浅析数控机床的发展进程及趋势1
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浅析数控机床的发展进程及趋势自20世纪末开始,我国制造业就开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步,机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。
机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素,既是生产力要素,又是重要商品。
机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。
数控机床的发展进程自上世纪50年代以来,世界数控机床主要经历了数控NC(NumericalControl)和计算机数控CNC(ComputerNumericalControl)2个阶段。
始于90年代初,受通用微机技术飞速发展的影响,数控系统正朝着以个人计算机(PC)为基础,向着开放化、智能化、网络化等方面进一步发展。
数控机床通常由控制系统、进给伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。
其中进给伺服系统作为数控机床的重要功能部件,其性能是决定数控机床加工性能的极其重要的技术指标。
数控机床的发展趋势进入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。
数控机床正向以下几个方面发展。
(1)高速化:新一代数控机床为提高生产效率,向超高速方向发展,采用新型功能部件主轴转速达15,000r/min以上。
而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动速度超过普通切削5~10倍,体现在数控机床上的主轴转速、进给率、运算速度等。
(2)高精度化:当前,在机械加工高精度的要求下,世界各工业强国已经不能满足于精密加工了,而是把超精密加工作为数控机床的未来发展方向。
其精度已经从微米级发展到亚微米级,甚至纳米级。
(3)功能复合化: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。
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。
机床数控技术的现状及发展趋势1. 引言1.1 机床数控技术的重要性机床数控技术的重要性在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断进步和工业制造的发展,传统的手工操作已经无法满足复杂、精密的生产需求。
而数控技术的出现,则为实现高效、精准的生产提供了强大的支持。
机床数控技术可以实现生产过程的自动化,大大提高了生产效率。
通过预先编程设定工艺参数,机床可以自动进行加工操作,避免了人工操作中可能出现的偏差和错误,从而确保产品的质量和稳定性。
机床数控技术可以实现生产过程的数字化和信息化管理。
通过数据采集和分析,可以及时了解设备运行状态和产品加工情况,从而进行精细化管理和优化调整,提高生产过程的可控性和可预测性。
机床数控技术还可以实现生产过程的高度灵活性。
通过灵活的程序设计和参数调整,可以快速切换生产任务,适应不同产品的加工需求,提高生产线的适应性和变换性。
机床数控技术的重要性在于它不仅提高了生产效率和产品质量,还推动了工业生产的现代化和智能化发展。
随着技术的不断创新和应用,相信机床数控技术将在工业制造领域继续发挥重要作用。
1.2 机床数控技术的定义机床数控技术是指通过计算机控制系统,实现机床自动化操作的一种先进技术。
它将传统机床替代性能提高到了一个新的高度,极大地提高了机床的精度、效率和稳定性。
机床数控技术采用了数字控制系统,通过预先编程的指令指挥机床进行各种加工工序,实现复杂加工任务的高精度完成。
机床数控技术的核心是数控系统,其包括硬件和软件两部分。
硬件主要由电子设备、传感器和执行机构组成,用于接收和执行指令;软件则是指控制系统的程序,用于实现加工过程的编程和控制。
机床数控技术的出现彻底改变了传统加工方式,极大地提高了生产效率和产品质量。
它也为工业生产带来了更大的灵活性和创新性,能够满足不同行业对加工精度和效率的不同需求。
机床数控技术是一个能够推动工业生产进步的重要技术,它的发展将不断推动传统制造业向智能化、自动化方向迈进。
数控机床的发展趋势一. 引言数控技术和数控装备是各个国家工业现代化的重要基础。
