《CNC控制軟件的研制及其在五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床上的應(yīng)用》可

1、CNC控制軟件的研制及其在五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床上的應(yīng)用可行性報告一、 總論1、概述1.1 項(xiàng)目名稱：CNC控制軟件的研制及其在五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床上的應(yīng)用1.2 項(xiàng)目的主要內(nèi)容：我廠研制的MKW6014五軸聯(lián)動CNC工具磨床，利用“刃點(diǎn)跟蹤法”計算軟件，實(shí)現(xiàn)了五軸聯(lián)動，目前國內(nèi)尚無其他廠家生產(chǎn)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。磨床采用工控機(jī)控制，廣泛應(yīng)用于航空、航天、機(jī)械、模具等行業(yè)，編程加工一次磨削完成曲面復(fù)雜的精密特型刀具。屬于本年度創(chuàng)新基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目（見2001年度科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金若干重點(diǎn)項(xiàng)目指南44：“數(shù)控系統(tǒng)高性能、結(jié)構(gòu)化、商品化軟件包”）。2、項(xiàng)目的社會經(jīng)濟(jì)意義、目前進(jìn)展情況、申請創(chuàng)新

2、基金的必要性2.1 項(xiàng)目的社會經(jīng)濟(jì)意義  2.1.1 數(shù)控技術(shù)及計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）技術(shù)的迅速發(fā)展，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計與制造進(jìn)入現(xiàn)代制造技術(shù)的行列。特別是CNC機(jī)床、加工中心和柔性制造單元的普及應(yīng)用，大幅度縮短了產(chǎn)品制造周期，提高了產(chǎn)品競爭力，同時對所需要刀具的形狀、尺寸、精度及性能一致性提出更高的要求。由于飛機(jī)、模具、汽車和機(jī)電一體化等精密制造業(yè)采用數(shù)控加工，出現(xiàn)了一大批輪廓復(fù)雜的特型數(shù)控刀具。有關(guān)資料顯示，在發(fā)達(dá)國家，特型刀具實(shí)現(xiàn)了不經(jīng)銑削直接采用數(shù)控磨削一次加工成形的工藝，并生產(chǎn)出相應(yīng)的強(qiáng)力磨削數(shù)控工具磨床，實(shí)現(xiàn)了加工各種特型刀具的功能轉(zhuǎn)換，為刀具制造工藝帶來大

3、變革、大突破。2.1.2  在國內(nèi)，由于國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床制造為一空白，影響了特型刀具的生產(chǎn)制造，使國產(chǎn)特型刀具性能差，質(zhì)量不穩(wěn)定，使用壽命低，眾多企業(yè)在數(shù)控加工中為了解決生產(chǎn)急需，只好花巨資購買德國Walter公司的五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床。該機(jī)床每臺售價30萬美元（合人民幣240萬元），價格昂貴，由于國內(nèi)沒有替代產(chǎn)品，所以Walter公司的五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床售價一直居高不下，這對我國大力發(fā)展和促進(jìn)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用非常不利。為了振興民族工業(yè)，用自己生產(chǎn)的數(shù)控磨床替代進(jìn)口設(shè)備，使國產(chǎn)刀具早日走出國門邁向世界，我們和西安交通大學(xué)機(jī)械制造及自動化研究所聯(lián)合開發(fā)了五軸聯(lián)動CNC數(shù)控工具磨

4、床。2.2  項(xiàng)目的進(jìn)展情況我廠在1999年初提出項(xiàng)目設(shè)想，然后收集各方面資料，向有關(guān)大專院校和研究所咨詢，查閱資料，獲取國內(nèi)外動態(tài)，然后詳細(xì)確定方案并請專家論證，在得到肯定的情況下，1999年下半年開始試制， 2000年3月制成樣機(jī)，五月份在上海機(jī)床博覽會上展出并進(jìn)行現(xiàn)場加工表演，得到國內(nèi)外同行的一致好評和國外專家的贊賞。后來我們進(jìn)一步完善了軟件功能，調(diào)試更換了部分硬件，使機(jī)床的機(jī)械性能和軟硬件性能完全接近國外同行企業(yè)德國Walter公司的工具磨床Helit Romi Mini Power的水準(zhǔn)。 2.3 申請創(chuàng)新基金的必要性兩年來為了研制該設(shè)備，企業(yè)“以副養(yǎng)主”自籌資金

5、45萬元，全部用于開發(fā)研制，生產(chǎn)出樣機(jī)才使這朵高科技奇葩含苞待放。現(xiàn)在我們集中人力、物力、財力，正在全力以赴加快軟件的開發(fā)提高機(jī)床性能的步伐，力爭一年左右時間形成小批量生產(chǎn)能力，但需補(bǔ)充資金，故申請科技創(chuàng)新基金。3、項(xiàng)目實(shí)施的優(yōu)勢及風(fēng)險3.1 項(xiàng)目實(shí)施的優(yōu)勢咸陽臺式機(jī)床廠始建于1991年，其前身為咸陽中山通用機(jī)械廠，主導(dǎo)產(chǎn)品為臺式鉆銑機(jī)床，萬能刀具刃具磨床。多年來，廠領(lǐng)導(dǎo)始終把技術(shù)進(jìn)步和新產(chǎn)品開發(fā)放在首位，每年用于高新技術(shù)研究的經(jīng)費(fèi)約占銷售額的10% 。從1997年開始，我廠投入大量人力、物力與天津大學(xué)進(jìn)行廠校合作開發(fā)單片機(jī)控制的五軸四聯(lián)動數(shù)控工具磨床，過度到今天的工控機(jī)五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床，

