数控设备的选型论文
数控设备的选型论文【1】
摘 要：设备是企业生产中最重要的物质基础，设备的选择，是企业设备管理的第一个环节，包括新建企业选择设备，老企业购置新设备和自行设计、制造专用设备，以及从国外引进技术装备，合理地选购设备，可以使企业以有限的设备投资获得最大的生产经济效益。
这是设备管理的首要环节。
关键词：数控;管理;设备
所谓设备选型：是企业管理的第一环节，即是从多个设备供应商多种可以满足相同需求的不同型号、规格的设备中，经过技术性、经济性等多方面的分析评价，选择最佳方案已作出购买决策。
合理需选购设备可以使有效的资金发挥最大的经济效益。
1 设备选型赢遵循的原则如下
1.1 设备的选型必须遵循生产上适用性、技术上可靠性、先进性、经济上合理性这一原则。
通俗的讲就是在最大限度的满足加工产品的工艺需求的前提下，在技术上体现出一定的的先进性，使所购买的设备具有一定的技术储备以满足未来的发展需求，避免选择试制型、过渡性、淘汰型、高耗能性、高污染型的设备，要注重技术改造的可持续发展，同时在价格上具有较高的性价比。
1.2 设备选型要根据产品的结构特点将必备的设备附件，配套软件等一并选配齐全，并充分考虑动力配套的设施要求以及安装位置环境和条件。
1.3 设备中涉及安全、环保、保密以及特种工艺等方面要求的，在技术交流、编写招标文件以及签署技术协议过程当中请专业部门全程参与。
2 设备选型的几点要素(以数控加工设备为例)
2.1 确定典型加工零件
根据技术改造内容和生产发展需求，确定有那些零件和那些工序准备用新的加工设备来完成，通过确定主要加工对象的典型零件族，进而了解产品的生产纲领、加工工艺以及加工零件的复杂程度，就可以确定拟采购设备的结构形式(立式、卧式、复合式等)、配套附件(双工位、刀库、花盘、顶尖、对刀仪、在线测量等)、规格(机床行程承重等)以及精度等级(普通级、精密级)。
在满足加工工艺要求的前提下设备越简单风险越小，车削加工中心和数控车床都可以加工轴类零件，但一台满足同样加工规格的车削中心价格要比数控车床贵几倍，如果没有进一步工艺要求，肯定选择数控车床风险较小。
同样在经济型和普通型数控车床中要尽量选择经济型数控车床;能够用数控车床解决的问题就不用配动力头的车削中心，能够用加工长度为1米的机床解决的就而不用配到2米，能够用普通精度的设备完成加工，就不用选精密级的设备这样才能在根本上有效地控制成本。
2.2 数控机设备主要特征规格的选择
机床特征规格包括：机床规格参数、机床主电机功率、主轴转速等。
数控机床的规格参数主要是机床的承重以及各个轴的行程，各轴的行程范围反应该机床允许的加工空间，是由典型工件的加工尺寸范围确定的，也就是说被加工零件的轮廓尺寸应该在机床的加工范围之内，因此机床的规格要考虑被加工零件的尺寸、加工范围、零件的夹具尺寸、工件是与机床换刀空间和防护罩等附件是否干涉、以及预留的一定的技术储备等几方面因素来确定。
机床主电机功率：主电机功率反映了该机床的切削刚性和主轴性能，从另外一个也反映了机床的整体刚度。
在同类规格机床上的电机可以有不同的配置：一般情况下，例如：轻型机床比标准星机床主电机功率可能要小1~2级，因此轻型机床的刚性和切削性能要差一些;主轴功率的大小基本是与机床规格和所要求的切削性能相匹配，要做到既不能小马拉大车，又不能造成功能浪费，电机的配置有时也可以按照用户的要求特殊定制，但是也带来价格的升高。
机床的主轴转速：目前一般加工中心主轴转速在(4000~8000)rpm，高速型机床立式可达(2万~7万)rpm;卧式机床可达(1万~2万)rpm，近年来数控机床高速化的趋势发展很快，在中小型数控机床中主轴箱的机械变速已较少采用，往往都采用功率较大的直流或交流可调速电机，直联电机，甚至采用电主轴结构，这样大大地提高了加工效率和加工质量，但是这也带来了相应的刀具以及配套成本的提高。
2.3 设备精度的选择
数控设备精度等级的选择取决于典型零件关键部位的加工精度。
数控机床按照精度可分为普通型和精密型，一般数控机床的精度检验都有20~30项，这些项目包括定位精度、重复定位精度、几何精度、试加工精度等;机床的定位精度和重复定位精度综合反映了机床各运动部件综合精度，定位精度是指在行程范围内任意一个点定位时的误差范围。
它直接反映了机床的加工精度能力，所以是数控机床最关键的技术指标;重复定位精度反映出机床的制造特性，是保证机床稳定可靠工作的基本指标，因此机床精度的确定既要考虑需要加工零件的精度要求，同时要和机床的水平、档次、规格相匹配。
目前全世界各国对这个指标的规定定义、测量方法、数据处理方式各有不同，常用的标准有美国标准、德国标准(VDI)，日本(JIS)、国际标准化标准(ISO)、中国标准(GB)，在这些标准当中最严格的是德国标准(VDI)、最低的是日本标准。
为了提高和改进机床的定位精度级重复定位精度，必须关注它的进给伺服系统采用全闭环方式还是半闭环方式，关心使用监测元件的精度及稳定性。
例如，采用半闭环伺服驱动的精度稳定性要受到一些外界因素的影响，因此机床的精度及精度保持性比全闭环的要差一些。
机床的几何精度与定位精度是匹配的，如精密级的定位精度的数控机床的几何精度也不能低于同级别的指标。
2.4 数控系统的选择：在选购数控机床时，同一种机床本体可配置多种数控系统。
目前数控系统种类、规格极其繁多，进口系统主要有日本FANUC、德国SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法国NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美国A-B等。
不同的数控系统针对不同的数控机床具有各自的优越性。
比如西门子系统用于数控加工中心来讲功能和强大;Fanuc系统用于数控车床界面很方便。
一般机床厂商提供的数控系统多数为主流数控系统，如西门子或Fanuc系统，主流数控相对来说技术成熟性好一些，在国内有较好的售后服务体系，因此用户选择数控系统相对于集中几家，以便于使用掌握和维修配件准备。
在可供选择的数控系统中性能高低差别很大，直接影响到设备的价格组成，因此不能片面追求高水平、新系统。