我国数控技术与世界先进国家相比还有一定的差距,因此了解数控技术国内外的发展状况对我国数控领域的发展有非常重要的意义。
数控技术(简称即 )应用于生产中已有二十多年的历史了,它使传统的制造业发生了质的变化,尤其是近年来.微电子技术和计算机技术的发展给技术带来了新的活力。
数控机床是现代制造业的主流设备,是体现现代机床技术水平、现代机械制造业工艺水平的重要标志,是关系国计民生、国防尖端建设的战略物资。
因此世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。
二.数控机床的发展趋势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。
.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;. 进给率:在分辨率为µ时,最大进给率达到且可获得复杂型的精确加工;. 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,开发出已发展到位以及位的数控系统,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µ、µ时仍能获得高达~的进给速度;. 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左右,高的已达。
德国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。
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。
a. 提高系统控制精度: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µ脉冲),位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法;. 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。
数控机床国内的发展进程及趋势
一、概述
数控机床是利用电子技术和计算机技术,将人机操作自动化的机械加工机控制系统。
它是一种高精度的数字控制技术,能够自动地检测和控制机械加工机床的工作状态,自动完成机床的各种加工操作,从而节约劳动力和人工,提高工作效率,节省能源,减少生产成本。
数控机床在世界机械加工领域有着重要地位,在中国机械加工行业有着重要的地位和作用。
数控机床的发展可以追溯到上世纪五十年代,数控机床已经发展出一系列从小到大,从简单到复杂的机床。
自20世纪60年代以来,数控机床的发展速度不断加快,数控机床的技术同步发展,数控机床的应用范围得到进一步扩大,它的发展已经成为机械加工行业的重要趋势。
二、国内数控机床发展历程
1、20世纪60年代:20世纪60年代是我国数控机床发展的开端。
当时,我国数控机床以厂家共同研制和先进国家转让为主,其中主要有苏联苏霍伊、德国弗洛芒等。
这一时期,数控机床的技术还比较落后,数控机床的应用也有限,主要集中在大型机械制造企业,主要是军工领域。
一些地方企业也开始引进数控机床,并在实践中不断进行技术改造,取得了一些成绩。
2、20世纪70年代:20世纪70年代,境内数控机床的发展迅速。
浅析数控机床的发展进程及趋势引言数控机床作为现代制造业中不可或缺的重要设备,在各个行业中发挥着巨大的作用。
随着科技的不断进步,数控机床的技术水平和生产效率也不断提高,不断满足工业发展的需求。
本文将从数控机床的发展历程、现状和发展趋势三个方面,探讨数控机床的发展。
数控机床的发展历程数控机床的起源可以追溯到20世纪50年代,当时的数控技术还处于萌芽阶段,机床控制系统主要采用电气、机械和液压等方式控制。
1958年,美国麻省理工学院的约翰·塞尔文率先发明了数控系统,从而开启了数控机床的发展历程。
1960年代到1970年代,数控机床的发展进入了快速发展期,主要体现在控制系统、动力系统、检测系统、刀具系统等方面的提高。
同时,数控机床也开始被广泛应用于制造业中,取代传统机床的地位逐渐被数控机床取代。
1980年代到1990年代,数控机床的技术水平得到了极大提高,特别是在控制系统、伺服系统、在线检测等方面的发展取得了巨大进展。
同时,随着计算机和网络技术的不断进步,数控机床也开始与信息技术融合,为生产线的自动化和智能化发展奠定了基础。
21世纪以来,随着自动化和智能化的加速发展,数控机床的发展进入了新阶段,目前已经成为了现代制造业中的重要设备之一。
数控机床的现状当前,全球数控机床市场呈现快速发展的态势。
根据国际市场研究机构的数据显示,全球数控机床市场总体规模增长持续稳定,行业竞争越来越激烈。
