第一篇：淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)資料解讀

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本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）

題

目： 淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

內(nèi)容摘要

本文以數(shù)控機(jī)床為研究對(duì)象，首先闡述了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程，尤其對(duì)其進(jìn)給伺服系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)描述，接下來(lái)對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了介紹，并分析了其存在的問(wèn)題，最后提出了針對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：

數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給伺服系統(tǒng)，機(jī)床加工程序

I

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

目 錄

內(nèi)容摘要...........................................................................................................................I 前 言..........................................................................................................................1 1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程................................................................................................2

1.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng).................................................................................................2 1.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng).................................................................................................4 1.3 數(shù)控機(jī)床加工程序的結(jié)構(gòu).............................................................................5 2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)................................................................................................7 3 數(shù)控機(jī)床發(fā)展中所存在的問(wèn)題..............................................................................11 4 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略..............................................................................................12 參考文獻(xiàn)........................................................................................................................1II

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

前 言

自20世紀(jì)末開(kāi)始，我國(guó)制造業(yè)就開(kāi)始了逐漸由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)了腳步，機(jī)床制造業(yè)也跟著取得數(shù)控機(jī)床快速增長(zhǎng)的業(yè)績(jī)。機(jī)床是先進(jìn)制造技術(shù)和制造信息集成的重要元素，既是生產(chǎn)力要素，又是重要商品。機(jī)床的發(fā)展和創(chuàng)新在一定程度上能映射出加工技術(shù)的主要趨勢(shì)。近年來(lái), 我國(guó)在數(shù)控機(jī)床和機(jī)床工具行業(yè)對(duì)外合資合作進(jìn)一步加強(qiáng), 無(wú)論在精度、速度、性能, 還是智能化方面都取得了相當(dāng)?shù)某煽?jī)[1]。

在國(guó)際貿(mào)易中, 很多發(fā)達(dá)國(guó)家把數(shù)控機(jī)床視為具有高技術(shù)附加值、高利潤(rùn)的主要機(jī)電出口產(chǎn)品。因此，對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展歷程進(jìn)行總結(jié)分析，將有助于推進(jìn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的目標(biāo)。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程

自上世紀(jì)50年代以來(lái)，世界數(shù)控機(jī)床主要經(jīng)歷了數(shù)控NC（Numerical Control）和計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC（Computer Numerical Control）2個(gè)階段[2]。

數(shù)控NC階段主要經(jīng)歷了以下3代：

第1代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代初年，系統(tǒng)全部采用電子管元件，邏輯運(yùn)算與控制采用硬件電路完成。

第2代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)為標(biāo)志。

第3代數(shù)控系統(tǒng)，始于60年代中期，由于小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使其體積變小、功耗降低，可靠性提高，推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC階段也經(jīng)歷了3代：

第4代數(shù)控系統(tǒng)，始于70年代，當(dāng)首個(gè)采用小型計(jì)算機(jī)的CNC裝置芝加哥展覽會(huì)上露面時(shí)，標(biāo)志著CNC技術(shù)的問(wèn)世。

第5代數(shù)控系統(tǒng)，70年代后期，中、大規(guī)模集成電路技術(shù)所取得成就，促使價(jià)格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片的產(chǎn)生，并逐步應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。

第6代數(shù)控系統(tǒng)，始于90年代初，受通用微機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，數(shù)控系統(tǒng)正朝著以個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)為基礎(chǔ)，向著開(kāi)放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面進(jìn)一步發(fā)展。

數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)組成。其中進(jìn)給伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的重要功能部件，其性能是決定數(shù)控機(jī)床加工性能的極其重要的技術(shù)指標(biāo)。因此提高進(jìn)給伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)特性的品質(zhì)是人們始終追求的目標(biāo)。接下來(lái)主要介紹一下進(jìn)給伺服系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程。

1.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng)

進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以運(yùn)動(dòng)部件的位置和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是一個(gè)很典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，主要由位置控制單元、速度控制單元、驅(qū)動(dòng)元件(電機(jī))、檢測(cè)與反饋單元和機(jī)械執(zhí)行部件幾個(gè)部分組成。是以運(yùn)動(dòng)部件的位置和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是一個(gè)很典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，主要由位置控

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制單元、速度控制單元、驅(qū)動(dòng)元件(電機(jī))、檢測(cè)與反饋單元和機(jī)械執(zhí)行部件幾個(gè)部分組成。

1.1.1步進(jìn)伺服系統(tǒng)

在20世紀(jì)60年代以前，步進(jìn)伺服系統(tǒng)是以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓伺服電動(dòng)機(jī)或是以功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)為特征，伺服系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)控制。

步進(jìn)伺服系統(tǒng)接受脈沖信號(hào)，它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)過(guò)的角度取決于指令脈沖的頻率或個(gè)數(shù)。由于沒(méi)有檢測(cè)和反饋環(huán)節(jié)，步進(jìn)電機(jī)的精度取決于步距角的精度，齒輪傳動(dòng)間隙等，所以它的精度較低。而且步進(jìn)電機(jī)在低頻時(shí)易出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，它的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降。又由于步進(jìn)伺服系統(tǒng)為開(kāi)環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大時(shí)易出現(xiàn)“丟步”或“堵轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高容易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象。另外步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要的時(shí)間也較長(zhǎng)，速度響應(yīng)較慢。但是由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于調(diào)整，工作可靠，價(jià)格較低的特點(diǎn)，在許多要求不高的場(chǎng)合還是可以應(yīng)用的。

1.1.2 直流伺服系統(tǒng)

60～70年代后，數(shù)控系統(tǒng)大多采用直流伺服系統(tǒng)。直流伺服電機(jī)具有良好的寬調(diào)速性能。輸出轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，伺服系統(tǒng)也由開(kāi)環(huán)控制發(fā)展為閉環(huán)控制，因而在工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域獲得了更加廣泛的運(yùn)用。但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，其相應(yīng)設(shè)備如精密數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等對(duì)電伺服系統(tǒng)提出越來(lái)越高的要求，尤其是精度、可靠性等性能。而傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)采用的是機(jī)械式換向器，在應(yīng)用過(guò)程中面臨很多問(wèn)題，如電刷和換向器易磨損，維護(hù)工作量大，成本高;換向器換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，使電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速及應(yīng)用環(huán)境受到限制;直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、對(duì)其他設(shè)備易產(chǎn)生干擾。1.1.3交流伺服系統(tǒng)

針對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，人們一直在努力尋求以交流伺服電動(dòng)機(jī)取代具有機(jī)械換向器和電刷的直流伺服電動(dòng)機(jī)的方法，以滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是高精度、高性能伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的需要。但是由于交流電機(jī)具有強(qiáng)耦合，非線性的特性，控制非常復(fù)雜，所以高性能運(yùn)用一直受到局限。自80年代以來(lái)，隨著電子電力等各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，在矢量控制算法方面的突破，原來(lái)一直困擾著交流電動(dòng)機(jī)的問(wèn)題得以解決，交流伺服發(fā)展地越來(lái)越快。

1.1.4 直線伺服系統(tǒng)

永磁同步直線電機(jī)在推力、動(dòng)態(tài)性能、定位精度方面比其他直線電機(jī)更具優(yōu)

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越性，因而PMLSM越來(lái)越多的用于直線伺服系統(tǒng)中。但由于直線伺服系統(tǒng)存在很大的參數(shù)攝動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)，此外還存在“邊端效應(yīng)”等問(wèn)題，因此，采用傳統(tǒng)的比例(P)或比例積分(PI)位置調(diào)節(jié)器的矢量控制系統(tǒng)很難滿足高性能伺服系統(tǒng)的要求。

1.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與導(dǎo)軌組成。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的作用就是產(chǎn)生不同的主軸切削速度以滿足不同的加工條件要求。主傳動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力源：電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)：定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、變速裝置，運(yùn)動(dòng)控制裝置：離合器、制動(dòng)器等，執(zhí)行件:主軸。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是以保證刀具與工件相對(duì)位置關(guān)系為目的，被加工工件的輪廓精度和位置精度都受到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性的直接影響。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制系統(tǒng)的直接控制對(duì)象。對(duì)于閉環(huán)控制系統(tǒng)，還要在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的末端加上位置檢測(cè)系統(tǒng)，并將測(cè)量的實(shí)際位移反饋到控制系統(tǒng)中，以使運(yùn)動(dòng)更準(zhǔn)確。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的作用是：按照數(shù)控裝置的指令做回轉(zhuǎn)分度或連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給。導(dǎo)軌的作用：起導(dǎo)向及支承作用，它的精度、剛度及結(jié)構(gòu)形式等對(duì)機(jī)床的加工精度和承載能力有直接影響。為了保證數(shù)控機(jī)床具有較高的加工精度和較大的承載能力，要求其導(dǎo)軌具有較高的導(dǎo)向精度、足夠的剛度、良好的耐磨性、良好的低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，同時(shí)應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造、調(diào)整和維護(hù)。數(shù)控機(jī)床常用的導(dǎo)軌按其接觸面間摩擦性質(zhì)的不同可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。

在數(shù)控機(jī)床上常用的滑動(dòng)導(dǎo)軌有液體靜壓導(dǎo)軌、氣體靜壓導(dǎo)軌和貼塑導(dǎo)軌。1）液體靜壓導(dǎo)軌：在兩導(dǎo)軌工作面間通入具有一定壓力的潤(rùn)滑油，形成靜壓油膜，使導(dǎo)軌工作面間處于純液態(tài)摩擦狀態(tài)，摩擦系數(shù)極低，多用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。

2）氣體靜壓導(dǎo)軌：在兩導(dǎo)軌工作面間通入具有恒定壓力的氣體，使兩導(dǎo)軌面形成均勻分離，以得到高精度的運(yùn)動(dòng)。這種導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，不易引起發(fā)熱變形，但會(huì)隨空氣壓力波動(dòng)而使空氣膜發(fā)生變化，且承載能力小，故常用于負(fù)荷不大的場(chǎng)合。

3）貼塑導(dǎo)軌：在動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其它化學(xué)材料組成的塑料薄膜軟帶，其優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)軌面的摩擦系數(shù)低，且動(dòng)靜摩擦系數(shù)接近，不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象；塑料的阻尼性能好，具有吸收振動(dòng)能力，可減小振動(dòng)和噪聲；耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性、可加工性能好；工藝簡(jiǎn)單、成本低。

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滾動(dòng)導(dǎo)軌的最大優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)很小，一般為0.0025～0.005，比貼塑料導(dǎo)軌還小很多，且動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近，因而運(yùn)動(dòng)輕便靈活，在很低的運(yùn)動(dòng)速度下都不出現(xiàn)爬行，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，位移精度和定位精度高。滾動(dòng)導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是抗振性差，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本較高。近年來(lái)數(shù)控機(jī)床愈來(lái)愈多地采用由專(zhuān)業(yè)廠家生產(chǎn)的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副或滾動(dòng)導(dǎo)軌塊。這種導(dǎo)軌組件本身制造精度很高，對(duì)機(jī)床的安裝基面要求不高，安裝、調(diào)整都非常方便。

1.3 數(shù)控機(jī)床加工程序的結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床程序分成的程序開(kāi)始、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分。第一部分 程序開(kāi)始部分主要定義程序號(hào)，調(diào)出零件加工坐標(biāo)系、加工刀具，啟動(dòng)主軸、打開(kāi)冷卻液等方面的內(nèi)容。數(shù)控程序主軸最高轉(zhuǎn)速限制定義G50 S2000，設(shè)置主軸的最高轉(zhuǎn)速為2000RPM，對(duì)于數(shù)控車(chē)床來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的指令。坐標(biāo)系定義如不作特殊指明，數(shù)控系統(tǒng)默認(rèn)G54坐標(biāo)系。返回參考點(diǎn)指令G28 U0，為避免換刀過(guò)程中，發(fā)生刀架與工件或夾具之間的碰撞和/或干涉，一個(gè)有效的方法是機(jī)床先回到X軸方向的機(jī)床參考點(diǎn)，并離開(kāi)主軸一段安全距離。刀具定義G0 T0808 M8，自動(dòng)調(diào)8號(hào)左偏刀8號(hào)刀補(bǔ)，開(kāi)啟冷卻液。主軸轉(zhuǎn)速定義G96 S150 M4，恒定線速度S功能定義，S功能使數(shù)控車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速指令功能，有兩種表達(dá)方式，一種是以r/min或rpm作為計(jì)量單位。另一種是以m/min為計(jì)量單位。數(shù)控車(chē)床的S代碼必須與G96或G97配合使用才能設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速或切削速度。G97：轉(zhuǎn)速指令，定義和設(shè)置每分鐘的轉(zhuǎn)速。G96：恒線速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一樣的。

第二部分 程序內(nèi)容部分

程序內(nèi)容是整個(gè)程序的主要部分，由多個(gè)程序段組成。每個(gè)程序段由若干個(gè)字組成，每個(gè)字又由地址碼和若干個(gè)數(shù)字組成。常見(jiàn)的為G指令和M指令以及各個(gè)軸的坐標(biāo)點(diǎn)組成的程序段，并增加了進(jìn)給量的功能定義。F功能是指進(jìn)給速度的功能，數(shù)控車(chē)床進(jìn)給速度有兩種表達(dá)方式，一種是每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，即用mm/r單位表示，主要用于車(chē)加工的進(jìn)給。另一種和數(shù)控銑床相同采用每分鐘進(jìn)給量，即用mm/min單位表示。主要用于車(chē)銑加工中心中銑加工的進(jìn)給。

第三部分 程序結(jié)尾部分

在程序結(jié)尾，需要刀架返回參考點(diǎn)或機(jī)床參考點(diǎn)，為下一次換刀的安全位置，同時(shí)進(jìn)行主軸停止，關(guān)掉冷卻液，程序選擇停止或結(jié)束程序等動(dòng)作?；貐⒖键c(diǎn)指令G28U0為回X軸方向機(jī)床參考點(diǎn)，G0 Z300.0為回Z軸方向參考點(diǎn)。停止指令

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M01為選擇停止指令，只有當(dāng)設(shè)備的選擇停止開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)才有效；M30為程序結(jié)束指令，執(zhí)行時(shí)，冷卻液、進(jìn)給、主軸全部停止。數(shù)控程序和數(shù)控設(shè)備復(fù)位并回到加工前原始狀態(tài)，為下一次程序運(yùn)行和數(shù)控加工重新開(kāi)始做準(zhǔn)備。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。數(shù)控機(jī)床正向高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等方面發(fā)展。

2.1 高速化

新一代數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件(如電主軸、直線電機(jī)、LM直線滾動(dòng)系統(tǒng)等)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15,000r/min以上。計(jì)算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來(lái)越大，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來(lái)了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。

2.2 高精度化

一臺(tái)機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005 mm(ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法)，就是一臺(tái)高精度機(jī)床，在0.005mm(ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法)以下，就是超高精度機(jī)床。高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造(CAM)系統(tǒng)的發(fā)展，精密度已達(dá)到微米級(jí)。

2.3 功能復(fù)合化

工件一次裝夾，能進(jìn)行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機(jī)床一貫追求的。由于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期愈來(lái)愈短，對(duì)制造速度的要求也相應(yīng)提高，機(jī)床也朝高效能發(fā)展。機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺(tái)電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對(duì)外觀曲線要求的提高，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。

2.4 控制智能化

隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙?/p>

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

能，而且人機(jī)界面極為友好，并具有故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術(shù)與制造技術(shù)融為一體。在制造過(guò)程中，加工、檢測(cè)一體化是實(shí)現(xiàn)快速制造、快速檢測(cè)和快速響應(yīng)的有效途徑，已形成將測(cè)量、建模、加工、機(jī)器操作四者融合在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)信息共享．促進(jìn)測(cè)量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統(tǒng)。

2.5 體系開(kāi)放化

計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)控技術(shù)更快地更新?lián)Q代。許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用Pc機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可以較容易地實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。，開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級(jí)和更新變得更加簡(jiǎn)單快捷。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對(duì)外開(kāi)放的．?dāng)?shù)控系統(tǒng)制造商和用戶(hù)可以根據(jù)這些開(kāi)放的資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，同時(shí)它也為用戶(hù)根據(jù)實(shí)際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來(lái)極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。同時(shí)，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級(jí)而升級(jí)，而結(jié)構(gòu)可以保持不變。

2.6 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化

并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)移動(dòng)部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動(dòng)性不夠等固有缺陷，在機(jī)床主軸(一般為動(dòng)平臺(tái))與機(jī)座(一般為靜平臺(tái))之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制桿系中桿的長(zhǎng)度使桿系支撐的平臺(tái)獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝配和測(cè)量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點(diǎn)。

并聯(lián)機(jī)床作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機(jī)床技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，受到了國(guó)際機(jī)床行業(yè)的高度重視，被認(rèn)為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來(lái)在機(jī)床行業(yè)中最有意義的進(jìn)步”和“21世紀(jì)新一代數(shù)控加工設(shè)備”。

2.7 極端化(大型化和微型化)國(guó)防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機(jī)床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略技術(shù)，需發(fā)展能適應(yīng)微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機(jī)床包括微切削加工(車(chē)、銑、磨)機(jī)床、微電加工機(jī)床、微激光加工機(jī)床和微型壓

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

力機(jī)等的需求量正在逐漸增大。

2.8 信息交互網(wǎng)絡(luò)化

對(duì)于面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，使數(shù)控機(jī)床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車(chē)間各個(gè)部門(mén)間暢通無(wú)阻是非常重要的。既可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、培訓(xùn)、教學(xué)、管理，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)(數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個(gè)稱(chēng)為信息塔(e-Tower)的外部設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)、手機(jī)、機(jī)外和機(jī)內(nèi)攝像頭等，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音、圖形、視像和文本的通信故障報(bào)警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨(dú)立的、自主管理的制造單元。

