机电工程990429
机电工程
MECHANICAL & ELECTRICAL
ENGINEERING MAGAZINE
1999年 第16卷 第4期 Vol.16 No.4
1999
开放性数控技术的发展
张明亮 解旭辉 李圣怡
【摘要】简述开放性数控系统的概念、主要特点及国际上主要开放性数控研究计划的成果，提出开发开放性数控发展的指导思想及开发开放式数控面临的课题。
关键词：CNC；开放性；OSACA；OMAC;OSE
Development of Open Architecture Numeric Control Technology
Zhang Mingliang Xie Xuihui Li Shengyi
Abstrcat：In this paper, Definitions and characteristics of Open Architecture Numeric Control are presented and key achievements obtained are also introduced. The guidelines and key problems for developing Open Architecture Numeric Control are also discussed.
Key words：CNC;open architecture;OSACA OMAC OSE
当前世界CNC市场上的CNC控制器制造商生产的CNC系统，大多是专用设备，在结构上提供给用户有限的选择，用户无法对现有数控设备的功能进行修改以满足自己特殊需求；各种厂商提供给用户的系统的操作方式各不相同，用户在培训人员、设备维护等方面要投入大量的时间与资金；当今的CNC处于DNC和FMS环境中，同时还与CAD/CAM/CAPP等系统实现通信，过去的封闭式CNC系统，没有共同的编程语言。缺乏标准的人机接口。上述这些问题都严重阻碍了CNC制造商、系统集成者和用户采用快速而有创造性地解决当今制造环境中数控加工和系统集成中的问题。CNC制造商、系统集成者、用户都希望“开放化的控制器”，能够自由地选择CNC装置、驱动装置、伺服电机、应用软件等数控系统的各个构成要素，并能够采用规范的、简便的方法将这些构成要素组合起来。
为了适应时代的要求，进入90年代以来，世界上一些研究机构和生产厂商，先后开展了开放性数控的研究。欧洲、美国、日本各自成立了开放性数控的研究机构，它们的发展计划的代号分别为OSACA（Open System Architecture for Control within Automation ）、OMAC（Open Modular Architecture Controller）、OSE（Open System Environment）。这3个计划目前都已经取得了重大进展，并且公布了部分研究成果[1]。file:///E|/qk/jdgc/jdgc99/jdgc9904/990429.htm（第 1／5 页）2010-3-23 0:32:02
数控技术现状与发展 讲课目录提纲 华南理工大学机械与汽车工程学院 李伟光教授 2010年5月
目录
一数控技术概述 1.1数控技术与国民经济 1.2数控技术的起源 1.3研究数控技术的科技动力 1.4研究数控技术的社会环境 1.5数控技术的应用 1.6有关数控技术产业的国家政策 1.7国内外数控技术与设备行业情况介绍二数控设备的控制系统 2.1 数控系统概述 2.2 数控系统的组成、性能与体系结构2.2.1 数控系统性能的现状与发展趋势 2.2.2 数控系统功能的现状与发展趋势 2.2.3 数控系统体系结构的现状与发展趋势2.2.4 基于PC技术的智能开放式数控系统三数控技术发展与数控设备应用 3.1数控技术的发展与数控设备的应用 3.2应用数控设备的社会需求 3.3应用数控设备的工业环境 3.4应用数控设备的技术支持 3.5国内外应用数控技术的现状与差距 3.6数控机床领域的装置种类及技术发展
3.6.1 高速、高刚度大功率电主轴技术 3.6.2 多功能双摆角数控铣头技术 3.6.3 高刚度大扭矩双摆角数控铣头技术 3.6.4 车铣复合主轴头技术 3.6.5 高速、精密数控回转工作台 3.6.6 全数字交流伺服驱动装置 3.6.7 高速、精密、重载直线导轨精度保持性技术 3.6.8 高速、精密、重载滚珠丝杠精度保持性技术3.6.9 盘式结构大扭矩力矩电机及驱动装置 3.6.10 精密直线电机驱动装置及全闭环控制技术 3.6.11 复合加工技术 3.6.12 切削表面完整性技术 3.6.13 高速切削技术 3.6.14 高速、超高速磨削技术 3.6.15 五轴联动高速高精加工工艺技术 3.6.16 高精度刀具测量技术 3.6.17 刀具动平衡技术 3.6.18 柔性工装关键技术 四培养掌握数控技术与设备的人才 4.1国内外研究数控技术人才的基础与现状 4.1.1国外研究数控技术的现状与成果 4.1.2国内研究数控技术的机构与人才培养现状
