普通车床数控化改造

电子科技大学 硕士学位论文 CA6140普通车床数控化改造 姓名：阳彦雄 申请学位级别：硕士 专业：机械工程 指导教师：杜平安 20080501 摘要 摘要 针对大多数企业，具有数量众多和较长使用寿命的普通机床，其加工精度较低、 不能批量生产，自动化程度不高，自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性， 又不能马上被淘汰。 数控机床作为机电液气一体化的典型产品，能解决机械制造中结构复杂、精 密、批量、零件多变的问题，加工质量稳定，生产效率较高。 购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径，但是成本高，许多企业 在短时间内无法实现，这严重阻碍企业设备更新的步伐。为此把普通机床数控化 改造，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径，提升企业竞争力， 在我国成为制造强国的进程中，占有一席之地。 本文以普通车床C A 6 1 4 0 数控化改造为案例，从普通车床数控改造的经济性 进行评价入手，对数控技术在普通车床C A 6 1 4 0 数控化改造应用作了深入研究与探 索，形成相应的技术方案及要点。主要内容为： 1 对普通车床数控化改造经济性评价详细论证，应用模糊优化设计中的综合 评判原理，确定普通车床数控化改造方案； 2 对进给系统的滚珠丝杠型号选择与装配设计，支承方式的设计与轴承型号 选择，步进电机选择等进行了详细研究； 3 对常用进口数控装置系统和国产数控装置系统进行仔细比较，根据所改造 的性能和精度指标来选配数控装置系统和自动刀架型号，提出选择方法； 4 根据普通车床C A 6 1 4 0 电气控制系统和原理图与普通车床数控化改造 C J K 6 1 4 0 A 的数控系统对比分析，形成普通车床数控化改造完整的电气控制技术 图； 5 为保持切削螺纹的功能，仔细研究了在主轴上安装脉冲发生器的选型，脉 冲发生器直接与主轴间连接方法，并形成了相应的技术图； 6 拆卸普通机床，甩掉原有进给箱等，对主传动系统的进行大修，滑板贴塑 与铲刮调试，对机床相关部件和参数进行测绘、测量： 7 设计机床防护罩的结构，并绘出相应的零件图和装备图； 8 给出普通车床数控化改造的安装、调试方法。 电子科技大学工程硕士论文 将普通车床C A 6 1 4 0 数控化改造，主轴采用有级变速( 正转3 2 级、反转1 6 级) ，可实现直线插补、圆弧插补、固定循环、复合循环、恒线速度车削、刀尖半 径自动补偿功能，刀具功能，进给速度功能，并能实现冷却液控制辅助功能和手 动工作方式。零件加工精度( 加工误差X 向小于0 0 2 mm , Z 向小于0 0 4 mm ，圆柱度 小于0 0 1 mm ) 提高，零件加工效率可提升2 0 3 0 。 关键词：普通车床，数控，改造 a b l s t r a e t A B S T R A C T M o s te n t e r p r i s e ss t i l lh a v el a r g ea m o u n t sg e n e r a l p u r p o s em a c h i n et o o l sw h i c h h a v el o n g e v i t yo fs e r v i c e ，l o wp r e c i s i o n , c a l ln o ta d a p tt om a s sp r o d u c t i o n ，l o w a u t o m a t i z a t i o na n da d a p t a b i l i t y , b u tc a l ln o tb ew a s h e do u tb e c a u s eo fi t sl o wc o s ta n d c o n t i n u i t yo fe n t e r p r i s e Sp r o d u c t i o n A sar e p r e s e n t a t i v ep r o d u c t i o no fm e c h a n i c a l ，e l e c t r o n i c ，h y d r a u l i ca n dp n e u m a t i c i n t e g r a t i o n , n u m e r i c a l l yc o n t r o l l e dm a c h i n e sh a v eas t a b i l i z a t i o nq u a l i t