6、對數(shù)控工具磨床的制造積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。同時我們和西安交通大學(xué)進(jìn)行了產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，轉(zhuǎn)化科研成果，使項(xiàng)目實(shí)施的優(yōu)勢更加明顯。更重要的是國家對高科技產(chǎn)業(yè)的扶持和西部開發(fā)的政策增強(qiáng)了我們把該項(xiàng)目進(jìn)行到底的決心和信心。3.2 項(xiàng)目實(shí)施的風(fēng)險投資大，科技含量高，市場營銷網(wǎng)絡(luò)不完善是該項(xiàng)目實(shí)施的風(fēng)險。我們投入大量資金經(jīng)過兩年的努力，生產(chǎn)出功能齊全的樣機(jī)，已經(jīng)將大部分風(fēng)險化解。下一步，準(zhǔn)備充實(shí)完善原有的西北地區(qū)、江蘇、上海、深圳營銷網(wǎng)絡(luò)，同時增設(shè)四川、華北、東北營銷網(wǎng)，擴(kuò)大宣傳，拓展銷路。我們深信，經(jīng)過不懈的努力，終將化險為夷，這項(xiàng)高科技產(chǎn)品一定會占領(lǐng)市場。4、項(xiàng)目計劃目標(biāo)4.1 總體目標(biāo)： 

7、0;  在項(xiàng)目執(zhí)行期間計劃投資235萬元，截止目前已完成投資45萬元，需新增投資190萬元。項(xiàng)目完成后可年產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床10臺，企業(yè)資產(chǎn)將達(dá)到400萬元，企業(yè)人員達(dá)到60人左右（項(xiàng)目產(chǎn)品需55人，其它產(chǎn)品需5人），新增就業(yè)人員30人左右。4.2  經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：本項(xiàng)目完成后，累計實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)如下：年工業(yè)總產(chǎn)值600萬元工業(yè)增加值450萬元銷售收入項(xiàng)目產(chǎn)品：400萬元其它產(chǎn)品：100萬元繳稅總額109.3萬元凈利潤154.4萬元創(chuàng)匯額9.8萬美元4.3 技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)：公差（mm）軸線測量行程ISO10791-4標(biāo)準(zhǔn)（£ 500mm）檢測結(jié)果 雙向定

8、位精度A 0.020X軸     0.015Y軸     0.018Z軸     0.020單向定位精度A 和A¯0.016X軸0.008X軸¯0.0010Y軸0.010Y軸¯0.0012Z軸0.016Z軸¯0.0015雙向重復(fù)定位精度R0.012X軸      0.005Y軸      0.005Z軸  &

9、#160;   0.005單向重復(fù)定位精度R 和R ¯0.006X軸0.002X軸¯0.0015Y軸0.003Y軸¯0.0045Z軸0.005Z軸¯0.004反向差值B0.010X軸      0.005Y軸      0.008Z軸      0.012雙向定位系統(tǒng)偏差E0.0150.015單向定位系統(tǒng)偏差0.010.0085雙向平均偏差范圍0.010.01公差（弧秒）行程至360&#

10、176;的回轉(zhuǎn)線的定位公差I(lǐng)SO10791-4標(biāo)準(zhǔn)檢測結(jié)果雙向定位精度A28A軸 25C軸 28單向定位精度A 和A¯22A軸22A軸¯25C軸28C軸¯26雙向重復(fù)定位精度R16A軸 16C軸 18單向重復(fù)定位精度R和R¯8A軸6A軸¯8C軸9C軸¯9反向差值B12A軸 12C軸 14雙向定位系統(tǒng)偏差E2018單向定位系統(tǒng)偏差1412雙向平均偏差范圍1212 精密鏜床標(biāo)準(zhǔn) 工作臺面對工作臺縱向移動的平行度0.02/4000.02/400磨頭主軸徑向跳動0.0050.003砂輪軸的軸向竄動0.0080.005X軸對

11、工作臺面橫向移動的平行度0.01/2000.008/200Y軸對工作臺面橫向移動的平行度0.015/2000.010/200Z軸對工作臺面的垂直度0.01/1200.008/1204.3.1 引用標(biāo)準(zhǔn)及參考資料：    檢測依據(jù)ISO10791-4：1998加工中心檢驗(yàn)條件第4部分：線形和回轉(zhuǎn)軸線的定位精度和重復(fù)定位精度檢驗(yàn)國際標(biāo)準(zhǔn)最新版本。參考資料選取德國WALTER公司生產(chǎn)的Helitromi Mini Power數(shù)控工具磨技術(shù)精度要求。4.3.2 檢測工具：三坐標(biāo)測量儀，萬能通用量具和指示器等。簡要說明：我廠生產(chǎn)的數(shù)控工具磨床屬專用非標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控設(shè)備，至今未見國

12、際上同類產(chǎn)品檢驗(yàn)條件出臺，所選檢測依據(jù)僅供參考對比。增設(shè)檢驗(yàn)項(xiàng)目取決于用戶的要求和簽約雙方商定的協(xié)議。我廠計劃在2002年7月底前制定并完善新產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，與此同時使該項(xiàng)目產(chǎn)品通過國家相關(guān)行業(yè)的許可認(rèn)證。4.4  階段目標(biāo)：   項(xiàng)目各階段目標(biāo)列表說明如下：單位：萬元階段內(nèi)容完成時間投資金額經(jīng)濟(jì)指標(biāo)第一階段完善已有軟件2001年8月9月5 開發(fā)剩余軟件2001年10月2002年2月45 樣機(jī)調(diào)試試生產(chǎn)2002年34月10 第二階段樣機(jī)鑒定2002年56月3 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定2002年67月4產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證2002年78月5第三階段小批

