《CNC控制软件的研制及其在轴联动数控工具磨床上的应用》可行性报告.doc
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1、CNC控制软件的研制及其在轴联动数控工具磨床上的应用可行性报告 作者: 日期:24 个人收集整理 勿做商业用途成功案例咸阳台式机床厂可行性报告 时间:20056-30 16:04:15来源:咸阳科技网阅读4936次 CNC控制软件的研制及其在五轴联动数控工具磨床上的应用可行性报告一、 总论1、概述1。1 项目名称:CNC控制软件的研制及其在五轴联动数控工具磨床上的应用1.2 项目的主要内容:我厂研制的MKW6014五轴联动CNC工具磨床,利用“刃点跟踪法”计算软件,实现了五轴联动,目前国内尚无其他厂家生产,填补了国内空白。磨床采用工控机控制,广泛应用于航空、航天、机械、模具等行业,编程加工一次
2、磨削完成曲面复杂的精密特型刀具。属于本年度创新基金重点支持项目(见2001年度科技型中小企业技术创新基金若干重点项目指南44:“数控系统高性能、结构化、商品化软件包”).2、项目的社会经济意义、目前进展情况、申请创新基金的必要性2。1 项目的社会经济意义 2.1.1 数控技术及计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术的迅速发展,使传统的机械设计与制造进入现代制造技术的行列。特别是CNC机床、加工中心和柔性制造单元的普及应用,大幅度缩短了产品制造周期,提高了产品竞争力,同时对所需要刀具的形状、尺寸、精度及性能一致性提出更高的要求。由于飞机、模具、汽车和机电一体化等精密制造业采用数控加工,出现了
3、一大批轮廓复杂的特型数控刀具。有关资料显示,在发达国家,特型刀具实现了不经铣削直接采用数控磨削一次加工成形的工艺,并生产出相应的强力磨削数控工具磨床,实现了加工各种特型刀具的功能转换,为刀具制造工艺带来大变革、大突破。2。1。2 在国内,由于国产五轴联动数控工具磨床制造为一空白,影响了特型刀具的生产制造,使国产特型刀具性能差,质量不稳定,使用寿命低,众多企业在数控加工中为了解决生产急需,只好花巨资购买德国Walter公司的五轴联动数控工具磨床.该机床每台售价30万美元(合人民币240万元),价格昂贵,由于国内没有替代产品,所以Walter公司的五轴联动数控工具磨床售价一直居高不下,这对我国大力
4、发展和促进数控技术的应用非常不利.为了振兴民族工业,用自己生产的数控磨床替代进口设备,使国产刀具早日走出国门迈向世界,我们和西安交通大学机械制造及自动化研究所联合开发了五轴联动CNC数控工具磨床。2。2 项目的进展情况我厂在1999年初提出项目设想,然后收集各方面资料,向有关大专院校和研究所咨询,查阅资料,获取国内外动态,然后详细确定方案并请专家论证,在得到肯定的情况下,1999年下半年开始试制, 2000年3月制成样机,五月份在上海机床博览会上展出并进行现场加工表演,得到国内外同行的一致好评和国外专家的赞赏。后来我们进一步完善了软件功能,调试更换了部分硬件,使机床的机械性能和软硬件性能完全接
