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1、080505114文献综述 基于PLC的数控化机床改造文献综述 【前言】：众所周知，制造业是国民经济的基础产业和遮住产业，是推动国家技术进步的主要力气。加入wto之后，我国制造业正面临极大的考验和挑战。我国制造业水平与发达国家相比，总体水平偏低，这干脆影响到我国工业产品质量的提高和制造成本的降低，影响到我国工业产品的国际市场竞争力。为变更这种落后状况，必需提高制造业的装备水平，特殊是机床的数控化率。购置数控机床是提高机床数控化率的途径；对旧机床进行数控化改造，也是提高机床数控化的重要途径之一。数控机床是综合应用计算机、自动限制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,是技术密集度及自动化程度很高的
2、典型机电一体化加工设备。它与一般机床相比,其优越性是自不待言的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化程度极高,可减轻工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率,特殊值得一提的是数控机床可完成一般机床难以完成或根本不能加工的困难曲面的零件加工,因而数控机床在机械制造业中显得愈来愈必要。这种必要性主要体现在： 1、数控机床可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等困难的零件； 2、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37倍； 3、加工零件的精度高，尺寸分散度小。使装配简单，不再须要“修配”； 4、可实现多工序的集中，削减零件在机床间的频繁搬运； 5、拥有自动报警、自动
3、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。 6、数控加工降低了工人的劳动强度，节约了劳动力，削减了工装，缩短了新产品试调周期和生产周期，并可对市场需求做出快速反应。 【主体】：1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创建了可增加和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创建的那些只是增加体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了车床上，在美国诞生了第一数控机床。我国目前车床总量380余万台，而其中数控车床总数只有11.34万台，即我国车床数控化率不到3。近10年来，我国数控车床年产量约为0.6
4、0.8万台，年产值约为18亿元。车床的年产量数控化率为6。我国车床役龄10年以上的占60以上；10年以下的车床中，自动/半自动车床不到20，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动车床占60以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的车床而且半数以上是役龄在10年以上的旧车床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，干脆影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必需大力提高机床数控化率。 近年来我国企业的数控车床占有率逐年上升，在大中企业己有较多的运用，在中小企业甚
5、至个体企业中也普遍起先运用。在这些数控车床中，除少量车床以FMS模式集成运用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于运用效率不高，管理方式落后的状态。2001年，我国车床工业产值己进入世界第5名，车床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控车床不能满意市场的需求，使我国车床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口车床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3% ，数控化改造在我国很有必要。但现有机床大多数服役年龄较长.大都是多年来生产积累的通用机床，设备陈旧落后.柔性和自动化程度低。要想在短时期内大量
6、地更新现有设备，无论从资金还是国内机床制造厂的生产实力都很难做到。 从总体来看，我国机床工业与世界先进水平相比，一般车床差距仍旧非常明显：(1)国产高档数控机床在品种、水平和数量上远远满意不了国内的发展需求，加工中心高档数控机床目前仍旧要大量依靠进口。(2)数控机床功能部件和数控系统发展滞后，成为我国数控机床产业发展的瓶颈。(3)机床制造企业技术装备水平不高，制造实力、综合管理和服务实力等方面不能满意市场快节奏发展的要求。(4)大型国有企业的旧有设备比例大，设备更新所需资金缺口大。 数控机床的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的改变，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术
7、的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要探讨热点有以下几个方面： (1)高速、高精加工技术及装备的新趋势 在加工精度方面，近10年来，一般级数控机床的加工精度已由10m提高到5m，精密级加工中心则从35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已起先进入纳米级(0.01m)。 在牢靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出特别高的牢靠性。 为了实现高速、高精加工，与之
8、配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。 (2)轴联动加工和复合加工机床快速发展 采纳5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形态进行切削，不仅光滑度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特殊是运用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采纳复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和随意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工
