩短，这首先将形成以多品种变批量

的生产方式为主流的生产环境；其次，衡量企业竞争力的首位因素也由成本转为

交货期。

为此，发展柔性结构体系的数控制造装备及制造系统是实现在快速多变的市

场环境中对用户驱动的市场需求作出灵活、快速响应的关键。所谓制造装备及制

造系统的柔性化是指当产品的品种的需求发生变化时，它们仍能在满足经济性的

前提下，实现及时转换生产的适应能力。同时，持续地提高经济加工精度也是适

应市场竞争的另一个主要目标。

因而作为评定数控机床及系统效能的基本指标也将由传统的工作精度和切

削能力改为用高效柔性和高精化的程度来衡量。高效柔性化和高精化分别反映了

制造业在竞争激烈的市场环境下的两个最主要的要求，即产品生产变换的灵捷性

和产品质量的持续提高。如何达到上述要求，进一步提高其生产的柔性化，达到

操作的简便易行，在改造过程中利用成组技术，来把单件多品种生产转变成变品

种的批量生产，设计共用化的程序存入系统，减少编程的麻烦，提高了加工效率。

这一创新思路是目前市场上没有的，该技术己申请专利。同时采用无级变速方式，

使其转速提高到2000r/min，实现了高速化。

1.1.2机床进行数控化改造的必要性

1．宏观看改造的必要性

宏观上看，工业发达国家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开

始大规模应用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业（包括军、民机械

工业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、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管理中推行MIS（管

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。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造（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强。而我

们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中，

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了机床数控化改造的必要

性。

2．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、曲面等复杂的零件。

由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运

动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。

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能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程

序规定的顺序自动去执行，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动化，故被称为实现