数控机床的发展与趋势--毕业论文完整版.docx
XXXXXXX大学
2011 届本科毕业论文（设计）
论文题目：数控机床的发展与趋势
学生姓名： XXXX
所在院系：XXXXXX
所学专业：XXXXXX
导师姓名： XXXXX
完成时间： 2010 年 X 月 XX 日
摘要
数控机床集计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，是典型的机电
一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式，产业结构，管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大的变化。
本文主要讲述了数控机床国内外的发展概况，现代数控技术的发展趋势。介绍了数控机床的特点，组成与分类，并介绍了可编程控制器（PLC）在数控机床中的应用。重点介绍了磨
床的概况，以及现代数控磨床的特点，并用PLC进行了对自动磨床电气系统的改造。
本文在编写过程中，参阅了同行的教材，资料和文献，得到了许多帮助，在此谨致谢意。
关键词：发展趋势组成分类概述结构功能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.
目录
1.前言 1
2.数控机床概要2
数控机床的产生2
数控机床的发展3
数控机床的组成及工作原理4
数控技术的复合化5
数控技术的开放性6
数控技术的先进性7
3. 国产数控机床的发展现状9
国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小9
国产数控机床存在的问题9
核心技术严重缺乏10
民族品牌与国际品牌差距明显10
技术创新和成果转化与市场脱节11
缺乏先进的管理机制11
4. 国内数控机床的发展趋势11
智能、高速、高精度化11
设计、制造绿色化12
复合化与系统化12
数控系统发展趋势12
数控系统向开放式体系结构发展12
数控系统向软数控方向发展13
数控系统控制性能向智能化方向发展13
数控系统向网络化方向发展14
数控系统向高可靠性方向发展14
数控系统向复合化方向发展14
数控系统向多轴联动化方向发展15
5. CNC 装置的工作原理15
输入15
译码15
插补15
进给速度处理15
刀具补偿16
位置控制16
显示16
I\O处理16
诊断16
装置的硬件结构16
单微处理器结构的CNC系统17
位置控制部分包括位置控制单元和速度控制单元17
7. 新型功能部件18
8. 结束语18
致谢19
参考文献20
1前言
从 20 世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工
具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价
格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要
求 100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重
要装备。
进入 21 世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面
临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈
的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关
键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，
并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产
资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
随着社会的进步和科技的发展, 现代机械制造工程领域方面越来越多地采用智能化、自动
化, 新设备、新技术的应用越来越普遍。我们对市场进行了调研，发现现在机械工业大量采用数控机床甚至加工中心取代传统的普通机床的机械加工，采用计算机集成系统CIMS取代原有的生产制造管理过程，使企业生产智能化、集成化、网络化。这将对生产第一线的工作人员提出越来越高的职业技术要求。
调查的结果表明：在数控技术专业方面人才缺口较大。市原来就属于重工业城市, 有许多大中小型企业 , 而石油化工、机械、钢铁等企业都具备数控技术设备。为适应生产技术的
迅猛发展 . 提高企业在市场经济中的竞争能力, 不被淘汰 , 各企业正积极采取有效措施, 添置现代新设备。在数控加工技术人才方面提出更高的要求，要求所需人员即要懂得较深的理论
知识，以便使大量的新技术得到利用与开发，同时在实践技能上更能胜任，由此可见，企业对数控加工技术与应用专业高级技术型人才和技能型人才的需求日益迫切。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代
表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1) 机械制造技术； (2) 信息处理、加工、传输技术；(3) 自动控制技术； (4) 伺服驱动技术；(5) 传感器技术； (6)软件技术等。
2．数控机床概要
数控机床的产生
制造业是生产物质财富的产业，机床是制造业的主要生产设备，制造业中的绝大多数零件
都直接或间接地经过机床加工，固此机床 ( 也称工作母机 ) 是制造业的基础。在传统制造业中，
对于大批量生产的产品，往往采用组合机床等专用机床组成的自动或半自动生产线；对于单件或小批量生产的产品，一般采用通用机床加工。随着科学技术的不断发展和社会生产力的
不断提高，市场对机械产品的要求越来越高，不仅要求提高产品的质量水平，而且要求加快产品更撕换代的速度．这样就导致了现代制造业中多品种、中小批量生产的比重不断增加。
在这样的情况下，再采用传统的加工机床就显得不合理了．这主要体现在两个方面：①应用专用机床生产线生产准备周期长、费用高、产品不易更新( 有时甚至不可能实现产品更新) ；
②应用通用机床则无法大幅度地提高生产效率或精确地控制产品质量，同时通用机床也无法加工一些复杂度和精度要求很高的小批量生产的产品。相比之下，数控机床的出现恰恰满足
了这些要求。
1948 年美国帕森斯 (P— ns) 公司在研制加工直升机叶片轮廓检验样板的机床时，首先提出利用电子计算机控制机床加工复杂曲线样板的新概念。1952 年帕森斯公司和麻省理工学院(MIT) 伺服机构研究所合作研制成功世界 E 第一台三坐标数控铣床，其数控系统采用脉冲乘
法器原理，全部由电子管元件组成，虽然体积庞大，功能简单，但却意义重大，标志着机械
制造业进入r 一个新的发展阶段。1958 年我国北京机床研究所和清华大学开始研制数控机
床， 1965 年北京第一机床厂开始生产三坐标数控铣床。
数控机床的出现极大地促进了机床行业的技术进步和行业发展。对于整个制造业来说．由于数控机床的大量使用，使得产品质量大幅度提高，新产品开发周期明显缩短。目前数控机床已经遍布军工、航空航天、汽车、造船、机车车辆、机床建筑、通用机械、纺织、轻工、电
子等几乎所有制造行业。
数控机床的发展
(1)数控机床的发展简史
1946 年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类自g 造了可增强和部分代替脑力劳动
的工具。它与人类在农业，工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进^ 信息社会奠定了基础。 6 年后，即在 1 952 年，计算机技术应用于机床上，
从而一种新型的用数字程序控制的机床应运而生。这种机床是一种综合运用了计算机技术、
自动控制、精密测景和机械设计等新技术的机电体化典型产品。数控机床是一种装有程序控
制系统 ( 数控系统 ) 的自动化机床。计算机数控阶段也经历了三个时代，即1970 年的第四代——小型计算机，1974 年的第五代微处理器和1990 年的第六代——基于Pc( 国外称为Pc_based) 。
从 1952 年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了 50 多年的历程。数控系统由当初的电子管式起步．经历了以下几个发展阶段：分立式晶体管式汕规模集成电
路式、大规模集成电路式、超大规模集成电路巾型计算机式、微机式的数控系统。
前三代数控装置属于采用专用控制计算机的硬件数控装置，一般称为 Nc 数控系统。到 20 世纪 80 年代，总体发展趋势是：数控装置由 Nc 向 cNc 发展；广泛采用 32 位 CPU组成多微
处理器系统；提高系统的集成度，缩小体积，采用模块化结构，便于裁剪、扩展和功能升级，满足不同类型数控机床的需要；驱动装置向交流、数字化方向发展；cNc 装置向人 T 智能化方向发展；采用新型的自动编程系统；增强通信功能；数控系统的可靠性不断提高。总之，
数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比
也越来越高，到1990 年，全世界数控系统专业生产厂家年产数控系统约13 万台 ( 套 ) 。
(2)我国敷控机床发展概况
我国于 1958 年研制第一台数控机床．发展过程大致可分为三大阶段：1958～ 1979 年为第一阶段，】979～ 1989 年为第二阶段t 从 1989 年至今为第三阶段。第一阶段由于我国基础理论
研究滞后，相关工业基础薄弱，特别是电子技术落后．数控系统没有突破，虽然我国起步不晚，但发展不快，20 世纪 60～ 70 年代，由于文革等因索，我国与发达国家差距开始拉大。
20 世纪 70 年代国家组织数控机床攻关，取得一定成效，相继推出一些数控机床品种，但从
整体来看．我国数控机床产业尚处于起步阶段。第二阶段从日、德、美、西先后引进数控系
统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞、匈、奥、韩等国及台湾地区引进数控机床先进技