2.9 新型功能部件

為了提高數(shù)控機(jī)床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：

高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動(dòng)機(jī)與主軸部件的集成，具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無(wú)級(jí)調(diào)速等一系列優(yōu)點(diǎn)，在各種新型數(shù)控機(jī)床中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用;直線電動(dòng)機(jī)：近年來(lái)，直線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，雖然其價(jià)格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負(fù)載變化擾動(dòng)、熱變形補(bǔ)償、隔磁和防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能有了提高。如：西門(mén)子公司生產(chǎn)的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動(dòng)機(jī)已開(kāi)始廣泛應(yīng)用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機(jī)床以及動(dòng)態(tài)性能和運(yùn)動(dòng)精度要求高的機(jī)床等;德國(guó)EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅(qū)動(dòng)均采用兩個(gè)直線電動(dòng)機(jī);電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿的集成，可以大大簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，具有傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點(diǎn)。

2.10 高可靠性

數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，增加了數(shù)控系統(tǒng)和相應(yīng)的監(jiān)控裝置等，應(yīng)用了大量的電氣、液壓和機(jī)電裝置，易于導(dǎo)致出現(xiàn)失效的概率增大;工業(yè)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和干擾對(duì)數(shù)控機(jī)床的可靠性極為不利，而數(shù)控機(jī)床加工的零件型面較為復(fù)雜，加工周期長(zhǎng)，要求平均無(wú)故障時(shí)間在2萬(wàn)小時(shí)以上。為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，就要精心設(shè)計(jì)系統(tǒng)、嚴(yán)格制造和明確可靠性目標(biāo)以及通過(guò)維修分析故障模式并找出薄弱環(huán)節(jié)。國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間在7～10萬(wàn)小時(shí)以上，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間僅為10000小時(shí)左右，國(guó)外整機(jī)平均無(wú)故障工作時(shí)間達(dá)800小時(shí)以上，而國(guó)內(nèi)最高只有300小時(shí)。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

2.11 加工過(guò)程綠色化

隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越來(lái)越重要，而中國(guó)的資源、環(huán)境問(wèn)題尤為突出。因此，近年來(lái)不用或少用冷卻液、實(shí)現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機(jī)床不斷出現(xiàn)，并在不斷發(fā)展當(dāng)中。在21世紀(jì)，綠色制造的大趨勢(shì)將使各種節(jié)能環(huán)保機(jī)床加速發(fā)展，占領(lǐng)更多的世界市場(chǎng)。

2.12 多媒體技術(shù)的應(yīng)用

多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對(duì)用戶(hù)界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶(hù)界面極大地方便了非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)的使用，人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。除此以外，在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等，因此有著重大的應(yīng)用價(jià)值。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì) 數(shù)控機(jī)床發(fā)展中所存在的問(wèn)題

由于我國(guó)的技術(shù)水平和基礎(chǔ)工業(yè)相對(duì)其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比比較落后, 數(shù)控機(jī)床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還很大。因此, 加速進(jìn)行中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān), 盡快建成與完善我國(guó)數(shù)控機(jī)床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成了我國(guó)的主要任務(wù)[5]。目前，我國(guó)在發(fā)展數(shù)控機(jī)床業(yè)中存在的主要問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)： 1)缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神，忽視了數(shù)控機(jī)床本身的技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律，沒(méi)有實(shí)事求是地制定數(shù)控機(jī)床發(fā)展的規(guī)劃，盲目性大。

2)缺乏系統(tǒng)深入的科研工作難以對(duì)各種技術(shù)資料進(jìn)行積累，設(shè)計(jì)方法陳舊，僅靠類(lèi)比模仿進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，既缺乏機(jī)床創(chuàng)新的基本理論，又缺乏豐富的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高效自動(dòng)化機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的剛度、振動(dòng)、熱變形、噪聲、精度補(bǔ)償?shù)然A(chǔ)技術(shù)缺乏深入研究，對(duì)各類(lèi)機(jī)床加工工藝、布局、結(jié)構(gòu)、導(dǎo)軌、卡軸、卡具等應(yīng)用技術(shù)又缺乏認(rèn)真試驗(yàn)，難以創(chuàng)新設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)適銷(xiāo)的先進(jìn)產(chǎn)品。

3)沒(méi)有合理地運(yùn)用資源這主要表現(xiàn)在兩點(diǎn)，第一，對(duì)于所涉及到的研究所、廠房等沒(méi)有綜合應(yīng)用、取長(zhǎng)補(bǔ)短，往往見(jiàn)到的是他們孤軍作戰(zhàn)，而且各單位忙于生存，普遍缺乏深入系統(tǒng)的科研工作，更沒(méi)有做到生產(chǎn)一代、研制一代、預(yù)研一代等可持續(xù)的發(fā)展；第二，機(jī)床行業(yè)人員素質(zhì)低，缺乏各方而人才，而且各研究單位、企業(yè)、人才流失嚴(yán)重，科研、設(shè)計(jì)力量十分虛弱，往往呈現(xiàn)低效運(yùn)行狀態(tài)。

4)我國(guó)制造業(yè)大環(huán)境的制約。由于沒(méi)有在全國(guó)范圍內(nèi)發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化，對(duì)高效自動(dòng)化機(jī)床的卞機(jī)設(shè)計(jì)的基本功較差，而機(jī)床的品種結(jié)構(gòu)發(fā)展，全靠主機(jī)設(shè)計(jì)本領(lǐng)加以變化，因此，依靠引進(jìn)和合作生產(chǎn)來(lái)發(fā)展各類(lèi)卞機(jī)，至今我國(guó)許多高性能、新結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床大都為合作產(chǎn)品，基本處于仿制階段。5)缺乏吸引高層次、高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，高速、柔性、精密機(jī)床配套技術(shù)的自主研發(fā)能力低。

6)對(duì)國(guó)外技術(shù)重引進(jìn)、輕消化吸收的問(wèn)題仍很突出。“消化”在整個(gè)資金投入中所占的比例相對(duì)其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)講太低。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略

從上世紀(jì)80年代起, 我國(guó)機(jī)床制造業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床一直給予較大的關(guān)注。但是由于我們的數(shù)控技術(shù)與其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大，與國(guó)外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比，仍存在著很大劣勢(shì), 使得我們總是處于技術(shù)跟蹤階段。面對(duì)這種情況，為了加速振興我國(guó)的機(jī)床制造業(yè)，提高我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的研究工作：

1)以高速化為先導(dǎo)，提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能

數(shù)控機(jī)床的高速化是提高其高效柔性和高精化的一個(gè)重要措施。分析中型加工中心的高速化與高精化的發(fā)展歷程，可以得出，作為表征其切削運(yùn)動(dòng)高速化的主軸最高轉(zhuǎn)速和最大進(jìn)給速度，大致持續(xù)地以每10年增長(zhǎng)1倍的比率上升，而表征壓縮機(jī)床輔助時(shí)間的快移速度(指以滾珠絲杠和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng))和自動(dòng)換刀/工作臺(tái)轉(zhuǎn)位速度，基本上以每12～15年翻一番的速度增長(zhǎng)，1993年后逐步推廣用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的新技術(shù)，使加工中心的快移速度比用滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)時(shí)又提高了1倍。

高速化的發(fā)展還要多注意2個(gè)問(wèn)題：從先進(jìn)適用出發(fā)確定高速范圍；高速化要和機(jī)床的結(jié)構(gòu)和控制性能相匹配。2)推進(jìn)μm 工程，研制高效精密數(shù)控機(jī)床

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床尚缺少高效、高可靠性且加工精度達(dá)微米級(jí)的產(chǎn)品。為此，需研發(fā)一些能兼顧高效化和高精化的數(shù)控制造裝備以適應(yīng)汽車(chē)制造業(yè)加工關(guān)鍵零件的需求。由于這些數(shù)控制造裝備的加工精度主要在微米級(jí)（μm）范圍內(nèi)，因此可稱(chēng)為μm級(jí)制造裝備及技術(shù)研究，簡(jiǎn)稱(chēng)“μm 工程”。3)發(fā)展復(fù)合加工數(shù)控機(jī)床、縮短制造過(guò)程鏈

加快復(fù)合數(shù)控機(jī)床的發(fā)展步伐，提高工序的集中度，使加工過(guò)程鏈集約化，可以提高多品種單件和中小批量加工的工效，也有利于加工精度的穩(wěn)定性。復(fù)合數(shù)控機(jī)床可以減少在不同數(shù)控機(jī)床間進(jìn)行工序的轉(zhuǎn)換而引起的待工以及多次上下料等時(shí)間。通常這些時(shí)間占零件整個(gè)生產(chǎn)周期的40%～60%，即使在信息管理良好的情況下，仍將占20%左右。因此，復(fù)合數(shù)控機(jī)床具有明顯的技術(shù)效果。

為了避免復(fù)合機(jī)床因功能的擴(kuò)展而過(guò)多地引起結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和成本的增加，還需要探求兩個(gè)問(wèn)題：通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)擴(kuò)大功能部件的適用面來(lái)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)；發(fā)展模

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

塊化和可重構(gòu)化的復(fù)合機(jī)床。4)高效柔性化的新一代制造系統(tǒng)

1995年開(kāi)始研究的在可重構(gòu)制造技術(shù)支持下，構(gòu)建具有適應(yīng)大批量高效柔性化生產(chǎn)的可重組制造系統(tǒng)(RMS)是一個(gè)值得注意的發(fā)展動(dòng)向。其核心為制造系統(tǒng)能物理組態(tài)，即根據(jù)加工對(duì)象的變化方便地進(jìn)行布局和設(shè)備配置的調(diào)整，發(fā)展了能對(duì)多變的市場(chǎng)需求做出合理的配置規(guī)劃和易于調(diào)整的布局方式、適應(yīng)重構(gòu)的控制軟件、開(kāi)放式控制系統(tǒng)和規(guī)范化接口以及能快速提升系統(tǒng)重組后制造質(zhì)量的診斷系統(tǒng)等技術(shù)，使其兼具專(zhuān)用生產(chǎn)線的高效性能和適用的柔性以取得更佳的經(jīng)濟(jì)性，已在生產(chǎn)中取得了初步成功的應(yīng)用。

5)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元，推進(jìn)企業(yè)制造能力的高效柔性化

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外一些機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造企業(yè)在從分布式網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)盟制造的角度出發(fā)研究相適應(yīng)的制造單元，強(qiáng)化其自治管理能力，能與企業(yè)的資源計(jì)劃（ERP），產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造/計(jì)算機(jī)輔助工程（CAD/CAPP/CAM）的信息集成，進(jìn)而通過(guò)與客戶(hù)關(guān)系管理(CRM)和供應(yīng)鏈管理(SCM)的聯(lián)系做出智能決策，實(shí)施并行工程、可視化監(jiān)控等以提高機(jī)床利用率，實(shí)現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)。

6)開(kāi)展可靠性設(shè)計(jì)，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，保證數(shù)控機(jī)床的可靠性增長(zhǎng)

為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮其功能和力學(xué)特性，還要進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，根據(jù)可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標(biāo)，在配套件采購(gòu)和制造過(guò)程中重視質(zhì)量要求，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理以求可靠性的不斷增長(zhǎng)。7)提高技術(shù)人員的綜合素質(zhì)。

中國(guó)機(jī)床工業(yè)的振興，數(shù)控機(jī)床的加速發(fā)展，歸根到底，取決于人員素質(zhì)的提高、工業(yè)文化水平的提高、人才的加速培養(yǎng)，有效的深化改革、改組、改制，切切實(shí)實(shí)加強(qiáng)科學(xué)管理，提高工作質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率。進(jìn)入21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，科學(xué)知識(shí)及作為重要生產(chǎn)要素的機(jī)床，其作用將更加突出。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

參考文獻(xiàn)

[1] 曹偉.我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策.現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，150-151 [2] 董淳.數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化.2006.[3] 張亞力.簡(jiǎn)述數(shù)控發(fā)展的新趨勢(shì)[J].國(guó)土資源高等職業(yè)教育研究.2005.[4] 陳芳.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和途徑[J].科技資訊.2008.[5] 唐懷斌.工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢(shì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,1996.[7] 馬國(guó)華 監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.3 [8] 中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì) 行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：18-20.[9] 梁訓(xùn)王宣 ,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：21-28.[10] 中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì) 數(shù)控系統(tǒng)分會(huì).CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng).[11] 楊學(xué)桐，李冬茹，何文立，等?距世紀(jì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究［M］.北京：國(guó)家機(jī)械工業(yè)局，2000.[12] 劉助柏．知識(shí)創(chuàng)新思維方法論．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [13] 高鐘毓．機(jī)電控制工程．北京：清華大學(xué)出版社，2002．

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

讀書(shū)的好處

1、行萬(wàn)里路，讀萬(wàn)卷書(shū)。

2、書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟。

3、讀書(shū)破萬(wàn)卷，下筆如有神。

4、我所學(xué)到的任何有價(jià)值的知識(shí)都是由自學(xué)中得來(lái)的?！_(dá)爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書(shū)遲?！佌媲?/p>

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來(lái)。

8、讀書(shū)要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。

10、一日無(wú)書(shū)，百事荒廢。——陳壽

11、書(shū)是人類(lèi)進(jìn)步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫(xiě)手生。

13、我撲在書(shū)上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書(shū)到用時(shí)方恨少、事非經(jīng)過(guò)不知難?！懹?/p>

15、讀一本好書(shū)，就如同和一個(gè)高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書(shū)，就是和許多高尚的人談話?！芽▋?/p>

17、學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)不晚?！郀柣?/p>

0

18、少而好學(xué)，如日出之陽(yáng)；壯而好學(xué)，如日中之光；志而好學(xué)，如炳燭之光。——?jiǎng)⑾?/p>

19、學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆。——孔子

20、讀書(shū)給人以快樂(lè)、給人以光彩、給人以才干。——培根

第二篇：淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)-終稿資料解讀

網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院

本

科

生

畢

業(yè)

大

作

業(yè)

題

目： 淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

學(xué)習(xí)中心： 江蘇太倉(cāng)電大奧鵬學(xué)習(xí)中心 層 次： 專(zhuān)科起點(diǎn)本科 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 2012年 秋季 學(xué) 號(hào)： 121480411902 學(xué) 生： 王曉軍 指導(dǎo)教師： 梁宏偉

完成日期： 2014年6月16日

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

內(nèi)容摘要

本文以數(shù)控機(jī)床為研究對(duì)象，首先闡述了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程，尤其對(duì)其進(jìn)給伺服系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)描述，接下來(lái)對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了介紹，并分析了其存在的問(wèn)題，最后提出了針對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給伺服系統(tǒng)；機(jī)床加工程序

I

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

目 錄

內(nèi)容摘要...........................................................................................................................I 前 言..........................................................................................................................1 1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程................................................................................................2

1.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng).................................................................................................2

1.1.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng)........................................................................................2 1.1.2 步進(jìn)伺服系統(tǒng)......................................................................................3 1.1.3 直流伺服系統(tǒng)......................................................................................3 1.1.4 交流伺服系統(tǒng)......................................................................................3 1.1.5 直線伺服系統(tǒng)......................................................................................4 1.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng).................................................................................................4 1.3 數(shù)控機(jī)床加工程序的結(jié)構(gòu).............................................................................5 2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)................................................................................................7

2.1 高速化...............................................................................................................7 2.2 高精度化...........................................................................................................7 2.3 功能復(fù)合化.......................................................................................................8 2.4 控制智能化.......................................................................................................8 2.5 體系開(kāi)放化.......................................................................................................9 2.6 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化.......................................................................................................9 2.7 極端化(大型化和微型化).............................................................................10 2.8 信息交互網(wǎng)絡(luò)化.............................................................................................10 2.9 新型功能部件.................................................................................................10 2.10 高可靠性.......................................................................................................11 2.11 加工過(guò)程綠色化...........................................................................................11 2.12 多媒體技術(shù)的應(yīng)用.......................................................................................11 3 數(shù)控機(jī)床發(fā)展中所存在的問(wèn)題..............................................................................12 4 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略..............................................................................................13 參考文獻(xiàn)........................................................................................................................1

5II

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

前 言

自20世紀(jì)末開(kāi)始，我國(guó)制造業(yè)就開(kāi)始了逐漸由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)了腳步，機(jī)床制造業(yè)也跟著取得數(shù)控機(jī)床快速增長(zhǎng)的業(yè)績(jī)。機(jī)床是先進(jìn)制造技術(shù)和制造信息集成的重要元素，既是生產(chǎn)力要素，又是重要商品。機(jī)床的發(fā)展和創(chuàng)新在一定程度上能映射出加工技術(shù)的主要趨勢(shì)。近年來(lái), 我國(guó)在數(shù)控機(jī)床和機(jī)床工具行業(yè)對(duì)外合資合作進(jìn)一步加強(qiáng), 無(wú)論在精度、速度、性能, 還是智能化方面都取得了相當(dāng)?shù)某煽?jī)[1]。

在國(guó)際貿(mào)易中, 很多發(fā)達(dá)國(guó)家把數(shù)控機(jī)床視為具有高技術(shù)附加值、高利潤(rùn)的主要機(jī)電出口產(chǎn)品。因此，對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展歷程進(jìn)行總結(jié)分析，將有助于推進(jìn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的目標(biāo)。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程

自上世紀(jì)50年代以來(lái)，世界數(shù)控機(jī)床主要經(jīng)歷了數(shù)控NC（Numerical Control）和計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC（Computer Numerical Control）2個(gè)階段[2]。

數(shù)控NC階段主要經(jīng)歷了以下3代：

第1代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代初年，系統(tǒng)全部采用電子管元件，邏輯運(yùn)算與控制采用硬件電路完成。

第2代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)為標(biāo)志。

第3代數(shù)控系統(tǒng)，始于60年代中期，由于小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使其體積變小、功耗降低，可靠性提高，推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC階段也經(jīng)歷了3代：