第一章数控机床概述 数控技术是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,它已开始在各个领域普及,并且它所带来的巨大效益已引起了世界各国科技与工业届的普遍重视。 20世纪４０年代以来,汽车、飞机和导弹制造工业发展迅速,原来的加工设备已无法承担加工航空工业需要的复杂型面零件。数控技术是为了解决复杂型面零件加工的自动化而产生的。1948年,美国帕森斯(Parsonｓ）公司在研制加工直升机叶片轮廓检验用样板的机床时，首先提出了应用电子计算机控制机床加工样板曲线的设想。后来与美国空军签订合同,帕森斯(Parsons）公司与麻省理工学院(MIＴ）伺服机构研究所合作进行研制成功。1９５２年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。后来，又经过改进并开展自动编程技术的研究,于1955年进入实验阶段,这对加工复杂曲面和促进美国飞机制造业的发展起了重要作用。 １9５8年我国开始研制数控机床,1９75年研制出第一台加工中心。目前，在数控技术领域,我国同先进国家之间还存在不小的差距，但这种差距正在缩小。数控技术的应用也从机床控制拓展到其他控制设备,如数控电火花线切割机床、数控测量机和工业机器人等。 1.1数控机床的产生与发展 科学技术和社会生产的不断发展,对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。单件、小批生产占机械加工的8０%左右，一种适合于产品更新换代快、品种多、质量和生产率高、成本低的自动化生产设备的应用已迫在眉睫。而数控机床则能适应这种要求，满足目前生产需求。 1.1.1数控机床的产生与发展过程 1946年诞生了世界上第一台电子计算机，它为人类进入信息社会奠定了基础。1952年,计算机技术应用到机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此,传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控机床经历了两大阶段和六代的发展。 1．数控（NC)阶段(1952年-19７0年) 早期计算机的运算速度底,这对当时的科学计算和数据处理影响还不大,但不能适应机床的实施控制要求.人们不得不采用数字逻辑电路制成一台机床专用计算机作为数控系统,这被称为硬件连接数控（HＡRD-WIRＥＤNＣ),简称为数控(NC) 。随着元器件的发展,这个阶段经历了三代,即１９5２年的第一代——电子管数控机床;１959年的第二代——晶体管数控机床；１96５年的第三代——集成电路数控机床。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 国内数控机床现状简析及建议 国内数控机床现状简析及建议作者： 数控技术学习来源： 数控机床网日期： 2019-5-5 23:30:17 人气： 获取失败标签： 一、国内数控机床行业近年取得的成绩我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术方面也取得了重大突破。 据统计，目前我国可供市场的数控机床有 1500 种，几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。 领域之广，可与日本、德国、美国并驾齐驱。 这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。 近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。 如国产 XNZD2415 型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C 轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。 该构型为国际首创。 基于 RT 一 Linux 开发的数控系统具有的实时性和可靠性，能 1 / 3
在同一网络中与多台 PLC 相连接，可控制机床的五轴联动，实现人机对话。 该机床的作业空间 4．5mx1．6mx1．2m，A 轴转角1050,C 轴连续转角 0 一 4000，主轴转速(无级)最高 10000r/min，重复定位精度0．01mm，可实现三维立体曲面如水轮机叶片，导叶的五轴联动高速切削加工。 超精密球面车床为陀螺仪的加工提供了基础设备，这类车床也可用于透镜模具、照相机塑料镜片、条型码阅读设备、激光加工机光路系统用聚焦反射镜等产品的加工。 高速五轴龙门铣床采用铣头内油雾润滑冷却、横梁预应力反变形控制等技术。 这类铣床可用于航空、航天、造船、水泵叶片、高档模具等的加工。 SSCKZ80 一 5 型五轴车铣复合加工中心可满足航天、航空、船舶及铁路运输业对高精度、高刚度、形状复杂的大型回转体零件加工的要求，如飞机发动机主轴、起落架的加工，船舶发动机活塞、增压器蜗杆差速换向器及螺旋叶片的加工等。 TW250 型高速、高效车削中心采取双主轴对置结构，两个刀架分别位于主轴轴线上下方，控制轴数 8 个，可实现 4 轴联动。 装有 12 位伺服驱动双向动力刀台的上下刀架可对任一主轴进行 2 轴或 4 轴加工。 该机床采用模块化设计技术，可根据用户的不同要求派生为双刀
数控机床的现状与发展 趋势综述