术和合作、合资生产，解头了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步
向前发展。第三阶段国家从科技攻关和技术改造两方面对数控机床产韭进行了重点扶持，并加快了国产数控系统的开发。普及型数控系统开发成功．为数控机床商品化和规模化生产奠
定了基础。一些数控机床主机厂组建床身、箱体、主轴、轴套等成组单元，厂内组织专业化
生产，生产水平进一步提高。cAD／ (1APP／CAM开始应用，开发能力、工艺水平和产品质量
进一步提高，奠定了产业化基础。数控机床进^ 了快速发展期。
数控机床的组成及工作原理
数控机床一般由数控系统、伺服系统 ( 包含伺服电机和检测反馈装置) 、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成。
(1)控制介质
控制介质叉称信息载体，是联系人与数控机床之间的中间媒介物质。反映了数控加工中的全
部信息。数控机床的加工程序可以存储在控制质上。常用的控制介质有穿孔纸带、磁带和
磁盘等。
(2)输入装置
输入装置的作用是将程序载体( 信息载体 ) 上的数控代码传递并存人数控系统内。
(3)数控装置
数控装置是数控机床的核心，其作用是：从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或
几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或统软件进行编译，运算处理后，输出几种
控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。
(4)伺服单元和驱动装置
伺服单元是cNc 和机床本体的联系环节，它把来自cNc 装置的微弱指令信号放大成控制驱动
装置的大功率信号。根据接收指令的不同，伺服单元有脉冲式和模拟式之分，而模拟式伺服单元按电源种类叉可分为直流伺服单元和交流伺服单元。伺服单元还包括位置检测装置。位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移检测出来，经反馈系统反馈到机床的数控系统
中。
驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或接规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。
伺服单元和驱动装置可台称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置。cNc 装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说，数控机床功能的强弱主要取决于cNc 装置，而数控机床性能的好坏主要取决于伺服驱动
系统。
(5)辅助控制装置
辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过翻译、逻辑
判断和运算，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令．刀具的选择和交换指令．冷却、润 } 骨装置的启停，工件和机床部件的松开和夹紧，分度工作台的转位分度等开关辅助动作。当今数控机床已广泛采用可编程控制器作为辅助控制装置。
(6)机廉本体
数控机床的本体指其机械结构宴体。它与传统的普通机床相似，但数控机床在整体
布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。归纳起来主
要有以下几个方面：
①采用高性能主轴及主传动部件。
②进给传动采用高效传动件。一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。
③具有完善的刀具自动交换和管理系统。
④机床本身具有很高的动、静刚度。
⑤采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工的，为了操作安全等因素，一般采用移动
门结构的全封闭罩壳．对机床的加工部件进行全
数控技术的复合化
复合化包括 T 序复合化和功能复合化。数控机床的发展已模糊了粗精加工全部工序的概念。
加工中心 ( 包括车削中心、磨削中心、电加工中心等) 的出现，又把车、铣、镗、钻等类的工
序集中到一台机床来完成，打破了传统的工序界限和分开加工的工艺规程。一台具有自动换刀装置、自动交换工作台、自动转换立卧主轴头的镗铣加1=中心，不仅一次装卡可以完成镗、铣、钻铰、攻丝和检验等工序，而且还可以完成箱体五个面粗精加工的工序。
近年来．又相继出现了许多跨度更大的功能集中的复合化数控机床。日本池贝铁工所的TW4L Ⅱ立式加工中心．由于采用了u 轴，亦可进行车加T。东芝机械的 GMc 95 立式加工中心，在一根主轴上既可进行切削叉可进行磨削。美国 sINcNNAIllMlI，AcR()N 公司的车、铣、镗、钻偏心孔多用途制造中心，在一台车削中心上不仅可以完成回转体的外圆和端面的车削加
工，还可完成铣平面、钻斜孔，开曲线槽等，使刀具回转的加工中心或膳削中心与工件伺转
的车削中心复合。如意大利 sAFOP的车、镗、铣、磨复合机床；德国 VOEsl AIjlNT_盯 EINNEL 公司 M30型铣削一车削复合中心；ETA公 t “ ('1I 。DEMl趼。 ER复合车一铣机床。还有成型
机床与切削机床的复台，如瑞l Raskn 的冲孔、成型与激光切割复合；wHITNE公司等离子加工与冲压复合等。在多轴和多轴联动控制方面，日本的FANucl6 系统为 2～ 1 5轴；西门子 880 系统控制轴数达 24轴。
例如：采用轴联动对 =三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅粗糙度
值降低，而且效率也大幅度提高。一般认为， 1 台 j轴联动机床的效率可以等于2白 3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时， 5 轴联动加工可比 3 轴联动发挥更高的效益。但过去圉 5 轴联动数控机床的数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比 3 轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了 5 轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现．使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本太幅度降低，数控系统的价格差距缩小，因此促进了复合主轴头类型 5 轴联动机床和复合加工机床 ( 含 5面加工机床 ) 的发展。
在 ENo 20。l 展会上，新日本工机的j 面加 1 二机床采用复合主轴头，可宴现 4 个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得 5 面加工和 5 轴加工可在同一台机床上宴现，还可实现倾斜
面和倒锥孔的加工。德国DMc 公司展出DMuvoutlon系列加工中心，可在一次装夹完成5面加工和 5 轴联动加工，由cNc 系统控制或CA州 CAM直接或间接控制。
数控技术的开放性
为适应数控进线、联网、普艘型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，
最重要的发展趋势是体系结构的开放性、设计生产开放式的数控系统。例如美国、欧共体及日本发展开放式数控的计划等。
①为适应制造自动化的发展，向FMC’、 FMS和 CIMS提供基础设备，要求数字控制制造系统不仅能完成通常的加工功能，而且还要具备自动测量、自动上下料、自动换刀、自动更换主
轴头 ( 有时带坐标变换) 、自动误差补偿、自动诊断、进线和联网等功能，广泛地应用机器人、物流系统。
②FMCC， FMSS web bad 即 d 制造及无图纸制造技术。
③围绕数控技术、制造过程技术在快速成型，并联机构机床、机器人化机床、多功能机床等
整机方面和高速电主轴、直线电机、软件补偿精度等单元技术方面先后有所突破。并联杆系结构的新型数控机床实用化。这种虚拟轴数控机床．用较件的复杂性代替传统机床机构的复
杂性，开拓了数控机床发展的新领域。
④以计算机辅助管理和工程数据库、因特同等为主体的制造信息支持技术的智能化决策系
统，对机械加工中大量信息进行存储和实时处理，应用数字化网络技术，使机械加工整体系
统趋于资源合理支配并高效地应用。
⑤由于采用了神经网络控制技术、模糊控制技术擞字化阿络技术，机械加工向虚拟制造的方
向发展。
数控技术的先进性
21 世纪的数控装备将是具有一定智能化的装备。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面。
①追求加工效率和加工质量方面的智能化。如加工过程的自适应控制、工艺参数自动生成。
②提高驱动眭能及使用连接方便的智能化。如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载、自动选定模型、自整定等。
③简化编程、简化操作方面的智能化。如智能化的自动编程、智能化的人机界面等。
④ 有智能断、智能控方面的内容，方便系的断及修等。
数控系在控制性能上向智能化展。随着人工智能在算机域的渗透和展，数控系
引入了白适控制，模糊系和神网的控制机理，不但具有自程、前控制、模糊
控制’学控制、自适控制、工参数自生成、三刀具、运参数等功
能，而且人机界面极友好，并具有故障断家系使自断和故障控功能更完善。
伺服系智能化的主交流和智能化伺服装置，能自井自整参数。
解决的数控系封性和数控用件的化生存在的，目前多国家开