ya n dl l i 曲 e f f i c i e n c y , a n dc a l ls o l v ep r o b l e m ss u c ha sc o m p l e xs t r u c t u r e ，h i 曲p r e c i s i o n ，m a s s p r o d u c t i o n ，p a r tv a r i e t yi nm a c h i n i n g P u r c h a s i n gn e wn u m e r i c a l l yc o n t r o l l e dm a c h i n e si s a ni m p o r t a n tw a yt oi m p r o v e p r o d u c t i o np r e c i s i o na n de f f i c i e n c y , b u t i tm a yn o tc o m et r u et om a n ye n t e r p r i s e s b e c a u s ei tc o s tm u c h 。E n t e r p r i s e s e q u i p m e n tu p d a t m gs t e pa r ec o u n t e r a c t e ds e v e r l y S o G e n e r a ll a t h e sn u m e r i c a l l yc o n t r o l l e dr e f o r m i n gi saq u i c kw a y t h a tc o s t sl e s s ，i m p r o v e p r o d u c t i o np r e c i s i o na n de f f i c i e n c y , a n di tC a ni m p r o v ee n t e r p r i s e s c o m p e t i t i v ep o w e r S oi tc a l lt a k e si t sp l a c ei nO U rw a yt oap o w e r f u lm a n u f a c t u r i n gc o u n t r y T h ee c o n o m i c a le f f i c i e n c yo ft h er e f o r ma n dt h ea p p l i c a t i o no fN Ct e c h n o l o g yi n G e n e r a lp u r p o s el a t h eC A 614 0 Sn u m e r i c a l l yc o n t r o l l e dr e f o r m i n gi sr e s e a r c h e di nt h i s p a p e ra c c o r d i n gt oo B rp r a c t i c eo f C A 6 1 4 0 sn u m e r i c a l l yc o n t r o l l e dr e f o r m i n g A n dt h e r e f o r m i n gs c h e m ea n dm a i np o i n t sa r ef o r m e d T h em a i n c o n t e n t si s ： 1 T h ee c o n o m i c a le f f i c i e n c yo ft h er e f o r mi se v a l u a t e di nd e t a i la n d t h er e f o r m i n g s c h e m ei sm a k e da c c o r d i n gt om i s t yo p t i m u m Ss y n t h e s i z ea d j u d i c a t ep r i n c i p l e 2 T h eb a l ls c r e w St y p e ，a s s e m b l i n g ，s u p p o r t i n g ，b e a r i n gt y p e ，a n ds t e p p i n gm o t o r o ff e e d i n gs y s t e mi sd e s i g n e d 3 T h ei m p o r ta n dd o m e s t i cN Cs y s t e m sw e r ec o m p a r e dc a r e