数控机床的现状与发展趋势 摘要：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。数控技术的应用,关键在于开发具有高速度、高精度、高稳定性的高新技术设备,在现有加工设备中,只有数控机床才有可能担当其重任。然而,要实现真正意义上的高速切削加工,数控机床还需向高速、高精度、柔性化、控制系统开放性、控制系统支撑软件和工厂生产数据管理方向迈进,才能适应现代制造业飞速发展的要求。 关键：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 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。 一、数控机床的发展趋势 机械加工装备对促进制造技术发展的紧密关系和以数字化为特征数控机床是柔性化制造系统和敏捷化制造系统的基础装备。其总的发展趋势是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工艺实用性和经济性。 （一）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；
数控技术专业“十三五”规划 一、发展环境 （一）主要成绩与经验 示范性建设结束以后，在学院的正确领导下，机电工程系数控技术专业按照学院的统一部署，狠抓课程建设和教学质量，在教学工作中取得一定成绩。 1.发挥长期积累优势，大幅提升课程建设水平 在人才培养方案的制订过程中，根据高职教育的特点，加大实践教学力度，使实践教学课时大于理论教学课时。 以技能竞赛零件为载体开展实训项目，创建河南省资源共享课，并在中央电化教学馆予以展示。 编著了2本河南省“十二五”规划教材。 2.借助河南省技能振兴工程，构建多轴加工实训室 在河南省技能振兴工程中，高级能人才培训基地项目，除了进行了各种技能培训，我们还新建了多轴加工实训室。其中包含5台DMG四轴加工中心，1台DMG五轴加工中心。 3.以学院技术创新团队项目为契机，大力开展创新教育 在原来兴趣小组的基础上，学院大力资助专业技术创新团队。数控技术专业获得学院大力支持，开展零件、部件等的创新设计，工艺及加工方法的创新。 4.在特色院校建设过程中，加大师资培训力度 目前本专业教师全部参加过国内、外各类师资培训，技能技术水平进一步提升。 5.借应用型本科的东风，开展本科教育
目前本专业与中原工学院合办一个本科班，教学运行良好。 （二）不足与存在问题 1.课程体系不利于职业能力的培养 在专业课程体系中，实践技能训练没有贯穿始终，只是作为一种课程类型存在于教学过程的某一阶段，专业理论教学与实践技能训练相对割裂，分别设置在不同地点、不同时间，由不同教师进行教学与指导，不利于职业技能的系统培养。 2.实践教学系统性、层次性不够 实践教学安排不成体系，不同岗位、不同技能的培养相对割裂，侧重于经验性技能，而缺乏对系统性、策略性技能的培养。培养高技能应用型人才，必须依靠有力而有效并贯穿于整个教育阶段的各种实践教学。对于每一专业按培养计划所确定的最终技术应用能力目标，并不是一蹴而就的，特别是应用性、实践性强的技能培养，需要进行不间断的训练。 3.过度夸大校外实训基地在学生技能训练中的作用 我们认为实践技能应该在企业进行学习和实践，因此，在设置课程体系时把第三学年甚至更长的时间放在企业进行顶岗实习，其实这种做法是不科学的。学校是以培养人才为目的，而企业是以创造经济效益为目的，如果把培养人才这一目标转嫁给企业，势必会造成企业的负担，或者使学生沦落为以重复性工作为主的操作工，达不到实践技能的培养目标。 二、面临的机遇和挑战 制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。市场和我国的国情要求，主动推进生产方式向小批量、多品种发展；另一
我国数控机床的现状和发展 数控机床是数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。 因而了解和提升数控机床对我国的制造业的发展至关重要。 一.国内外数控机床的发展 （1）我国数控机床的发展 我国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。建国初期在1958—1979年间为第一阶段，第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。改革开放，从1979年至今为第二阶段。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国家(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、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。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、多轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。 （2）国外数控技术的发展 数控机床的起源 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。标志着制造领域中数控加工时代的开始。 数控机床的兴起 1952年美国麻省理工学院和吉丁斯·路易斯公司首先联合研制出世界上第 一台数控升降台铣床，随后德国、日本、苏联等国于1956年分别研制出本国的第一台数控机床。60年代初，美国、日本、德国、英国相继进入商品化试生产，由于当时数控系统处于电子管、晶体管、和集成电路初期，设备体积大、线路复杂、价格昂贵、可靠性差，数控机床大多是控制简单的数控钻床，数控技术没有普及推广，数控机床技术发展整体进展缓慢。 70年代，出现了大规模集成电路和小型计算机，特别是微处理器的研制成功，实现了数控系统体积小、运算速度快、可靠性提高、价格下降，使数控系统