其中,中国是全球数控机床市场的主要市场之一,数控机床制造业已成为中国制造业的重要组成部分。
当前,数控机床技术水平不断提高,各自控制系统、切削工具和刀具、自动化和智能化技术的应用不断扩展,大大提高了生产效率和产品质量。
同样,数控机床产品的发展趋势也得到了不断提高。
具体表现在以下几方面。
数控机床的发展趋势1. 智能化发展随着人工智能技术的不断发展,数控机床的智能化发展势头也日渐强劲。
从数控机床控制系统到设备自主诊断和修复,从数控机床设备交互到人机协作,人工智能的应用将使数控机床得到智能化升级和转型升级。
数控车床技术发展现状及趋势一、本文概述数控车床,作为现代制造业的核心设备之一,其技术发展水平直接关系到加工精度、生产效率和产品质量。
随着科技的日新月异,数控车床技术也在持续进步,不断满足复杂多变的制造需求。
本文旨在探讨数控车床技术的当前发展现状,分析其内在的技术特点与优势,并展望未来的发展趋势。
通过深入研究数控车床的控制系统、驱动技术、加工工艺等关键领域,本文期望为相关行业的从业者和技术人员提供有价值的参考信息,推动数控车床技术的进一步创新和应用。
二、数控车床技术发展现状数控车床技术作为现代制造业的核心组成部分,经历了从简单的数控编程到高度集成化和智能化的变革。
目前,数控车床技术的发展现状主要体现在以下几个方面:数控系统智能化:随着人工智能和大数据技术的不断融入,数控车床的控制系统日趋智能化。
现代数控系统能够自动识别材料类型、厚度和硬度,并自动调整切削参数以达到最优的加工效果。
高精度与高效率:随着超精密加工技术和新型切削工具的应用,数控车床的加工精度得到了显著提升。
同时,通过优化数控算法和机床结构,提高了加工效率,减少了非生产时间。
复合加工能力:现代数控车床不仅具备车削、铣削、钻孔等基本功能,还能实现磨削、激光加工等多种加工方式的复合,从而在一台机床上完成复杂零件的多工序加工。
模块化与标准化:数控车床的设计制造越来越倾向于模块化和标准化,这不仅简化了生产流程,降低了制造成本,还有利于机床的维护和升级。
网络安全与远程监控:随着工业0和物联网技术的发展,数控车床的网络安全和远程监控成为新的关注点。
现代数控系统配备了完善的安全防护措施,并通过云平台实现远程故障诊断和监控,大大提高了设备的运行可靠性和维护效率。
绿色环保与节能减排:数控车床在设计和制造过程中越来越注重绿色环保和节能减排。
通过优化机床结构、减少空载时间和使用环保切削液等措施,有效降低了能耗和污染排放。
数控车床技术在高精度、高效率、复合加工、智能化和网络化等方面取得了显著进展,为现代制造业的转型升级提供了有力支撑。
机床数控技术的现状及发展趋势1. 引言1.1 介绍机床数控技术的重要性机床数控技术的重要性在于其能够提高生产效率、提高产品质量、降低人力成本、减少生产过程中的浪费,并且具有灵活性和自动化程度高的特点。
机床数控技术使得生产过程更加精准和稳定,有效减少了人为因素带来的误差,提高了生产的可靠性和稳定性。
机床数控技术也使得生产过程更加灵活,可以根据不同需求进行快速调整,实现批量生产和个性化定制生产的转换。
这种灵活性和自动化程度的提高,可以更好地满足市场需求,促进企业的竞争力和发展。
机床数控技术的重要性在于其对生产效率、产品质量、人力成本以及生产过程中的优化和改进方面都能够带来明显的提升,这对于推动工业生产的现代化和高效化具有重要的意义。
1.2 探讨机床数控技术的发展历程机床数控技术的发展历程可以追溯到20世纪50年代。
当时,随着电子技术和计算机技术的不断发展,人们开始尝试将这些先进技术应用到机床控制中。
最早的数控机床是由美国麻省理工学院研制成功的,从此拉开了机床数控技术的序幕。
随着时代的发展,机床数控技术经历了多个阶段的演进。
60年代至70年代,数值控制系统逐渐普及,并且出现了专用数控机床。
80年代至90年代,数控技术开始向多轴、高速、高精度和高可靠性方向发展,实现了更加精密和高效的加工。
21世纪以来,随着信息技术和通信技术的飞速发展,机床数控技术进入了全面智能化和网络化时代,实现了智能监控、远程调整和自动化生产。
机床数控技术的发展历程充分展示了人类科技的创新和进步。
通过不断探索和实践,机床数控技术已经成为现代工业生产中不可或缺的重要技术,为提高生产效率、保障产品质量、降低生产成本发挥着重要作用。
2. 正文2.1 机床数控技术的当前应用领域机床数控技术在当前的应用领域非常广泛,涵盖了各个工业领域。
在航空航天领域,随着飞机设计的复杂性和航空发动机的要求越来越高,机床数控技术被广泛运用于航空零部件的加工。
其精密度和效率能够满足航空产品的高要求。