第4代數(shù)控系統(tǒng)，始于70年代，當(dāng)首個(gè)采用小型計(jì)算機(jī)的CNC裝置芝加哥展覽會(huì)上露面時(shí)，標(biāo)志著CNC技術(shù)的問(wèn)世。

第5代數(shù)控系統(tǒng)，70年代后期，中、大規(guī)模集成電路技術(shù)所取得成就，促使價(jià)格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片的產(chǎn)生，并逐步應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。

第6代數(shù)控系統(tǒng)，始于90年代初，受通用微機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，數(shù)控系統(tǒng)正朝著以個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)為基礎(chǔ)，向著開(kāi)放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面進(jìn)一步發(fā)展。

數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)組成。其中進(jìn)給伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的重要功能部件，其性能是決定數(shù)控機(jī)床加工性能的極其重要的技術(shù)指標(biāo)。因此提高進(jìn)給伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)特性的品質(zhì)是人們始終追求的目標(biāo)。接下來(lái)主要介紹一下進(jìn)給伺服系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程。

1.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng)

1.1.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng)

進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以運(yùn)動(dòng)部件的位置和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是一個(gè)很典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，主要由位置控制單元、速度控制單元、驅(qū)動(dòng)元件(電

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

機(jī))、檢測(cè)與反饋單元和機(jī)械執(zhí)行部件幾個(gè)部分組成。是以運(yùn)動(dòng)部件的位置和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是一個(gè)很典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，主要由位置控制單元、速度控制單元、驅(qū)動(dòng)元件(電機(jī))、檢測(cè)與反饋單元和機(jī)械執(zhí)行部件幾個(gè)部分組成。

1.1.2 步進(jìn)伺服系統(tǒng)

在20世紀(jì)60年代以前，步進(jìn)伺服系統(tǒng)是以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓伺服電動(dòng)機(jī)或是以功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)為特征，伺服系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)控制。

步進(jìn)伺服系統(tǒng)接受脈沖信號(hào)，它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)過(guò)的角度取決于指令脈沖的頻率或個(gè)數(shù)。由于沒(méi)有檢測(cè)和反饋環(huán)節(jié)，步進(jìn)電機(jī)的精度取決于步距角的精度，齒輪傳動(dòng)間隙等，所以它的精度較低。而且步進(jìn)電機(jī)在低頻時(shí)易出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，它的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降。又由于步進(jìn)伺服系統(tǒng)為開(kāi)環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大時(shí)易出現(xiàn)“丟步”或“堵轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高容易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象。另外步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要的時(shí)間也較長(zhǎng)，速度響應(yīng)較慢。但是由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于調(diào)整，工作可靠，價(jià)格較低的特點(diǎn)，在許多要求不高的場(chǎng)合還是可以應(yīng)用的。1.1.3 直流伺服系統(tǒng)

60～70年代后，數(shù)控系統(tǒng)大多采用直流伺服系統(tǒng)。直流伺服電機(jī)具有良好的寬調(diào)速性能。輸出轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，伺服系統(tǒng)也由開(kāi)環(huán)控制發(fā)展為閉環(huán)控制，因而在工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域獲得了更加廣泛的運(yùn)用。但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，其相應(yīng)設(shè)備如精密數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等對(duì)電伺服系統(tǒng)提出越來(lái)越高的要求，尤其是精度、可靠性等性能。而傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)采用的是機(jī)械式換向器，在應(yīng)用過(guò)程中面臨很多問(wèn)題，如電刷和換向器易磨損，維護(hù)工作量大，成本高;換向器換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，使電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速及應(yīng)用環(huán)境受到限制;直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、對(duì)其他設(shè)備易產(chǎn)生干擾。1.1.4 交流伺服系統(tǒng)

針對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，人們一直在努力尋求以交流伺服電動(dòng)機(jī)取代具有機(jī)械換向器和電刷的直流伺服電動(dòng)機(jī)的方法，以滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是高精度、高性能伺服驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的需要。但是由于交流電機(jī)具有強(qiáng)耦合，非線性的特性，控

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

制非常復(fù)雜，所以高性能運(yùn)用一直受到局限。自80年代以來(lái)，隨著電子電力等各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，在矢量控制算法方面的突破，原來(lái)一直困擾著交流電動(dòng)機(jī)的問(wèn)題得以解決，交流伺服發(fā)展地越來(lái)越快。1.1.5 直線伺服系統(tǒng)

永磁同步直線電機(jī)在推力、動(dòng)態(tài)性能、定位精度方面比其他直線電機(jī)更具優(yōu)越性，因而PMLSM越來(lái)越多的用于直線伺服系統(tǒng)中。但由于直線伺服系統(tǒng)存在很大的參數(shù)攝動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)，此外還存在“邊端效應(yīng)”等問(wèn)題，因此，采用傳統(tǒng)的比例(P)或比例積分(PI)位置調(diào)節(jié)器的矢量控制系統(tǒng)很難滿足高性能伺服系統(tǒng)的要求。

1.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與導(dǎo)軌組成。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的作用就是產(chǎn)生不同的主軸切削速度以滿足不同的加工條件要求。主傳動(dòng)系統(tǒng)由動(dòng)力源：電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)：定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、變速裝置，運(yùn)動(dòng)控制裝置：離合器、制動(dòng)器等，執(zhí)行件:主軸。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是以保證刀具與工件相對(duì)位置關(guān)系為目的，被加工工件的輪廓精度和位置精度都受到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性的直接影響。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制系統(tǒng)的直接控制對(duì)象。對(duì)于閉環(huán)控制系統(tǒng)，還要在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的末端加上位置檢測(cè)系統(tǒng)，并將測(cè)量的實(shí)際位移反饋到控制系統(tǒng)中，以使運(yùn)動(dòng)更準(zhǔn)確。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的作用是：按照數(shù)控裝置的指令做回轉(zhuǎn)分度或連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給。導(dǎo)軌的作用：起導(dǎo)向及支承作用，它的精度、剛度及結(jié)構(gòu)形式等對(duì)機(jī)床的加工精度和承載能力有直接影響。為了保證數(shù)控機(jī)床具有較高的加工精度和較大的承載能力，要求其導(dǎo)軌具有較高的導(dǎo)向精度、足夠的剛度、良好的耐磨性、良好的低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，同時(shí)應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造、調(diào)整和維護(hù)。數(shù)控機(jī)床常用的導(dǎo)軌按其接觸面間摩擦性質(zhì)的不同可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。

在數(shù)控機(jī)床上常用的滑動(dòng)導(dǎo)軌有液體靜壓導(dǎo)軌、氣體靜壓導(dǎo)軌和貼塑導(dǎo)軌。1）液體靜壓導(dǎo)軌：在兩導(dǎo)軌工作面間通入具有一定壓力的潤(rùn)滑油，形成靜壓油膜，使導(dǎo)軌工作面間處于純液態(tài)摩擦狀態(tài)，摩擦系數(shù)極低，多用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。

2）氣體靜壓導(dǎo)軌：在兩導(dǎo)軌工作面間通入具有恒定壓力的氣體，使兩導(dǎo)軌面形成均勻分離，以得到高精度的運(yùn)動(dòng)。這種導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，不易引起發(fā)熱變形，淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

但會(huì)隨空氣壓力波動(dòng)而使空氣膜發(fā)生變化，且承載能力小，故常用于負(fù)荷不大的場(chǎng)合。

3）貼塑導(dǎo)軌：在動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其它化學(xué)材料組成的塑料薄膜軟帶，其優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)軌面的摩擦系數(shù)低，且動(dòng)靜摩擦系數(shù)接近，不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象；塑料的阻尼性能好，具有吸收振動(dòng)能力，可減小振動(dòng)和噪聲；耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性、可加工性能好；工藝簡(jiǎn)單、成本低。

滾動(dòng)導(dǎo)軌的最大優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)很小，一般為0.0025～0.005，比貼塑料導(dǎo)軌還小很多，且動(dòng)、靜摩擦系數(shù)很接近，因而運(yùn)動(dòng)輕便靈活，在很低的運(yùn)動(dòng)速度下都不出現(xiàn)爬行，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，位移精度和定位精度高。滾動(dòng)導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是抗振性差，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本較高。近年來(lái)數(shù)控機(jī)床愈來(lái)愈多地采用由專(zhuān)業(yè)廠家生產(chǎn)的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副或滾動(dòng)導(dǎo)軌塊。這種導(dǎo)軌組件本身制造精度很高，對(duì)機(jī)床的安裝基面要求不高，安裝、調(diào)整都非常方便。

1.3 數(shù)控機(jī)床加工程序的結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床程序分成的程序開(kāi)始、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分。第一部分 程序開(kāi)始部分

主要定義程序號(hào)，調(diào)出零件加工坐標(biāo)系、加工刀具，啟動(dòng)主軸、打開(kāi)冷卻液等方面的內(nèi)容。數(shù)控程序主軸最高轉(zhuǎn)速限制定義G50 S2000，設(shè)置主軸的最高轉(zhuǎn)速為2000RPM，對(duì)于數(shù)控車(chē)床來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的指令。坐標(biāo)系定義如不作特殊指明，數(shù)控系統(tǒng)默認(rèn)G54坐標(biāo)系。返回參考點(diǎn)指令G28 U0，為避免換刀過(guò)程中，發(fā)生刀架與工件或夾具之間的碰撞和/或干涉，一個(gè)有效的方法是機(jī)床先回到X軸方向的機(jī)床參考點(diǎn)，并離開(kāi)主軸一段安全距離。刀具定義G0 T0808 M8，自動(dòng)調(diào)8號(hào)左偏刀8號(hào)刀補(bǔ)，開(kāi)啟冷卻液。主軸轉(zhuǎn)速定義G96 S150 M4，恒定線速度S功能定義，S功能使數(shù)控車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速指令功能，有兩種表達(dá)方式，一種是以r/min或rpm作為計(jì)量單位。另一種是以m/min為計(jì)量單位。數(shù)控車(chē)床的S代碼必須與G96或G97配合使用才能設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速或切削速度。G97：轉(zhuǎn)速指令，定義和設(shè)置每分鐘的轉(zhuǎn)速。G96：恒線速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一樣的。

第二部分 程序內(nèi)容部分

程序內(nèi)容是整個(gè)程序的主要部分，由多個(gè)程序段組成。每個(gè)程序段由若干個(gè)字組成，每個(gè)字又由地址碼和若干個(gè)數(shù)字組成。常見(jiàn)的為G指令和M指令以及各個(gè)軸的坐標(biāo)點(diǎn)組成的程序段，并增加了進(jìn)給量的功能定義。F功能是指進(jìn)給速度的

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

功能，數(shù)控車(chē)床進(jìn)給速度有兩種表達(dá)方式，一種是每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，即用mm/r單位表示，主要用于車(chē)加工的進(jìn)給。另一種和數(shù)控銑床相同采用每分鐘進(jìn)給量，即用mm/min單位表示。主要用于車(chē)銑加工中心中銑加工的進(jìn)給。

第三部分 程序結(jié)尾部分

在程序結(jié)尾，需要刀架返回參考點(diǎn)或機(jī)床參考點(diǎn)，為下一次換刀的安全位置，同時(shí)進(jìn)行主軸停止，關(guān)掉冷卻液，程序選擇停止或結(jié)束程序等動(dòng)作。回參考點(diǎn)指令G28U0為回X軸方向機(jī)床參考點(diǎn)，G0 Z300.0為回Z軸方向參考點(diǎn)。停止指令M01為選擇停止指令，只有當(dāng)設(shè)備的選擇停止開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)才有效；M30為程序結(jié)束指令，執(zhí)行時(shí)，冷卻液、進(jìn)給、主軸全部停止。數(shù)控程序和數(shù)控設(shè)備復(fù)位并回到加工前原始狀態(tài)，為下一次程序運(yùn)行和數(shù)控加工重新開(kāi)始做準(zhǔn)備。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。數(shù)控機(jī)床正向高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等方面發(fā)展。

2.1 高速化

隨著汽車(chē)、國(guó)防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對(duì)數(shù)控機(jī)床加工的高速化要求越來(lái)越高。

（1）主軸轉(zhuǎn)速：機(jī)床采用電主軸（內(nèi)裝式主軸電機(jī)），主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)200000r/min；（2）進(jìn)給率：在分辨率為0.01μm時(shí)，最大進(jìn)給率達(dá)到240m/min且可獲得復(fù)雜型面的精確加工；

（3）運(yùn)算速度：微處理器的迅速發(fā)展為數(shù)控系統(tǒng)向高速、高精度方向發(fā)展提供了保障，開(kāi)發(fā)出CPU已發(fā)展到32位以及64位的數(shù)控系統(tǒng)，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運(yùn)算速度的極大提高，使得當(dāng)分辨率為0.1μm、0.01μm時(shí)仍能獲得高達(dá)24～240m/min的進(jìn)給速度；

（4）換刀速度：目前國(guó)外先進(jìn)加工中心的刀具交換時(shí)間普遍已在1s左右，高的已達(dá)0.5s。德國(guó)Chiron公司將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時(shí)間僅0.9s。

2.2 高精度化

數(shù)控機(jī)床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、熱變形以及對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償越來(lái)越獲得重視。

（1）提高CNC系統(tǒng)控制精度：采用高速插補(bǔ)技術(shù)，以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給，使CNC控制單位精細(xì)化，并采用高分辨率位置檢測(cè)裝置，提高位置檢測(cè)精度（日本已開(kāi)發(fā)裝有106脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)藏位置檢測(cè)器的交流伺服電機(jī)，其位置檢測(cè)精度可達(dá)到0.01μm/脈沖），位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法；（2）采用誤差補(bǔ)償技術(shù)：采用反向間隙補(bǔ)償、絲桿螺距誤差補(bǔ)償和刀具誤差補(bǔ)償

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

等技術(shù)，對(duì)設(shè)備的熱變形誤差和空間誤差進(jìn)行綜合補(bǔ)償。研究結(jié)果表明，綜合誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可將加工誤差減少60%～80%；

（3）采用網(wǎng)格解碼器檢查和提高加工中心的運(yùn)動(dòng)軌跡精度，并通過(guò)仿真預(yù)測(cè)機(jī)床的加工精度，以保證機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，使其性能長(zhǎng)期穩(wěn)定，能夠在不同運(yùn)行條件下完成多種加工任務(wù)，并保證零件的加工質(zhì)量。

2.3 功能復(fù)合化

復(fù)合機(jī)床的含義是指在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類(lèi)。工藝復(fù)合型機(jī)床如鏜銑鉆復(fù)合——加工中心、車(chē)銑復(fù)合——車(chē)削中心、銑鏜鉆車(chē)復(fù)合——復(fù)合加工中心等；工序復(fù)合型機(jī)床如多面多軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合機(jī)床和雙主軸車(chē)削中心等。采用復(fù)合機(jī)床進(jìn)行加工，減少了工件裝卸、更換和調(diào)整刀具的輔助時(shí)間以及中間過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產(chǎn)品制造周期，提高了生產(chǎn)效率和制造商的市場(chǎng)反應(yīng)能力，相對(duì)于傳統(tǒng)的工序分散的生產(chǎn)方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。加工過(guò)程的復(fù)合化也導(dǎo)致了機(jī)床向模塊化、多軸化發(fā)展。德國(guó)Index公司最新推出的車(chē)削加工中心是模塊化結(jié)構(gòu)，該加工中心能夠完成車(chē)削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復(fù)雜零件的全部加工。隨著現(xiàn)代機(jī)械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床越來(lái)越受到各大企業(yè)的歡迎。

在2005年中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)（CIMT2005）上，國(guó)內(nèi)外制造商展出了形式各異的多軸加工機(jī)床（包括雙主軸、雙刀架、9軸控制等）以及可實(shí)現(xiàn)4～5軸聯(lián)動(dòng)的五軸高速門(mén)式加工中心、五軸聯(lián)動(dòng)高速銑削中心等。

2.4 控制智能化

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動(dòng)化的發(fā)展需求，數(shù)控機(jī)床的智能化程度在不斷提高。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）加工過(guò)程自適應(yīng)控制技術(shù)：通過(guò)監(jiān)測(cè)加工過(guò)程中的切削力、主軸和進(jìn)給電機(jī)的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進(jìn)行識(shí)別，以辯識(shí)出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)及機(jī)床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整加工參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度）和加工指令，使設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設(shè)備運(yùn)行的安全性；

（2）加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇：將工藝專(zhuān)家或技師的經(jīng)驗(yàn)、零件加工的一般與特殊規(guī)律，用現(xiàn)代智能方法，構(gòu)造基于專(zhuān)家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇器”，利用它獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，從而達(dá)到提高編程效率和加工工藝

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

水平、縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間的目的；

（3）智能故障自診斷與自修復(fù)技術(shù)：根據(jù)已有的故障信息，應(yīng)用現(xiàn)代智能方法實(shí)現(xiàn)故障的快速準(zhǔn)確定位；

（4）智能故障回放和故障仿真技術(shù)：能夠完整記錄系統(tǒng)的各種信息，對(duì)數(shù)控機(jī)床發(fā)生的各種錯(cuò)誤和事故進(jìn)行回放和仿真，用以確定錯(cuò)誤引起的原因，找出解決問(wèn)題的辦法，積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)；

（5）智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置：能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和智能化進(jìn)給伺服裝置。這種驅(qū)動(dòng)裝置能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)及負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并自動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行；

（6）智能4M數(shù)控系統(tǒng)：在制造過(guò)程中，加工、檢測(cè)一體化是實(shí)現(xiàn)快速制造、快速檢測(cè)和快速響應(yīng)的有效途徑，將測(cè)量（Measurement）、建模（Modelling）、加工（Manufacturing）、機(jī)器操作（Manipulator）四者（即4M）融合在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)信息共享，促進(jìn)測(cè)量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。