13、量生產(chǎn)4臺2002年812月49銷售收入160利潤61.76購加工中心一臺2002年8月50 小批量生產(chǎn)6臺2003年17月19銷售收入240利潤92.64項(xiàng)目執(zhí)行期內(nèi)，我廠從往年積累和職工入股的形式自籌資金80萬元，銀行貸款30萬元投入項(xiàng)目的各個階段，尚缺資金80萬元，特申請科技型中小企業(yè)“技術(shù)創(chuàng)新基金”無償資助60萬元。4.5 資金使用計劃：   項(xiàng)目執(zhí)行期內(nèi)計劃投資235萬元，已完成投資45萬元，需新增投資190萬元，新增投資情況列表說明如下：單位：萬元資金階段新增投資企業(yè)自籌創(chuàng)新基金資助市科研發(fā)展計劃銀行貸款金額到位時間金額到位時間金額到位時間金額到位時間

14、第一階段60252001.8252001.12102002.1  第二階段1272002. 552002.6    第三階段118482002. 8302002.10102003.1302002.95、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比5.1 該產(chǎn)品國內(nèi)生產(chǎn)出樣機(jī)的獨(dú)此一家，無對比性，現(xiàn)將我廠產(chǎn)品主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和德國Walter公司Mini Power五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（根據(jù)資料查詢）對比如下：性能MKW6014Walter Mini Power工作臺縱向最大移動量（X軸）300 mm350 mm工作臺橫向最大移動量（Y軸）15

15、0 mm200 mm垂直方向最大移動量  （Z軸）120 mm470 mmX、Y、Z軸分辨率0.00125 mm0.001 mmA軸分辨率0.0025°0.001°C軸分辨率0.0015°0.001°砂輪最大直徑80 mm150 mm價格對比40萬元240萬元5.2 我廠完成該項(xiàng)目后，經(jīng)濟(jì)效益將大幅度提高，工廠的規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。項(xiàng)目實(shí)施前后的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比如下：經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項(xiàng)目實(shí)施前項(xiàng)目實(shí)施后年銷售收入151萬元500萬元年繳稅總額14萬元109.3萬元年凈利潤6萬元154.4萬元創(chuàng)匯額09.8萬美元二、申報企業(yè)情況1、申報企業(yè)基本情況企業(yè)名稱

16、咸陽臺式機(jī)床廠通訊地址陜西省咸陽市東風(fēng)路3號注冊時間1991年7月 注冊資金63萬元企業(yè)注冊類型集體企業(yè)主管單位名稱咸陽市科學(xué)技術(shù)委員會2、企業(yè)人員及開發(fā)能力2.1 企業(yè)法定代表人基本情況    企業(yè)法定代表人兼項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人孫志立，1966年畢業(yè)于咸陽機(jī)器制造學(xué)校機(jī)械制造專業(yè)。曾從事約6年的教學(xué)工作，后一直致力于技術(shù)工作將近30年，對機(jī)械制造和刀具研究有很高的造詣，既有扎實(shí)的理論知識和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又有較強(qiáng)的創(chuàng)新開拓意識和能力。1991年率先創(chuàng)辦了咸陽中山通用機(jī)械廠，生產(chǎn)紡織配件和小型通用設(shè)備，為企業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1994年企業(yè)改名為咸陽臺式機(jī)床廠，產(chǎn)品也升

17、級換代為臺式鉆銑機(jī)床和萬能刀具刃具磨床。工廠不滿足傳統(tǒng)產(chǎn)品的制造，始終瞄準(zhǔn)高新技術(shù)，1997年和天津大學(xué)聯(lián)合開發(fā)了五軸四聯(lián)動數(shù)控工具磨；1999年至2000年又研制成功五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，企業(yè)也步入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的行列。2.2 企業(yè)人員基本情況工廠現(xiàn)有職工31人，大專以上文化程度10人，主要管理人員均為中專以上學(xué)歷，50歲以上占20%、3050歲占40%、30歲以下占40%，平均年齡34歲。管理、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、銷售人員為3：4：21：3的比例。 2.3 新產(chǎn)品開發(fā)能力情況 上年度研究開發(fā)投入資金15萬元，占企業(yè)年銷售額的10% 。科研開發(fā)人員中，兩人為高級

18、工程師，根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)展情況擬招聘40歲左右自控或計算機(jī)專業(yè)人員1至2人，為項(xiàng)目后續(xù)發(fā)展做好準(zhǔn)備。3、企業(yè)財務(wù)經(jīng)濟(jì)狀況  資產(chǎn)總額258.92萬元 負(fù)債總額122.22萬元固定資產(chǎn)總額102.30萬元產(chǎn)品銷售收入151.39萬元總收入151.52萬元其他收入0.13萬元繳稅總額14萬元凈利潤6萬元流動比率130.27%速度比率54.28%總資產(chǎn)報酬率7.7%凈資產(chǎn)收益率14.6%應(yīng)收賬款率19.32%項(xiàng)目第三階段結(jié)束即2003年7月，累計銷售收入500萬元，繳稅總額109.3萬元，凈利潤154.4萬元，創(chuàng)匯9.8萬美元，以后5年各項(xiàng)指標(biāo)將以4%左右的速度增長。4、企業(yè)管理情況4