数控机床的发展史 1.第一代数控机床产生于 1952年（电子管时代）美国麻省理工学院研制出一套试验性数字控制系统，并把它装在一台立式铣床上，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床，但是这台机床毕竟是一台试验性的机床。到了1954年11月，在帕尔森斯专利基 础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司。 2.第二代数控机床产生于1959年（晶体管时代）电子行业研制出晶体管元器件，因而数控系统中广泛采用晶体管和印制电路板，使数控机床跨入了第二代。同年3月，由美国克耐·杜列克公司（Keaney ＆Trecker Corp）发明了带有自动换刀装置的数控机床，称为“加工中心”。现在加工中心已成为数控机床中一种非常重要的品种，在工业发达的国家中约占数控机床总量的l/4左右。生产出来。 3. 第三代数控机床产生于1960年（集成电路时代）研制出了小规模集成电路。由于它的体积小，功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高，数控系统发展到第三代。以上三代，都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统（NC）。 4.第四代数控机床产生于 1970年前后随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降、小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控系统（NC），数控的许多功能由软件程序实现。由计算机作控制单元的数控系统（CNC），称为第四代。1970年，在美国芝加哥国际展览会上，首次展出了这种系统。 5.第五代数控机床产生于1974年美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统的数控机床。30多年来，微处理机数控系统的数控机床得到飞速发展和广泛的应用，这就是第 五代数控（MNC）。后来，人们将MNC也统称为CNC。 柔性制造系统 1967年，英国首先把几台数控机床联接成具有柔性的加工系统，这就是最初的FMS—Flexible Manufacturing System柔性制造系统。之后，美、欧、日等国也相继进行了开发和应
我国数控机床的现状与发展趋势 摘要：数控机床是制造业发展的基础，可极大地提高制造业生产率。介绍了数控机床的组成，还就我国数控机床的发展和现状进行了详细说明；对我国数控机床的发展趋势进行了介绍，并对我国数控机床的发展提出了建议。 关键词：数控机床；现状；发展趋势 0 引言 数控（NC）是数字控制（Numerical Control）的简称，是20世纪中叶发展起来的一种用数字化信息进行自动控制的一种方法。装备了数控技术的机床，称为数控机床，也简称为NC机床。 世界上第一台数控机床是由美国麻省理工学院于1952年首先研制出来的；日本于1958年研制出首台数控机床。我国数控机床的研制是从1958年起步的，由清华大学研制出了最早的样机。但是经过50多年的发展，2010年我国已经跃居世界第一大机床生产国。在2012年5月27日，在湖北省数控一代机械产品创新应用示范工程启动大会上，中国工程院院长周济强调：“全世界的机械工业正处于产品数字化发展时期，我们必须抓住这一契机，在10年内实现机械产品总体升级为‘数控一代’，使我国机械工业实现由‘大’到‘强’的转变。” 1 数控机床的组成 数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，如图1所示。 1.1 控制介质 控制介质是储存数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物，它记载着零件的加工程序，因此，控制介质就是指将零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。控制介质有多种形式，它随着数控装置类型的不同而不同，常用的有穿孔带、穿孔卡、磁带、磁盘等。随着数控技术的发展，穿孔带、穿孔卡趋于淘汰，而利用CAD/CAM软件在计算机编程，然后通过计算机与数控系统通信，将程序和数据直接传送给数控装置的方法应用越来越广泛。 1.2 数控装置 数控装置是数控机床的核心，人们喻为“中枢系统”。现代数控机床都采用计算机数控装置，即CNC（Computer Numerical Control）。数控装置包括输入装置及中央处理器(CPU)和输出装置等构成数控装置能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。 1.3 伺服系统