5、近国外同行企业德国Walter公司的工具磨床Helit Romi Mini Power的水准.2.3 申请创新基金的必要性两年来为了研制该设备,企业“以副养主”自筹资金45万元,全部用于开发研制,生产出样机才使这朵高科技奇葩含苞待放。现在我们集中人力、物力、财力,正在全力以赴加快软件的开发提高机床性能的步伐,力争一年左右时间形成小批量生产能力,但需补充资金,故申请科技创新基金.3、项目实施的优势及风险3.1 项目实施的优势咸阳台式机床厂始建于1991年,其前身为咸阳中山通用机械厂,主导产品为台式钻铣机床,万能刀具刃具磨床。多年来,厂领导始终把技术进步和新产品开发放在首位,每年用于高新技术研究的
6、经费约占销售额的10 。从1997年开始,我厂投入大量人力、物力与天津大学进行厂校合作开发单片机控制的五轴四联动数控工具磨床,过度到今天的工控机五轴联动数控工具磨床,对数控工具磨床的制造积累了丰富的经验。同时我们和西安交通大学进行了产学研联合,转化科研成果,使项目实施的优势更加明显.更重要的是国家对高科技产业的扶持和西部开发的政策增强了我们把该项目进行到底的决心和信心。3.2 项目实施的风险投资大,科技含量高,市场营销网络不完善是该项目实施的风险。我们投入大量资金经过两年的努力,生产出功能齐全的样机,已经将大部分风险化解。下一步,准备充实完善原有的西北地区、江苏、上海、深圳营销网络,同时增设四
7、川、华北、东北营销网,扩大宣传,拓展销路。我们深信,经过不懈的努力,终将化险为夷,这项高科技产品一定会占领市场。4、项目计划目标4.1 总体目标: 在项目执行期间计划投资235万元,截止目前已完成投资45万元,需新增投资190万元.项目完成后可年产五轴联动数控工具磨床10台,企业资产将达到400万元,企业人员达到60人左右(项目产品需55人,其它产品需5人),新增就业人员30人左右。4.2 经济目标:本项目完成后,累计实现的经济目标如下:年工业总产值600万元工业增加值450万元销售收入项目产品:400万元其它产品:100万元缴税总额109。3万元净利润154.4万元创汇额9.8万美元4。3
8、技术、质量指标:公差(mm)轴线测量行程ISO107914标准( 500mm)检测结果双向定位精度A0.020X轴 0.015Y轴 0。018Z轴 0.020单向定位精度A 和A0。016X轴0.008X轴0。0010Y轴0.010Y轴0。0012Z轴0.016Z轴0.0015双向重复定位精度R0.012X轴 0.005Y轴 0。005Z轴 0。005单向重复定位精度R 和R 0。006X轴0.002X轴0。0015Y轴0.003Y轴0。0045Z轴0。005Z轴0.004反向差值B0。010X轴 0.005Y轴 0。008Z轴 0。012双向定位系统偏差E0.0150.015单向定位系统偏差
9、0.010。0085双向平均偏差范围0。010。01公差(弧秒)行程至360的回转线的定位公差ISO10791-4标准检测结果双向定位精度A28A轴 25C轴 28单向定位精度A 和A22A轴22A轴25C轴28C轴26双向重复定位精度R16A轴 16C轴 18单向重复定位精度R和R8A轴6A轴8C轴9C轴9反向差值B12A轴 12C轴 14双向定位系统偏差E2018单向定位系统偏差1412双向平均偏差范围1212精密镗床标准工作台面对工作台纵向移动的平行度0.02/4000.02/400磨头主轴径向跳动0.0050。003砂轮轴的轴向窜动0。0080.005X轴对工作台面横向移动的平行度0.