f u l l y , b r o u g h tu pa c h o o s em e t h o da n ds e l e c t e dt h eN Cs y s t e ma n da u t o m a t i ct o o lr e s ta c c o r d i n gt ot h e f u n c t i o na n da c c u r a c yi n d e xo fr e f o r m i n g 4 T h ec o m p l e t ee l e c t r i c i t yc o n t r o ld i a g r a mW a Sd r a w no u ta c c o r d i n gt ot h er e s u l t o fc o m p a r i n gC A 6 1 4 0 Se l e c t r i c i t yc o n t r o ls y s t e ma n dp r i n c i p l ew i t ht h er e f o r m i n g C J K 614 0 A s N Cs y s t e m 5 I no r d e rt op r o t e c tt h ef u n c t i o no fc u t t i n gas c l e w ) w ec a r e f u l l ys t u d i e dt h e i m p u l s er e g u l a t o ra n di t sc o r m e c t i o nw i t ht h ep r i n c i p a la x i s ，a n dd r a wo u t at e c h n i q u e I I I 电子科技大学工程硕士论文 d i a g r a m 6 D i s a s s e m b l e dt h el a t h e ，t h r o wa w a yt h eo l df e e d i n gs y s t e m ，r e p a i r e dt h em a i n d r i v i n gs y s t e m ，c o v e r e dp l a s t i c so ns l i d i n gs u r f a c e ，s h o v e l i n go rs c r a p i n ga n dt e s t i n g ， c o u n t e do rm e a s u r e dt h ep a r t so ft h el a t h e 7 D e s i g n e dt h ep r o t e c t i o nc o v e r sc o n s t r u c t i o n , a n dd r a wo u tp a r t sd i a g r a m sa n d a s s e m b l ed i a g r a m 8 M e t h o d so fi n s t a l l i n ga n dt e s t i n go fg e n e r a lp u r p o s el a t h e Sn u m e r i c a l l y c o n t r o l l e dr e f o r m i n gw e r ep u tf o r w a r d R e f o r m i n gg e n e r a lp u r p o s el a t h eC A 6 14 0t oan u m e r i c a l l yc o n t r o l l e dl a t h e ，t h e m a i nd r i v ea d o p ts t e ps p e e dc h a n g e ( f o r w a r dd i r e c t i o n3 2k i n d s ，n e g a t i v ed i r e c t i o n16 k i n d s ) ，a n di tC a nr e a l i z el i n ei n t e r p o l a t i o n , c i r c u l a ri n t e r p o l a t i o n ，f i x e dc y c l e ，c o m p o s i t e c y c l e ，i n v a r i a b l el i n es p e e dt u r n i n g ，t o o lr a d i u so f f s e t ，t o o lf u n c t i o n , f - e e df u