9、中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统限制或CAD/CAM干脆或间接限制。 (3)智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有肯定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应限制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及运用连接便利的智能化，如前馈限制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、便利系统的诊断及修理等。 (4)重视新技术标准、规范的建立 如前所
10、述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展安排，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的探讨和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学安排和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也起先进行中国的ONC数控系统的规范框架的探讨和制定。数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采纳G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面对加工过程，明显，他已越来越不能满意现代数控技术高速发展的须要。为此，国际上正在探讨和制定
11、一种新的CNC系统标准ISO14649（STEPNC），其目的是供应一种不依靠于详细系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。 目前，我国拥有300多万台机床， 但现有机床大多数服役年龄较长.大都是多年来生产积累的通用机床，设备陈旧落后.柔性和自动化程度低。一般车床是应用特别广泛的金属切削工具，目前采纳传统的继电器限制的一般车床在中小型企业仍大量运用。由于继电器系统接线困难，故障诊断与解除困难，并存在：触点易被电弧烧坏而导致接触不良，机械方式实现的触点限制反映速度慢，继电器的限制功能被固定在线路中，功能单 一、敏捷性差等缺
12、点。因而造成了这些企业的生产率低下，效益差，反过来这些企业又没有足够的资金购买新的数控车床。因此，当务之急就是对这些一般车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。 要想在短时期内大量地更新现有设备，无论从资金还是国内机床制造厂的生产实力都很难做到。对于机床进行数控化改造投资少，见效快，是机械制造厂挖掘技改的一条胜利之路。数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构困难、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。但从目前企业面临的状况看，因数控机床价格较贵，一次性投资较大使企业心有余而
13、力不足。我国作为机床大国，对一般机床数控化改造不失为一种较好的良策。机床的数控改造同购置新机床相比一般可节约60%左右的费用，大型及特别设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用，并可以利用现有地基。 经过大量实践证明一般机床数控化改造具有肯定经济性、好用性和稳定性。所以许多企业纷纷将现有机床改造成经济型数控机床，这种做法具有投资少、见效快的特点。事实证明：用较少的资金，将一般机床改造升级为数控机床，可以为企业带来可观的经济效益。由于可编程限制器（PLC）具有：通用性、适应性强，完善的故障自诊断实力且修理便利，牢
14、靠性高及柔性强等优点，且小型PLC的价格目前亦很便宜，因此在一般车床的限制电路改造中发挥了及其重要的作用 PLC是20世纪70年头以来以微处理器为核心，综合计算机技术、自动限制技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动限制，被广泛应用于各个领域，因为它具有几个突出的特点：牢靠性高，抗干扰强；编程简洁，易于驾驭；功能完善，敏捷便利；体积小，质量轻，功耗低。 【总结】：我的的毕业设计课题是基于PLC对一般车床（C620）进行经济型数控改造，其内容包括：总体方案的确定、机械改造部分的设计计算（伺服进给机构设计、自动转位刀架的选择或设计、编码盘安装部分的结构设计）、工作台机械装配图的绘制及plc限制系统
15、的设计及调试等。对一般车床进行经济型数控改造符合我国国情，即适合我国目前的经济水平、教化水平和生产水平，又是国内很多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广袤的市场。从另一个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机床加工方面内容，还有数控技术以及PLC限制技术等方面的内容，有利于将高校所学的学问进行综合运用。虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了学问面，增加了实践实力，对一般机床和数控机床都有了进一步的了解，对PLC的应用进一步的加深学习。 【参考文献】： 1， 刘坚。数控原理与数控机床。国防工业出版社，2009.8 2， 罗永顺。机床数控化改造技
16、术。机械工业出版社，2007.5 3， 张华宇。数控机床电气及PLC限制技术。电子工业出版社，2022.3 4， 王洪波。数控机床电器修理技术。电子工业出版社，2007.12 5， 廖常初。FX系列PLC编程及应用。机械工业出版社，2005.4 6， 李亚非。机床的数控化再制造技术探讨。2006(2)55-57 7， 徐宾士。21世纪的再制造工程J中国机械工程。2000（1）36-38 8， 孔凡玉。现代工业再制造技术J工程机械。2003（9）33-36 9， 郑提。机电一体化设计基础M北京机械工业出版社。1998 10，棼众华。数控技术M机械工业出版社。2004 11，沈兵。数控机床数控系统M机械工业出版社。2001 080505114文献综述 3文献综述 08文献综述 09文献综述参考例文2 1文献定义 3文献法、6调查法 通知1文献检索+开题报告 文献综述 文献综述 文献综述 本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页