2.5 體系開(kāi)放化

（1）向未來(lái)技術(shù)開(kāi)放：由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計(jì)和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長(zhǎng)生命周期；

（2）向用戶(hù)特殊要求開(kāi)放：更新產(chǎn)品、擴(kuò)充功能、提供硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求；

（3）數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的建立：國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP-NC），以提供一種不依賴(lài)于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化的編程語(yǔ)言，既方便用戶(hù)使用，又降低了和操作效率直接有關(guān)的勞動(dòng)消耗。

2.6 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化

并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)移動(dòng)部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動(dòng)性不夠等固有缺陷，在機(jī)床主軸（一般為動(dòng)平臺(tái)）與機(jī)座（一般為靜平臺(tái)）之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制桿系中桿的長(zhǎng)度使桿系支撐的平臺(tái)獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動(dòng)，淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝配和測(cè)量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點(diǎn)。

并聯(lián)機(jī)床作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機(jī)床技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，受到了國(guó)際機(jī)床行業(yè)的高度重視，被認(rèn)為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來(lái)在機(jī)床行業(yè)中最有意義的進(jìn)步”和“21世紀(jì)新一代數(shù)控加工設(shè)備”。

2.7 極端化(大型化和微型化)國(guó)防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機(jī)床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略技術(shù)，需發(fā)展能適應(yīng)微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機(jī)床包括微切削加工(車(chē)、銑、磨)機(jī)床、微電加工機(jī)床、微激光加工機(jī)床和微型壓力機(jī)等的需求量正在逐漸增大。

2.8 信息交互網(wǎng)絡(luò)化

對(duì)于面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，使數(shù)控機(jī)床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車(chē)間各個(gè)部門(mén)間暢通無(wú)阻是非常重要的。既可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、培訓(xùn)、教學(xué)、管理，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)(數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個(gè)稱(chēng)為信息塔(e-Tower)的外部設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)、手機(jī)、機(jī)外和機(jī)內(nèi)攝像頭等，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音、圖形、視像和文本的通信故障報(bào)警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨(dú)立的、自主管理的制造單元。

2.9 新型功能部件

為了提高數(shù)控機(jī)床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：

1、高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動(dòng)機(jī)與主軸部件的集成，具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無(wú)級(jí)調(diào)速等一系列優(yōu)點(diǎn)，在各種新型數(shù)控機(jī)床中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用。

2、直線電動(dòng)機(jī)：近年來(lái)，直線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，雖然其價(jià)格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負(fù)載變化擾動(dòng)、熱變形補(bǔ)償、隔磁和防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能有了提高。如：西門(mén)子公司生產(chǎn)的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動(dòng)機(jī)已開(kāi)始廣泛應(yīng)用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機(jī)床以及動(dòng)態(tài)性能和運(yùn)動(dòng)精度要求高的機(jī)床等；德國(guó)EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅(qū)動(dòng)均采用兩個(gè)直線電動(dòng)機(jī)。

3、電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿的集成，可以大大簡(jiǎn)化數(shù)控

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

機(jī)床的結(jié)構(gòu)，具有傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點(diǎn)。

2.10 高可靠性

數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，增加了數(shù)控系統(tǒng)和相應(yīng)的監(jiān)控裝置等，應(yīng)用了大量的電氣、液壓和機(jī)電裝置，易于導(dǎo)致出現(xiàn)失效的概率增大；工業(yè)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和干擾對(duì)數(shù)控機(jī)床的可靠性極為不利，而數(shù)控機(jī)床加工的零件型面較為復(fù)雜，加工周期長(zhǎng)，要求平均無(wú)故障時(shí)間在2萬(wàn)小時(shí)以上。為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，就要精心設(shè)計(jì)系統(tǒng)、嚴(yán)格制造和明確可靠性目標(biāo)以及通過(guò)維修分析故障模式并找出薄弱環(huán)節(jié)。國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間在7～10萬(wàn)小時(shí)以上，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間僅為10000小時(shí)左右，國(guó)外整機(jī)平均無(wú)故障工作時(shí)間達(dá)800小時(shí)以上，而國(guó)內(nèi)最高只有300小時(shí)。

2.11 加工過(guò)程綠色化

隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越來(lái)越重要，而中國(guó)的資源、環(huán)境問(wèn)題尤為突出。因此，近年來(lái)不用或少用冷卻液、實(shí)現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機(jī)床不斷出現(xiàn)，并在不斷發(fā)展當(dāng)中。在21世紀(jì)，綠色制造的大趨勢(shì)將使各種節(jié)能環(huán)保機(jī)床加速發(fā)展，占領(lǐng)更多的世界市場(chǎng)。

2.12 多媒體技術(shù)的應(yīng)用

多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對(duì)用戶(hù)界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶(hù)界面極大地方便了非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)的使用，人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。除此以外，在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等，因此有著重大的應(yīng)用價(jià)值。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì) 數(shù)控機(jī)床發(fā)展中所存在的問(wèn)題

由于我國(guó)的技術(shù)水平和基礎(chǔ)工業(yè)相對(duì)其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比比較落后, 數(shù)控機(jī)床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還很大。因此, 加速進(jìn)行中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān), 盡快建成與完善我國(guó)數(shù)控機(jī)床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成了我國(guó)的主要任務(wù)[5]。目前，我國(guó)在發(fā)展數(shù)控機(jī)床業(yè)中存在的主要問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)： 1)缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神，忽視了數(shù)控機(jī)床本身的技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律，沒(méi)有實(shí)事求是地制定數(shù)控機(jī)床發(fā)展的規(guī)劃，盲目性大。

2)缺乏系統(tǒng)深入的科研工作難以對(duì)各種技術(shù)資料進(jìn)行積累，設(shè)計(jì)方法陳舊，僅靠類(lèi)比模仿進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，既缺乏機(jī)床創(chuàng)新的基本理論，又缺乏豐富的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高效自動(dòng)化機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的剛度、振動(dòng)、熱變形、噪聲、精度補(bǔ)償?shù)然A(chǔ)技術(shù)缺乏深入研究，對(duì)各類(lèi)機(jī)床加工工藝、布局、結(jié)構(gòu)、導(dǎo)軌、卡軸、卡具等應(yīng)用技術(shù)又缺乏認(rèn)真試驗(yàn)，難以創(chuàng)新設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)適銷(xiāo)的先進(jìn)產(chǎn)品。

3)沒(méi)有合理地運(yùn)用資源這主要表現(xiàn)在兩點(diǎn)，第一，對(duì)于所涉及到的研究所、廠房等沒(méi)有綜合應(yīng)用、取長(zhǎng)補(bǔ)短，往往見(jiàn)到的是他們孤軍作戰(zhàn)，而且各單位忙于生存，普遍缺乏深入系統(tǒng)的科研工作，更沒(méi)有做到生產(chǎn)一代、研制一代、預(yù)研一代等可持續(xù)的發(fā)展；第二，機(jī)床行業(yè)人員素質(zhì)低，缺乏各方而人才，而且各研究單位、企業(yè)、人才流失嚴(yán)重，科研、設(shè)計(jì)力量十分虛弱，往往呈現(xiàn)低效運(yùn)行狀態(tài)。

4)我國(guó)制造業(yè)大環(huán)境的制約。由于沒(méi)有在全國(guó)范圍內(nèi)發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化，對(duì)高效自動(dòng)化機(jī)床的卞機(jī)設(shè)計(jì)的基本功較差，而機(jī)床的品種結(jié)構(gòu)發(fā)展，全靠主機(jī)設(shè)計(jì)本領(lǐng)加以變化，因此，依靠引進(jìn)和合作生產(chǎn)來(lái)發(fā)展各類(lèi)卞機(jī)，至今我國(guó)許多高性能、新結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床大都為合作產(chǎn)品，基本處于仿制階段。5)缺乏吸引高層次、高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，高速、柔性、精密機(jī)床配套技術(shù)的自主研發(fā)能力低。

6)對(duì)國(guó)外技術(shù)重引進(jìn)、輕消化吸收的問(wèn)題仍很突出?！跋痹谡麄€(gè)資金投入中所占的比例相對(duì)其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)講太低。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略

從上世紀(jì)80年代起, 我國(guó)機(jī)床制造業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床一直給予較大的關(guān)注。但是由于我們的數(shù)控技術(shù)與其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大，與國(guó)外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比，仍存在著很大劣勢(shì), 使得我們總是處于技術(shù)跟蹤階段。面對(duì)這種情況，為了加速振興我國(guó)的機(jī)床制造業(yè)，提高我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的研究工作：

1)以高速化為先導(dǎo)，提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能

數(shù)控機(jī)床的高速化是提高其高效柔性和高精化的一個(gè)重要措施。分析中型加工中心的高速化與高精化的發(fā)展歷程，可以得出，作為表征其切削運(yùn)動(dòng)高速化的主軸最高轉(zhuǎn)速和最大進(jìn)給速度，大致持續(xù)地以每10年增長(zhǎng)1倍的比率上升，而表征壓縮機(jī)床輔助時(shí)間的快移速度(指以滾珠絲杠和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng))和自動(dòng)換刀/工作臺(tái)轉(zhuǎn)位速度，基本上以每12～15年翻一番的速度增長(zhǎng)，1993年后逐步推廣用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的新技術(shù)，使加工中心的快移速度比用滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)時(shí)又提高了1倍。

高速化的發(fā)展還要多注意2個(gè)問(wèn)題：從先進(jìn)適用出發(fā)確定高速范圍；高速化要和機(jī)床的結(jié)構(gòu)和控制性能相匹配。2)推進(jìn)μm 工程，研制高效精密數(shù)控機(jī)床

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床尚缺少高效、高可靠性且加工精度達(dá)微米級(jí)的產(chǎn)品。為此，需研發(fā)一些能兼顧高效化和高精化的數(shù)控制造裝備以適應(yīng)汽車(chē)制造業(yè)加工關(guān)鍵零件的需求。由于這些數(shù)控制造裝備的加工精度主要在微米級(jí)（μm）范圍內(nèi)，因此可稱(chēng)為μm級(jí)制造裝備及技術(shù)研究，簡(jiǎn)稱(chēng)“μm 工程”。3)發(fā)展復(fù)合加工數(shù)控機(jī)床、縮短制造過(guò)程鏈

加快復(fù)合數(shù)控機(jī)床的發(fā)展步伐，提高工序的集中度，使加工過(guò)程鏈集約化，可以提高多品種單件和中小批量加工的工效，也有利于加工精度的穩(wěn)定性。復(fù)合數(shù)控機(jī)床可以減少在不同數(shù)控機(jī)床間進(jìn)行工序的轉(zhuǎn)換而引起的待工以及多次上下料等時(shí)間。通常這些時(shí)間占零件整個(gè)生產(chǎn)周期的40%～60%，即使在信息管理良好的情況下，仍將占20%左右。因此，復(fù)合數(shù)控機(jī)床具有明顯的技術(shù)效果。

為了避免復(fù)合機(jī)床因功能的擴(kuò)展而過(guò)多地引起結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和成本的增加，還需要探求兩個(gè)問(wèn)題：通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)擴(kuò)大功能部件的適用面來(lái)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)；發(fā)展模

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

塊化和可重構(gòu)化的復(fù)合機(jī)床。4)高效柔性化的新一代制造系統(tǒng)

1995年開(kāi)始研究的在可重構(gòu)制造技術(shù)支持下，構(gòu)建具有適應(yīng)大批量高效柔性化生產(chǎn)的可重組制造系統(tǒng)(RMS)是一個(gè)值得注意的發(fā)展動(dòng)向。其核心為制造系統(tǒng)能物理組態(tài)，即根據(jù)加工對(duì)象的變化方便地進(jìn)行布局和設(shè)備配置的調(diào)整，發(fā)展了能對(duì)多變的市場(chǎng)需求做出合理的配置規(guī)劃和易于調(diào)整的布局方式、適應(yīng)重構(gòu)的控制軟件、開(kāi)放式控制系統(tǒng)和規(guī)范化接口以及能快速提升系統(tǒng)重組后制造質(zhì)量的診斷系統(tǒng)等技術(shù)，使其兼具專(zhuān)用生產(chǎn)線的高效性能和適用的柔性以取得更佳的經(jīng)濟(jì)性，已在生產(chǎn)中取得了初步成功的應(yīng)用。

5)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元，推進(jìn)企業(yè)制造能力的高效柔性化

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外一些機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造企業(yè)在從分布式網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)盟制造的角度出發(fā)研究相適應(yīng)的制造單元，強(qiáng)化其自治管理能力，能與企業(yè)的資源計(jì)劃（ERP），產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造/計(jì)算機(jī)輔助工程（CAD/CAPP/CAM）的信息集成，進(jìn)而通過(guò)與客戶(hù)關(guān)系管理(CRM)和供應(yīng)鏈管理(SCM)的聯(lián)系做出智能決策，實(shí)施并行工程、可視化監(jiān)控等以提高機(jī)床利用率，實(shí)現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)。

6)開(kāi)展可靠性設(shè)計(jì)，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，保證數(shù)控機(jī)床的可靠性增長(zhǎng)

為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮其功能和力學(xué)特性，還要進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，根據(jù)可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標(biāo)，在配套件采購(gòu)和制造過(guò)程中重視質(zhì)量要求，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理以求可靠性的不斷增長(zhǎng)。7)提高技術(shù)人員的綜合素質(zhì)。

中國(guó)機(jī)床工業(yè)的振興，數(shù)控機(jī)床的加速發(fā)展，歸根到底，取決于人員素質(zhì)的提高、工業(yè)文化水平的提高、人才的加速培養(yǎng)，有效的深化改革、改組、改制，切切實(shí)實(shí)加強(qiáng)科學(xué)管理，提高工作質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率。進(jìn)入21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，科學(xué)知識(shí)及作為重要生產(chǎn)要素的機(jī)床，其作用將更加突出。

淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

參考文獻(xiàn)

[1] 曹偉.我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策.現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，150-151.[2] 陳芳.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和途徑[J].科技資訊，2008.[3] 馬國(guó)華.監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.[4] 劉助柏.知識(shí)創(chuàng)新思維方法論.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.[5] 高鐘毓.機(jī)電控制工程.北京：清華大學(xué)出版社，2002.淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢(shì)

讀書(shū)的好處

1、行萬(wàn)里路，讀萬(wàn)卷書(shū)。

2、書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟。

3、讀書(shū)破萬(wàn)卷，下筆如有神。

4、我所學(xué)到的任何有價(jià)值的知識(shí)都是由自學(xué)中得來(lái)的。——達(dá)爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書(shū)遲?！佌媲?/p>

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來(lái)。

8、讀書(shū)要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。

10、一日無(wú)書(shū)，百事荒廢?！悏?/p>

11、書(shū)是人類(lèi)進(jìn)步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫(xiě)手生。

13、我撲在書(shū)上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書(shū)到用時(shí)方恨少、事非經(jīng)過(guò)不知難?！懹?/p>

15、讀一本好書(shū)，就如同和一個(gè)高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書(shū)，就是和許多高尚的人談話?！芽▋?/p>

17、學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)不晚?！郀柣?/p>

0

18、少而好學(xué)，如日出之陽(yáng)；壯而好學(xué)，如日中之光；志而好學(xué)，如炳燭之光?！?jiǎng)⑾?/p>

19、學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆?！鬃?/p>

20、讀書(shū)給人以快樂(lè)、給人以光彩、給人以才干?！喔?/p>

第三篇：數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與趨勢(shì)--畢業(yè)論文完整版

XXXXXXX大學(xué)

2011屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與趨勢(shì) 學(xué)生姓名：XXXX 所在院系： XXXXXX 所學(xué)專(zhuān)業(yè)： XXXXXX 導(dǎo)師姓名：XXXXX 完成時(shí)間：2010年X月XX日 摘要

數(shù)控機(jī)床集計(jì)算機(jī)技術(shù)，電子技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，傳感測(cè)量，機(jī)械制造，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它的發(fā)展和應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了制造業(yè)的新時(shí)代，改變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，管理方式，使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大的變化。

本文主要講述了數(shù)控機(jī)床國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況，現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。介紹了數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，組成與分類(lèi)，并介紹了可編程控制器（PLC）在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。重點(diǎn)介紹了磨床的概況，以及現(xiàn)代數(shù)控磨床的特點(diǎn)，并用PLC進(jìn)行了對(duì)自動(dòng)磨床電氣系統(tǒng)的改造。

本文在編寫(xiě)過(guò)程中，參閱了同行的教材，資料和文獻(xiàn)，得到了許多幫助，在此謹(jǐn)致謝意。關(guān)鍵詞：發(fā)展趨勢(shì)組成分類(lèi)概述結(jié)構(gòu)功能 PLC 改造 Abstract The numerical control engine bed collection computer technology, the electronic technology, the automatic control technology, the sensing survey, the machine manufacture, is the typical integration of machinery product.It’s development and the application founded the manufacturing industry new times, changed the manufacturing industry production method, the industrial structure, manages the way, caused the world manufacturing industry the pattern to have changed.This article mainly narrated the numerical control engine bed domestic and foreign development survey, the modern numerical control technology trend of development.Introduced the numerical control engine bed characteristic, the composition and the classification, and introduced programmable controller(PLC)in the numerical control engine bed application.Introduced with emphasis the grinder survey, as well as the modern numerical control grinder characteristic, and has carried on with PLC to the automatic grinder electrical system transformation.This article in the compilation process, has referred colleague's teaching material, the material and the literature, obtained many help, respectfully offers thanks in this.Key word: Trend of development Textural Classification Outline Structure Function PLC Transformation.目錄