放式数控系行研究。如美国的 N(z(The Ne xl Generation workstation／Mache(butyl) 、欧共体 OSACA“ ) 口 easiestArchitectures如 r(kntr01 wth_nAutornatlon systems)、日本的 OSEC(0pen system En?? t kern collar)、中国的 ONC(OpenN? mal control system ) 等。数控系开放化已成数控系的未来之路。所开放式数控系就是数控系
的开可以在一的运行平台上，面向机床厂家和晟用，通政、增加或剪裁构
象( 数控功能 ) ，形成系列化，并可方便地将用的特殊用和技集成到控制系中．快速不同品种、不
同档次的开放式数控系，形成具有明的名牌品。目前开放式数控
系的体系构范、通信范、配置范、运行平台、数控系功能以及数控系功能
件开工具等是当前研究的核心。
网化数控装是近两年国著名机床博会的一个新亮点。数控装的阿化将极大地
足生、制造系、制造企信息集成的需求，也是新的制造模式如敏捷制造成l
虚企、全球制造的基元。国内外一些著名数控机床和数控系制造公司都在近两年
推出了相关的新概念和机。在EMO 20。 I展中，日本山崎扎克(Mask) 公司展出的CPC(cylerProducflonc)，智能生控制中心) ，日本隈 (OKSMA)机床公司展出的IT 广 ( 信息技广 ) ．德国西于(s — ns) 公司展出的OME(0衅 n Manufactumg EnⅥ? t 开放制造
境) 等，反映了数控机床加工向网化方向展的。
开放式生于一些本密集型的从事大型制造，尤其是生大批量复零件的厂家而言，网制造更
有其特的意。阿制造在广上表使用网的企与企可行
跨地域的同、同制造、信息共享、程控及程服，以及企内部的管理部
( 、供、、人、、物等) 坡部 (CAD CAPP／ CAE／CAM等 ) 、生部 ( 生，生
产管理，刀夹、量具，材料管理．设备管理等) 在网络、数据库技术支持下进行系统集成，
通过 T( ，／ IP 通信协议进行网络通信，为制造商提供整套且数据信息一致的生产方案，使
不同的 CW控制程序、编程加工位置以及刀具定位点等数据信息得到统一。通过这样的网络
通信，数据传递的速度得到极大提高。过去要几个小时才能完成传输的大程序，现在只需几秒钟即可完成。然而，更为高效的 cNc 网络通信功能远远不止于快速传递数据及信包，通过连接调制解调器与通信软件，可以实现(1Nc机床的远程诊断。这样，一个技术人员即使在
机床生产厂家的办公室，也可以通过远程诊断对远程的cNc 机床进行实时问题诊断，及时做出央定，并直接发出指令进行调整。这一切操作都无需亲临工作现场。采用 TCP／ IP 通信协泌进行网络通信还有一个基本条件就是机床数控系统的操作平台最好是WMDO平台，传统的专用计算机数控系统要做到这一点是很困难的，而第六代数控系统可咀满足网络制造的诸多
要求。
数控机床向柔性自动化系统发展的趟势：一方面从点( 数控单机、加 _[ 巾心和数控复合加工机床 ) 、线 (FMC， FMS、 FIL 、 FML)向面 (T 段车间独立制造岛、 FA)、体 (CIMS、分布式网络集成制造系统 ) 的方向发展；另一方面向注重应用性和经济性方向发展。黍性自动化技术是制
造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标；注重加强单元技术的开拓、完善；cNc 单机向高精度、高速度和高柔眭方向发展：数
控机床及其构成的柔性制造系统能方便地与cAD、 (nM、 cAPP、 MTs)联结，向信息集成方向发展；网络系统向开放、集成和智能化方向发展。
3国产数控机床的发展现状
国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小
数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历了30 年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1,500 种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐
驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿
轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴 ( 坐标 ) 联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用
于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民
用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于2 台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多，国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。
国产数控机床存在的问题
由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可靠性还较差，数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的
主要任务。目前主要问题有：
核心技术严重缺乏
统计数据表明，数控机床的核心技术—数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国90%需要国外进口。如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅
路机床集团，在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社，所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。国产数控机
床的关键零部件和关键技术主要依赖进口，国内真正大而强的企业并不多。目前世界最大的
3家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国
内有华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系
统全都是进口。华中数控近几年发展迅速，软件水平相当不错，但在电器硬件方面还需进一步
提高。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。
数控功能部件是另外一个薄弱环节。某种意义上说，功能部件将构筑 21 世纪现代数控机床。功能部件的性能和价格决定了数控机床的性能和价格。功能部件不是机床附件，它是数控机床的核心代表。国产数控机床的主要故障大多出在功能部件上，它是影响国产数控机床使用的主要根源。从国产数控机床的开发和使用来看，功能部件急需技术攻关。特别在数控刀具滞后现象反映相当强烈。国产数控刀具在寿命、可靠性等方面差距明显，无论在品种、性能和质量上都远远不能满足用户要求。由于国产刀具品种少、寿命低，严重影响数控机床效率
的发挥。调研企业进口的数控机床，配用大量进口数控刀具，由于价格昂贵，用户不堪负担。
数控立、卧回转工作台，数控分度盘和数控电动刀架等数控功能部件市场中海外商家也稍胜
一筹。
民族品牌与国际品牌差距明显
2004 年 6 月一份广东机床用户的抽查情况透露，在数控机床的各个品牌之中，用户对欧洲、
日本、美国、韩国和中国台湾等数控机床品牌的关注度已占全部市场的60%以上。品牌知名
度上的差距，导致用户在选择加工设备时把更多的机会给了海外数控机床行业的一些“实力派”。如哈尔滨某发动机 ( 集团 ) 有限公司的缸体生产线是一条全自动加工线，其粗加工选用
韩国大宇重工的专机自动线，精加工则选用了英国CROSSHULLE公司的专机自动线，缸盖加
工线是由德国 Cross. Huller公司制造的高速加工中心和专机自动线、德国产的全自动在线
测量机、日本产的全自动密封检测机和清洗机组成的。曲轴生产线为全自动柔性流水生产线，
精加工线由日本的数控高速CBN 磨床、动平衡机、抛光机等组成。
技术创新和成果转化与市场脱节
适销对路的产品是企业在市场竞争中取胜的根本。技术创新是产品满足市场需要的关键。多数企业在确定数控技术创新项目上没有突出重点，市场定位不明确，不能集中力量，突破重点，带动整体，项目安排带有盲目性。首先，盲目跟随国际技术潮流增加生产能力。数控机
床产业本身的水平关键要看创新能力、人员素质和企业素质的提高。近年来的改制、改组已有一些初步成效，来之不易。在面对市场需求增加的同时，还是要清醒看市场，稳妥求发展，还是要抓前、抓后( 即抓开发、抓销售、抓质量、抓服务) ，慎重抓能力。中国要成为制造市
场，而不是加工市场，机床行业也应正确看待这个问题。否则就造成科技攻关的新产品差距
仍然很大，浪费了有限的人力物力；其次技术创新取得成果后，缺乏市场化的全面安排，质
量保证体系的不健全，尚未制定相应的规范和标准，制造工艺研究严重滞后。造成数控机床
市场占有率逐年下降；再次，不重视质量和服务。机床行业是第 1 个提出质量承诺声明的
行业，在市场好转的时候，企业对质量和服务更要重视，对用户更加周到和热情，一个企业
的品牌往往是在市场好的时候树立的，也往往是在市场好的时期丢掉的。
缺乏先进的管理机制
多数企业都受到生产经营缺乏动力、自我约束机制不健全、劳动生产率低下等问题的严重困
扰。适应市场经济需求的以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系尚未形成，缺乏吸引高层次、高素质人才创新创业的环境，无法有效整合相关技术、产业和资源优势，形成合力开展联合攻关，共同打造技术创新平台。所以必须按照经济发展的客观要求，建立以公司法人为主要内容的现代企业制度。真正确立以用户为中心的市场经济观念，认真调整产品结构和组织结构。真正让市场在资源配置中起基础作用。
4国内数控机床的发展趋势
根据 2004 年 10 月，完成的《数控机床产业发展专项规划》。国内数控机床大致发展趋势表
现在以下几方面：