应该以满足主机性能为主，对系统的性能和价格进行综合的分析，选用一个合适的`系统。
比如数控立车、卧车选用Siemens802D就可以满足使用要求，高一点最多配置到Siemens810D，而配置Siemens840D就完全没有必要，造成功能的浪费，且价格高出十多万元。
目前数控系统的种类、规格极其繁多，世界上比较著名的数控系统有日本的FANUC，德国的西门子，法国的NUM，意大利的FIDIA，英国的海登汉。
有一些机床制造商坚持使用自己研发的系统，针对他们的机床会更有优越性。
比如：日本的MAZAK，德国的IGM，美国PAR等公司，目前国内市场也研发了一些数控系统，比如有华中理工大学、辽宁蓝天集团、南京大方系统、北方凯奇系统、清华系统、KND系统等，但技术水平和稳定性与国际水平相比还有一定的差距。
选择数控系统的原则是：性能价格比要高、使用和维修方便、市场的寿命要长。
以上是选择设备时要考虑的主要因素。
对这些因素要结合企业具体的生产情况、资金情况、技术情况和管理情况统筹兼顾、全面地权衡利弊才能更好的做好设备选型工作。
参考文献
[1]张伦�.数控系统[M].机械工业出版社.
[2]林栾鸿.机床数控技术及应用[M].机械工业出版社.
数控车床改造论文【2】
摘要：C6136型车床经济型数控改造是改变机床进给量系统，主轴转速等加工实现自动化。
以便提高加工速度和精度，实现现代加工要求。
本设计由于功能适宜，价格便宜，用它来改造车床，投资少、见效快。
经济型数控系统功能强，可靠性稳定，功率增大，结构简单，维修方便，还大大提高生产效率，创造更大的经济效益。
本次设计为机床进给伺服系统机械部分设计和数控系统硬件电路设计等。
经济型数控是我国80年代科技发展的产物。
这种数控系统由于功能适宜，价格便宜，用它来改造车床，投资少、见效快，成为我国"七五"、"八五"重点推广的新技术之一。
关键词：自动化 伺服系统 硬件
一、为了满足市场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，数控未来仍然继续向开放式、高速化和高精度化、智能化等方向发展
1、开放式。
为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性，设计生产开放式的数控系统。
2、高速化。
机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。
超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。
3、随着高新技术的发展和对机电产品性能与质量要求的提高，机床用户对机床加工精度的要求也越来越高，随着现代科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。
新材料及新零件的出现，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺，发展新型超精密加工机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技的发展。
4、智能化。
随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面。
(1)应用自适应控制技术
数控系统能检测过程中一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。
(2)引入专家系统指导加工
将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。
(3)引入故障诊断专家系统
(4)智能化数字伺服驱动装置
综上所述，由于数控机床不断采纳科学技术发展中的各种新技术，使得其功能日趋完善，数控技术在机械加工中的地位也显得越来越重要，数控机床的广泛应用是现代制造业发展的必然趋势。
二、车床进行数控改造的必要性
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，故被称为实现了"柔性自动化"。
加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要"修配"。
2、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。
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。
三、数控化改造的优缺点
1、减少投资额、交货期短
同购置新机床相比，一般可以节省60%-80%的费用，改造费用低。
特别是大型、特殊机床尤其明显。
一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。
但有些特殊情况，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，往往改造成本提高2-3倍，与购置新数控机床相比，只能节省投资50%左右。
2、机械性能稳定可靠，结构受限
所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。
但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。
3、熟悉了解设备、便于操作维修
购买新设备时，不了解新设备是否能满足其加工要求。
改造则不然，可以精确地计算出机床的加工能力;另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，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，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。
5、可以采用最新的控制技术
可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。
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