数控技术应用专业建设方案 为使数控技术应用专业在“十二五”期间主动适应职业教育发展的新趋势和经济社会发展、产业结构调整、行业企业对本专业人才培养的新要求，更好的服务于区域、行业经济建设，结合《山东省民族中等专业学校发展规划》，按照培养高素质高技能人才的要求，制定本专业建设方案。 第一部分专业建设背景和基础 一、专业建设背景 （一）社会发展背景 随着经济体制改革的不断深入和市场经济的快速发展，以及世界加工制造业专业和工业化进程的加快，中国正在成为“世界制造中心”，传统的机械制造行业在经历了设备改造、技术革新之后出现了前所未有的发展势头、国外高新技术、新工艺迅速涌进、机械行业的加工手段越来越多，加工精度、自动化程度也越来越高，对人才的需求提出了更高的要求。 数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；数控技术的应用时提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段；数控机床是国防工业现代化的中药战略装备，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志，当今社会机械制造业竞争的实质是数控技术的竞争。因此，大力培养数控技术人才，是加快发展我国制造业发展、实现向制造业强国转变的重要途径之一。
（二）行业发展背景 青州位于潍坊市最西端，与工业城市淄博市接壤，地理位置优越。在潍坊市经济委员会的《潍坊制造业战略升级的行动纲要》中指出：加快推动制造业的战略升级，坚定的走出新兴工业化道路，是实现“四个中心”的客观要求。青州制造业战略升级的重要包括：高新技术产业，重点发展电子信息和现代生物与现代医药制造业；交通运输设备制造业重点发展汽车、轨道交通；装备制造业重点发展工程设备制造、起重设备制造安装、新能源和新型环保设备制造业、液压件及石油机械加工制造；原材料制造业重点发展石油化工和精细化工；生产性服务业重点发展制造业物流、技术服务等产业；大力发展就业广、清洁型的都市型工业，上述产业都与数控技术应用密切相关，而作为工业城市的青州市，各类机电产业生产的厂家众多，给数控技术专业的毕业生提供了广阔的就业背景。 山东民族中等专业学校地处于青州市经济开发区，有山起重工、环盾锅炉、建富齿轮、卡特彼勒、江淮轻卡、中辰电力等众多的机械制造企业，因此，数控技术技能型人才的岗位需求量日益扩大。 （三）人才需求背景 近几年来，我国从外国引进了一大批先进制造技术，先进制造设备，但是新技术和装备的应用开发工作明显落后，主要原因就是我国制造业领域内的人才的知识、能力水平相对落后造成的。另一方面，我国的高技能人才拥有量与发展趋势不相称，目前，全国数控机床的操作人员短缺进60万人，并呈继续增长的态势。我国高技能人才占
机床数控技术的现状及未来发展趋势 一、数控机床的简单介绍 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装数控系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。 1、数控机床的特点如下： （1）加工精度高，具有稳定的加工质量； （2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； （3）加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）； （4）机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； （5）对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
2、数控机床的组成部分主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。数控技术，简称“数控”。英文：NumericalControl（NC）。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。 二、国内外机床数控技术的现状 1、国内数控机床技术现状我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。
数控机床发展史 班级：学号：姓名： 数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。 数控技术是机械加工现代化的重要基础与关键技术，应用数控加工可大大提高生产率、稳定价格质量，缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工，易于在工厂或车间实行计算机管理，还使车间设备总数减少、节省人力、改善劳动条件，有利于加快产品的开发和更新换代，提高企业对市场的适应能力并提高企业综合经济效益。 数控加工技术也是发展军事工业的重要战略。美国和西方各国在高档数控机床与加工技术方面，一直对我国进行封锁限制，因为许多先进武器设备的制造，如飞机、导弹、坦克等关键零件，都离不开高性能的数控机床加工。 世界上第一台NC数控机床的发明者一般归为John T. Parsons，1942年，他的公司在为西科斯基公司制造直升机叶片梁时，西科斯基公司在给他的梁图纸上作出17点的定义，Parsons则用曲线把这17点连成一个轮廓，它们可以作为模板使用制作桁的夹具。金属切削工
