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C616數控車床改造

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更新時間：2016-02-10
發布人： lengbingbing

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C616數控車床改造.rar
緒論
1.1 數控設備與技術現狀[1]
1.1.1 數控設備
近年來我國企業的數控機床占有率逐年上升，在大中企業已有較多的使用，在中小企業甚至個體企業中也普遍開始使用。在這些數控機床中，除少量機床以FMS模式集成使用外，大都處于單機運行狀態，并且相當部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態。
2001年，我國機床工業產值已進入世界第5名，機床消費額在世界排名上升到第3位，達47.39億美元，僅次于美國的53.67億美元，消費額比上一年增長25%。但由于國產數控機床不能滿足市場的需求，使我國機床的進口額呈逐年上升態勢，2001年進口機床躍升至世界第2位，達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控機床有數控車床、數控磨床、數控特種加工機床、數控剪板機、數控成形折彎機、數控壓鑄機等，普通機床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等，出口的數控機床品種以中低檔為主。
1.1.2 數控技術
裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業（如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，有什么勞動資料生產” 。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業廣泛采用的數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：（1）機械制造技術；（2）信息處理、加工、傳輸技術；（3）自動控制技術；（4）伺服驅動技術；（5）傳感器技術；（6）軟件技術等。
1.1.3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考
一、戰略考慮
我國是制造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國制造業將進一步“空芯”。我們以資源。環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代制造業的發展進程。
我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題，首先從社會安全看，因為制造業是我國就業人口最多的行業，制造業發展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業的壓力，保障社會的穩定；其次從國防安全看，西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質，多我國實現禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。
二、發展戰略
從我國基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現制造裝備業的跨躍式發展。
強調市場需求為導向，即以數控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數控技術、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等）帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件（數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品；沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以“做得出、用得上、買得掉”為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。
在競爭前數控技術方面，強調創新，強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。
1.2 數控機床發展概況[2]
1949年，美國帕森公司與美國空軍合作，研制了一種計算裝置，用于滿足日益復雜的飛機葉片的自動加工，于是，帕森公司首先提出了機床數字控制的概念。在半個世紀里，數控技術經歷了電子管數控系統、晶體管數控系統、集成電路數控系統到微型計算機數控系統（CNC）四個階段。
現代數控技術是20世紀70年代發展起來的機床控制新技術，它綜合了微電子技術、計算機技術、現代控制技術、傳感器檢測技術、信息處理技術和機械制造技術，是先進制造技術的核心。而采用數控技術的典型產品——數控機床是機電工業的重要基礎裝備，是汽車、石化、電子等支柱產業現代化的重要手段。
從20世紀80年代開始，我國的數控機床在引進、消化國外技術的基礎上，進行了大量的開發工作，到1995年底，我國數控機床的可供品種已超過300種，其中數控車床占40%以上。
1.2.1 數控機床的一般原理
一、數字控制的基本概念
數字控制（Numerical Control——NC），簡稱為數控，是一種自動控制技術，是用數字化信號對控制對象加以控制的一種方法。數字控制是相對于模擬控制而言的，數字控制系統中的控制信息是數字量，而模擬控制系統中的控制量是模擬量。數字控制與模擬控制相比有許多優點，如可用不同的字長表示不同精度的信息，可對數字化信息進行邏輯運算、數學運算等復雜的信息處理工作，特別是可用軟件來改變信息處理的方式或過程，而不用改動電路或機械機構，從而使機械設備具有很大的“柔性”。因此數字控制已被廣泛用于機械運動的軌跡控制和機械系統的開關量控制，如機床的控制、機器人的控制等。
數字控制的對象是多種多樣的，但數控機床是最早應用數控技術的控制對象，也是最典型的數控化設備。數控機床是采用了數控技術的機床，或者說是裝備了數控系統的機床。國際信息處理聯盟（International Federation of Information Processing——IFIP）第五技術委員會對數控機床作了如下定義：數控機床是一種裝了程序控制系統的機床。該系統能邏輯地處理具有使用號碼或其它符號編碼指令規定的程序。
定義中所提的程序控制系統，就是數控系統（Numerical Control System）。數控系統是一種控制系統，它自動輸入載體上事先給定數字量，并將其譯碼，在進行必要的信息處理和運算后，控制機床動作和加工零件。最初的數控系統是由數字邏輯電路構成的專用硬件數控系統。隨著微型計算機的發展，硬件數控系統已逐漸被淘汰，取而代之的是計算機數控系統（Computer Numerical Control）簡稱CNC。CNC系統是由計算機承擔數控中的命令發生器和控制器的數控系統。由于計算機可完全由軟件來確定數字信息的處理過程，從而具有真正的“柔性”，并可以處理硬件邏輯電路難以處理的復雜信息，使數字控制系統的性能大大提高。
二、數控機床的組成
數控機床是典型的數控化設備，它一般由信息載體、計算機數控系統、伺服系統和機床四部分組成，如圖1-1所示

圖1-1 數控機床的組成
1. 信息載體
信息載體又稱控制介質，用于記錄數控機床加工一個零件所必需的各種信息，如零件加工位置數據、工藝參數等，以控制機床的運動，實現零件的機械加工。常用的信息載體有穿孔帶、穿孔卡、磁帶、磁盤等，并通過相應的輸入裝置將信息輸入到數控系統中。數控機床也可采用操作面板上的按鈕和鍵盤將加工信息直接輸入，或通過竄行口將計算機上編寫的加工程序輸入到數控系統。高級的數控系統可能還包括一套自動編程機或者CAD/CAM系統。由這些設備實現編制程序、輸入程序、輸入數據以及顯示、模擬顯示、存儲和打印等功能。
2. 計算機數控系統
計算機數控系統是數控機床的核心，它的功能是接受載體送來的加工信息，經計算和處理后去控制機床的動作。它由硬件和軟件組成。硬件除計算機外，其外圍設備主要包括光電閱讀機、CRT、鍵盤、棉板、機床接口等。光電閱讀機是輸入系統程序和零件加工程序；CRT供顯示和監控用；鍵盤用于輸入操作命令及編輯、修改程序段，也可輸入零件加工程序；操作面板可供操作人員改變操作方式、輸入整定數據、啟停加工等；機床接口是計算機和機床之間聯系的橋梁，機床接口包括伺服驅動接口及機床輸入/輸出接口。伺服驅動接口主要是進行數/模轉化，以及對反饋元件的輸出進行數字化處理并記錄，以供計算機采樣；機床輸入/輸出接口是用于處理輔助功能。軟件由管理軟件和控制軟件組成。管理軟件主要包括輸入輸出、顯示、診斷等程序；控制軟件包括譯碼、刀具補償、速度控制、插補運算、位置控制等部分組成。數控裝置控制機床的動作可概括為：
（1）機床主運動，包括主軸的啟動、停止、轉向和速度選擇等；
（2）機床的進給運動，如點位、直線、圓弧、循環進給的選擇，坐標方向進給速度的選擇等；
（3）刀具的選擇和刀具的補償（長度、半徑）；
（4）其它輔助運動，如各種輔助操作，工作臺的鎖緊和松開，工作臺的旋轉與分度和冷卻泵的開、停等。
3. 伺服系統
它是數控系統的執行部分，包括驅動機構和機床移動部件，它接受數控裝 ...

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