n c t i o n , c o o l i n g f l u i dc o n t r o lf u n c t i o na n dj o g m o d e M a n u f a c t u r i n ga c c u r a c y a r e i m p r o v e d ( X 0 0 0 2 mm ，Z O 0 0 4 m m ，c y l i n d e r 0 0 1 r a m ) ，a n de f f i c i e n c y2 0 3 0 K e yw o r d s ：G e n e r a lp u r p o s el a t h e ，N u m e r i c a lc o n t r o l ( N C ) ，R e f o r m I V 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名： 日期：纩y 年r 月彩日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名： 导师签名：圣釜垂 日期：纱以年r 月彩日 1 1 问题提出 第一章前言 数控车床作为机电液气一体化的典型产品，是现代机械制造业中不可缺少的 加工设备，在机械制造业中发挥着重要的作用，能解决机械制造中结构复杂、精 密、批量小、零件多变的加工问题，且产品加工质量稳定，生产效率较高。 企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展，就必须在最短的时间内以优 异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品，而产品质量的 优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。 目前，采用先进的数控机床，已成为我国制造技术发展的总趋势。 购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径，但是成本太高，很多工厂在短 时间内都无法有那么多的资金，这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐； 同时目前大多数企业还有数量众多，而且还具有较长使用寿命的普通机床，由于 普通机床加工精度相对较低、不能批量生产，生产的自动化程度不高，生产自适 应性差，但考虑投资成本，产业的连续性和转型周期，又不能马上淘汰。 而改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机 床，是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法，也是提高机床数控化率的 一条有效途径，不失为一条投资少、提升产品加工精度及质量，提高生产效率的 捷径，使企业提升竞争力，在我国成为世界制造业中心及制造强国的进程中，占 有一席之地。为此结合我院下达的C h 6 1 4 0 普通车床数控化改造的学院重大科研课 题，拟对我校实习工厂现有5 0 台普通车床进行数控化改造，实现普通车床改造换 代。 1 2 普通机床数控化改造经济性评价D 1 根据对市场的调研，目前新经济型数控车床，8 5 万，台，普通新车床C A 6 1 4 0 ， 售价3 8 万台，使用寿命8 1 0 年，而已使用了6 8 年的旧车床C A 6 1 4 0 ，估价O 5 万台，通过改造还可使用4 - 6 年。普通车床C A 6 1 4 0 每台数控化改造所需价格大 约3 万，数控加工的生产率可提高2 0 3 0 。因此需要对普通车床的数控化改造进 电子科技大学工程硕士论文 行经济性评价。 设备现代化改造是指应用现代技术成就和先进经验，适应生产的需要，改变 现有设备的结构( 包括更换新部件、新装置、新附件等) ，改善现有设备的技术性 能，使之全部或局部达到新设备的性能。 设备现代化改造是广义设备更新的一种方式，因此，研究现代化改造的经济 性与设备更新的其他方式相比较。一般情况下，与现代化改造并存的可行方案有： 继续使用旧设备、旧设备大修理、原型设备更换和更新新设备。决策的任务就是 要在各种可行方案中选择设备使用总成本最小的方案。各种方案的设备使用总成 本，根据参考文献【1 】，机械工程手册的经济分析，选用下列公式计算： 巴2 玄否，：，( 1 - 1 ) 巳2 玄( 疋+ 否乃一厶。) ( 1 - 2 ) c 册= 麦( k + 否n 。一k _ r ：) ( 1 - 3 ) 乞= 万1 ( 如+ ；，：，) ( 1 - 4 ) Q 。万1 ( 群+ 善巳。) 