1.前言 1 2.數(shù)控機(jī)床概要 2 2.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 2 2.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 3 2.3數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理 4 2.3數(shù)控技術(shù)的復(fù)合化 5 2.4數(shù)控技術(shù)的開(kāi)放性 6 2.4數(shù)控技術(shù)的先進(jìn)性 7 3.國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀 9 3.1國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與國(guó)際先進(jìn)水平差距逐漸縮小 9 3.2國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床存在的問(wèn)題 9 3.3核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏 10 3.4民族品牌與國(guó)際品牌差距明顯 10 3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場(chǎng)脫節(jié) 11 3.6缺乏先進(jìn)的管理機(jī)制 11 4.國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 11 4.1智能、高速、高精度化 11 4.2設(shè)計(jì)、制造綠色化 12 4.3復(fù)合化與系統(tǒng)化 12 4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 12 4.4.1數(shù)控系統(tǒng)向開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展 12 4.4.2數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展 13 4.4.3數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展 13 4.4.4數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 14 4.4.5數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展 14 4.4.6數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展 14 4.7.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動(dòng)化方向發(fā)展 15 5.CNC裝置的工作原理 15 5.1輸入 15 5.2譯碼 15 5.3插補(bǔ) 15 5.4進(jìn)給速度處理 15 5.5刀具補(bǔ)償 16 5.6位置控制 16 5.7顯示 16 5.8 IO處理 16 5.9診斷 16 6.CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu) 16 6.1單微處理器結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng) 17 6.2位置控制部分包括位置控制單元和速度控制單元 7.新型功能部件 18 8.結(jié)束語(yǔ) 18 致謝 19 參考文獻(xiàn) 20 1 前言

從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。本文簡(jiǎn)要分析了數(shù)控機(jī)床高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢(shì)，并提出了我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展中存在的一些問(wèn)題。

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展,現(xiàn)代機(jī)械制造工程領(lǐng)域方面越來(lái)越多地采用智能化、自動(dòng)化,新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。我們對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在機(jī)械工業(yè)大量采用數(shù)控機(jī)床甚至加工中心取代傳統(tǒng)的普通機(jī)床的機(jī)械加工，采用計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)CIMS取代原有的生產(chǎn)制造管理過(guò)程，使企業(yè)生產(chǎn)智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化。這將對(duì)生產(chǎn)第一線的工作人員提出越來(lái)越高的職業(yè)技術(shù)要求。

調(diào)查的結(jié)果表明：在數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)方面人才缺口較大。市原來(lái)就屬于重工業(yè)城市,有許多大中小型企業(yè),而石油化工、機(jī)械、鋼鐵等企業(yè)都具備數(shù)控技術(shù)設(shè)備。為適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展.提高企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的競(jìng)爭(zhēng)能力,不被淘汰,各企業(yè)正積極采取有效措施,添置現(xiàn)代新設(shè)備。在數(shù)控加工技術(shù)人才方面提出更高的要求，要求所需人員即要懂得較深的理論知識(shí)，以便使大量的新技術(shù)得到利用與開(kāi)發(fā)，同時(shí)在實(shí)踐技能上更能勝任，由此可見(jiàn)，企業(yè)對(duì)數(shù)控加工技術(shù)與應(yīng)用專(zhuān)業(yè)高級(jí)技術(shù)型人才和技能型人才的需求日益迫切。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。2．?dāng)?shù)控機(jī)床概要 2.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生

制造業(yè)是生產(chǎn)物質(zhì)財(cái)富的產(chǎn)業(yè)，機(jī)床是制造業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，制造業(yè)中的絕大多數(shù)零件都直接或間接地經(jīng)過(guò)機(jī)床加工，固此機(jī)床(也稱(chēng)工作母機(jī))是制造業(yè)的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)制造業(yè)中，對(duì)于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，往往采用組合機(jī)床等專(zhuān)用機(jī)床組成的自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線；對(duì)于單件或小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，一般采用通用機(jī)床加工。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高，市場(chǎng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，不僅要求提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平，而且要求加快產(chǎn)品更撕換代的速度．這樣就導(dǎo)致了現(xiàn)代制造業(yè)中多品種、中小批量生產(chǎn)的比重不斷增加。在這樣的情況下，再采用傳統(tǒng)的加工機(jī)床就顯得不合理了．這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①應(yīng)用專(zhuān)用機(jī)床生產(chǎn)線生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、產(chǎn)品不易更新(有時(shí)甚至不可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新)； ②應(yīng)用通用機(jī)床則無(wú)法大幅度地提高生產(chǎn)效率或精確地控制產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)通用機(jī)床也無(wú)法加工一些復(fù)雜度和精度要求很高的小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。相比之下，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)恰恰滿足了這些要求。

1948年美國(guó)帕森斯(P—ns)公司在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢驗(yàn)樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出利用電子計(jì)算機(jī)控制機(jī)床加工復(fù)雜曲線樣板的新概念。1952年帕森斯公司和麻省理工學(xué)院(MIT)伺服機(jī)構(gòu)研究所合作研制成功世界E第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，其數(shù)控系統(tǒng)采用脈沖乘法器原理，全部由電子管元件組成，雖然體積龐大，功能簡(jiǎn)單，但卻意義重大，標(biāo)志著機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入r一個(gè)新的發(fā)展階段。1958年我國(guó)北京機(jī)床研究所和清華大學(xué)開(kāi)始研制數(shù)控機(jī)床，1965年北京第一機(jī)床廠開(kāi)始生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控銑床。

數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了機(jī)床行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)發(fā)展。對(duì)于整個(gè)制造業(yè)來(lái)說(shuō)．由于數(shù)控機(jī)床的大量使用，使得產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期明顯縮短。目前數(shù)控機(jī)床已經(jīng)遍布軍工、航空航天、汽車(chē)、造船、機(jī)車(chē)車(chē)輛、機(jī)床建筑、通用機(jī)械、紡織、輕工、電子等幾乎所有制造行業(yè)。2.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展(1)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展簡(jiǎn)史

1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類(lèi)自g造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類(lèi)在農(nóng)業(yè)，工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類(lèi)進(jìn)^信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。6年后，即在1 952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床上，從而一種新型的用數(shù)字程序控制的機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。這種機(jī)床是一種綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密測(cè)景和機(jī)械設(shè)計(jì)等新技術(shù)的機(jī)電體化典型產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))的自動(dòng)化機(jī)床。計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)代，即1970年的第四代——小型計(jì)算機(jī)，1974年的第五代微處理器和1990年的第六代——基于Pc(國(guó)外稱(chēng)為Pc_based)。

從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過(guò)了50多年的歷程。數(shù)控系統(tǒng)由當(dāng)初的電子管式起步．經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：分立式晶體管式汕規(guī)模集成電路式、大規(guī)模集成電路式、超大規(guī)模集成電路巾型計(jì)算機(jī)式、微機(jī)式的數(shù)控系統(tǒng)。

前三代數(shù)控裝置屬于采用專(zhuān)用控制計(jì)算機(jī)的硬件數(shù)控裝置，一般稱(chēng)為Nc數(shù)控系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代，總體發(fā)展趨勢(shì)是：數(shù)控裝置由Nc向cNc發(fā)展；廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統(tǒng)；提高系統(tǒng)的集成度，縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和功能升級(jí)，滿足不同類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的需要；驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；cNc裝置向人T智能化方向發(fā)展；采用新型的自動(dòng)編程系統(tǒng)；增強(qiáng)通信功能；數(shù)控系統(tǒng)的可靠性不斷提高?？傊瑪?shù)控機(jī)床技術(shù)不斷發(fā)展，功能越來(lái)越完善，使用越來(lái)越方便，可靠性越來(lái)越高，性能價(jià)格比也越來(lái)越高，到1990年，全世界數(shù)控系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)約13萬(wàn)臺(tái)(套)。(2)我國(guó)敷控機(jī)床發(fā)展概況

我國(guó)于1958年研制第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床．發(fā)展過(guò)程大致可分為三大階段：1958～1979年為第一階段，】979～1989年為第二階段t從1989年至今為第三階段。第一階段由于我國(guó)基礎(chǔ)理論研究滯后，相關(guān)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，特別是電子技術(shù)落后．?dāng)?shù)控系統(tǒng)沒(méi)有突破，雖然我國(guó)起步不晚，但發(fā)展不快，20世紀(jì)60～70年代，由于文革等因索，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家差距開(kāi)始拉大。20世紀(jì)70年代國(guó)家組織數(shù)控機(jī)床攻關(guān)，取得一定成效，相繼推出一些數(shù)控機(jī)床品種，但從整體來(lái)看．我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段。第二階段從日、德、美、西先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞、匈、奧、韓等國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解頭了可靠性、穩(wěn)定性問(wèn)題，數(shù)控機(jī)床開(kāi)始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。第三階段國(guó)家從科技攻關(guān)和技術(shù)改造兩方面對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)韭進(jìn)行了重點(diǎn)扶持，并加快了國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。普及型數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成功．為數(shù)控機(jī)床商品化和規(guī)模化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。一些數(shù)控機(jī)床主機(jī)廠組建床身、箱體、主軸、軸套等成組單元，廠內(nèi)組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)水平進(jìn)一步提高。cAD／(1APP／CAM開(kāi)始應(yīng)用，開(kāi)發(fā)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高，奠定了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床進(jìn)^了快速發(fā)展期。2.3數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理

數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)(包含伺服電機(jī)和檢測(cè)反饋裝置)、強(qiáng)電控制柜、機(jī)床本體和各類(lèi)輔助裝置組成。(1)控制介質(zhì)

控制介質(zhì)叉稱(chēng)信息載體，是聯(lián)系人與數(shù)控機(jī)床之間的中間媒介物質(zhì)。反映了數(shù)控加工中的全部信息。數(shù)控機(jī)床的加工程序可以存儲(chǔ)在控制質(zhì)上。常用的控制介質(zhì)有穿孔紙帶、磁帶和磁盤(pán)等。

(2)輸入裝置

輸入裝置的作用是將程序載體(信息載體)上的數(shù)控代碼傳遞并存人數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。

(3)數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，其作用是：從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸入裝置送來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯，運(yùn)算處理后，輸出幾種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。

(4)伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置

伺服單元是cNc和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來(lái)自cNc裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接收指令的不同，伺服單元有脈沖式和模擬式之分，而模擬式伺服單元按電源種類(lèi)叉可分為直流伺服單元和交流伺服單元。伺服單元還包括位置檢測(cè)裝置。位置檢測(cè)裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋到機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中。驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或接規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。

伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可臺(tái)稱(chēng)為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置。cNc裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，所以，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。從某種意義上說(shuō)，數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要取決于cNc裝置，而數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

(5)輔助控制裝置

輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開(kāi)關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)翻譯、邏輯判斷和運(yùn)算，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。這些控制包括主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停指令．刀具的選擇和交換指令．冷卻、潤(rùn)}骨裝置的啟停，工件和機(jī)床部件的松開(kāi)和夾緊，分度工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位分度等開(kāi)關(guān)輔助動(dòng)作。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床已廣泛采用可編程控制器作為輔助控制裝置。

(6)機(jī)廉本體

數(shù)控機(jī)床的本體指其機(jī)械結(jié)構(gòu)宴體。它與傳統(tǒng)的普通機(jī)床相似，但數(shù)控機(jī)床在整體布局、外觀造型、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工具系統(tǒng)及操作機(jī)構(gòu)等方面都發(fā)生了很大的變化。歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：

①采用高性能主軸及主傳動(dòng)部件。

②進(jìn)給傳動(dòng)采用高效傳動(dòng)件。一般采用滾珠絲杠副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。③具有完善的刀具自動(dòng)交換和管理系統(tǒng)。④機(jī)床本身具有很高的動(dòng)、靜剛度。⑤采用全封閉罩殼。由于數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)完成加工的，為了操作安全等因素，一般采用移動(dòng)門(mén)結(jié)構(gòu)的全封閉罩殼．對(duì)機(jī)床的加工部件進(jìn)行全 2.3數(shù)控技術(shù)的復(fù)合化

復(fù)合化包括T序復(fù)合化和功能復(fù)合化。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展已模糊了粗精加工全部工序的概念。加工中心(包括車(chē)削中心、磨削中心、電加工中心等)的出現(xiàn)，又把車(chē)、銑、鏜、鉆等類(lèi)的工序集中到一臺(tái)機(jī)床來(lái)完成，打破了傳統(tǒng)的工序界限和分開(kāi)加工的工藝規(guī)程。一臺(tái)具有自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)交換工作臺(tái)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換立臥主軸頭的鏜銑加1=中心，不僅一次裝卡可以完成鏜、銑、鉆鉸、攻絲和檢驗(yàn)等工序，而且還可以完成箱體五個(gè)面粗精加工的工序。近年來(lái)．又相繼出現(xiàn)了許多跨度更大的功能集中的復(fù)合化數(shù)控機(jī)床。日本池貝鐵工所的TW4LⅡ立式加工中心．由于采用了u軸，亦可進(jìn)行車(chē)加T。東芝機(jī)械的GMc 95立式加工中心，在一根主軸上既可進(jìn)行切削叉可進(jìn)行磨削。美國(guó)sINcNNAIllMlI，AcR()N公司的車(chē)、銑、鏜、鉆偏心孔多用途制造中心，在一臺(tái)車(chē)削中心上不僅可以完成回轉(zhuǎn)體的外圓和端面的車(chē)削加工，還可完成銑平面、鉆斜孔，開(kāi)曲線槽等，使刀具回轉(zhuǎn)的加工中心或膳削中心與工件伺轉(zhuǎn)的車(chē)削中心復(fù)合。如意大利sAFOP的車(chē)、鏜、銑、磨復(fù)合機(jī)床；德國(guó)VOEsl AIjlNT_盯EINNEL公司M30型銑削一車(chē)削復(fù)合中心；ETA公t“('1I。DEMl趼。ER復(fù)合車(chē)一銑機(jī)床。還有成型機(jī)床與切削機(jī)床的復(fù)臺(tái)，如瑞l Raskn的沖孔、成型與激光切割復(fù)合；wHITNE公司等離子加工與沖壓復(fù)合等。在多軸和多軸聯(lián)動(dòng)控制方面，日本的FANucl6系統(tǒng)為2～1 5軸；西門(mén)子880系統(tǒng)控制軸數(shù)達(dá)24軸。

例如：采用軸聯(lián)動(dòng)對(duì)=三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅粗糙度值降低，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)j軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2白3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去圉5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)．使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本太幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小，因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類(lèi)型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含5面加工機(jī)床)的發(fā)展。

在ENo 20。l展會(huì)上，新日本工機(jī)的j面加1二機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可宴現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上宴現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMc公司展出DMuvoutlon系列加工中心，可在一次裝夾完成5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工，由cNc系統(tǒng)控制或CA州CAM直接或間接控制。2.4數(shù)控技術(shù)的開(kāi)放性

為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普艘型個(gè)性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢(shì)是體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性、設(shè)計(jì)生產(chǎn)開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)。例如美國(guó)、歐共體及日本發(fā)展開(kāi)放式數(shù)控的計(jì)劃等。

①為適應(yīng)制造自動(dòng)化的發(fā)展，向FMC’、FMS和CIMS提供基礎(chǔ)設(shè)備，要求數(shù)字控制制造系統(tǒng)不僅能完成通常的加工功能，而且還要具備自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)上下料、自動(dòng)換刀、自動(dòng)更換主軸頭(有時(shí)帶坐標(biāo)變換)、自動(dòng)誤差補(bǔ)償、自動(dòng)診斷、進(jìn)線和聯(lián)網(wǎng)等功能，廣泛地應(yīng)用機(jī)器人、物流系統(tǒng)。

②FMCC，F(xiàn)MSS web bad即d制造及無(wú)圖紙制造技術(shù)。

③圍繞數(shù)控技術(shù)、制造過(guò)程技術(shù)在快速成型，并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床、機(jī)器人化機(jī)床、多功能機(jī)床等整機(jī)方面和高速電主軸、直線電機(jī)、軟件補(bǔ)償精度等單元技術(shù)方面先后有所突破。并聯(lián)桿系結(jié)構(gòu)的新型數(shù)控機(jī)床實(shí)用化。這種虛擬軸數(shù)控機(jī)床．用較件的復(fù)雜性代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)床機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，開(kāi)拓了數(shù)控機(jī)床發(fā)展的新領(lǐng)域。④以計(jì)算機(jī)輔助管理和工程數(shù)據(jù)庫(kù)、因特同等為主體的制造信息支持技術(shù)的智能化決策系統(tǒng)，對(duì)機(jī)械加工中大量信息進(jìn)行存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)處理，應(yīng)用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使機(jī)械加工整體系統(tǒng)趨于資源合理支配并高效地應(yīng)用。⑤由于采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)擻字化阿絡(luò)技術(shù)，機(jī)械加工向虛擬制造的方向發(fā)展。

2.4數(shù)控技術(shù)的先進(jìn)性

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的裝備。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面。

①追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化。如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成。②提高驅(qū)動(dòng)眭能及使用連接方便的智能化。如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載、自動(dòng)選定模型、自整定等。

③簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化。如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等。④還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了白適應(yīng)控制，模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制’學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ?，而且人機(jī)界面極為友好，并具有故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動(dòng)和智能化伺服裝置，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載井自動(dòng)調(diào)整參數(shù)。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題，目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究。如美國(guó)的N(z(The Ne xl Generation workstation／Mache(butyl)、歐共體OSACA“)口easiest鋤Architectures如r(kntr01 wth_nAutornatlon systems)、日本的OSEC(0pen system En??t kern collar)、中國(guó)的ONC(Open N?mal control system鋤)等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和晟終用戶(hù)，通過(guò)政變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象(數(shù)控功能)，形成系列化，并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中．快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的阿絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造成l虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)。在EMO 20。I展中，日本山崎馬扎克(Mask)公司展出的CPC(cylerProducflonc)，智能生產(chǎn)控制中心)，日本隈(OKSMA)機(jī)床公司展出的IT廣場(chǎng)(信息技術(shù)廣場(chǎng))．德國(guó)西門(mén)于(s—ns)公司展出的OME(0釁n Manufactumg EnⅥ?t開(kāi)放制造環(huán)境)等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