智能、高速、高精度化
新一代数控机床为提高生产效率，向超高速方向发展，采用新型功能部件( 如电主轴、直线电机、 LM直线滚动系统等) 主轴转速达15,000r/min以上。计算机技术及其软件控制技术在
机床产品技术中占的比重越来越大，计算机系统及其应用软件的复杂化，带来了机床系统及其硬件结构的简化，数控机床的智能化程度日趋提高。一台机床的重复定位精度如果能达到mm(ISO 标准、统计法 ) ，就是一台高精度机床，在(ISO 标准、统计法 ) 以下，就是超高精度机床。高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。随着电脑辅助制造(CAM)系统的发展，精密度已达到微米级。
设计、制造绿色化
绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源
效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，
资源利用率最高。数控机床在设计时要考虑：绿色材料设计；可拆卸性设计；节能性设计；
可回收性设计；模块化设计；绿色包装设计等。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消
耗的现代制造模式，通过绿色生产过程生产出绿色产品。数控机床在制造时要考虑：节约资源的工艺设计；节约能源的工艺设计；环保型工艺设计等。随着世界经济的迅速发展，尤其是国内改革开放以来工业化程度的加快，所带来的环境污染问题越来越严重，环境保护的呼声越来越高，环保问题已经成为各国经济可持续发展的制约因素之一。数控机床作为装备制造业的核心，能否顺应环保趋势，加大绿色设计与制造的研制，将是影响经济发展的重要要
素之一。
复合化与系统化
工件一次装夹，能进行多种工序复合加工，可大大地提高生产效率和加工精度，是机床一贯追求的。由于产品开发周期愈来愈短，对制造速度的要求也相应提高，机床也朝高效能发展。机床已逐渐发展成为系统化产品，用一台电脑控制一条生产线的作业。产品对外观曲线要求
的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。
数控系统发展趋势
数控系统向开放式体系结构发展
计算机技术的飞速发展，推动数控技术更快地更新换代。许多数控系统生产厂家利用Pc 机丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更
好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易地实现智能化、网络化。，开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。
开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的．数控系统制造商和用户可以根据这些开放的资源进行系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置
数控系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。同时，这种数控系统可随CPU升级而升级，而结构可以保持不变。
数控系统向软数控方向发展
①传统数控系统，如 FANUCO系统、 MITSTJBISHI M50系统、 810M,7 ／ c 系统等，是一种专用的封闭体系结构的数控系统。目前，这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放式体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，已逐渐减小。
②“ Pc 嵌人 NC”结构的开放式数控系统，如FANUCO和 16l 、 SINUMERZ840D、 Nutr-
1060 、
AB 9／： 360 等，是数控软件技术和当今计算机丰富的软件资源相结合开发的产品．具有一
定的开放性。但它的Nc 部分仍然是传统的数控系统，用户无法介人数控系统的核心。这类
系统结构复杂，功能强大，价格昂贵。
⑧“ NC嵌人 PC”结构的开放式数控系统。它由开放式体系结构运动控制卡和Pc 机共同构成。这种运动控制卡通常选用高速DSF’作为 CPU，具有很强的运动控制和PLC控制能力。它本身就是一个数控系统，可以单独使用。它开放的函数库供用户在Windows 台下自行开发构造
所需的控制系，因而，种开放式体系构运控制卡被广泛用于制造自化控制的
各个域。
④SOFT 型开放式数控系。是一种最新开放式体系构的数控系。它提供用最大
的和灵活性，它的 cNc 件全部装在算机中，而硬件部分是算机与伺服和外
部 I ／O 之的准化通用接口。就像算机中可以安装各种品牌的声卡和相的程序
一。用可以在Windows NT 平台上，利用开放的cNc 内核开所需的各种功能，构成各
种型的高性能数控系，与前几种数控系相比，SO 型开放式数控系具有最高的性
能价格比，因而最有生命力。通件智能替代复的硬件，正在成当代数控系展的
重要。其典型品有美国MDSI公司的 Open cNc、德国 P0werAutomatlon公司的P．～8000 NT 等。
数控系控制性能向智能化方向展
随着人工智能在算机域的渗透和展，数控系引入了自适控制、模糊系和神网
的控制机理，不但具有自程、前控制、模糊控制、学控制、自适控制、工参
数自生成、三刀具、运参数等功能，而且人机界面极友好，并具有故障断家系，使自断和故障控功能更完善。日本Mazak 公司最新推出的E—zizith型卧式加工中心，将信息技与制造技融一体。在制造程中，加工、一
体化是快速制造、快速和快速响的有效途径，已形成将量(M?㈣ nt) 、建模(Modelling) 、加 _I=(M 衄 u‰tIldng)、机器操作(M pulator)四者(即4M)融合在一个系中，信息共享．促量、建模、加工、操作一体化的4M智能系。
数控系向网化方向展
数控系的网化，主要指数控系与外部的其他控制系或上位算机行网接和网
控制。数控系一般首先面向生和企内部的局域网，然后再由因特网通向企
外部．就是所的I ㈣i[erl∥ Intranet技。随着网技的成熟和展，最近界又
提出了数字制造的概念。数字制造，又称“ e 一制造”，是机械制造企代化的志之一，
也是国先机床制造商当今准配置的供方式。随着信息化技的大量采用，越来越多的国内用在口数控机床要求具有程通服等功能。模具利用Inkmet 技
行的网化控制数控加工．数控系的网化一步促了柔性自化制造技的展，
现代柔性制造系统从点( 数控单机、加工中心和数控复合加工机床) 、线 (FMCC、 FMS、rrL 、FML)向面 ( 工段车间独立制造岛、FA) 、体 (c[MS 、分布式网络集成制造系统) 的方向发展。柔
性自动化技术以易于联网和集成为目标，同时注重加强单元技术的开拓、完善，能方便地与
cAD、 CAM、cAPF。、MiX3 联结，向信息集成方向发展，网络系统向开放、集成和智能化方向
发展。
数控系统向高可靠性方向发展
随着数控机床网络化应用的日趋广泛，数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的
目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16h 内连续正常工作，无故障率在
99％以上，则数控机床的平均无故障运行时间(MTBF)就必须大于3000h。如主机与数控系统的失效率之比为10：l( 数控的可靠比主机高一个数量级) ，数控系统的MTBF就要大于 33333 3h，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于105h。对整条生产线而言，可靠
性要求还要更高。
数控系统向复合化方向发展
在零件加工过程中，有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的
升速、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机
床上，因此，具有复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。柔性制造范畴的机床复合加
工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序自动进行同一类工艺方法或不同
类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部加工工序。
数控系统向多轴联动化方向发展
在加工自由曲面时，三轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，
进而对工件的加工质量造成破坏性影响，而五轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，
并且能使球头铣刀在铣削三维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显著改善加工表面的
粗糙度，大幅度提高加工效率．因此．多轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的
一个开发热点。
5 CNC装置的工作原理
CNC装置在其硬件环境支持下，按照系统监控软件的控制逻辑．对输人、译码、刀具补偿、
速度规划、插补运算、位置控制、L／O接口处理、显示和诊断等方面进行控制。cNc 装置的
主要工作包括以下内容。
输入
输人 cNc 装置的有零件程序、控制参数和补偿量等数据。输人的形式有光电阅读机输人、键盘输入、磁盘输入、连接上级计算机的DNC接口输人、网络输人。从 CNC装置的工作方式看，有存储器输人工作方式和MDI(M 皿 ud DirectInput，手工直接输人) 工作方式。 cNc 装置在输入过程中通常还要完成无效码删除、代码校验和代码转换等工作。
译码