数控机床的发展趋势数控机床的发展趋势1.数控系统发展趋势从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46年历程。
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——小规模集成电路式——大规模集成电路式——小型计算机式——超大规模集成电路——微机式的数控系统。
到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装置向人工智能化方向发展;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。
国外数控系统技术发展的总体发展趋势是:●新一代数控系统采用开放式体系结构进入90年代以来,由于计算机技术的飞速发展,推动数控机床技术更快的更新换代。
世界上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、扩展性,并向智能化、网络化方向大大发展。
近几年许多国家纷纷研究开发这种系统,如美国科学制造中心(NCMS)与空军共同领导的“下一代工作站/机床控制器体系结构”NGC,欧共体的“自动化系统中开放式体系结构”OSACA,日本的OSEC计划等。
开发研究成果已得到应用,如Cincinnati-Milacron公司从1995年开始在其生产的加工中心、数控床、数控车床等产品中采用了开放式体系结构的A2100系统。
开放式体系结构可以大量采用通用微机的先进技术,如多媒体技术,实现声控自动编程、图形扫描自动编程等。
数控系统继续向高集成度方向发展,每个芯片上可以集成更多个晶体管,使系统体积更小,更加小型化、微型化。
浅析数控机床的发展进程及趋势前言数控机床是指以数字控制系统为基础,能够实现自动化加工的机床。
数控机床具有自动化程度高、精度高、柔性加工性强等特点,已经成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
本文将浅析数控机床的发展进程及趋势。
发展历程第一阶段:数控机床的出现20世纪50年代,随着电子技术和计算机技术的发展,数控机床开始出现。
当时的数控系统采用的是电子抗扰技术,具有一定的抗干扰能力,但适用范围有限。
第二阶段:数控机床的成熟60年代中期到70年代,数控机床开始进入成熟期。
数控系统的控制方式逐渐由单点控制向多轴控制转变,控制精度和加工精度有了较大提高。
同时,数控机床的加工范围也得到了扩展,不仅可以加工传统的平面及曲面零件,还能加工螺旋线、球面等复杂曲面零件。
第三阶段:数控机床的智能化80年代中期至90年代,数控机床进入智能化阶段。
计算机技术和网络技术的不断发展,使得数控系统的性能有了大幅提高。
此时的数控机床已经具备良好的人机界面和编程方式,能够实现更加智能化的加工操作。
发展趋势高速化随着各行业对产品精度的要求不断提高,数控机床的高速化已经成为行业发展的趋势。
同时,高速化也能够提高生产效率,为制造业带来更多的竞争力。
智能化智能化是数控机床的重要发展趋势之一。
智能化的数控机床具有自主调整、自动诊断、自动维护的功能,能够实现更加高效、精确的加工。
网络化随着物联网技术的发展,数控机床也开始向网络化方向发展。
通过与其他设备的联网,数控机床能够实现自动诊断和在线维护,同时也能够实现生产信息的共享和传递。
精密化精密化也是数控机床的重要发展趋势之一。
通过采用更加先进的传感技术和控制策略,数控机床的加工精度和精密度能够得到进一步提升,实现更加精准的加工。
总结数控机床作为现代制造业的重要装备,在其发展过程中经历了从出现、成熟到智能化的阶段。
未来,数控机床将继续向高速化、智能化、网络化和精密化方向发展,为制造业的发展提供更加强劲的支撑。
数控机床发展趋势
数控机床是一种通过数字编程控制工艺过程的机床,它的出现彻底改变了传统机床加工的方式。
随着科技的发展和人们对高效、智能制造的需求不断增加,数控机床的发展也呈现出一些趋势。
首先,数控机床将向更高的精度和稳定性发展。
随着工业制造的精度要求越来越高,数控机床需要能够更精确地控制工艺过程,以确保产品的质量。
同时,数控机床在长时间运行时需要稳定的性能,保证加工效率和加工精度的稳定性。
其次,数控机床将朝着更高的自动化程度发展。
自动化技术的快速发展将促进数控机床的智能化和自动化程度的提高。
未来的数控机床将更加智能,能够自动调整工艺参数和工艺路径,根据加工条件进行自主决策和优化,提高加工效率和产品质量。
第三,数控机床将趋于模块化和可定制化。
未来的数控机床将更加灵活,能够通过更换模块或软件进行功能扩展和升级。
制造商可以根据不同用户的需求进行定制化设计和生产,提供更适合不同行业和产品的数控机床。