10、01/2000.008/200Y轴对工作台面横向移动的平行度0.015/2000。010/200Z轴对工作台面的垂直度0.01/1200。008/1204.3。1 引用标准及参考资料: 检测依据ISO10791-4:1998加工中心检验条件第4部分:线形和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验国际标准最新版本。参考资料选取德国WALTER公司生产的Helitromi Mini Power数控工具磨技术精度要求。4。3.2 检测工具:三坐标测量仪,万能通用量具和指示器等.简要说明:我厂生产的数控工具磨床属专用非标准数控设备,至今未见国际上同类产品检验条件出台,所选检测依据仅供参考对比.增设检验项目
11、取决于用户的要求和签约双方商定的协议。我厂计划在2002年7月底前制定并完善新产品标准,与此同时使该项目产品通过国家相关行业的许可认证。4.4 阶段目标: 项目各阶段目标列表说明如下:单位:万元阶段内容完成时间投资金额经济指标第一阶段完善已有软件2001年8月9月5开发剩余软件2001年10月2002年2月45样机调试试生产2002年34月10第二阶段样机鉴定2002年56月3产品标准制定2002年67月4产品质量认证2002年78月5第三阶段小批量生产4台2002年812月49销售收入160利润61。76购加工中心一台2002年8月50小批量生产6台2003年17月19销售收入240利润92
12、。64项目执行期内,我厂从往年积累和职工入股的形式自筹资金80万元,银行贷款30万元投入项目的各个阶段,尚缺资金80万元,特申请科技型中小企业“技术创新基金”无偿资助60万元。4.5 资金使用计划: 项目执行期内计划投资235万元,已完成投资45万元,需新增投资190万元,新增投资情况列表说明如下:单位:万元资金阶段新增投资企业自筹创新基金资助市科研发展计划银行贷款金额到位时间金额到位时间金额到位时间金额到位时间第一阶段60252001。8252001.12102002.1第二阶段1272002. 552002.6第三阶段118482002. 8302002。10102003.1302002。
13、95、主要技术经济指标对比5。1 该产品国内生产出样机的独此一家,无对比性,现将我厂产品主要技术经济指标和德国Walter公司Mini Power五轴联动数控工具磨床主要技术经济指标(根据资料查询)对比如下:性能MKW6014Walter Mini Power工作台纵向最大移动量(X轴)300 mm350 mm工作台横向最大移动量(Y轴)150 mm200 mm垂直方向最大移动量 (Z轴)120 mm470 mmX、Y、Z轴分辨率0.00125 mm0。001 mmA轴分辨率0.00250.001C轴分辨率0.00150。001砂轮最大直径80 mm150 mm价格对比40万元240万元5.2
14、 我厂完成该项目后,经济效益将大幅度提高,工厂的规模将进一步扩大。项目实施前后的主要经济指标对比如下:经济指标项目实施前项目实施后年销售收入151万元500万元年缴税总额14万元109.3万元年净利润6万元154。4万元创汇额09.8万美元二、申报企业情况1、申报企业基本情况企业名称咸阳台式机床厂通讯地址陕西省咸阳市东风路3号注册时间1991年7月 注册资金63万元企业注册类型集体企业主管单位名称咸阳市科学技术委员会2、企业人员及开发能力2.1 企业法定代表人基本情况 企业法定代表人兼项目技术负责人孙志立,1966年毕业于咸阳机器制造学校机械制造专业。曾从事约6年的教学工作,后一直致力于技术工
15、作将近30年,对机械制造和刀具研究有很高的造诣,既有扎实的理论知识和丰富的实践经验,又有较强的创新开拓意识和能力。1991年率先创办了咸阳中山通用机械厂,生产纺织配件和小型通用设备,为企业发展奠定了基础.1994年企业改名为咸阳台式机床厂,产品也升级换代为台式钻铣机床和万能刀具刃具磨床。工厂不满足传统产品的制造,始终瞄准高新技术,1997年和天津大学联合开发了五轴四联动数控工具磨;1999年至2000年又研制成功五轴联动数控工具磨床,填补了国内空白,企业也步入高新技术产业的行列.2.2 企业人员基本情况工厂现有职工31人,大专以上文化程度10人,主要管理人员均为中专以上学历,50岁以上占20、