不论系统工作在MDI方式还是存储器输入方式下，都是将零件程序以一个程序段为单位进行
处理的，把其中的各种零件轮廓信息( 如起点、终点、直线或圆弧等) 、加工速度信息(F 代码) 和其他辅助信息 (M、S、 T 代码等 ) 按照一定的语法规则解释成计算机能够识别的数据形
式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用单元。在译码的过程中．还完成对程序段的语法
检查，发现语法错误便立即报警。
插补
插补的任务是在一条给定起点和终点的曲线上进行“数据点的密化” ( 拟合 ) 。插补程序在每个插
补周期运行一次，在每个插补周期内，根据指令进给速度计算出一个微小的直线数据段。通常，
经过若干次插补周期后，插补加工完一个程序段轨迹，即完成从程序段起点到终点的“数据点密化”工作。
进给速度处理
编程所给的刀具移动速度，是在各坐标的合成方向上的速度。速度处理首先要做的工作是根
据合成速度来计算各运动坐标的分速度。在有些 CNC装置中，对于机床允许的最低速度和最
高速度的限制、软件的自动加减速等也在这里处理。
刀具补偿
刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。通常，CNC装置的零件程序以零件轮廓轨迹编程，刀具补偿作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。目前，在比较好的CNC装置中，刀具补偿还包括程序段之间的自动转接和过切削判别，就是所谓的 c 刀具补偿。
位置控制
位置控制处在伺服回路的位置环上，这部分工作可以由软件实现，也可以由硬件完成。它的
我国数控机床的发展趋势
我国数控机床的发展趋势 我国数控系统的发展概况: 历史回顾:我国数控系统研究起步于1958年,50多年的发展历程大致分为三个阶段: 第一阶段(1958-1979),封闭式发展阶段,这一阶段研制了晶体管数控系统与集成电路数控系统。在这一阶段,由于国外技术封锁与我国的基本条件限制,数控系统发展较慢。 第二阶段(1980-1989)就是国家“六五”“七五”期间以及“八五”前期,这一阶段通过引进技术,消化吸收,初步建立起国产化数控系统体系。 第三阶段(1990-至今)主要就是实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控设备的产业化取得实质性进步,已奠定了数控技术发展的基础,初步形成数控系统研发基地建立具有批量生产能力的数控系统生产厂。 我国数控系统发展现状: 第一数控化改造的基本完成,为节约成本,进一步发挥老式传统机床的功效与潜在价值,将大批传统老式机床改造为数控机床就是一种必然性与趋势。现在的工厂基本以实现数控化。老式机床基本淘汰,只有小部分用于但见生产,或者用于教学。 第二高级数控技术的缺失,我国企业机械制造整体水平与发达国家相比还有很大的差距。数控技术就是先进制造技术的核心技术,它的整体水平标志着一个国家工业现代化的水平与综合国力的强弱,
具有超越其经济价值的战略物资地位。由于我国企业大部分数控机床与数控系统依赖进口,企业承受不了巨额购置费,且易受国外的控制,另外数控机床维修力量薄弱,进口的备件维修成本高,设备完好率低,大部分进口机床数控系统已经崩溃,有的甚至在进口后还没使用就已因为各方面原因不能使用等等。 第三中高档数控系统的开发与生产取得明显进展,1)研制出了开放式数控系统体系结构与软硬件平台。2)研制出了高档交流伺服驱动系统与主轴交流伺服控制系统。3)开发了数控机床集群控制系统。数控系统的发展趋势: 1高速度高精度化,速度与精度就是数控系统的二个重要技术指标,它直接关系到加工效率与产品质量。对于数控系统,高速度化,首先就是要求计算机数控系统在读入加工指令数据后,可以高速度处理技术伺服电动机的位移量,并要求伺服电动机高速度作出反映。此外,要实现生产系统高速化,还必须谋求主轴转速,进给率,刀具交换,托盘交换等各种关键部件实现高速化。搞精度化,一般就是通过减少数控系统的控制误差与采用补偿技术来达到。 与日本三菱数控系统的对比,所有三菱系列控制器都标准配备了RISC 64位CPU,具备目前世界上最高水准的硬件性能。(与M64相比,整体性能提高了1、5倍) 2 体系开放化,传统的数控系统就是一种封闭专用封闭式系统,各个厂家的产品之间以及与通用计算机之间不兼容,维修,升级困难。越来越难以满足市场对数控系统的要求,针对这种情况,人们提出了开
数控机床毕业论文
数控车床应用与发展前景 摘要 随着计算机技术的高速发展,现代制造技术不断推陈出新。在现代制造系统中,数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现自动化、集成化、智能化、起着举足轻重的作用。 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式,尤其就是形状复杂精度要求很高的模具制造行业,以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其她各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程,必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来。
目录 摘要 前言 第一章数控车床的基本组成与工作原理1、1 任务准备 1、1、1 机床结构 1、2 工作原理 1、3 数控车床的分类 1、4 数控车床的性能指标 1、5 数控车床的特点 第二章数控车床编程与操作 2、1 数控车床概述 2、1、1数控车床的组成 2、1、2数控车床的机械构成 2、1、3数控系统 2、1、4数控车床的特点 2、1、5数控车床的分类 2、1、6数控车床(CJK6153)的主要技术 2、1、7数控车床(CJK6153)的润滑 2、2 数控车床的编程方法 2、2、1设定数控车床的机床坐标系
2、2、2设定数控车床的工件坐标系 第三章数控车床加工工艺分析 3、1 零件图样分析 3、2 工艺分析 3、3 车孔的关键技术 3、4 解决排屑问题 3、5 加工方法 第四章当前数控机床技术发展趋势 4、1 就是精密加工技术有所突破 4、2 就是技术集成与技术复合趋势明显 结束语语 参考文献 致谢 前言 高速加工技术发展迅速,在高档数控机床中得到广泛应用。应用新的机床运动学理论与先进的驱动技术,优化机床结构,采用高性能功能部件,移动部件轻量化,减少运动惯性。在刀具材料与结构的支持下,从单一的刀具切削高速加工,发展到机床加工全面高速化,如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转;快速移动速度从每分钟十几米发展到几十米与超过百米;换刀时间从十几秒下降到10秒、3秒、1秒以下,换刀速
数控机床的发展趋势及国内发展现状.doc
数控机床的发展趋势及国内发展现状 1．引言 从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。 进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。 2．数控机床的发展趋势 2.1 高速化
随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。 （1）主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达200000r/min； （2）进给率：在分辨率为0.01μm时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工； （3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～240m/min的进给速度； （4）换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右，高的已达0. 5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。 2.2 高精度化 数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。 （1）提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使C NC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到0.01μm/脉冲），位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法； （2）采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%～80%；
数控技术毕业论文
西安铁路职业技术学院毕业设计 数控机床加工与操作方法 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师：
数控机床加工与操作方法 摘要 数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。数控技术广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。 本论文主要介绍数控机定义，数控机床初学者要求，机床加工前准备工作， 数控机床程序指令，数控机床对刀操作方法，数控机床的工作原理和结构，加工特点，机床加工几何精度要求， 数控机床的优点和缺点，数控机床与计算机实现自动技术，机床维修和生产安全要求。关键词：数控技术概念；加工方法；分类；刀具补偿；