第四,数控机床将与其他先进制造技术相结合。
例如,与人工智能、物联网等技术结合,形成智能制造系统。
通过与其他先进技术的融合,数控机床能够实现更高效、更智能的制造过程,并更好地适应未来工业制造的发展需求。
最后,数控机床将朝着更加环保和节能的方向发展。
随着人们
环保意识的增强和对能源消耗的重视,数控机床将不断推出更节能的产品,减少对环境的影响。
综上所述,数控机床的发展趋势是向更高精度、更高自动化程度、更高灵活性和可定制性、与其他先进制造技术结合、更环保、节能方向发展。
这些趋势将推动数控机床的不断创新和进步,促进工业制造的高效、智能化发展。
(山东建筑大学机电工程学院济南 250101)0前言机床(machine tools)是指用来制造机器的机器。
又被称为“工作母机”或“工具机”。
早在15世纪就已出现了早期的机床,1774年英国人威尔金森发明的一种炮简篷床被认为是世界上第1台真正意义上的机床,它解决了瓦特蒸汽机的气缸加工问题。
至18世纪,各种类型机床相继出现并快速发展,如螺纹车床、龙门式机床、卧式锐床、滚齿机等,为工业革命和建立现代工业奠定了制造工具的基础。
1952年,世界上第1台数字控制机床在美国麻省理工学院问世,标志着机床数控时代的开始。
数控机床是一种装有数字控制系统(简称“数控系统”)的机床数控系统包括数控装置和伺服装置两大部分,当前数控装置主要采用电子数字计算机实现,又称为计算机数控(computerized numerical control,CNC)装置[1]。
1数控机床的发展历程特点1952年世界第1台数控机床在美国麻省理工学院研制成功,这是制造技术的一次革命性跨越。
数控机床采用数字编程、程序执行、伺服控制等技术,实现按照零件图样编制的数字化加工程序自动控制机床的轨迹运动和运行,从此NC技术就使得机床与电子、计算机、控制、信息等技术的发展密不可分。
随后,为了解决NC程序编制的自动化问题,采用计算机代替手工的自动编程工具和方法成为关键技术,计算机辅助设计/制造(CADCAM)技术也随之得到快速发展和普及应用[2]。
可以说,制造数字化肇始于数控机床及其核心数字控制技术的诞生。
正是由于数控机床和数控技术在诞生伊始就具有的几大特点--数字控制思想和方法、“软(件)-硬(件)”相结合、“机(械)-电(子)-控(制)-信(息)”多学科交叉,因而其后数控机床和数控技术的重大进步就一直与电子技术和信息技术的发展直接关联。
最早的数控装置是采用电子真空管构成计算单元,20世纪40年代末晶体管被发明,50年代末推出集成电路,至60年代初期出现了采用集成电路和大规模集成电路的电子数字计算机,计算机在运算处理能力、小型化和可靠性方面的突破性进展,为数控机床技术发展带来第一个拐点一由基于分立元件的数字控制(NC)走向了的计算机数字控制(CNC),数控机床也开始进入实际工业生产应用。
数控机床的发展与趋势
一、数控机床概述
数控机床(Numerical Control Machine Tool),简称NC,是一种将控制单元(控制器)、转台系统、夹具系统、切削系统、及相应的配套仪表组成一个完整机床的机床类型。
本文会介绍数控机床的发展及趋势,帮助读者更了解数控机床的应用。
二、数控机床的发展
1、首先,数控技术在进一步发展。
数控技术的应用可以追溯到1950年代,当时美国人开发出第一台数控机床。
作为机械零部件加工的一种重要技术,数控加工给人们带来了极大的方便,缩短了加工时间,提高了加工精度,而且比传统机床更加灵活、可靠和安全。
2、其次,数控机床应用领域在不断扩大,并有更多的应用领域。
目前,数控机床的应用不仅仅局限于制造界,而且还扩展到航空航天、汽车制造、化工、能源等行业,以及军工、军品、轻产品等领域,其应用越来越广泛。
3、再次,数控机床的精度在不断提高。
数控机床的精度是制造业的关键指标,现在,数控机床的精度已达到毫米级,甚至微米级,这就使得数控机床在微小复杂的产品加工中有着较高的精度,从而实现复杂的加工任务。
4、此外,数控机床系统中的软件也在不断发展,使得它更加受用户欢迎。
数控机床的发展与趋势一、引言数控机床是一种以数字信号为控制指令,实现工件加工的自动化机床。
它以其高精度、高效率和灵活性等优势,成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
本文将从数控机床的发展历程、技术特点以及未来的发展趋势等方面进行详细探讨。
二、数控机床的发展历程1. 早期机械化阶段在20世纪50年代以前,机床加工主要依靠人工操作,生产效率低下,精度难以保证。
这时期的数控机床还处于起步阶段,主要应用于军工领域。