16、3050岁占40、30岁以下占40,平均年龄34岁。管理、技术开发、生产、销售人员为3:4:21:3的比例。2。3 新产品开发能力情况上年度研究开发投入资金15万元,占企业年销售额的10 。科研开发人员中,两人为高级工程师,根据项目进展情况拟招聘40岁左右自控或计算机专业人员1至2人,为项目后续发展做好准备。3、企业财务经济状况 资产总额258。92万元负债总额122.22万元固定资产总额102.30万元产品销售收入151.39万元总收入151.52万元其他收入0。13万元缴税总额14万元净利润6万元流动比率130。27速度比率54.28%总资产报酬率7.7净资产收益率14.6%应收账款率19
17、。32项目第三阶段结束即2003年7月,累计销售收入500万元,缴税总额109.3万元,净利润154。4万元,创汇9.8万美元,以后5年各项指标将以4%左右的速度增长.4、企业管理情况4.1企业管理制度咸阳台式机床厂是咸阳市高新技术开发区首批技改开发项目的重点企业,产权归集体所有,企业日常经营管理由厂长负责,重大事项由厂长提请职工代表大会审议通过。定期向业务主管部门汇报生产经营情况,接受上级的指导和监督。工厂各项制度建全,主要有“新产品开发制度、“财务制度”、“产品质量管理制度和“经营销售管理制度”。4.2企业质量保障体系的建设企业以质量求生存作为企业发展的根本宗旨,对采购的材料、物资按合同验
18、收合格后方可入库。在生产过程中,每一道工序完成后,由质量检验员验收合格才能转入下道工序。在销售环节,实行包修、包换、包退的“三包”制度。我厂已和中国方园标志认证委员会陕西审核中心多次接触,质量保障体系认证的前期准备工作已经开始,力争2002年8月底前通过国际ISO9000系列质量体系认证。4.3企业的产权明晰情况本企业为集体所有制企业,产权关系明晰,根据现代化企业制度的要求,拟进行股份制改革,真正达到产权明晰、决策民主、管理科学4.4企业的商誉和获奖情况工厂在多年的生产经营活动中,重质量重合同守信用,企业商誉较高,在1995年7月中国乡镇企业出口商品展览会上我厂研制的2MT6027A万能刀具刃
19、具磨床荣获金奖。5、企业发展思路5.1 把科学技术和新产品开发放在首位,加强同大专院校和科研院所的技术合作,以高新技术产品为主导,根据市场需求及时调整产品结构。5。2实施五年发展规划,2002年7月结束MKW6014五轴联动数控工具磨研制,紧接着生产10台,工业总产值达到600万元,销售收入500万元,每年增长4左右,力争到2007年工业总产值达到702万元,销售收入585万元。5.3结合四川、沈阳、西安、上海用户来我厂考察五轴联动数控工具磨的意向,抓紧调试完善软件,争取在2002年8月将这台样机销售出去,并以此为突破口,在全国主要地区建立销售网络让产品占领市场,为企业五年发展奠定坚实基础.三
20、、项目的技术可行性和成熟性分析1、项目的技术创新论述:1.1 该项目将最新研制的“刃点跟踪法”刀位计算软件应用于五轴联动CNC工具磨床上,该方法是以刀刃为基础,砂轮通过跟踪刀刃上的点来进行磨削的一种方法.通过此方法,能够容易加工出螺旋回转面刀具刀刃上各点所要求的法向前角和螺旋角,这是对现代刀具加工技术的重大革新和完善。1。2项目的技术创新点:1.2.1 项目的机械技术特点简述MKW6014型数控工具磨床为五轴五联动数控机床.该机床的设计与其结构是在充分分析及消化了世界上同类万能工具磨床的基础上,集各家所长并突出自己的优点而设计制造的。为了保证机床的确实可靠及实用,机床在设计制造以后,又经过了近
21、一年的试运行考核,做了必要的设计修改,使机床得到进一步完善并正式定型。通过使用证明,MKW6014机床不但具有较宽的加工柔性,更具有可靠的工作稳定性。其良好的刚性主轴设计使机床在加工大规格工件时更具特点。机床不但可以用来生产制造高速钢、整体硬质合金工具,同时还可以方便地对精密复杂刀具进行重磨。机床的整体设计非常紧凑,机床工作所需要的所有辅助系统均内装于机床之中,如,冷却油过滤系统,油雾过滤系统,高压冷却油供给系统以及集中润滑系统.机床工作区的简洁设计、工作门开启后操作者的舒适工作环境也是机床的一大特色。1.2.2 项目软、硬件主要特点简述(1)要保证数控机床的硬质合金刀具(象:球头铣刀、螺旋锥
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