開(kāi)放式生產(chǎn)對(duì)于一些資本密集型的從事大型制造，尤其是生產(chǎn)大批量復(fù)雜零件的廠家而言，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)制造更有其特別的意義。阿絡(luò)制造在廣義上表現(xiàn)為使用網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)與企業(yè)間可進(jìn)行跨地域的協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造、信息共享、遠(yuǎn)程監(jiān)控及遠(yuǎn)程服務(wù)，以及企業(yè)內(nèi)部的管理部門(mén)(產(chǎn)、供、銷(xiāo)、人、財(cái)、物等)坡計(jì)部門(mén)(CAD CAPP／CAE／CAM等)、生產(chǎn)部門(mén)(生產(chǎn)監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)管理，刀夾、量具，材料管理．設(shè)備管理等)在網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)支持下進(jìn)行系統(tǒng)集成，通過(guò)T(，／IP通信協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，為制造商提供整套且數(shù)據(jù)信息一致的生產(chǎn)方案，使不同的CW控制程序、編程加工位置以及刀具定位點(diǎn)等數(shù)據(jù)信息得到統(tǒng)一。通過(guò)這樣的網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)傳遞的速度得到極大提高。過(guò)去要幾個(gè)小時(shí)才能完成傳輸?shù)拇蟪绦?，現(xiàn)在只需幾秒鐘即可完成。然而，更為高效的cNc網(wǎng)絡(luò)通信功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于快速傳遞數(shù)據(jù)及信包，通過(guò)連接調(diào)制解調(diào)器與通信軟件，可以實(shí)現(xiàn)(1Nc機(jī)床的遠(yuǎn)程診斷。這樣，一個(gè)技術(shù)人員即使在機(jī)床生產(chǎn)廠家的辦公室，也可以通過(guò)遠(yuǎn)程診斷對(duì)遠(yuǎn)程的cNc機(jī)床進(jìn)行實(shí)時(shí)問(wèn)題診斷，及時(shí)做出央定，并直接發(fā)出指令進(jìn)行調(diào)整。這一切操作都無(wú)需親臨工作現(xiàn)場(chǎng)。采用TCP／IP通信協(xié)泌進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信還有一個(gè)基本條件就是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的操作平臺(tái)最好是WMDO平臺(tái)，傳統(tǒng)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)要做到這一點(diǎn)是很困難的，而第六代數(shù)控系統(tǒng)可咀滿足網(wǎng)絡(luò)制造的諸多要求。

數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趟勢(shì)：一方面從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加_[巾心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC，F(xiàn)MS、FIL、FML)向面(T段車(chē)間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展；另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。黍性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開(kāi)拓、完善；cNc單機(jī)向高精度、高速度和高柔眭方向發(fā)展：數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)能方便地與cAD、(nM、cAPP、MTs)聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開(kāi)放、集成和智能化方向發(fā)展。3國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與國(guó)際先進(jìn)水平差距逐漸縮小

數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展經(jīng)歷了30年跌宕起伏，已經(jīng)由成長(zhǎng)期進(jìn)入了成熟期，可提供市場(chǎng)1,500種數(shù)控機(jī)床，覆蓋超重型機(jī)床、高精度機(jī)床、特種加工機(jī)床、鍛壓設(shè)備、前沿高技術(shù)機(jī)床等領(lǐng)域，產(chǎn)品種類(lèi)可與日、德、意、美等國(guó)并駕齊驅(qū)。特別是在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、數(shù)控超重型機(jī)床、立式臥式加工中心、數(shù)控車(chē)床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床領(lǐng)域部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。其中，五軸(坐標(biāo))聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是數(shù)控機(jī)床技術(shù)的制高點(diǎn)標(biāo)志之一。它集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動(dòng)化加工，是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門(mén)迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，其加工效率相當(dāng)于2 臺(tái)三軸機(jī)床，甚至可以完全省去某些大型自動(dòng)化生產(chǎn)線的投資，大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉(zhuǎn)運(yùn)輸時(shí)間及費(fèi)用。國(guó)產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床品種日趨增多，國(guó)際強(qiáng)手對(duì)中國(guó)限制的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心、五軸數(shù)控銑床、五軸龍門(mén)銑床、五軸落地銑鏜床等均在國(guó)內(nèi)研制成功，改變了國(guó)際強(qiáng)手對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的壟斷局面。3.2國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床存在的問(wèn)題

由于中國(guó)技術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)還比較落后，數(shù)控機(jī)床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距還是很大，尤其是數(shù)控系統(tǒng)的控制可靠性還較差，數(shù)控產(chǎn)業(yè)尚未真正形成。因此加速進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān)，盡快建成與完善數(shù)控機(jī)床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。目前主要問(wèn)題有： 3.3核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)—數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)和各種開(kāi)關(guān)、傳感器構(gòu)成，中國(guó)90%需要國(guó)外進(jìn)口。如在上海設(shè)廠的德國(guó)吉特邁集團(tuán)和意大利利雅路機(jī)床集團(tuán)，在煙臺(tái)建廠的韓國(guó)大宇綜合機(jī)械株式會(huì)社，所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國(guó)內(nèi)能做的中、高端數(shù)控機(jī)床，更多處于組裝和制造環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術(shù)。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴(lài)進(jìn)口，國(guó)內(nèi)真正大而強(qiáng)的企業(yè)并不多。目前世界最大的3 家廠商是：日本發(fā)那客、德國(guó)西門(mén)子、日本三菱；其余還有法國(guó)扭姆、西班牙凡高等。國(guó)內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國(guó)內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控近幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯(cuò)，但在電器硬件方面還需進(jìn)一步提高。目前國(guó)內(nèi)一些大廠還沒(méi)有采用華中數(shù)控的。數(shù)控功能部件是另外一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。某種意義上說(shuō)，功能部件將構(gòu)筑21世紀(jì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床。功能部件的性能和價(jià)格決定了數(shù)控機(jī)床的性能和價(jià)格。功能部件不是機(jī)床附件，它是數(shù)控機(jī)床的核心代表。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的主要故障大多出在功能部件上，它是影響國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床使用的主要根源。從國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)和使用來(lái)看，功能部件急需技術(shù)攻關(guān)。特別在數(shù)控刀具滯后現(xiàn)象反映相當(dāng)強(qiáng)烈。國(guó)產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性等方面差距明顯，無(wú)論在品種、性能和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶(hù)要求。由于國(guó)產(chǎn)刀具品種少、壽命低，嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床效率的發(fā)揮。調(diào)研企業(yè)進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床，配用大量進(jìn)口數(shù)控刀具，由于價(jià)格昂貴，用戶(hù)不堪負(fù)擔(dān)。數(shù)控立、臥回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，數(shù)控分度盤(pán)和數(shù)控電動(dòng)刀架等數(shù)控功能部件市場(chǎng)中海外商家也稍勝一籌。

3.4民族品牌與國(guó)際品牌差距明顯

2004年6月一份廣東機(jī)床用戶(hù)的抽查情況透露，在數(shù)控機(jī)床的各個(gè)品牌之中，用戶(hù)對(duì)歐洲、日本、美國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣等數(shù)控機(jī)床品牌的關(guān)注度已占全部市場(chǎng)的60%以上。品牌知名度上的差距，導(dǎo)致用戶(hù)在選擇加工設(shè)備時(shí)把更多的機(jī)會(huì)給了海外數(shù)控機(jī)床行業(yè)的一些“實(shí)力派”。如哈爾濱某發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限公司的缸體生產(chǎn)線是一條全自動(dòng)加工線，其粗加工選用韓國(guó)大宇重工的專(zhuān)機(jī)自動(dòng)線，精加工則選用了英國(guó)CROSS HULLE公司的專(zhuān)機(jī)自動(dòng)線，缸蓋加工線是由德國(guó)Cross.Huller公司制造的高速加工中心和專(zhuān)機(jī)自動(dòng)線、德國(guó)產(chǎn)的全自動(dòng)在線測(cè)量機(jī)、日本產(chǎn)的全自動(dòng)密封檢測(cè)機(jī)和清洗機(jī)組成的。曲軸生產(chǎn)線為全自動(dòng)柔性流水生產(chǎn)線，精加工線由日本的數(shù)控高速CBN 磨床、動(dòng)平衡機(jī)、拋光機(jī)等組成。3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場(chǎng)脫節(jié)

適銷(xiāo)對(duì)路的產(chǎn)品是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的根本。技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)品滿足市場(chǎng)需要的關(guān)鍵。多數(shù)企業(yè)在確定數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目上沒(méi)有突出重點(diǎn)，市場(chǎng)定位不明確，不能集中力量，突破重點(diǎn)，帶動(dòng)整體，項(xiàng)目安排帶有盲目性。首先，盲目跟隨國(guó)際技術(shù)潮流增加生產(chǎn)能力。數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)本身的水平關(guān)鍵要看創(chuàng)新能力、人員素質(zhì)和企業(yè)素質(zhì)的提高。近年來(lái)的改制、改組已有一些初步成效，來(lái)之不易。在面對(duì)市場(chǎng)需求增加的同時(shí)，還是要清醒看市場(chǎng)，穩(wěn)妥求發(fā)展，還是要抓前、抓后(即抓開(kāi)發(fā)、抓銷(xiāo)售、抓質(zhì)量、抓服務(wù))，慎重抓能力。中國(guó)要成為制造市場(chǎng)，而不是加工市場(chǎng)，機(jī)床行業(yè)也應(yīng)正確看待這個(gè)問(wèn)題。否則就造成科技攻關(guān)的新產(chǎn)品差距仍然很大，浪費(fèi)了有限的人力物力；其次技術(shù)創(chuàng)新取得成果后，缺乏市場(chǎng)化的全面安排，質(zhì)量保證體系的不健全，尚未制定相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，制造工藝研究嚴(yán)重滯后。造成數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)占有率逐年下降；再次，不重視質(zhì)量和服務(wù)。機(jī)床行業(yè)是第1 個(gè)提出質(zhì)量承諾聲明的行業(yè)，在市場(chǎng)好轉(zhuǎn)的時(shí)候，企業(yè)對(duì)質(zhì)量和服務(wù)更要重視，對(duì)用戶(hù)更加周到和熱情，一個(gè)企業(yè)的品牌往往是在市場(chǎng)好的時(shí)候樹(shù)立的，也往往是在市場(chǎng)好的時(shí)期丟掉的。3.6缺乏先進(jìn)的管理機(jī)制

多數(shù)企業(yè)都受到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)缺乏動(dòng)力、自我約束機(jī)制不健全、勞動(dòng)生產(chǎn)率低下等問(wèn)題的嚴(yán)重困擾。適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需求的以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系尚未形成，缺乏吸引高層次、高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，無(wú)法有效整合相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和資源優(yōu)勢(shì)，形成合力開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)，共同打造技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。所以必須按照經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求，建立以公司法人為主要內(nèi)容的現(xiàn)代企業(yè)制度。真正確立以用戶(hù)為中心的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)觀念，認(rèn)真調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。真正讓市場(chǎng)在資源配置中起基礎(chǔ)作用。4國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床大致發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在以下幾方面：

4.1智能、高速、高精度化

新一代數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件(如電主軸、直線電機(jī)、LM直線滾動(dòng)系統(tǒng)等)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15,000r/min以上。計(jì)算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來(lái)越大，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來(lái)了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。一臺(tái)機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005 mm(ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法)，就是一臺(tái)高精度機(jī)床，在0.005mm(ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法)以下，就是超高精度機(jī)床。高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造(CAM)系統(tǒng)的發(fā)展，精密度已達(dá)到微米級(jí)。4.2設(shè)計(jì)、制造綠色化

綠色設(shè)計(jì)是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和回收等整個(gè)生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、制造及其活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：綠色材料設(shè)計(jì)；可拆卸性設(shè)計(jì)；節(jié)能性設(shè)計(jì)；可回收性設(shè)計(jì)；模塊化設(shè)計(jì)；綠色包裝設(shè)計(jì)等。綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過(guò)綠色生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床在制造時(shí)要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計(jì)；節(jié)約能源的工藝設(shè)計(jì)；環(huán)保型工藝設(shè)計(jì)等。隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，尤其是國(guó)內(nèi)改革開(kāi)放以來(lái)工業(yè)化程度的加快，所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，環(huán)境保護(hù)的呼聲越來(lái)越高，環(huán)保問(wèn)題已經(jīng)成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。數(shù)控機(jī)床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應(yīng)環(huán)保趨勢(shì)，加大綠色設(shè)計(jì)與制造的研制，將是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要要素之一。

4.3復(fù)合化與系統(tǒng)化

工件一次裝夾，能進(jìn)行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機(jī)床一貫追求的。由于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期愈來(lái)愈短，對(duì)制造速度的要求也相應(yīng)提高，機(jī)床也朝高效能發(fā)展。機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺(tái)電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對(duì)外觀曲線要求的提高，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

4.4.1數(shù)控系統(tǒng)向開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展

計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)控技術(shù)更快地更新?lián)Q代。許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用Pc機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可以較容易地實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。，開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級(jí)和更新變得更加簡(jiǎn)單快捷。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對(duì)外開(kāi)放的．?dāng)?shù)控系統(tǒng)制造商和用戶(hù)可以根據(jù)這些開(kāi)放的資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，同時(shí)它也為用戶(hù)根據(jù)實(shí)際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來(lái)極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。同時(shí)，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級(jí)而升級(jí)，而結(jié)構(gòu)可以保持不變。4.4.2數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展

①傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)，如FANUCO系統(tǒng)、MITSTJBISHI M50系統(tǒng)、SIN.MERlK 810M,7／c系統(tǒng)等，是一種專(zhuān)用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。目前，這類(lèi)系統(tǒng)還是占領(lǐng)了制造業(yè)的大部分市場(chǎng)。但由于開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的市場(chǎng)正在受到挑戰(zhàn)，已逐漸減小。②“Pc嵌人NC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，如FANUCO和16l、SINUMERZ840D、Nutr-1060、AB 9／：360等，是數(shù)控軟件技術(shù)和當(dāng)今計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源相結(jié)合開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品．具有一定的開(kāi)放性。但它的Nc部分仍然是傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，用戶(hù)無(wú)法介人數(shù)控系統(tǒng)的核心。這類(lèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大，價(jià)格昂貴。

⑧“NC嵌人PC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。它由開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制卡和Pc機(jī)共同構(gòu)成。這種運(yùn)動(dòng)控制卡通常選用高速DSF’作為CPU，具有很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制和PLC控制能力。它本身就是一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)，可以單獨(dú)使用。它開(kāi)放的函數(shù)庫(kù)供用戶(hù)在Windows臺(tái)下自行開(kāi)發(fā)構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)，因而，這種開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制卡被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域。

④SOFT型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。這是一種最新開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。它提供給用戶(hù)最大的選擇和靈活性，它的cNc軟件全部裝在計(jì)算機(jī)中，而硬件部分僅是計(jì)算機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)和外部I／O之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口。就像計(jì)算機(jī)中可以安裝各種品牌的聲卡和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序一樣。用戶(hù)可以在Windows NT平臺(tái)上，利用開(kāi)放的cNc內(nèi)核開(kāi)發(fā)所需的各種功能，構(gòu)成各種類(lèi)型的高性能數(shù)控系統(tǒng)，與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，SO訂型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性能價(jià)格比，因而最有生命力。通過(guò)軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)。其典型產(chǎn)品有美國(guó)MDSI公司的Open cNc、德國(guó)P0werAutomatlon公司的P．～8000 NT等。

4.4.3數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展 隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ?，而且人機(jī)界面極為友好，并具有故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術(shù)與制造技術(shù)融為一體。在制造過(guò)程中，加工、檢測(cè)一體化是實(shí)現(xiàn)快速制造、快速檢測(cè)和快速響應(yīng)的有效途徑，已形成將測(cè)量(M?㈣nt)、建模(Modelling)、加_I=(M衄u?tIldng)、機(jī)器操作(M刪pulator)四者(即4M)融合在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)信息共享．促進(jìn)測(cè)量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統(tǒng)。4.4.4數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其他控制系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部．這就是所謂的I㈣i[erl∥Intranet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱(chēng)“e一制造”，是機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國(guó)際先進(jìn)機(jī)床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)用戶(hù)在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時(shí)要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。為模具車(chē)間利用Inkmet技術(shù)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)化控制數(shù)控加工．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)一步促進(jìn)了柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMCC、FMS、rrL、FML)向面(工段車(chē)間獨(dú)立制造島、FA)、體(c[MS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)，同時(shí)注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開(kāi)拓、完善，能方便地與cAD、CAM、cAPF。、MiX3聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開(kāi)放、集成和智能化方向發(fā)展。4.4.5數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展 隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的日趨廣泛，數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標(biāo)。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠而言，如果要求在16h內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率在99％以上，則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間(MTBF)就必須大于3000h。如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：l(數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí))，數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333 3h，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF就必須大于105h。對(duì)整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。

4.4.6數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展

在零件加工過(guò)程中，有大量的無(wú)用時(shí)間消耗在工件搬運(yùn)、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升速、降速上，為了盡可能降低這些無(wú)用時(shí)間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺(tái)機(jī)床上，因此，具有復(fù)合功能的機(jī)床成為近年來(lái)發(fā)展很快的機(jī)種。柔性制造范疇的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序自動(dòng)進(jìn)行同一類(lèi)工藝方法或不同類(lèi)工藝方法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。4.7.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動(dòng)化方向發(fā)展

在加工自由曲面時(shí)，三軸聯(lián)動(dòng)控制的機(jī)床無(wú)法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進(jìn)而對(duì)工件的加工質(zhì)量造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡(jiǎn)單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過(guò)程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率．因此．多軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。CNC裝置的工作原理