19、.1企業(yè)管理制度咸陽臺式機(jī)床廠是咸陽市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)首批技改開發(fā)項(xiàng)目的重點(diǎn)企業(yè)，產(chǎn)權(quán)歸集體所有，企業(yè)日常經(jīng)營管理由廠長負(fù)責(zé)，重大事項(xiàng)由廠長提請職工代表大會審議通過。定期向業(yè)務(wù)主管部門匯報生產(chǎn)經(jīng)營情況，接受上級的指導(dǎo)和監(jiān)督。工廠各項(xiàng)制度建全，主要有“新產(chǎn)品開發(fā)制度”、“財務(wù)制度”、“產(chǎn)品質(zhì)量管理制度”和“經(jīng)營銷售管理制度”。4.2企業(yè)質(zhì)量保障體系的建設(shè)企業(yè)以質(zhì)量求生存作為企業(yè)發(fā)展的根本宗旨，對采購的材料、物資按合同驗(yàn)收合格后方可入庫。在生產(chǎn)過程中，每一道工序完成后，由質(zhì)量檢驗(yàn)員驗(yàn)收合格才能轉(zhuǎn)入下道工序。在銷售環(huán)節(jié)，實(shí)行包修、包換、包退的“三包”制度。我廠已和中國方園標(biāo)志認(rèn)證委員會陜西審核中心多次

20、接觸，質(zhì)量保障體系認(rèn)證的前期準(zhǔn)備工作已經(jīng)開始，力爭2002年8月底前通過國際ISO9000系列質(zhì)量體系認(rèn)證。 4.3企業(yè)的產(chǎn)權(quán)明晰情況本企業(yè)為集體所有制企業(yè)，產(chǎn)權(quán)關(guān)系明晰，根據(jù)現(xiàn)代化企業(yè)制度的要求，擬進(jìn)行股份制改革，真正達(dá)到產(chǎn)權(quán)明晰、決策民主、管理科學(xué)4.4企業(yè)的商譽(yù)和獲獎情況工廠在多年的生產(chǎn)經(jīng)營活動中，重質(zhì)量重合同守信用，企業(yè)商譽(yù)較高，在1995年7月中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)出口商品展覽會上我廠研制的2MT6027A萬能刀具刃具磨床榮獲金獎。5、企業(yè)發(fā)展思路5.1 把科學(xué)技術(shù)和新產(chǎn)品開發(fā)放在首位，加強(qiáng)同大專院校和科研院所的技術(shù)合作，以高新技術(shù)產(chǎn)品為主導(dǎo)，根據(jù)市場需求及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。5.2實(shí)施

21、五年發(fā)展規(guī)劃，2002年7月結(jié)束MKW6014五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨研制，緊接著生產(chǎn)10臺，工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到600萬元，銷售收入500萬元，每年增長4%左右，力爭到2007年工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到702萬元，銷售收入585萬元。5.3結(jié)合四川、沈陽、西安、上海用戶來我廠考察五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨的意向，抓緊調(diào)試完善軟件，爭取在2002年8月將這臺樣機(jī)銷售出去，并以此為突破口，在全國主要地區(qū)建立銷售網(wǎng)絡(luò)讓產(chǎn)品占領(lǐng)市場，為企業(yè)五年發(fā)展奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。三、項(xiàng)目的技術(shù)可行性和成熟性分析1、項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新論述：1.1 該項(xiàng)目將最新研制的“刃點(diǎn)跟蹤法”刀位計算軟件應(yīng)用于五軸聯(lián)動CNC工具磨床上，該方法是以刀刃為基礎(chǔ)，砂輪通過

22、跟蹤刀刃上的點(diǎn)來進(jìn)行磨削的一種方法。通過此方法，能夠容易加工出螺旋回轉(zhuǎn)面刀具刀刃上各點(diǎn)所要求的法向前角和螺旋角，這是對現(xiàn)代刀具加工技術(shù)的重大革新和完善。1.2項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：1.2.1 項(xiàng)目的機(jī)械技術(shù)特點(diǎn)簡述MKW6014型數(shù)控工具磨床為五軸五聯(lián)動數(shù)控機(jī)床。該機(jī)床的設(shè)計與其結(jié)構(gòu)是在充分分析及消化了世界上同類萬能工具磨床的基礎(chǔ)上，集各家所長并突出自己的優(yōu)點(diǎn)而設(shè)計制造的。為了保證機(jī)床的確實(shí)可靠及實(shí)用，機(jī)床在設(shè)計制造以后，又經(jīng)過了近一年的試運(yùn)行考核，做了必要的設(shè)計修改，使機(jī)床得到進(jìn)一步完善并正式定型。通過使用證明，MKW6014機(jī)床不但具有較寬的加工柔性，更具有可靠的工作穩(wěn)定性。其良好的剛性主軸設(shè)

23、計使機(jī)床在加工大規(guī)格工件時更具特點(diǎn)。機(jī)床不但可以用來生產(chǎn)制造高速鋼、整體硬質(zhì)合金工具，同時還可以方便地對精密復(fù)雜刀具進(jìn)行重磨。機(jī)床的整體設(shè)計非常緊湊，機(jī)床工作所需要的所有輔助系統(tǒng)均內(nèi)裝于機(jī)床之中，如，冷卻油過濾系統(tǒng)，油霧過濾系統(tǒng)，高壓冷卻油供給系統(tǒng)以及集中潤滑系統(tǒng)。機(jī)床工作區(qū)的簡潔設(shè)計、工作門開啟后操作者的舒適工作環(huán)境也是機(jī)床的一大特色。1.2.2 項(xiàng)目軟、硬件主要特點(diǎn)簡述(1)要保證數(shù)控機(jī)床的硬質(zhì)合金刀具（象：球頭銑刀、螺旋錐度銑刀等）具有良好的切削性能，刀具的幾何角度參數(shù)非常重要。依據(jù)復(fù)雜曲面的成形理論，以上特種刀具的幾何參數(shù)必須在具有五軸五聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床上才能實(shí)現(xiàn)。MKW6014機(jī)床的數(shù)