2. 数控技术的发展阶段20世纪60年代,随着计算机技术的发展,数控技术开始得到广泛应用。
数控机床逐渐取代了传统机床,实现了工件的高精度加工。
3. 现代化阶段随着计算机技术和控制技术的不断进步,数控机床实现了更高的精度、更高的效率和更大的灵活性。
同时,随着自动化技术的发展,数控机床还实现了自动化生产线的应用。
三、数控机床的技术特点1. 高精度数控机床采用数字信号控制,可以实现微小误差的控制,保证了工件加工的高精度。
2. 高效率数控机床具有高速度、高加工效率的特点,可以大幅度提高生产效率,缩短生产周期。
3. 灵活性数控机床可以根据不同的加工要求进行编程,实现不同工艺的加工,具有较高的灵活性。
4. 自动化程度高数控机床可以实现自动化生产,减少人工干预,提高生产效率,降低劳动强度。
四、数控机床的发展趋势1. 智能化发展随着人工智能技术的不断发展,数控机床将更加智能化。
通过引入机器学习和深度学习等技术,数控机床可以自动学习和优化加工过程,提高加工效率和精度。
2. 高速化发展随着电机和传感器技术的进步,数控机床的加工速度将进一步提高。
高速加工将成为数控机床发展的重要方向,以满足生产效率的提高需求。
3. 精密化发展随着精密加工领域的不断扩大,数控机床的精度要求也越来越高。
未来的数控机床将更加注重精密加工,提高加工精度和稳定性。
4. 网络化发展随着互联网技术的普及,数控机床将更加网络化。
通过与其他设备和系统的连接,实现生产过程的信息化管理和远程监控,提高生产效率和灵活性。
网络教育学院专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:重庆万州奥鹏学习中心[16]VIP层次:专科起点本科专业:机械设计制造及其自动化年级: 2011年春季学号: ************学生:夏小兵指导教师:**完成日期: 2013年03月04日内容摘要从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。
各工业发达国家投入巨资,对现代技术进行研究开发,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,他集微电子,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,对制造业实现绕性自动化,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,有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;在智能基础上,综合了计算机,多媒体,模糊控制,神经网络等学科技术,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,实现了在现诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,数控机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。
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 (I)前言 (1)1 数控机床的发展进程 (2)1.1 进给伺服系统 (2)1.2 机械传动系统 (4)1.3 数控机床加工程序的结构 (4)1.3.1 程序开始部分 (4)1.3.2 程序内容部分 .................................... 错误!未定义书签。
1.3.3程序结尾部分..................................... 错误!未定义书签。
2 数控机床的发展趋势 (6)2.1高速化 (6)2.2高精度化 (6)2.3功能复合化............................................. 错误!未定义书签。
2.4控制智能化............................................. 错误!未定义书签。
2.5体系开放化............................................. 错误!未定义书签。
2.6驱动并联化 (6)2.7极端化(大型化和微型化) (6)2.8信息交互网络化......................................... 错误!未定义书签。
2.9新型功能部件........................................... 错误!未定义书签。