CNC裝置在其硬件環(huán)境支持下，按照系統(tǒng)監(jiān)控軟件的控制邏輯．對(duì)輸人、譯碼、刀具補(bǔ)償、速度規(guī)劃、插補(bǔ)運(yùn)算、位置控制、L／O接口處理、顯示和診斷等方面進(jìn)行控制。cNc裝置的主要工作包括以下內(nèi)容。5.1輸入

輸人cNc裝置的有零件程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)。輸人的形式有光電閱讀機(jī)輸人、鍵盤(pán)輸入、磁盤(pán)輸入、連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC接口輸人、網(wǎng)絡(luò)輸人。從CNC裝置的工作方式看，有存儲(chǔ)器輸人工作方式和MDI(M皿ud DirectInput，手工直接輸人)工作方式。cNc裝置在輸入過(guò)程中通常還要完成無(wú)效碼刪除、代碼校驗(yàn)和代碼轉(zhuǎn)換等工作。

5.2譯碼

不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲(chǔ)器輸入方式下，都是將零件程序以一個(gè)程序段為單位進(jìn)行處理的，把其中的各種零件輪廓信息(如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓弧等)、加工速度信息(F代碼)和其他輔助信息(M、S、T代碼等)按照一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專(zhuān)用單元。在譯碼的過(guò)程中．還完成對(duì)程序段的語(yǔ)法檢查，發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤便立即報(bào)警。5.3插補(bǔ)

插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”(擬合)。插補(bǔ)程序在每個(gè)插補(bǔ)周期運(yùn)行一次，在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)，根據(jù)指令進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過(guò)若干次插補(bǔ)周期后，插補(bǔ)加工完一個(gè)程序段軌跡，即完成從程序段起點(diǎn)到終點(diǎn)的“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”工作。5.4進(jìn)給速度處理

編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來(lái)計(jì)算各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的分速度。在有些CNC裝置中，對(duì)于機(jī)床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動(dòng)加減速等也在這里處理。5.5刀具補(bǔ)償

刀具補(bǔ)償包括刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。通常，CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補(bǔ)償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。目前，在比較好的CNC裝置中，刀具補(bǔ)償還包括程序段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接和過(guò)切削判別，就是所謂的c刀具補(bǔ)償。

5.6位置控制

位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部分工作可以由軟件實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件完成。它的主要任務(wù)是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將理論位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電機(jī)。在位置控制中，通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。5.7顯示

CNC裝置的顯示主要是為操作者提供方便，通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警顯示等。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖形顯示。

5.8 IO處理

主要處理CNC裝置面板開(kāi)關(guān)信號(hào)、機(jī)床電氣信號(hào)的輸入、輸出和控制(如換刀、換擋、冷卻等)。

5.9診斷 現(xiàn)代CNC裝置都具有聯(lián)機(jī)和脫機(jī)診斷的能力。聯(lián)機(jī)診斷是指CNC裝置中的自診斷程序，隨時(shí)檢查不正確的事件。脫機(jī)診斷是指系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的診斷，CNC裝置配備有各種脫機(jī)診斷程序，以檢查存儲(chǔ)器、外圍設(shè)備(CRT、閱讀機(jī)、穿孔機(jī))、L，O接口等。脫機(jī)診斷指采用遠(yuǎn)程通信方式，即所謂的遠(yuǎn)程診斷，把用戶(hù)的CNC通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信診斷中心的計(jì)算機(jī)相連，對(duì)CNC裝置進(jìn)行診斷、故障定位和修復(fù)。6 CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)

CNC裝置是在硬件支持下，通過(guò)系統(tǒng)軟件控制進(jìn)行工作的，其控制功能在相當(dāng)程度上取決于硬件結(jié)構(gòu)。硬件結(jié)構(gòu)根據(jù)控制功能的復(fù)雜程度，可分別采用單處理器結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)。數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，按CNC裝置中各電路板的插接方式，可分為大板式結(jié)構(gòu)和功能模塊式結(jié)構(gòu)；按微處理器的個(gè)數(shù)，可分為單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)；按硬件的制造方式．可分為專(zhuān)用型結(jié)構(gòu)和個(gè)人計(jì)算機(jī)式結(jié)構(gòu)；按CNC裝置的開(kāi)放程度，可分為封閉式結(jié)構(gòu)、Pc嵌入NC式結(jié)構(gòu)、NC嵌入PC式結(jié)構(gòu)和軟件型開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。6.1單微處理器結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)

所謂單微處理器結(jié)構(gòu)，是指在cNc裝置中只有一只微處理器(CPU)，工作方式是集中控制，分時(shí)處理數(shù)控系統(tǒng)的各項(xiàng)任務(wù)，如存儲(chǔ)、插補(bǔ)運(yùn)算、輸人／輸出控制、CRT顯示等。某些CNC：裝置中雖然用了兩個(gè)以上的CPU．但能夠控制系統(tǒng)總線的只是其中的一個(gè)CPI_F，它獨(dú)占總線資源，通過(guò)總線與存儲(chǔ)器、輸入輸出控制等各種接口相連。其他的CPU則作為專(zhuān)用的智能部件，不能控制總線，也不能訪問(wèn)存儲(chǔ)器。這是一種主從結(jié)構(gòu)，故被歸納于單微處理器結(jié)構(gòu)中。單微處理器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。單微處理器結(jié)構(gòu)的cNc裝置可劃分為計(jì)算機(jī)部分、位置控制部分、數(shù)據(jù)輸入／輸出接口及外圍設(shè)備。微處理器CPU是CNC裝置的核心，CPU執(zhí)行系統(tǒng)程序，首先讀取工件加工程序，對(duì)加工程序段進(jìn)行譯碼和數(shù)據(jù)處理，然后根據(jù)處理后得到的指令，進(jìn)行對(duì)該加工程序段的實(shí)時(shí)插補(bǔ)和機(jī)床位置伺服控制；它還將輔助動(dòng)作指令通過(guò)可編程控制器(PLC)送到機(jī)床，同時(shí)接收由PLC返回的機(jī)床各部分信息并予以處理，以決定下一步的操作。6.2位置控制部分包括位置控制單元和速度控制單元

位置控制單元接收經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算得到的每一個(gè)坐標(biāo)軸在單位時(shí)間間隔內(nèi)的位移量，控制伺服電機(jī)工作，并根據(jù)接收到的實(shí)際位置反饋信號(hào)。修正位置指令．實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確控制。同時(shí)產(chǎn)生速度指令送往速度控制單元，速度控制單元將速度指令與速度反饋信號(hào)相比較，修正速度指令，用其差值去控秘伺服電機(jī)，使其以恒定速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

數(shù)據(jù)輸入／輸出接口與外圍設(shè)備是CNC裝置與操作者之間交換信息的橋梁。例如，通過(guò)MDI方式或串行通信，可將工件加工程序送人CNC裝置；通過(guò)CRT顯示器，可以顯示工件的加工程序和其他信息。在單微處理器結(jié)構(gòu)中，由于僅由一個(gè)微處理器進(jìn)行集中控制，故其功能將受CPU字長(zhǎng)、數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)、尋址能力和運(yùn)算速度等因素的限制。如果插補(bǔ)等功能由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，則數(shù)控功能的實(shí)現(xiàn)與處理速度就成為突出的矛盾。解決矛盾的措施可以有：增加浮點(diǎn)協(xié)處理器、采用帶有CPU的PL和CRT等智能部件。7 新型功能部件

為了提高數(shù)控機(jī)床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：

a.高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動(dòng)機(jī)與主軸部件的集成，具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無(wú)級(jí)調(diào)速等一系列優(yōu)點(diǎn)，在各種新型數(shù)控機(jī)床中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用；

b.直線電動(dòng)機(jī)：近年來(lái)，直線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，雖然其價(jià)格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負(fù)載變化擾動(dòng)、熱變形補(bǔ)償、隔磁和防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能有了提高。如：西門(mén)子公司生產(chǎn)的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動(dòng)機(jī)已開(kāi)始廣泛應(yīng)用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機(jī)床以及動(dòng)態(tài)性能和運(yùn)動(dòng)精度要求高的機(jī)床等；德國(guó)EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅(qū)動(dòng)均采用兩個(gè)直線電動(dòng)機(jī)； c.電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿的集成，可以大大簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，具有傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點(diǎn)。8結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文的論述可見(jiàn)，目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶(hù)，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)，以及數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

致謝

畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)畢業(yè)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)、歸納、深化的過(guò)程，其中包含了我們需要時(shí)時(shí)加強(qiáng)的東西：分析解決問(wèn)題能力、查閱文獻(xiàn)的能力、統(tǒng)籌編輯的能力、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的能力等等。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的數(shù)月期間，我得到了導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，特別是在課題的程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)其中的各種技術(shù)問(wèn)題和疑惑，導(dǎo)師都花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力一一為我解答，讓我在這個(gè)過(guò)程中對(duì)數(shù)控機(jī)床控制等多方面的知識(shí)有了一次新的深入的學(xué)習(xí)和全面的提升，并能夠逐漸將課本上所學(xué)的理論知識(shí)與工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，從而為以后步入社會(huì)解決工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ)。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x！

在課題的研究設(shè)計(jì)期間，學(xué)院、圖書(shū)館為我們提供了良好的學(xué)習(xí)和靜心研究的環(huán)境，同組成員也給予了我很多幫助與支持，在這里一同表示感謝：沒(méi)有你們的支持、幫助和鼓勵(lì)，我很難拿出這樣的一份最終作品。當(dāng)然由于時(shí)間和知識(shí)水平所限，論文中不可避免會(huì)出現(xiàn)紕漏和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位審閱老師悉心指正，在此不勝感激。參考文獻(xiàn)

[1] 王立新.淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào).2007.[2] 董淳.數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化.2006.[3] 張亞力.簡(jiǎn)述數(shù)控發(fā)展的新趨勢(shì)[J].國(guó)土資源高等職業(yè)教育研究.2005.[4] 陳芳.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和途徑[J].科技資訊.2008.[5] 唐懷斌.工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢(shì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,1996.[7] 馬國(guó)華監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.3 [8] 中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：18-20.[9] 梁訓(xùn)王宣 ,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：21-28.[10] 中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)控系統(tǒng)分會(huì).CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng).[11] 楊學(xué)桐，李冬茹，何文立，等?距世紀(jì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究［M］.北京：國(guó)家機(jī)械工業(yè)局，2000.[12] 劉助柏．知識(shí)創(chuàng)新思維方法論．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [13] 高鐘毓．機(jī)電控制工程．北京：清華大學(xué)出版社，2002．

第四篇：數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

趙 學(xué) 明

（廣東工業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510006）

摘要：現(xiàn)在世界上很多發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)功能已經(jīng)非常強(qiáng)大，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界先進(jìn)技術(shù)的興起和不斷成熟，對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在不斷采用最新成果，朝著高速化、超精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性與環(huán)保等方向發(fā)展。

關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床、技術(shù)、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)

引言

從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。1 數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)單介紹

車(chē)、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等都是機(jī)械加工方法，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱(chēng)為機(jī)床，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過(guò)來(lái)的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。數(shù)控系統(tǒng)是由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開(kāi)關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界上最大的三家廠商是：日本法拉克、德國(guó)西門(mén)子、日本三菱；其余還有法國(guó)扭姆、西

班牙凡高等。國(guó)內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。從目前來(lái)看，我們國(guó)家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)就在數(shù)控系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛才開(kāi)始，產(chǎn)業(yè)化、質(zhì)量、技術(shù)水平一般，故障率比較高，質(zhì)量精度一般。因此，高檔次的數(shù)控系統(tǒng)全都是依賴(lài)進(jìn)口，每年國(guó)家需要在此方面花費(fèi)大量的外匯。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝數(shù)控系統(tǒng)這么簡(jiǎn)單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫(kù)，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說(shuō)的數(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車(chē)床和加工中心。我國(guó)數(shù)控機(jī)床的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

近6年來(lái)我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量一直處于持續(xù)地以年均增長(zhǎng)超過(guò)30％快速發(fā)展，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)2004年數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量為51860臺(tái)，同比年增長(zhǎng)40.8％，數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)量約70000余臺(tái)，同比年增長(zhǎng)約30％。數(shù)控機(jī)床需求的旺盛也促進(jìn)了2004年內(nèi)新建的三資和民營(yíng)機(jī)床廠以及數(shù)控機(jī)床品種的明顯增加。但是，另一方面進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床數(shù)量也在逐年同步增加，而且進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)額的增長(zhǎng)趨勢(shì)更快。2004年數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口數(shù)量同比年增長(zhǎng)30％，而進(jìn)口消費(fèi)額的增長(zhǎng)卻達(dá)52％，從而導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)消費(fèi)額中的所占比例已不足30％。之所以出現(xiàn)這一現(xiàn)象，其主要原因在于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)技術(shù)和附加值高的高效精密數(shù)控機(jī)床和高性能大重型數(shù)控機(jī)床需求增長(zhǎng)，要依靠進(jìn)口解決。大量的高檔數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口，主要由于以下三個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的需求：高新技術(shù)和國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域；重大基礎(chǔ)裝備制造領(lǐng)域。國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域等。因此，對(duì)于高速超精密數(shù)控機(jī)床，國(guó)內(nèi)還是欠缺的，主要依賴(lài)進(jìn)口。

但是最近幾年國(guó)家也加大了對(duì)數(shù)控機(jī)床研發(fā)的大力支持。科技部將為數(shù)控機(jī)床專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)投入2億元，主要圍繞數(shù)控設(shè)備支撐技術(shù)和航天、交通、能源等方面需要的超大型超精密加工設(shè)備。第一個(gè)建立在企業(yè)的數(shù)控機(jī)床國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)進(jìn)入審批階段。科技部還將組織重大專(zhuān)項(xiàng)研究，在關(guān)鍵功能部件等配套技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)上取得核心技術(shù)。國(guó)家的政策支持，產(chǎn)業(yè)扶持，這是數(shù)控機(jī)床業(yè)的春天，將會(huì)促進(jìn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床朝向世界頂級(jí)技術(shù)邁進(jìn)。3 數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)高速度與超精度化

速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。高速度、超精度加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)

將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。特別是在超高速切削、超精密加工技術(shù)的實(shí)施中，對(duì)機(jī)床各坐標(biāo)軸位移速度和定位精度提出了更高的要求；另外，這兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)又是相互制約的，也就是說(shuō)要求位移速度越高，定位精度就越難提高。

目前，在超高速加工中，車(chē)削和銑削的切削速度已達(dá)到5000～8000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá)10萬(wàn)轉(zhuǎn)/分)以上；工作臺(tái)的移動(dòng)速度(進(jìn)給速度)：在分辨率為l微米時(shí)，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率為0.1um時(shí)，在24m/min以上；自動(dòng)換刀速度在1秒以?xún)?nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12m/min。

在加工精度方面，近10年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10um 提高到5um，精密級(jí)加工中心則從3～5um，提高到1～1．5um,并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0．01um)。2 高可靠性

隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機(jī)床制造商追求的目標(biāo)。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠而言，如果要求在l6小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率在P(t)>99％以上，則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間MTBF就必須大于3000小時(shí)。我們只對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床而言，如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為l0：1(數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí))。此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333．3小時(shí)，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF就必須大于l0萬(wàn)小時(shí)。當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30000小時(shí)以上，但是，可以看到距理想的目標(biāo)還有差距。多功能化

在零件加工過(guò)程中有大量的無(wú)用時(shí)間消耗在工件搬運(yùn)、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無(wú)用時(shí)間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺(tái)機(jī)床上，因此數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能，以最大限度地提高設(shè)備利用率。另外前臺(tái)加工、后臺(tái)編輯的前后臺(tái)功能，充分提高其工作效率和機(jī)床利用率。數(shù)控機(jī)床還具有更高的通訊功能，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床除具有通信口，DNC功能外，還具有網(wǎng)絡(luò)功能。多軸化

隨著5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)，由于在加工自由曲面時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡(jiǎn)單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過(guò)程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3軸聯(lián)動(dòng)控制的機(jī)床無(wú)法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參與切削，因此，5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床以其無(wú)可替代的性能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開(kāi)發(fā)和競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化，主要指機(jī)床通過(guò)所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控機(jī)床一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，是機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國(guó)際先進(jìn)機(jī)床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。

隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)用戶(hù)在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時(shí)要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。機(jī)械制造企業(yè)在普遍采用CAD/CAM的基礎(chǔ)上，越加廣泛地使用數(shù)控加工設(shè)備。數(shù)控應(yīng)用軟件日趨豐富和具有“人性化”。虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造等高端技術(shù)也越來(lái)越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過(guò)軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代機(jī)床發(fā)展的重要趨勢(shì)。在數(shù)字制造的目標(biāo)下，通過(guò)流程再造和信息化改造，ERP等一批先進(jìn)企業(yè)管理軟件已經(jīng)脫穎而出，為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益。柔性化、智能化

數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車(chē)間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開(kāi)拓、完善；CNC單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展；數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開(kāi)放、集成和智能化方向發(fā)展。

智能化是21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過(guò)程中模擬人類(lèi)專(zhuān)家的智能活動(dòng)，以解決加工過(guò)程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問(wèn)題。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作的智能化，如智能化的自動(dòng)編程，智能化的人機(jī)界面等；智能診斷、智能監(jiān)控，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。世界上正在進(jìn)行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會(huì)針對(duì)鉆削的智能加工方案具有代表性。