24、控系統(tǒng)采用了SUNTEC16M計算機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有8軸聯(lián)動的能力。從可靠性考慮，機(jī)床上的全部五個數(shù)字電機(jī)和驅(qū)動放大器等與控制系統(tǒng)的配置輔助系統(tǒng)全部選用了與SUNTEC系統(tǒng)相匹配的star產(chǎn)品，通過近兩年的使用，控制系統(tǒng)從未發(fā)生過系統(tǒng)故障等不安全事故。SUNTEC控制系統(tǒng)對機(jī)床的輔助系統(tǒng)如自動潤滑、冷卻油噴射等實(shí)行自動控制，并提供故障保護(hù)報警及停機(jī)。(2)機(jī)床的數(shù)控成形軟件由西安交通大學(xué)機(jī)械制造及自動化研究所與我們合作共同開發(fā)，它主要分螺旋銑刀類、鉆頭類、旋轉(zhuǎn)銼類等。這類軟件為直接菜單式數(shù)據(jù)輸入，每項(xiàng)數(shù)據(jù)都盡可能的配置了說明及圖示，以便于操作者的理解。為了便于刀具設(shè)計者進(jìn)行新刀具設(shè)計或?qū)Φ?/p>

25、具進(jìn)行槽形的改進(jìn)設(shè)計，軟件中配置了計算機(jī)模擬加工顯示功能。這樣在改變刀具參數(shù)后，不用進(jìn)行試磨就可以從屏幕上看到它的模擬加工過程。人機(jī)界面操作方便，可預(yù)測性強(qiáng)。解決了五軸CNC數(shù)控系統(tǒng)的控制驅(qū)動，真正把CNC五軸聯(lián)動控制技術(shù)應(yīng)用在了數(shù)控工具磨床上，并完成了MKW6014五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床的樣機(jī)制造。樣機(jī)彩色照片見申請材料附件。建立了基于五軸CNC數(shù)控系統(tǒng)和五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床的數(shù)據(jù)庫、數(shù)學(xué)模型庫，包括螺旋銼、球頭銑刀、特種刀具等刀具的數(shù)學(xué)模型及其刀位計算、五軸聯(lián)動控制、砂輪中心運(yùn)動軌跡計算、動態(tài)加工模擬等軟件包。解決了五軸聯(lián)動的技術(shù)難點(diǎn)。螺旋銼、球頭銑刀、特種刀具等由于刃形復(fù)雜，加之品種規(guī)格繁

26、多，因此刃磨相當(dāng)困難，傳統(tǒng)的刃磨方法是利用各種機(jī)械裝置并輔以手工操作來完成，不僅加工效率低、成本高，而且刃磨質(zhì)量難以保證。我們研制開發(fā)的五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床是建立在上述刀具幾何模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)五軸CNC數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)結(jié)構(gòu)將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的刃磨運(yùn)動模型，并通過軟件實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動。這個技術(shù)關(guān)鍵的解決為我廠研制開發(fā)的五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床達(dá)到國內(nèi)外同類水平奠定了基礎(chǔ)。解決了五坐標(biāo)插補(bǔ)技術(shù)難點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)螺旋銼、球頭銑刀、特種刀具等刀具的刃磨運(yùn)動，需要進(jìn)行五坐標(biāo)聯(lián)動控制，五坐標(biāo)聯(lián)動控制的核心是五坐標(biāo)插補(bǔ)，我們在研制開發(fā)中采用刃點(diǎn)跟蹤法，實(shí)現(xiàn)了五坐標(biāo)插補(bǔ)。開發(fā)了切削加工過程模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有加工任務(wù)選擇、工

27、藝分析、工具軌跡形成、圖象圖形模擬仿真、結(jié)果分析、數(shù)據(jù)保存等主要功能。超硬材料加工技術(shù)的應(yīng)用。磨削硬質(zhì)合金產(chǎn)生的切削熱很高，勢必對砂輪的選用和切削液的選取要求提高，為此我們選取了最新研制的含有低溫結(jié)合劑的金剛石砂輪和超強(qiáng)冷卻液。同時利用自行開發(fā)的自適應(yīng)控制優(yōu)化軟件對切削力的變化進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，及時調(diào)整切削參數(shù)，既保證了砂輪的耐用性，也保證了工件的定位精度和機(jī)床工作的平穩(wěn)性，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率和機(jī)床的使用壽命。高剛性龍門結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了保證機(jī)床具有良好的剛性、穩(wěn)定性以及高精密度，采用了高剛性的龍門防震鑄鐵結(jié)構(gòu)、剛性直線導(dǎo)軌、精密滾珠絲杠和蝸輪蝸桿副。1.3  項(xiàng)目技術(shù)來源本項(xiàng)目

28、由我廠和西安交通大學(xué)機(jī)械工程及自動化研究所聯(lián)合開發(fā)，實(shí)行產(chǎn)學(xué)研一體。共同確定數(shù)學(xué)模型的建立和配套軟件以及工具磨床機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計、加工、安裝、調(diào)試，項(xiàng)目投資由我廠承擔(dān)，項(xiàng)目成果歸雙方所有，產(chǎn)品銷售后利益雙方共享。雙方有責(zé)任對對方的技術(shù)和經(jīng)營秘密保密，相互信任，長期合作。非不可抗拒因素此項(xiàng)目不得中斷，否則違約方應(yīng)賠償對方經(jīng)濟(jì)損失。在項(xiàng)目產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，西安交大隨時派人來廠業(yè)務(wù)技術(shù)指導(dǎo)，解決所出現(xiàn)的各種問題，保證項(xiàng)目的順利實(shí)施。項(xiàng)目開發(fā)合同見申請材料附件。1.4本項(xiàng)目國內(nèi)、外發(fā)展現(xiàn)狀簡述1.4.1本項(xiàng)目國外發(fā)展現(xiàn)狀由于現(xiàn)代制造技術(shù)的大規(guī)模興起以及現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)裝備數(shù)控機(jī)床、加工中心和柔性制造單元