具很难加工出这种特Parsons就去Wright Field找旋转的螺旋桨实验室环科负责人Frank Stulen，在他们的谈话中，Stulen断定Parsons 真的不知道他在说什么。Parsons意识到了这一点，并当场聘请Stulen。Stulen于1946年4月1日开始工作，并聘请了三个新的工程师和他一起。Stulen的弟弟在柯蒂斯-赖特螺旋桨工作，并提到过他们使用的工程计算打孔卡计算器。Stulen决定采取这个方法计算转子应力，当Parsons打孔卡计算器时，他问Stulen这个东西可否用来产生200个点构成叶片梁的轮廓，而不是之前得到的17点，根据这些点切削再抛光，就可以得到一个流畅光滑的造型，这样得到的造型可以做成一个模板用来冲压叶片梁。Stulen很快编制好了程序，指出了点表。利用点表（每一个孔都有一个X和Y轴的数字），三个操作员就可以操作了，一个操作员读出X和Y值，另两个则把切削头移动到相应的位置。这种操作方法被称为“数字法”. 基于这一事件，Parsons设想能够建造一台完全自动化的机器，因为如果人操作的话，为了产生足够多的轮廓点，需要花费大量的时间去操控切削头到达指定的位置。如果可以输入指令直接给机器，那可以避免控制切削头沿X轴，Y轴移动的时间，这样可以制作更好的模板。 但当时他没有足够的资金做这件事情，直到后来美国空军帮他投资，以便能够加工航空发动机零件，并且得到了麻省理工的支持，解决了伺服问题，终于在1952年造出来第一台样机。 美国军方的经济支持，机床得到了快速的发展。
专家讲座课程报告 题目名称：数控技术 学院：机械工程学院 专业年级：机械设计制造及其自动化12 级 姓名：任庆贺 班级学号：机制12-2-11 授课教师：范久臣 二Ｏ一五年十一月十三日
1 数控技术发展现状 (1) 1． 1 国外数控技术发展现状 (1) 1． 2 国内数控技术发展现状 (3) 2 数控技术发展趋势 (6) 2． 1 高速、高精度化 (7) 2． 2 智能化、开放式、网络化 (7) 2． 3 环保化 (8) 2． 4 采用五轴联动加工和复合快速力 (9) 2． 5 重视新技术标准、规范的建立 (9) 3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考 (10) 4 自身发展 (10)
1数控技术发展现状 1．1 国外数控技术发展现状 20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计 算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。 自从 1952 年美国第 1 台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专 机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20 万台，产值上 百亿美元。“十五“刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6．8亿元，用于对1．2 －1．8万台机床的数控化改造。目前，国际上最大的数控系 统生产厂是日本FANUC公司，1 年生产5 万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占 15％以上，再次是德海德汉尔、西班牙发 格、意大利菲地亚、法国的 NUM、日本的三菱、安川。国产数控系统厂家主要有华 中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南 京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过 300～400 套。 国外具有世界影响力的机床公司有很多，在此重点介绍以下几家。 (1)日本山崎马扎克公司开发出了2 种可使用长镗杆切削工件的复合加工机床， 一种是以卧式车床为原型，与卧式加工中心 (MC)组合而成的卧式复合加工机 床“ INTEGREX e一 650H II ”；另一种是以立式车床为原型，与立式MC组合而 成的立式复合加工机床“INTEGREX e一 1060V／8 II RAM ”。 INTEGREX e II系列装载了MAZATROL MATRIX以及各种新功能，以Mark II 为名称，是对2l 世纪的制造工厂带来革命性冲击的划时代的复合加工机。其主 要特点是主轴最高转速 1 600 r ／min，快移速度 40 m／min，刀具库容量 40 把，刀 具更换时间 ( 刀到刀 )1 ．8 s( 刀具质量 20 kg 以下 ) 。 新的卧式复合加工机床在MC端的主轴轴头上安装一个带有长849 mm镗杆的 “长镗杆架”。该镗杆架自顶端起依次由刀具、长柄和刀架组成。该镗杆架的后端有 4 个固定位置，由操作人员将其装在 MC一侧设计有相同固定位置的主轴轴头上。 MC一侧的主轴除从机床正面观察处于纵深方向的 y 轴外，还有一个 B 轴 ( 位 于l ，轴四周的轴 ) 。l ，轴的可动范围为 650mm， B轴的转动范围在 1800 以上。 长镗杆架与 MC一侧的主轴轴头的上述动作联动。 在由车床主轴 ( 工件主轴 ) 固定的工件外周上能够加工任意角度的轴孔。而且 还能在最后形成的轴孔内径上切削沟槽等。 而立式复合加工机床并没有在 MC主轴轴头上安装用于镗杆加工的刀架，而