21世紀(jì)的金切機(jī)床必須把環(huán)保和節(jié)能放在重要位置，即要實(shí)現(xiàn)切削加工工藝的綠色化。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上，這主要是因?yàn)榍邢饕杭任廴经h(huán)境和危害工人健康，又增加資源和能源的消耗。干切削一般是在大氣氛圍中進(jìn)行，但也包括在特殊氣體氛圍中(氮?dú)庵?、冷風(fēng)中或采用干式靜電冷卻技術(shù))不使用切削液進(jìn)行的切削。不過(guò)，對(duì)于某些加工方式和工件組合，完全不使用切削液的干切削目前尚難與實(shí)際應(yīng)用，故又出現(xiàn)了使用極微量潤(rùn)滑(MQL)的準(zhǔn)干切削。對(duì)于面向多種加工方法/工件組合的加工中心之類(lèi)的機(jī)床來(lái)說(shuō)，主要是采用準(zhǔn)干切削，通常是讓極微量的切削油與壓縮空氣的混合物經(jīng)由機(jī)床主軸與工具內(nèi)的中空通道噴向切削區(qū)。在各類(lèi)金切機(jī)床中，采用干切削最多的是滾齒機(jī)。結(jié)束語(yǔ)

總之，數(shù)控(NC)機(jī)床技術(shù)已成為制造技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件，促使制造業(yè)向著高效、優(yōu)質(zhì)以及人性化的方向發(fā)展。為了滿足制造技術(shù)不斷發(fā)展的需要，NC機(jī)床將朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、數(shù)字化的方向發(fā)展。今后，隨著計(jì)算技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料和機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的研究和科技的進(jìn)步，也必將面臨著新的挑戰(zhàn)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用 制造業(yè)將迎來(lái)一次足以撼動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)模式的深刻革命。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊學(xué)桐，李冬茹，何文立等．距世紀(jì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究[M ]．北京：

國(guó)家機(jī)械工業(yè)局，2000．

[2] 王貴明。數(shù)控實(shí)用技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.[3] 惠延波，沙杰等．加工中心的數(shù)控編程與操作技術(shù)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出

版社，2003.[4] 王侃夫．?dāng)?shù)控機(jī)床控制技術(shù)與系統(tǒng)[M],北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

[5] 黃金秋．基于開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的高性能系統(tǒng)的研制[J]．制造技術(shù)與機(jī)床，1998(8)

[6] 曹鳳．微機(jī)數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用[M]．成都：電子科技大學(xué)出版社，2000．

第五篇：畢業(yè)設(shè)計(jì) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程與趨勢(shì)

永城職業(yè)學(xué)院 畢 業(yè) 論 文

題 目： 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程及趨勢(shì) 年 級(jí)： 09級(jí) 學(xué) 號(hào)： 2009043055 姓 名： 張中興 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)電一體化 指導(dǎo)教師： 王丹

2011 年 9 月 22 日

永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程及趨勢(shì)

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程及趨勢(shì)

摘 要

數(shù)控技術(shù)是以數(shù)字量編程實(shí)現(xiàn)控制機(jī)械或其他設(shè)備自動(dòng)工作技術(shù)。有關(guān)資料表明，目前我國(guó)機(jī)床總擁有量為378萬(wàn)臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床只有8萬(wàn)多臺(tái)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)等制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)床數(shù)控化率20%以上的水平“主要表現(xiàn)在設(shè)備老化陳舊、自動(dòng)化水平低、技術(shù)水平落后、勞動(dòng)生產(chǎn)率低，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)力的發(fā)展“采用先進(jìn)的工藝設(shè)備，逐步增加數(shù)控機(jī)床所占比重，已經(jīng)成為我國(guó)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，也是企業(yè)走出困境提升水平，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的必由之路“提高。這種數(shù)控系統(tǒng)由于功能適宜，價(jià)格便宜，用它來(lái)改造車(chē)床，投資少、見(jiàn)效快，成為我國(guó)“七五”、“八五”重點(diǎn)推廣的新技術(shù)之一。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床，對(duì)于保證和提高被加工零件的精度，主要依靠?jī)煞矫鎭?lái)實(shí)現(xiàn)：一是系統(tǒng)的控制精度；二是機(jī)床本身的機(jī)械傳動(dòng)精度。數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給活動(dòng)系統(tǒng)，由于必須對(duì)進(jìn)行位移的位置和速度同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，所以數(shù)控車(chē)床與普通臥式車(chē)床相比，應(yīng)更有更好的精度，以確保機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性。十幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控技術(shù)也在不斷進(jìn)步，數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品不斷改進(jìn)完善，并且有了階段性的突破，使新的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)功能更強(qiáng)，可靠性更穩(wěn)定，功率增大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。由于這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展增強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控的活力，根據(jù)我國(guó)國(guó)情，該技術(shù)在今后一段時(shí)間內(nèi)還將是我國(guó)機(jī)械行業(yè)老設(shè)備改造的很好途徑。對(duì)于原有老的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床，特別是80年代末期改造的設(shè)備，由于種種原因閑置的很多，浪費(fèi)很大；在用的設(shè)備使用至今也十幾年了，同樣面臨進(jìn)一步改造的問(wèn)題通過(guò)改造可以提高原有裝備的技術(shù)水平，大大提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 數(shù)控機(jī)床 發(fā)展趨勢(shì)

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永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程及趨勢(shì)

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圖2 FANUC CNC單元與伺服單元和I/O的連接

圖3 Heidenhain以EnDae2.2協(xié)議連接編碼器和伺服

1高速化

隨著汽車(chē)、國(guó)防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對(duì)數(shù)控機(jī)床加工的高速化要求越來(lái)越高。

圖4 HRV4可獲取更高的轉(zhuǎn)速和更小的電流

圖5 HRV4更小的溫升

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圖 6反向間隙加速功能

反向間隙加速功能

由于存在反向間隙，在高速加工時(shí)會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)滯后，引起象限尖峰，并影響加工精度。采用反向間隙加速功能后將顯著改善象限尖峰，提高加工精度。

圖7 MPC功能

MPC(Machining Point Control－加工點(diǎn)控制)采用MPC功能，可在加工點(diǎn)處抑止振顫，獲得更高的加工精度。

主軸轉(zhuǎn)速：機(jī)床采用電主軸(內(nèi)裝式主軸電機(jī))，主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)200000r/min； 進(jìn)給率：在分辨率為0.01μm時(shí)，最大進(jìn)給率達(dá)到240m/min且可獲得復(fù)雜型面的精確加工；

運(yùn)算速度：微處理器的迅速發(fā)展為數(shù)控系統(tǒng)向高速、高精度方向發(fā)展提供了保障，開(kāi)發(fā)出CPU已發(fā)展到32位以及64位的數(shù)控系統(tǒng)，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運(yùn)算速度的極大提高，使得當(dāng)分辨率為0.1μm、0.01μm時(shí)仍能獲得高達(dá)24～240m/min的進(jìn)給速度；

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換刀速度：目前國(guó)外先進(jìn)加工中心的刀具交換時(shí)間普遍已在1s左右，高的已達(dá)0.5s。德國(guó)Chiron公司將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時(shí)間僅0.9s。

2高精度化

數(shù)控機(jī)床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、熱變形以及對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償越來(lái)越獲得重視。

提高CNC系統(tǒng)控制精度：采用高速插補(bǔ)技術(shù)，以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給，使CNC控制單位精細(xì)化，并采用高分辨率位置檢測(cè)裝置，提高位置檢測(cè)精度(日本已開(kāi)發(fā)裝有106脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)藏位置檢測(cè)器的交流伺服電機(jī)，其位置檢測(cè)精度可達(dá)到0.01μm/脈沖)，位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法；

采用誤差補(bǔ)償技術(shù)：采用反向間隙補(bǔ)償、絲桿螺距誤差補(bǔ)償和刀具誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，對(duì)設(shè)備的熱變形誤差和空間誤差進(jìn)行綜合補(bǔ)償。研究結(jié)果表明，綜合誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可將加工誤差減少60%～80%；

采用網(wǎng)格解碼器檢查和提高加工中心的運(yùn)動(dòng)軌跡精度，并通過(guò)仿真預(yù)測(cè)機(jī)床的加工精度，以保證機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，使其性能長(zhǎng)期穩(wěn)定，能夠在不同運(yùn)行條件下完成多種加工任務(wù)，并保證零件的加工質(zhì)量。

3功能復(fù)合化

復(fù)合機(jī)床的含義是指在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類(lèi)。工藝復(fù)合型機(jī)床如鏜銑鉆復(fù)合——加工中心、車(chē)銑復(fù)合——車(chē)削中心、銑鏜鉆車(chē)復(fù)合——復(fù)合加工中心等；工序復(fù)合型機(jī)床如多面多軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合機(jī)床和雙主軸車(chē)削中心等。采用復(fù)合機(jī)床進(jìn)行加工，減少了工件裝卸、更換和調(diào)整刀具的輔助時(shí)間以及中間過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產(chǎn)品制造周期，提高了生產(chǎn)效率和制造商的市場(chǎng)反應(yīng)能力，相對(duì)于傳統(tǒng)的工序分散的生產(chǎn)方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。[Page] 加工過(guò)程的復(fù)合化也導(dǎo)致了機(jī)床向模塊化、多軸化發(fā)展。德國(guó)Index公司最新推出的車(chē)削加工中心是模塊化結(jié)構(gòu)，該加工中心能夠完成車(chē)削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復(fù)雜零件的全部加工。隨著現(xiàn)代機(jī)械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床越來(lái)越受到各大企業(yè)的歡迎。

在2005年中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)(CIMT2005)上，國(guó)內(nèi)外制造商展出了形式各異的多軸加工機(jī)床(包括雙主軸、雙刀架、9軸控制等)以及可實(shí)現(xiàn)4～5軸聯(lián)動(dòng)的五軸高速門(mén)式加工中心、五軸聯(lián)動(dòng)高速銑削中心等。

4控制智能化

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動(dòng)化的發(fā)展需求，數(shù)控

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機(jī)床的智能化程度在不斷提高。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

加工過(guò)程自適應(yīng)控制技術(shù)：通過(guò)監(jiān)測(cè)加工過(guò)程中的切削力、主軸和進(jìn)給電機(jī)的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進(jìn)行識(shí)別，以辯識(shí)出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)及機(jī)床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整加工參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度)和加工指令，使設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設(shè)備運(yùn)行的安全性；

加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇：將工藝專(zhuān)家或技師的經(jīng)驗(yàn)、零件加工的一般與特殊規(guī)律，用現(xiàn)代智能方法，構(gòu)造基于專(zhuān)家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇器”，利用它獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，從而達(dá)到提高編程效率和加工工藝水平、縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間的目的；

智能故障自診斷與自修復(fù)技術(shù)：根據(jù)已有的故障信息，應(yīng)用現(xiàn)代智能方法實(shí)現(xiàn)故障的快速準(zhǔn)確定位；

智能故障回放和故障仿真技術(shù)：能夠完整記錄系統(tǒng)的各種信息，對(duì)數(shù)控機(jī)床發(fā)生的各種錯(cuò)誤和事故進(jìn)行回放和仿真，用以確定錯(cuò)誤引起的原因，找出解決問(wèn)題的辦法，積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)；

智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置：能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和智能化進(jìn)給伺服裝置。這種驅(qū)動(dòng)裝置能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)及負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并自動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行；

智能4M數(shù)控系統(tǒng)：在制造過(guò)程中，加工、檢測(cè)一體化是實(shí)現(xiàn)快速制造、快速檢測(cè)和快速響應(yīng)的有效途徑，將測(cè)量(Measurement)、建模(Modelling)、加工(Manufacturing)、機(jī)器操作(Manipulator)四者(即4M)融合在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)信息共享，促進(jìn)測(cè)量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。

5體系開(kāi)放化

向未來(lái)技術(shù)開(kāi)放：由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計(jì)和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長(zhǎng)生命周期；

向用戶(hù)特殊要求開(kāi)放：更新產(chǎn)品、擴(kuò)充功能、提供硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求；

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的建立：國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649(STEP-NC)，以提供一種不依賴(lài)于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化的編程語(yǔ)言，既方便用戶(hù)使用，又降低了和操作效率直接有關(guān)的勞動(dòng)消耗。

6驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化

并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)移動(dòng)部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動(dòng)性不夠等固有缺陷，在機(jī)床主軸(一般

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為動(dòng)平臺(tái))與機(jī)座(一般為靜平臺(tái))之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制桿系中桿的長(zhǎng)度使桿系支撐的平臺(tái)獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝配和測(cè)量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點(diǎn)。

并聯(lián)機(jī)床作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機(jī)床技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，受到了國(guó)際機(jī)床行業(yè)的高度重視，被認(rèn)為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來(lái)在機(jī)床行業(yè)中最有意義的進(jìn)步”和“21世紀(jì)新一代數(shù)控加工設(shè)備”。[Page] 7極端化(大型化和微型化)

國(guó)防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機(jī)床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略技術(shù)，需發(fā)展能適應(yīng)微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機(jī)床包括微切削加工(車(chē)、銑、磨)機(jī)床、微電加工機(jī)床、微激光加工機(jī)床和微型壓力機(jī)等的需求量正在逐漸增大。

8信息交互網(wǎng)絡(luò)化

對(duì)于面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，使數(shù)控機(jī)床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車(chē)間各個(gè)部門(mén)間暢通無(wú)阻是非常重要的。既可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、培訓(xùn)、教學(xué)、管理，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)(數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個(gè)稱(chēng)為信息塔(e-Tower)的外部設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)、手機(jī)、機(jī)外和機(jī)內(nèi)攝像頭等，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音、圖形、視像和文本的通信故障報(bào)警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨(dú)立的、自主管理的制造單元。

圖8 FANUC 16i/18i/21i/30i系列CNC的網(wǎng)絡(luò)接口

圖9 FANUC CNC的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護(hù)與管理

永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程及趨勢(shì)

9新型功能部件

為了提高數(shù)控機(jī)床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：

高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動(dòng)機(jī)與主軸部件的集成，具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無(wú)級(jí)調(diào)速等一系列優(yōu)點(diǎn)，在各種新型數(shù)控機(jī)床中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用；

直線電動(dòng)機(jī)：近年來(lái)，直線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，雖然其價(jià)格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負(fù)載變化擾動(dòng)、熱變形補(bǔ)償、隔磁和防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能有了提高。如：西門(mén)子公司生產(chǎn)的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動(dòng)機(jī)已開(kāi)始廣泛應(yīng)用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機(jī)床以及動(dòng)態(tài)性能和運(yùn)動(dòng)精度要求高的機(jī)床等；德國(guó)EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅(qū)動(dòng)均采用兩個(gè)直線電動(dòng)機(jī)；

電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿的集成，可以大大簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，具有傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點(diǎn)。

10高可靠性

數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，增加了數(shù)控系統(tǒng)和相應(yīng)的監(jiān)控裝置等，應(yīng)用了大量的電氣、液壓和機(jī)電裝置，易于導(dǎo)致出現(xiàn)失效的概率增大；工業(yè)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和干擾對(duì)數(shù)控機(jī)床的可靠性極為不利，而數(shù)控機(jī)床加工的零件型面較為復(fù)雜，加工周期長(zhǎng)，要求平均無(wú)故障時(shí)間在2萬(wàn)小時(shí)以上。為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，就要精心設(shè)計(jì)系統(tǒng)、嚴(yán)格制造和明確可靠性目標(biāo)以及通過(guò)維修分析故障模式并找出薄弱環(huán)節(jié)。國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間在7～10萬(wàn)小時(shí)以上，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間僅為10000小時(shí)左右，國(guó)外整機(jī)平均無(wú)故障工作時(shí)間達(dá)800小時(shí)以上，而國(guó)內(nèi)最高只有300小時(shí)。

11加工過(guò)程綠色化

隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越來(lái)越重要，而中國(guó)的資源、環(huán)境問(wèn)題尤為突出。因此，近年來(lái)不用或少用冷卻液、實(shí)現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機(jī)床不斷出現(xiàn)，并在不斷發(fā)展當(dāng)中。在21世紀(jì)，綠色制造的大趨勢(shì)將使各種節(jié)能環(huán)保機(jī)床加速發(fā)展，占領(lǐng)更多的世界市場(chǎng)。

12多媒體技術(shù)的應(yīng)用

多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對(duì)用戶(hù)界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶(hù)界面極大地方便了非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)的使用，人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。除此以外，在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等，因此有著重大的應(yīng)用價(jià)值。

永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程及趨勢(shì)

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由于數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，一部分企業(yè)不顧長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，對(duì)提高自身的綜合服務(wù)水平不夠重視，甚至對(duì)服務(wù)缺乏真正的理解，只注重推銷(xiāo)而不注重售前與售后服務(wù)。有些企業(yè)派出的人員對(duì)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床缺乏足夠了解，不會(huì)使用或使用不好數(shù)控機(jī)床，更不能指導(dǎo)用戶(hù)使用好機(jī)床；有的對(duì)先進(jìn)高效刀具缺乏基本了解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶(hù)自然對(duì)制造商缺乏信心。制造商的服務(wù)應(yīng)從研究用戶(hù)的加工產(chǎn)品、工藝、生產(chǎn)類(lèi)型、質(zhì)量要求入手，幫助用戶(hù)進(jìn)行設(shè)備選型，推薦先進(jìn)工藝與工輔具，配備專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)人員和良好的培訓(xùn)環(huán)境，幫助用戶(hù)發(fā)揮機(jī)床的最大效益、加工出高質(zhì)量的最終產(chǎn)品，這樣才能逐步得到用戶(hù)的認(rèn)同，提高國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)占有率。

4加大數(shù)控專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)力度

從我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展形式來(lái)看需要三種層次的數(shù)控技術(shù)人才： 永城職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程及趨勢(shì)

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參考文獻(xiàn)

[1]王立平.關(guān)于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的幾點(diǎn)思考[J].航空制造技術(shù),2010(4).[2]楊學(xué)桐.發(fā)展數(shù)控機(jī)床功能部件是當(dāng)務(wù)之急[J].機(jī)械工程師,2006(9).[3]劉又午,章青,趙小松,張志飛.先進(jìn)制造技術(shù)的重要課題[D].制造業(yè)與未來(lái)中國(guó)——2002年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集,2002.[4]王健民,王金城,張玉洲.我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r分析[J].天津職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),1997