0 - 5 ) 1 乃= 南( I - 6 ) 式中： C 旧设备到J 年的使用总成本； C 二原型新设备到j 年的使用总成本： c 册高效率新设备到j 年的使用总成本： c 埘现代化改装后设备到j 年的使用总成本； C 玎大修理后设备到j 年的使用总成本： 尾旧设备继续使用时的劳动生产率系数； 尾原型新设备的劳动生产率系数； 风高效率新设备的劳动生产率系数； 2 前言 风现代化改装后的劳动生产率系数； 历大修理后的劳动生产率系数； K 。原型新设备的价值；K 。高效率新设备的价值； 疋旧设备现代化改装的价值： K 设备大修理费用： C 。，旧设备在j 年的使用费用； C 耐原型新设备在j 年的使用费用； C 棚，高效率新设备在j 年的使用费用； C 。，现代化改装后在j 年的使用费用； C 一大修理后在j 年的使用费用： 乙。原型新设备使用j 年后的残值； M 高效率设备使用J 年后的残值； - 第j 年的现值系数，i 为贴现利率；j 设备使用年限，( j = l ，2 ，3 ，n ) 。 比较各种方案的设备使用总成本，取总成本最小的方案。各种方案投资成本 及生产率以及各年使用成本列于表1 1 所示： 表1 1各种更新方案的投资和各年使用费用( 万元) 基本劳动生产各年使用费用 序号可行方案 投资力系数123456789 旧车床继 1K = o 8 0 式- 0 2 50 50 7 5l1 2 51 51 7 522 2 5 续使用 更换为全 2 K = 3 5尼= l 0 0 30 0 7O 1 10 1 50 1 90 2 30 2 70 3 l0 3 5 新普通机床 更换为全 3k = 6 5凡= 1 60 0 20 0 4O 0 60 0 8 0 10 1 2O 1 40 1 60 1 8 新数控机床 改装为数 4蚝= 3 2玩= 1 2 O 1O 1 8O 2 6O 3 40 4 2O 5O 5 80 6 60 7 4 控机床 旧机床大 5 墨= 1 88 ，躏。9 0 10 1 90 2 80 3 70 4 60 5 50 6 4 0 7 30 8 2 修理 新设备残值厶= k = O 5 万元，旧设备残值乞= k = O ，利率i = 8 将上表所列数据代入各计算公式得出各种方案逐年使用成本见表1 - 2 ： 电子科技大学工程硕士论文 表1 - 2 各种方案逐年设备使用总成本汇总表单位：( 万元) 专份l 23 4 5 6 7 8 9 方赛 巳 0 3 30 9 41 7 92 8 44 0 65 4 I6 8 78 4 11 0 0 2 巳 3 5 93 5 93 6 83 7 9 3 9 l 4 0 6 4 2 2 4 3 8 4 5 6 4 0 74 1 04 1 34 1 64 2 04 2 54 3 04 3 64 4 1 乞 2 7 4 2 8 73 0 4 3 2 5 3 4 93 7 54 0 4 4 3 3 4 6 4 巳 2 1 02 2 82 5 32 。8 33 1 83 5 73 9 84 4 2 4 8 7 注：上表中灰色表格内为该使用年限时各方案中使用总成本最低者。 由以上计算结果，比较各项更新方案中使用总成本最小者为优。如果设备只 使用3 年，以继续使用原设备方案为最佳；如果使用4 - 6 年，则对原设备进行大修 理的方案为佳；如果设备使用6 年以上到8 年，则最佳方案是将原旧机床改装为 数控化机床；如果使用9 年以上，则可更将普通机床更换为全新数控机床为最佳 方案。 因此通过以上经济性评价，对使用6 8 年的普通车床，将其改造为数控化车床， 是比较经济和可行的。 4 第二章C A 6 1 4 0 普通车床数控改造总体方案的设计 第二章C A 6 14 0 普通车床数控改造总体方案的设计 2 1 设计任务 对C A 6 1 4 0 普通车床进行数控化改造的车床能进行生产加工，其加工质量和精 度( 误差万o 0 3 r a m ) 达到或超过改造前车床出厂时的水平，接近同档次数控车床 的水平，数控改造的车床其生产效率、安全性超过改造前普通车床出厂时的水平。 2 2 数控机床改造的方案设计 2 2 1 项目调研 通过到数控机床制造厂家，如：宜宾机床厂、自贡长征机床厂等实地考察， 走访相关专家、技术员，以及网上访问、网上查资料等形式，基本搞清楚了用普 通车床改为数控车床的形式、大体技术规范、数控系统与相关配件及零件等种类、 型号、性能及大体价格，为方案初步设计及预算创造了条件，并为以后项目实施 作亍技术准备。 2 2 2 方案设计论证 根据各机床制造厂对普通车床进行数控改造的主要形式，并结合我院现有车 床型号和实际情况，设计出以下两种改造方案： 2 2 2 1 方案I 见附件卜普通车床数控化改造方案I 图。 ( 1 ) 主要配置 该方案采用广州数控C S K 9 2 8 一T C 系统，主轴电机为5 - 2 0 0 H z 的5 5 K W 变频电 机，并配台湾台达V F D 0 5 5 A 4 3 B 型变频器( 日本技术) ，主轴传动直接实现无级变 速：纵向、横向采用混合式步进电机驱动，由滚珠丝杠螺母传动实现自动进给； 配置4 工位电动刀架，可实现自动换刀控制：带螺纹加工方式：整机采用半防护 设计，外形美观大方、操作方便。 ( 2 ) 技改要点 电子科技大学工程硕士论文 主传动甩掉现有车床主轴箱( 包括主轴) 、进给箱、溜板箱、刀架等，只保留 床身导轨、溜板、尾座等，从新设计制造主轴( 高转速) 及箱体。 进给传动采用半闭环伺服系统。这一类系统的位置检测元件从机械传动链的 中间取得信号，检测元件大多是装在伺服电动机后端或滚珠丝杠驱动端。由于位 置反馈信号不包括滚珠丝杠一螺母副及工作台等执行部件误差因素影响，能获得 比闭环伺服系统稳定性好的控制特性，而且也较经济。当采用高分辨率的检测元 件，且半闭环外的传动部件( 滚珠丝杠副、导轨以及工作台等工作部件) 又有足够 高的工作精度时，即使在半闭环数控机床上也可以获得较满意的精度和运动速度。 但在加工使用中，环境温度变化和滚珠丝柱工作温度变化引起的热变形，机械原 点漂移等未消除时，常成为高精密加工的主要误差因素。进给箱变为纵向步进电 机支撑箱，需重新设计制造；两台步迸电机支撑件、联接件，两丝杠支撑与溜板 联接件，电动刀架联接件、电气柜、防护罩等主要件需设计制作：各主要部件需 装配、安装与调整。 ( 3 ) 技术难点 主轴和主轴箱技术要求高，设计难度大，我们无设计条件、经验和设计时间， 其制造难度也大，一般加工企业无法加工；两丝杠的支撑、联接技术与安装调整 工艺要求较高；两步进电机j ：撑、联接技术要求较高。 ( 4 ) 资金预算 资金预算见表2 - 1 所示。 表2 - 1 数控机床改造方案l 资金预算 序号 部件、项目名称 单位数量金额( 元)备注 1 数控装置( 广州数控) 套 11 0 0 0 0 购买 2变频器、变频电机套 18 0 0 0 购买 3步进电机 厶 23 0 0 0购买口 4滚珠螺母丝杠 副23 0 0 0购买 5电动刀架 套 12 5 0 0 购买 6 光电编码器 个 11 0 0 0购买 7主轴与主轴箱套 17 0 0 0 购买与外协加工 8电器柜个 18 0 0外协加工 9 防护罩 副15 0 0 0外协加工 6 第二章C A 6 1 4 0 普通车床数控改造总体方案的设计 1 0附属非标零件2 0 0 0外协加工 1 1电器配件及标准件1 0 0 0 购买 1 2 拆卸、装配、调试费3 0 0 0 其它费用( 包括不可预见费 1 33 0 0 0 用) 合计5 0 3 0 0 2 2 2 2 方案I I 见附件2 一普通车床数控化改造方案I I 图 ( 1 ) 主要配置 该方案采用广州数控C S K 9 2 8 - - T C 系统，主轴传动不变，实现的有限级变速； 纵向、横向采用混合式步进电机驱动，由滚珠螺母丝杠传动实现自动进给；配置4 工位电动刀架，可实现自动换刀控制：带螺纹加工方式；整机采用床身前后半防 护设计，外形较美观大方、操作较方便。 ( 2 ) 技改要点 主传动保留主轴箱、床身导轨、溜板、尾座，而甩掉现有车床进给箱、溜板 箱、刀架等。 进给传动采用开环伺服系统，开环伺服系统没有检查机械运动的检测元件， 即没有来自位置传感器的反馈信号。由步进电动机或电液脉冲马达驱动，运动速 度和精度较低，运动中容易产生振荡、丢步等现象，因此主要用于经济型或简易 型数控机床，其精度和速度的提高受到限制。进给箱变为纵向步进电机支撑，需 重新设计制造；两台步进电机支撑件、联接件，两丝杠支撑与溜板联接件，电动 刀架联接件、电气柜、防护等主要件需设计制作；各主要部件需装配、安装与调 整。 ( 3 ) 技术难点 两丝杠的支撑、联接技术与安装调整工艺要求较高：两步进电机支撑、联接技 术要求较高。 ( 4 ) 资金预算 资金预算见表2 - 2 。 