29、的廣泛應(yīng)用，對刀具的尺寸精度和性能一致性提出了更高的要求。同時由于模具，飛機(jī)和汽車等精密制造業(yè)使用數(shù)控機(jī)床，致使這些基礎(chǔ)設(shè)備上涌現(xiàn)出大批廓形復(fù)雜的新型特種數(shù)控刀具，如整體硬質(zhì)合金球銑刀、整體硬質(zhì)合金橢球形銑刀、螺旋銼等。據(jù)已掌握的資料，在當(dāng)今高度工業(yè)化國家，這類特型數(shù)控刀具普遍實(shí)現(xiàn)了一次數(shù)控磨削成形的加工工藝，而且利用軟硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了各種特型刀具加工功能的轉(zhuǎn)換。目前圓錐球頭立銑刀的磨削加工只有德國WALTER、美國的HUFMAN、瑞士的STRAUSAK及日本牧野這樣實(shí)力雄厚的公司才能精確地加工出來，因?yàn)榧庸み@種刀具需要高精度多軸聯(lián)動的數(shù)控工具磨床以及高精度的加工數(shù)據(jù)計算。 1.4.2本項(xiàng)目國內(nèi)

30、發(fā)展現(xiàn)狀在國內(nèi)，由于數(shù)控技術(shù)起步較晚，用于刀具制造的專用數(shù)控機(jī)床試制工作長期進(jìn)展不大，影響了特種刀具的生產(chǎn)制造，特種刀具只能由熟練的磨鋒技工手動操作加工，一種類型的刀具就要訂作一套專用的機(jī)構(gòu)，而且加工速度慢、效率低、成本高。我們生產(chǎn)的五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床同德國WALTER公司的產(chǎn)品一樣，通過自己開發(fā)的軟件能夠加工設(shè)計要求的各種形狀的特型刀具和一般平面刀具，省去了各種繁雜的專用夾具，人機(jī)界面操作方便，安裝夾緊簡單，解決了五軸聯(lián)動時各軸桿的分配及相應(yīng)時間分配，為特型刀具的手動操作加工轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣蛹庸ら_創(chuàng)了先河。1.4.3項(xiàng)目產(chǎn)品和國外同類產(chǎn)品的比較簡述該項(xiàng)目產(chǎn)品和WALTER公司的五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨

31、床在性能指標(biāo)上稍有差距，主要是X軸、Y軸、Z軸的移動量，各軸的分辨率和砂輪直徑尚不及WALTER公司的同類產(chǎn)品，X軸移動量小50mm、Y軸小50mm、Z軸小350mm，X、Y、Z軸分辨率大0.00025mm、A軸大0.0015°、C軸大0.0005°，砂輪直徑小70mm。在今后的生產(chǎn)過程中，將逐步采用型軟件，采用精度更高的加長滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，加大蝸輪蝸桿功率，產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)才能達(dá)到WALTER公司同類產(chǎn)品的指標(biāo)?，F(xiàn)將項(xiàng)目產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和WALTER公司產(chǎn)品的指標(biāo)列表對比如下：性能項(xiàng)目產(chǎn)品MKW6014德國Walter Mini Power工作臺縱向最大移動量（X軸）30

32、0mm350mm工作臺橫向最大移動量（Y軸）150mm200mm重直方向最大移動量  （Z軸）120mm470mmX、Y、Z軸分辨率0.00125mm0.001mmA軸分辨率0.0025°0.001°C軸分辨率0.0015°0.001°砂輪最大直徑80mm150mm 2、項(xiàng)目的成熟性和可靠性論述2.1項(xiàng)目的成熟性和可靠性我廠生產(chǎn)的該項(xiàng)目產(chǎn)品樣機(jī)已經(jīng)制成，技術(shù)成熟，可以磨削生產(chǎn)12種螺旋銼中的兩種。2001年7月12日，咸陽市科委組織有關(guān)專家對該項(xiàng)目進(jìn)行了評審論證，一致認(rèn)為，本項(xiàng)目研制的CNC五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床在機(jī)械制造業(yè)中用途廣泛，

33、對提高機(jī)械制造水平意義重大。2.2 技術(shù)鑒定2.2.1該項(xiàng)目產(chǎn)品屬國內(nèi)首創(chuàng)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，可以替代進(jìn)口。2.2.2產(chǎn)品所反映的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)符合國情，技術(shù)路線體現(xiàn)了現(xiàn)代刀具制造結(jié)合計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，是可行的。2.2.3實(shí)施內(nèi)容和所要完成的計劃內(nèi)容詳細(xì)可行，具有廣闊的市場前景。2.2.4該項(xiàng)目產(chǎn)品需進(jìn)一步完善，開發(fā)出正式產(chǎn)品后，對我國機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展將有極大的促進(jìn)作用。四、市場調(diào)查與競爭能力預(yù)測1、項(xiàng)目主要用途及市場預(yù)測1.1主要用途項(xiàng)目產(chǎn)品屬于先進(jìn)制造技術(shù)范疇，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、機(jī)械、機(jī)電一體化、模具等行業(yè)，可編程加工一次磨削完成曲面復(fù)雜的精密特型刀具。1.2市場