西安铁路职业技术学院毕业设计 目录 摘要.................................................................. I 目录................................................................. II 一、数控技术的概念与特点 (1) 二、数控机床加工前的准备要求 (3) 2.1数控机床的初学者要求 (5) 2.2数控技术常用术语大全 (6) 2.3数控机床工作原理和结构简介 (9) 2.4 数控机床加工特点 (10) 2.5 数控机床的操作方法 (13) 2.6 数控车床是怎样操作的 (18) 三、数控机床产生几何误差的因素 (22) 3.1 普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起 (22) 3.2几何误差补偿技术 (23) 四、计算机数控系统 (24) 五、数控机床的分类与发展 (26) 5.1数控机床分类 (26) 5.2数控机床发展 (27) 六、数控机床维修中应注意的事项 (28) 七、数控加工安全规则 (29) 结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32)
论数控技术的发展趋势
论数控技术的发展趋势 【论文关键词】：数控技术; 趋势; 智能 【论文摘要】：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。 1. 引言 数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。 2. 国内外数控系统的发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 3. 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面： 3.1 高精度、高速度的发展趋势
数控机床毕业论文1
辽宁建筑职业学院机械工程系 毕业论文 题目： 班级： 姓名： 学号：
目录 目录 (1) 摘要 (2) 一、绪论 (4) 二、数控机床概述 (4) （一）数控机的简介 (4) （二）数控机床的组成 (5) （三）数控技术的特点 (5) （四）数控机床的主要技术指标 (6) （五）数控机床使用中应注意的事项 (7) 三、数控机床各部故障分析及维修 (8) （一）数控机床主轴伺服系统故障检查及维修 (8) （二）机床PLC初始故障的诊断 (8) （三）数控设备检测元件故障及维修 (9) （四）数控机床加工精度异常故障及维修 (9) 四、数控机床的保养及维护 (9) （一）数控机床的保养知识 (10) （二）数控机床系统的维护 (11) （三）机械部件的维护 (12) 五、结论 (12) 参考文献 (14)
论文题目：附图：
摘要 机械制造业是国民经济的支柱产业，可以说，没有发达的制造业，就不可能有国家的真正繁荣和富强。而机械制造业的发展规模和水平，则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要指标之一。制造自动化技术是先进制造技术的重要组成部分，其核心是数控技术。数控技术是综合应用计算机、自动化控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。它的出现及所带来得巨大效益，已引起了世界各国科技与工业界的普遍重视。数控维修技术不仅是保障数控机床正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用，因此，它已经成为一门专门的学科。同时也表明，数控维修技术是制造业竞争和发展的基础，也是机械制造业技术水平的标志。论文主要研究了根据数控机床的特点，数控机床常见的故障及诊断方法，数控机床的保养知识和讲解了数控车床的维修方法与注意的事项。研究结果表明：数控加工在当前制造行业中占据着主导地位，在各行各业中都有他的出现，它的发展将带动制造业的飞速发展，同时也将影响社会的发展进程。 因此，做好数控设备的维护工作，提高数控设备的维修效率，是现代制造业的—项重要工作本文的特色在于：通过分析数控机床的维修维护，提高了加工效率，最终为企业带来了效益。 关键词：数控技术；数控机床；常见故障；诊断方法；维修方法
数控技术的发展趋势
数控技术的发展趋势 日期: 2009-11-27 6:13:15 浏览: 327 来源: 学海网收集整理作者: 未知 数控技术是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 我国数控技术起步于1958 年，在近50 年发展历程大致可分为3 个阶段：第一阶段从1958 年到1979 年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段由于改革开放、国家的重视、研究开发环境和国际环境的改善，我国的数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段，在此阶段我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。 1.取得的成绩 纵观我国数控技术近50 年的发展历程，特别是经过四个五年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩： ——奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术：我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化和产业化。——初步形成了数控产业基地在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂、兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。 ——建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。 2.存在的差距 虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但也要清醒的认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的技术水平差距有扩大趋势。与国外水平相比时，我国数控技术水平和产业化水平大致估计如下： 1)技术水平比国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大； 2)产业化水平市场占有率低，品种覆盖面小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对较差；可靠性不高，商品化程
数控机床毕业论文
数控机床毕业论文
数控车床应用与发展前景 摘要 随着计算机技术的高速发展，现代制造技术不断推陈出新。在现代制造系统中，数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现自动化、集成化、智能化、起着举足轻重的作用。 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来。
目录 摘要 前言 第一章数控车床的基本组成和工作原理1.1 任务准备 1.1.1 机床结构 1.2 工作原理 1.3 数控车床的分类 1.4 数控车床的性能指标 1.5 数控车床的特点 第二章数控车床编程与操作 2.1 数控车床概述 2.1.1数控车床的组成 2.1.2数控车床的机械构成 2.1.3数控系统 2.1.4数控车床的特点 2.1.5数控车床的分类 2.1.6数控车床（CJK6153）的主要技术 2.1.7数控车床（CJK6153）的润滑 2.2 数控车床的编程方法 2.2.1设定数控车床的机床坐标系
2.2.2设定数控车床的工件坐标系第三章数控车床加工工艺分析 3.1 零件图样分析 3.2 工艺分析 3.3 车孔的关键技术 3.4 解决排屑问题 3.5 加工方法 第四章当前数控机床技术发展趋势4.1 是精密加工技术有所突破 4.2 是技术集成和技术复合趋势明显结束语语 参考文献 致谢
数控技术的现状和发展趋势
目录 摘要 (1) 1绪论 (1) 2数控技术国外现状 (1) 2.1开放结构的发展 (1) 2.2伺服系统 (1) 2.3 CNC系统联网 (1) 2.4功能不断发展扩大 (1) 3数控技术发展趋势 (1) 3.1性能发展方向 (1) 3.2功能发展方向 (1) 3.3体系结构发展方向 (1) 3.4智能化新一代PCNC数控系 (1) 3.5新一代数控技术关键问题 (1) 结语 (1) 参考文献 (1) 致 (1)
数控技术的现状和发展趋势 CNC technology, the status quo and development trends 摘要 本文简要介绍了当今世界数控技术发展的趋势及国外数控技术发展的现状，在此基础上本文从性能、功能和体系结构三个方面介绍了数控技术的发展方向。阐述肯定了当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能并提出了实现文中所述发展方向的关键技术。 关键词：数控，发展趋势，功能，性能，开放性。 Abstract: This paper mainly introduces the current d evelopment ambition of numerical control technology a nd the developing .ON the basis of this the paper introduce the development direction from the aspect s of capacity, function and structure. PCNC is the key technology to achieve this, because PCNC adapt s to the complex producing procedure and is a new generation of intelligence. Key words：NC, trends, features, performance, openness