现代制造技术教学部 数控专业建设发展规划 一、专业建设背景 （一）行业背景 数控技术和数控装备是制造业现代化的重要基础，其应用水平直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位，世界各发达国家均大力发展自己的数控技术及其产业，使数控技术的应用迅速普及。随着世界加工制造业转移和工业化进程的加快，中国正在成为“世界制造中心”，迫切需要大量掌握数控设备操作、数控加工编程、数控设备维修、数控系统研发改造的人才。据国家人才网统计资料显示，数控技术已成为国家紧缺人才的四大专业之一。培养数控技术应用型人才已成为职业教育的重要任务之一。 （二）专业背景 数控技术专业是学院重点建设的机械制造专业群中的龙头专业，培养目标定位在培养生产一线的高技能专门人才，突出技能的培养，使学生毕业后可直接上岗。 本专业现已具有省内一流的校内实习实训基地，先后投资500多万元建设了各类实验、实训室8个，大型实训车间2个，拥有各类机加工教学设备150多台套，实验实训仪器20多台套，计算机50多台。 在师资建设中，不仅注重教师学历层次的提高，更注重加强“双师型”师资队伍的建设，从而保障了“学训交替”教学模式
的实行。在教学过程中按照国家职业标准，强化职业技能培训，开展职业资格证书的认证工作，学生获得高级职业资格（技能）证书的比例为100%。 因培养目标明确、课程设置合理、教学手段先进、教学效果良好，使毕业生具有优良的综合素质，受到用人单位的普遍欢迎和好评，就业率达到98%。在2006、2008、2010年全国数控大赛河南赛区选拔赛中，我院参赛选手获得学生组前三名的好成绩。 本专业是我院制造专业大类内的龙头专业。通过重点建设数控技术专业，可有效地带动机械制造专业群内其他专业的发展，为新乡市及周边地区制造业基地建设做出巨大贡献，并能够对其它院校的相关专业起到示范和引领作用。 二、专业建设目标 通过三年的重点建设，将数控技术专业建设成为办学条件先进、产学结合紧密、师资结构合理、人才培养质量高的国家级教学示范专业。 在专业实训基地建设方面，建设校企合作、产学结合特点突出，能营造出真实的工作环境，融教学、培训、职业技能鉴定和技术研发功能于一体的校内外实训基地，实现生产与教学相结合、实训与劳动相结合、学习与创新相结合。并面向社会开展职业技能培训、职业技能鉴定、技术服务、合作研发等多种形式的社会服务。建成国内一流、立足新乡、服务河南、面向全国的数控技术高技能专门人才培训基地和职业教育师资培训基地。具备年技术培训、技术服务500人次以上的能力。 在师资队伍建设方面，建立一支数量充足、结构合理、素质
数控技术的发展及国内外现状 数控技术的发展及国内外现状 摘要：数控技术（Numerical Contrl）是一种采用计算机对生产过程中各种控制信息进行数字化运算、处理，并通过高性能的驱动单元对机械执行构件进行自动化控制的高新技术。本文对数控技术的发展经行了研究，并比较对比了国内外数控技术的发展现状，对国内数控未来的发展提出了建议。 关键词：数控技术；发展；国内外现状 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光、电技术于一体的现代制造业的基础技术。它具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。 1.数控技术的发展概述 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院（MIT）开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（ MC Machining Center），使数控装置进入了第二代。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称 DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称 CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机
网络教育学院 本科生毕业大作业 题目：浅析数控机床的发展进程及趋势 学习中心： 层次：专科起点本科 专业：机械设计制造及其自动化 年级：年季 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：年月日