34、預(yù)測根據(jù)市場調(diào)查，國內(nèi)目前對該產(chǎn)品的年需求量在40臺以上，隨著國家工業(yè)化進(jìn)程的加快和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，預(yù)計未來五年內(nèi)年需要量將增至55臺以上。1.3產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)壽命期該產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)壽命期約為8至10年以上，目前正在研發(fā)，處于壽命期的初始階段。2、項(xiàng)目產(chǎn)品查新報告簡述根據(jù)國家教委科技查新中心西安工作站的查新報告結(jié)論：該項(xiàng)技術(shù)仍處在研究狀態(tài)，未見報道該產(chǎn)品的國產(chǎn)樣機(jī)。說明國內(nèi)也有其他單位正在研制此類產(chǎn)品，但開發(fā)速度低于我廠，樣機(jī)制成時間也在我廠之后，估計2002年底以后才可出現(xiàn)。3、市場競爭能力及占有份額3.1該項(xiàng)目產(chǎn)品屬國內(nèi)首創(chuàng)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)性能接近德國WALTER公司的同類產(chǎn)品，但價格只有W

35、ALTER產(chǎn)品的六分之一，具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，完全可以替代進(jìn)口，同時對非洲及其他發(fā)展中國家吸引力較強(qiáng)，出口可能性極大。我們預(yù)測，3年內(nèi)本產(chǎn)品將占有市場的25%份額，3年后至5年，將占有市場份額的30%以上。3.2預(yù)測根據(jù)3.2.1我廠的樣機(jī)比其他廠的樣機(jī)早兩年半出現(xiàn)，可以搶先占領(lǐng)市場；3.2.2    由于該產(chǎn)品的市場需求量不象石油、鋼鐵、汽車、服裝等通用產(chǎn)品那樣龐大，大型中型企業(yè)不值得生產(chǎn)，一般小型企業(yè)又無能力制造，市場需求出現(xiàn)空檔，所以我廠作為科技型小型企業(yè)即可乘虛而入，彌補(bǔ)空檔；3.2.3    隨著我國加入WTO和人民生活水平

36、的不斷提高，手機(jī)、可視電話、電腦、高清晰度彩電、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、智能玩具和其他家電等產(chǎn)品的需求量將急劇增加，這會使模具制造業(yè)飛速發(fā)展，涌現(xiàn)出大批曲面復(fù)雜的加工刀具，為五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床提供廣闊的市場。五、項(xiàng)目實(shí)施方案1、項(xiàng)目開發(fā)計劃1.1該項(xiàng)目產(chǎn)品的樣機(jī)已經(jīng)制成，下一步需對已有軟件的可靠性進(jìn)行完善并完成剩余軟硬件的開發(fā)，這些任務(wù)計劃在2002年3月底結(jié)束，4月份對樣機(jī)進(jìn)行調(diào)試，試生產(chǎn)磨削12種螺旋銼、圓錐和螺旋形銑刀。1.2第二步完成樣機(jī)鑒定，計劃在2002年5-6月份結(jié)束；產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定計劃在67月份結(jié)束，產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證計劃在78月份結(jié)束。1.3第三步計劃從2002年8月份開始小批量生產(chǎn)至12

37、月底生產(chǎn)4臺，到2003年7月底生產(chǎn)該項(xiàng)目產(chǎn)品6臺，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。1.4市場開拓工作已經(jīng)展開，產(chǎn)品說明書及樣機(jī)廣告彩照已于2001年6月底編制拍攝完成，計劃8月2002年4月完善西北地區(qū)、江蘇、上海、深圳及廣州原有營銷網(wǎng)，和這些地區(qū)機(jī)床銷售公司或相關(guān)代理人簽訂代銷協(xié)議；2002年5月12月在重慶、成都、北京、天津、沈陽建立營銷網(wǎng)，和當(dāng)?shù)貦C(jī)床銷售公司訂立代銷協(xié)議或常駐經(jīng)銷人員。1.5項(xiàng)目進(jìn)展計劃的甘特圖如下： 任務(wù)已有軟件完善剩余軟硬件開發(fā)  樣機(jī)調(diào)試         

38、0;                                        樣機(jī)鑒定標(biāo)準(zhǔn)制定認(rèn)證          

39、60;                          生產(chǎn)準(zhǔn)備小批量生產(chǎn)                       

40、;                                     完善西北江蘇上海深圳廣州營銷網(wǎng)建立重慶成都北京天津沈陽營銷網(wǎng)         

41、60;                            2001                   2001   

42、0;     2002                2002（年份）          4        7  8          12 

43、;       3  4  5     7  8  9 10 11 12 (月份)2、技術(shù)方案2.1 我廠生產(chǎn)的樣機(jī)可磨削生產(chǎn)全部12種螺旋銼，其中兩種軟件已開發(fā)完成裝機(jī)使用，尚有10種軟件未開發(fā)完成，還要研發(fā)剩余10種螺旋銼軟件和球頭銑刀、螺旋銑刀、鉆頭軟件。2.2“刃點(diǎn)跟蹤法”的工藝流程 建立非線性方程 "變尺度優(yōu)化法"解方程加工開始計算砂輪中心軌跡參數(shù)動態(tài)加工模擬變參數(shù)   

44、60;2.3預(yù)計技術(shù)參數(shù)X軸移動量300mmY軸移動量150mmZ軸移動量120mmA軸轉(zhuǎn)動量360°C軸轉(zhuǎn)動量±120° 2.4技術(shù)備選方案在已有的兩種軟件中，軟硬件兼容性稍差，在磨削過程中軟硬件系統(tǒng)尚欠穩(wěn)定。只要在調(diào)試軟硬件系統(tǒng)的過程中對個別硬件加以整治，即可解決問題。剩余10種軟件正在開發(fā)，但因資金影響故進(jìn)度較慢，這10種軟件的數(shù)學(xué)模型已經(jīng)建立，軟件開發(fā)技術(shù)成熟，只要資金到位，即可按計劃完成。3、生產(chǎn)方案3.1生產(chǎn)設(shè)備及場地我廠現(xiàn)有機(jī)加工車間一個，面積300M²，裝配車間一個，面積300M²，庫房一個，面積200M²，