数控机床的发展与趋势--毕业论文完整版.docx
XXXXXXX大学 2011 届本科毕业论文（设计） 论文题目：数控机床的发展与趋势 学生姓名： XXXX 所在院系：XXXXXX 所学专业：XXXXXX 导师姓名： XXXXX 完成时间： 2010 年 X 月 XX 日 摘要 数控机床集计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，是典型的机电 一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式，产业结构，管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大的变化。 本文主要讲述了数控机床国内外的发展概况，现代数控技术的发展趋势。介绍了数控机床的特点，组成与分类，并介绍了可编程控制器（PLC）在数控机床中的应用。重点介绍了磨 床的概况，以及现代数控磨床的特点，并用PLC进行了对自动磨床电气系统的改造。 本文在编写过程中，参阅了同行的教材，资料和文献，得到了许多帮助，在此谨致谢意。 关键词：发展趋势组成分类概述结构功能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
数控技术毕业论文
目录 绪论 (1) 第一章任务的分析 (4) 第二章薄壁零件的造型 (5) 第三章零件加工工艺分析 (12) 第四章数控加工工艺方案 (13) 4.1 制定工艺方案 (13) 4.2 使用刀、辅具一览表 (13) 4.3 加工工艺 (13) 4.4 加工程序卡片 (13) 第五章数控加工的对刀 (26) 第六章数控仿真加工 (29) 结束语 (31) 参考文献 (32) 附录
绪论 在当今的制造业领域中，随着市场经济的发展,用户对产品的质量、产品换代的速度、产品设计制造到投放市场的周期等提出越来越高的要求。要适应这种瞬息万变的市场需求、缩短设计制造周期、提高产品质量。科学技术的发展,尤其是计算机的技术的发展,促使了常规机械制造技术与精密检测技术、数控技术等互相结合。从而使机械产品的结构越来越合理、其性能和效率越来越高，更新换代频繁。生产类型由大批量生产向多品种小批量生产转化。这对机械制造技术提出了更高的要求。使机械制造技术不断向着高柔性与高自动化高效率的趋势发展。 现代制造业要求产品品种多样化，更新换代加速，从而使多品种小批量生产的比重明显增加。在传统的机械制造中，单件小批量生产一般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿行机床加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。 同时在国际上也出现了许多造型、加工的软件。如CAD Pro/e。CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD 能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动，专注于设计本身，缩短设计周期和提高设计质量。 Pro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。
数控技术的发展趋势
数控技术的发展趋势 2009-11-27 6:13:15来源: 学海收集整理作者: 未知 数控技术是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 我国数控技术起步于1958 年，在近50 年发展历程大致可分为3 个阶段：第一阶段从1958 年到1979 年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段由于改革开放、国家的重视、研究开发环境和国际环境的改善，我国的数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段，在此阶段我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。 1.取得的成绩 纵观我国数控技术近50 年的发展历程，特别是经过四个五年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩： ——奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术：我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化和产业化。 ——初步形成了数控产业基地在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂、兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。 ——建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。 2.存在的差距 虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但也要清醒的认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的技术水平差距有扩大趋势。与国外水平相比时，我国数控技术水平和产业化水平大致估计如下： 1)技术水平比国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大； 2)产业化水平市场占有率低，品种覆盖面小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对较差；可靠性不高，商品化程度不足；数控系统尚未建
数控机床故障诊断与维修毕业论文
四川广播电视大学城铁分院 毕业设计论文 题目数控机床的故障分析及消除措施 评阅教师高雪琴 系部专科论文 专业机械制造与自动化 姓名周业恒 学号 1351001458333 完成时间： 2015年 5 月20日
题目： 数控机床的故障分析及消除措施 摘要： 本文主要研究数控机床故障分析及消除措施的相关内容。从数控机床故障诊断的基础内容谈起，介绍数控机床故障规律，故障诊断的一般步骤及方法。接着讲述数控机床的常见故障，包括机械故障、伺服系统故障、PLC等电气故障。最后通过实例具体介绍数控机床故障产生后分析处理的过程。从而得知，数控机床维修是一门复杂的技术，要熟悉数控机床的各个部分，理论加实践，提高工作效率。 关键词： 数控机床、故障、诊断、维修
目录 引言 (1) 第一章数控机床故障诊断 (1) 一、数控机床的故障规律 (1) 二、数控机床故障诊断的一般步骤 (3) 三、数控机床的常用检修方法 (4) 第二章数控机床常见故障诊断与维修 (8) 一、数控机床机械结构故障诊断与维修 (8) 二、常见伺服系统故障及诊断 (13) 三、数控机床PLC故障诊断方法 (15) 第三章数控机床常见故障诊断及维修实例 (16) 结论 (18) 参考文献 (18) 图一 (19)
引言 数控技术是现代机械制造工业的重要技术装备，也是先进制造技术的基础技术装备。随着电子技术的不断发展，数控机床在我国的应用越来越广泛，但由于数控机床系统及其复杂，又因大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以数控机床的维修成为了一个难题。论文将涉及数控机床简单介绍、故障现象描述或给出典型实例、故障的成因的分析和论证、故障诊断过程及消除故障的措施等内容。本论文将参考相关资料，根据自己的实际工作经验进行编写，力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验。
数控机床的发展趋势-阅读报告
数控机床的发展趋势 （阅读报告） 一、期刊名： 1. 关于数控机床发展的几点思考(黄琴) 2. 浅析数控机床的发展趋势（许龙） 3. 浅析数控机床的发展趋势及国内形势（郑冬喜邹传平） 4. 谈我国数控机床的发展趋势（安胜） 5.浅谈数控机床的自主创新（张曙） 二、出版社：中国知网期刊、博硕论文 三、页数：共8页PDF文档 四、内容要义： 数控技术是先进制造技术中的一项核心技术，由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受制造业的关注，其设计、制造和应用的水平在某种程度上代表了一个国家的制造业水平和竞争力。 一、数控机床的现状 数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床
的发展经历了30 年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1500 种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴（坐标）联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。（1）高速高精与多轴加工成为数控机床的主流，纳米控制已经成为高速高精加工的潮流，提供编程和操作导航，实现系统操作的可视性和操作性，系统提供了刚性攻丝、大型机床控制、双检安全等功能。（2）多任务和多轴加工数控机床越来越多地应用到能源、航空航天等行业。（3）智能化加工与监测功能不断扩充，车间的加工 监测与管理可实时获取机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床的状态，提前进行相关的维护，避免事故的发生，减少机床的故障率，提高机床的利用率。 二、数控机床的发展趋势 高速度、高精度、高可靠性、高柔性机床向高速化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。新一代高速数控机床，具有高速主轴单元（电主轴，转速15000 －100000r/min）、高速且高加/ 减速度的进给运动部件（快移速60~120m/min，