内容摘要 本文以数控机床为研究对象，首先阐述了数控机床的发展历程，尤其对其进给伺服系统和机械传动系统的发展过程进行了详细描述，接下来对我国数控机床的发展现状与发展趋势进行了介绍，并分析了其存在的问题，最后提出了针对我国数控机床的发展策略。 关键词：数控机床；进给伺服系统；机床加工程序 目录 内容摘要 ............................................................. 前言 ............................................................. 1 数控机床的发展进程 ................................................ 进给伺服系统................................................... 机械传动系统................................................... 数控机床加工程序的结构......................................... 2 数控机床的发展趋势 ................................................ 3 数控机床发展中所存在的问题 ........................................ 4 数控机床的发展策略 ................................................ 参考文献 .............................................................
数控机床现状及发展趋势分析 数控机床的概念 数控机床就是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。 国产数控机床的发展现状 一、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{HotTag}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。 二、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*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*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： 三、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
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
河北科技师范学院欧美学院论文题目：数控机床发展史 系别：机电科学与工程系 专业：机械制造与自动化 姓名：陈许超 学号：9322080117 2010年10月6日
数控机床发展史 论文摘要摘要：作为机械系的一名学生，将来工作学习都会以机械为主，所以必须把握好各种机械的专业知识，从这学期开端，开端接触机械专业基础课。我会本着认真的态度看待专业课的学习，进步自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对数控机床发展史的熟悉。 20世纪中期，随着电子技巧的发展，主动信息处理、数据处理以及电子盘算机的涌现，给主动化技巧带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行把持，推动了机床主动化的发展。 采用数字技巧进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公（ParsonsCorporation）实现的。他们在制作飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子盘算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±0.0381mm（±0.0015in），达到了当时的最高程度。 1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套实验性的数控系统，成功地实现了同时把持三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。这台机床是一台实验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。
在此以后，从1960年开端，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及应用了数控机床。 数控机床中最初涌现并获得应用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积宏大，功耗高，因此除了在军事部门应用外，在其他行业没有得到推广应用。 到了1960年以后，点位把持的数控机床得到了迅速的发展。因为点位把持的数控系统比起轮廓把持的数控系统要简略得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大批发展，据统计材料表明，到1966年实际应用的约6000台数控机床中，85%是点位把持的机床。 数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有主动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令主动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和调换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。