7 电子科技大学工程硕士论文 表2 2 数控机床改造方案2 资金预算 序号部件、项目名称单位数量金额( 元)备注 1 数控装置( 广州数控)套18 0 0 0 购买 2 步进电机 厶 22 0 0 0 购买口 3 滚珠螺母丝杠副 22 8 0 0 购买 4 电动刀架套l2 5 0 0 购买 5 光电编码器个 l8 0 0 购买 6 电器柜个18 0 0 外协加工 7 防护罩副 l8 0 0 外协加工 8 附属非标零件1 2 0 0 外协加工 9电器配件及标准件8 0 0 购买 1 0 拆卸、装配、调试费1 2 0 0 其它费用( 包：舌不可预见费 1 1i 0 0 0 用) 合计2 2 8 0 0 2 2 2 3 两方案评价与综合选择 ( 1 ) 方案基本比较 以上两方案比较见表2 - 3 所示 8 第二章C A 6 1 4 0 普通车床数控改造总体方案的设计 表2 - 3 两方案比较 序号比较项目或内容方案一方案二 1 主轴变速无级变速有级变速 2 螺纹加工有有 3纵向、横向溜板采用步进电机驱动是是 4操作方便较方便 5防护罩整机半防护床身半防护 6项目难度 难 相对容易 7所需时间长较长 8费用5 0 3 0 0 元2 2 8 0 0 元 ( 2 ) 方案综合选择 在对数控机床改造方案选择时，首先是进行方案评价，但一些具有模糊概念 的评价指标很难用确切的数字来表达，这时可以借助模糊数学这一工具。用模糊 数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价，称为模糊综合评价 法。根据结构的不同，模糊综合评价法可分为单层次模糊综合评价方法和多层次 模糊综合评价方法，本文主要采用单层次综合评价法。 模糊评价法具有结果清晰，系统性强，较好解决模糊的、难以量化的问题，非 常适合各种非确定性问题。但是，它同综合评价法有同样的要求，即需要借助其 它方法先确定其评价因素的权重指标系数向量，确定权重的方法有专家评分法、 层次分析法、神经网络法等。针对不同的评价问题可以选用不同的权重确定方法。 本文利用层次分析法，通过两两成对的重要性比较建立判断矩阵，然后求解矩阵 特征值。 1 ) 建立因素类集 根据数控机床改造方案确定评价指标体系如表2 - 4 所示，由评价指标体系可 建立因素类集。 9 电子科技大学工程硕士论文 表2 - 4 数控机床改造方案评价指标 序号指标名称 指标编号 1 主轴变速U l 2 螺纹加工U 2 3 纵向、横向溜板采用步进电机驱动 U 3 4 操作U 5 防护U 6 6 项目难度 U 6 7 所需时间 U 7 8 费用 U 8 2 ) 首先利用层次分析法计算各指标的权重系数 ( a ) 构造两两比较判断矩阵。聘请了该领域评审专家( 宜宾职业技术学院数 控专业带头人王甫茂、宜宾市机电研究所高级工程师、宜宾机床厂高级工程师等) 代表采用1 - 9 标度值( 见表2 5 ) 法对评价指标的相对重要性进行量化，构造如表 2 - 6 所示判断矩阵。 表2 - 5 标度的含义 标度含义 1 表示两个元素相比，具有同样重要性 3表示两个元素相比，前者比后者略重要 5表示两个元素相比，前者比后者重要 7 表示两个元素相比，前者比后者明显重要 9 表示两个元素相比，前者比后者绝对重要 2 ，4 ，6 ，8表示介于上述相邻判断的中间值 1 0 第二章C A 6 1 4 0 普通车床数控改造总体方案的设计 表2 - 6 判断矩阵表 UU lU 2U 3U 4U 5 U 6U 7 U 8 U l 12 21 51 31 81 61 9 U 2 1 2111 3 1 21 61 51 8 U 3 1 2 11 1 31 21 61 51 8 U 533l1 2 1 41 31 5 U 5 32221 1 51 41 6 U 6 8664512 1 2 U 7 65 5 3 41 211 4 U 8 98856241 ( b ) 计算单一准则下元素的相对重要性及一致性检验 ，根据参考文献 1 6 的方根法来计算最大特征根入。和特征向量W ，并根据一致 性指标a 公式 善C I ：等( 2 一1 ) 。 甩一I ：和一致性比例C R 公式 ： 傩：黑 ( 2 2 ) 砒 进行一致性检验。 计算结果见表2 7 所示 表2 - 7 判断矩阵计算表 8w f 一r M = 1 一 ( 彳 UU lU 2 U 3 U U s U e U 7U 暑 n b w j2 渺 _ J - 1 j = i U 112 2 1 51 31 81 61 90 0 0 0 6 20 4 00 0 3 30 2 8 9 U 21 2111 3 1 2 1 6 1 5 1 80 0 0 0 3 50 3 7 0 0 3 00 2 5 3 U 31 2111 31 21 61 51 80 0 0 0 3 5O 3 70 0 3 00 2 5 3 U 5331 1 21 4I 31 50 3 7 5 0 0O 8 80 0 7 30 6 4 0 电子科技大学工程硕士论文 续表2 7 判断矩阵计算表 8 w f 一 M = _ i 一 ( 么矿l UU IU 2U 3U |U 5U 5U 7U 皇 n 幻 m 2 珥如一_ ，_ l j = l U 53222