数控技术的现状及发展趋势
数控技术的现状及发展趋势 系别：机械设计及其自动化 班级：机制二班 姓名：张友谊 学号:200701020004
数控技术的现状、发展趋势 摘要 数控技术对传统机械制造业的渗透产生了机电一体化产品：数控机床。本文介绍当前国内外NC技术的现状，包括开放体系结构的采用、高精高速高效功能的提高、软件数字伺服技术以及网络系统的发展等。然后介绍NC技术在集成化、网络化、智能化及数字化等的发展趋势。为了把我国NC产业搞上去，本文提出发展NC产业要注重系统配套、可靠性、重视创新和加强服务的一些对策。 数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品；其技术范围复盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术：(6)软件技术等。计算机对传统机械制造产业的渗透，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业具有广阔的发展天地。 关键字：数控技术; 趋势; 智能 数控技术国内外现状： 1 开放结构的发展 数控技术从发明到现在，已有近50年的历史。按照电子器件的发展可分为五个发展阶段：电子管数控，晶体管数控，中小规模IC数控，小型计算机数控，微处理器数控；从体系结构的发展，可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC数控系统，后者也称为软数控系统：从伺服及控制的方式可分为步进电机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统。数控系统装备的机床大大提高了加工精度、速度和效率。人类发明了机器，延长和扩展人的手脚功能：当出现数控系统以后，制造厂家逐渐希望数控系统能部分代替机床设计师和操作者的大脑，具有一定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进数控系统，同时也希望系统具有图形交互、诊断功能等。首先就要求数控系统具有友好的人机界面和开发平台，通过这个界面和平台开放而自由地执行和表达自己的思路。这就产生了开放结构的数控系统。机床制造商可以在该开放系统的平台上增加一定的硬件和软件构成自己的系统。目前，开放系统有两种基本结构：(1)CNC+PC主板：把一块PC主板插入传统的CNC机器中，PC板主要运彳¨F实时控制，CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制。(2)PC+运动控制板：把运动控制板插入PC机的标准插槽中作实时控制用，而PC机主要作非实时控制。开放结构在90年代初形成；对于许多熟悉计算机应用的系统厂家，往往采用第(2)方案。但目前主流数控系统生产厂家认为数控系统最主要的性能是可靠性，象PC机存在的死机现象是不允许的。而系统功能首先追求的仍然是高精高速的加工。加上这些厂家长期已经生产大量的数控系统：体系结构的变化会对他们原系统的维修服务和可靠性产生不良的影响。因此不把开放结构作为主要的产品，仍然大量生产原结构的数控系统。为了增加开放性，主流数控系统生产厂家往往采用(1)方案，即在不变化原系统基本结构的基础上增加一块PC板，提供键盘使用户能把PC和CNC联系在一起，大大提高了人机界面的功能比较典型的如FANUC的150/160／180／210系统。有些厂家也把这种装
数控车床毕业论文设计
摘要 数控车床不仅能够车外圆还能用于镗孔、车端面、钻孔与铰孔。与其他种类的机床相比，车床在生产中使用最广。 本论文首先介绍了我国数控机床发展的过程与现状,并分析了其存在的问题;对数控机床的发展趋势进行了探讨；并对JIFCNC-B数控车床主轴箱传动系统进行了设计与计算。 主轴箱有安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮组成。数控车床主轴可以获得在调速范围内的任意速度，以满足加工切削要求。 目前，数控车床的发展趋势是通过电气与机械装置进行无级变速。变频电机通过带传动和变速齿轮为主轴提供动力。通常变频电机调速范围3—5，难以满足主轴变速要求；串联变速齿轮则扩大了齿轮的变速范围。 本设计将原来的带轮不卸荷结构变为了带轮卸荷结构，使输入轴在带处只受转矩，将轴上的径向力传动到车床机体上,改善了输入轴的受力情况，。 关键词：主轴箱，无级调速，传动系统
Abstract NC lathe can do boring, facing, drilling and Reaming in addition to turning.The use of lathes in the production than the other types of machine tools and more.And compared to other types of machine tools, lathes in the production is the most widely used. In this design ，the development and current situation of NC machine in China was introduced and a series of problems were presented .The development trend to NC lathe was discussed.Some countermeasures was presented for the development of NC machine in China and then the headstock of JIFCNC-B NC lathe has been calculatly designed . Headstocks is composed of the hollow spindle which is installed in precision bearings and a series of transmission gears. The spindle can obtain any speed in the speed range to meet the processing requirements of cutting. At present, the development trend is to provide a continuously variable speed through the electrical or mechanical devices . Variable Frequency Motor conveys the power through belt drive and a set of transmission gears. The speed range of Variable Frequency Motor is usually 3-5 , which is difficult to meet the speed range requirements of the spindle speed; The transmission gears is to expand the scope of a variable-speed to meet the speed range of the spindle In addition, in this design the design of the belt drive has been changed from the original unloading structure into the loading structure, transmissed the force to the lathe body so that input shaft is only forced torque, improved the forcing state of the input shaft. Key words:headstocks, a continuously variable speed , transmission Systerm
数控机床的发展趋势
数控机床发展的趋势 引言 从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。 进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。 2．数控机床的发展趋势 2.1 高速化 随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。 （1）主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达200000r/min； （2）进给率：在分辨率为0.01μm时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工； （3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～240m/min的进给速度； （4）换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右，高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。 2.2 高精度化 数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。 （1）提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC 控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到0.01μm/脉冲），位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；