45、辦公室及計算機(jī)房總面積100M²，水電氣公用設(shè)施齊全。生產(chǎn)設(shè)備20多臺，主要有CS6240車床二臺，CS6140車床一臺，M131外圓磨床一臺，M7130平面磨床一臺，X62W銑床一臺，B650、635、665牛頭刨床三臺，BQ208龍門刨床一臺，臺式計算機(jī)二臺，性能可靠精度較高。3.2產(chǎn)品外購材料簡述該產(chǎn)品所用鋼材均由鞍鋼、首鋼、寶鋼等廠生產(chǎn)；絲杠、軸承、直線軌道等標(biāo)準(zhǔn)件采用西北機(jī)器廠、哈爾濱軸承廠和廣東新會凱特精密機(jī)械公司的產(chǎn)品。產(chǎn)品所用一般零件由我廠自行加工；關(guān)鍵零件和機(jī)座等鑄造件在本市大中型企業(yè)外協(xié)加工；計算機(jī)和控制部分硬件由北京四通公司和臺灣友萊公司提供。由此可見，工廠完全

46、具備該項(xiàng)目產(chǎn)品的生產(chǎn)條件，不需增加基本建設(shè)項(xiàng)目即可投入生產(chǎn)。4、營銷方案4.1銷售網(wǎng)絡(luò)本項(xiàng)目產(chǎn)品主要銷往西安蘭州、成都重慶、廣州深圳、上海南京、北京天津、沈陽長春等地區(qū)，使用對象主要為飛機(jī)制造、汽車生產(chǎn)、機(jī)電產(chǎn)品制造、金屬壓力加工和模具生產(chǎn)等企業(yè)。多年來我廠一直委托西安、廣州、上海機(jī)床銷售公司代銷我廠產(chǎn)品。4.2營銷計劃由于該項(xiàng)目產(chǎn)品剛剛問世，所以計劃今年8月至明年4月和這些公司再次磋商，簽訂新產(chǎn)品代銷協(xié)議。明年5月至12月我們將和蘭州、深圳、重慶、成都、北京、天津、沈陽、長春等地的機(jī)床銷售公司反復(fù)磋商，建立代銷業(yè)務(wù)，對使用該項(xiàng)目產(chǎn)品較多的廣州、成都和沈陽地區(qū)派人常駐銷售。5、其他問題解決方案

47、我廠在項(xiàng)目產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，不出現(xiàn)廢汽、廢水，所出現(xiàn)的金屬切屑由廢品公司回收利用，所以無“三廢”公害。該產(chǎn)品不屬于交通、壓力容器、電信等特殊產(chǎn)品，也不屬于國家專控專賣產(chǎn)品，不需申請?zhí)厥猱a(chǎn)品生產(chǎn)許可證，但應(yīng)向國家機(jī)械工業(yè)管理部門申報許可生產(chǎn)，這項(xiàng)工作計劃在2002年8月底完成。六、投資預(yù)算與資金籌措1、投資預(yù)算1.  1資金來源及用途根據(jù)項(xiàng)目研發(fā)的內(nèi)容和設(shè)計生產(chǎn)能力，本項(xiàng)目在基金資助期內(nèi)計劃投資235萬元，至項(xiàng)目申報時已完成投資45萬元，需新增投資190萬元。已投資的45萬元完全由我廠自籌，主要用在：調(diào)研咨詢費(fèi)5萬元、樣機(jī)已有軟件開發(fā)費(fèi)5萬元、樣機(jī)機(jī)械部分制造17萬元、樣機(jī)硬件購置2萬

48、元、專用儀器設(shè)備費(fèi)8萬元，會議資料及其他費(fèi)用8萬元。1.  2固定資產(chǎn)投資在第五部分第3項(xiàng)生產(chǎn)方案中已經(jīng)講述了我廠的廠房、公用設(shè)施、設(shè)備及原輔材料的來源情況，說明不需要增加基本建設(shè)，根據(jù)項(xiàng)目開發(fā)的需要，準(zhǔn)備增添設(shè)備，擬購置立式加工中心，以便提高零件的加工精度，現(xiàn)將設(shè)備購置所需費(fèi)用列表說明如下：設(shè)備名稱數(shù)量需要資金立式加工中心1臺50萬元1.  3項(xiàng)目執(zhí)行期內(nèi)，流動資金估算表如下：單位：萬元項(xiàng)目資金項(xiàng)目研發(fā)72 材料費(fèi)13.4機(jī)加工費(fèi)4 標(biāo)準(zhǔn)件采購費(fèi)4其他費(fèi)用20.2 人工費(fèi)26.4 2、新增資金籌措    該項(xiàng)目新增投資190萬元，分

49、四個渠道籌措：第一，企業(yè)自籌80萬元，2001年8月籌集25萬元，2002年5月籌集7萬元，8月籌集48萬元；第二，市科研發(fā)展計劃補(bǔ)助20萬元，2002年1月補(bǔ)助10萬元，2003年補(bǔ)助10萬元；第三，銀行貸款30萬元，2002年9月到位，目前銀行正對我廠資產(chǎn)進(jìn)行評估，我們將積極和銀行磋商，加快貸款的進(jìn)展步伐；第四，申請“創(chuàng)新基金”無償資助60萬元。3、資金使用計劃3.1 該項(xiàng)目新增投資190萬元，使用計劃如下：單位：萬元完善樣機(jī)已有軟件的可靠性5剩余軟硬件的開發(fā)45樣機(jī)調(diào)試和試生產(chǎn)10樣機(jī)鑒定、制訂產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證12設(shè)備購置小批量生產(chǎn)1183.2   申請“創(chuàng)新基金”無償資助60萬元，主要使用方向列表如下：單位：萬元使用方向資金數(shù)量樣機(jī)已有軟件完善