2.10高可靠性.............................................. 错误!未定义书签。
2.11多媒体技术的应用...................................... 错误!未定义书签。
3 数控机床发展中所存在的问题 (7)3.1缺乏实事求是的科学精神 (7)3.2缺乏系统深入的科研工作 (7)3.3没有合理地运用资源..................................... 错误!未定义书签。
3.4我国制造业大环境的制约................................. 错误!未定义书签。
3.5缺乏吸引高层次、高素质人才创新创业的环境............... 错误!未定义书签。
3.6对国外技术重引进、轻消化吸收的问题仍很突出............. 错误!未定义书签。
4 数控机床的发展策略 (8)4.1以高速化为先导,提高数控机床的综合性能 (8)4.2推进μm 工程,研制高效精密数控机床 (8)4.3发展复合加工数控机床、缩短制造过程链................... 错误!未定义书签。
4.4高效柔性化的新一代制造系统............................. 错误!未定义书签。
4.5发展网络化制造单元,推进企业制造能力的高效柔性化....... 错误!未定义书签。
4.6开展可靠性设计,加强全面质量管理,保证数控机床的可靠性增长错误!未定义书签。
4.7提高技术人员的综合素质。
............................... 错误!未定义书签。
参考文献 . (9)前言自20世纪末开始,我国制造业就开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步,机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。
机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素,既是生产力要素,又是重要商品。
机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。
近年来, 我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强, 无论在精度、速度、性能, 还是智能化方面都取得了相当的成绩[1]。
在国际贸易中, 很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的主要机电出口产品。
因此,对数控机床技术的发展历程进行总结分析,将有助于推进我国数控机床技术实现跨越式发展的目标。
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。
1 数控机床的发展进程自上世纪50年代以来,世界数控机床主要经历了数控NC(Numerical Control)和计算机数控CNC(Computer Numerical Control)2个阶段[2]。
数控NC阶段主要经历了以下3代:第1代数控系统,始于50年代初年,系统全部采用电子管元件,逻辑运算与控制采用硬件电路完成。
第2代数控系统,始于50年代末,以晶体管元件和印刷电路板广泛应用于数控系统为标志。
第3代数控系统,始于60年代中期,由于小规模集成电路的出现,使其体积变小、功耗降低,可靠性提高,推动了数控系统的进一步发展。
计算机数控CNC阶段也经历了3代:第4代数控系统,始于70年代,当首个采用小型计算机的CNC装置芝加哥展览会上露面时,标志着CNC技术的问世。
第5代数控系统,70年代后期,中、大规模集成电路技术所取得成就,促使价格低廉、体积更小、集成度更高、工作可靠的微处理器芯片的产生,并逐步应用于数控系统。
第6代数控系统,始于90年代初,受通用微机技术飞速发展的影响,数控系统正朝着以个人计算机(PC)为基础,向着开放化、智能化、网络化等方面进一步发展。
数控机床通常由控制系统、进给伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。
其中进给伺服系统作为数控机床的重要功能部件,其性能是决定数控机床加工性能的极其重要的技术指标。
因此提高进给伺服系统的动态特性与静态特性的品质是人们始终追求的目标。
接下来主要介绍一下进给伺服系统和机械传动系统的发展历程。
1.1 进给伺服系统进给伺服系统是以运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,它是一个很典型的机电一体化系统,主要由位置控制单元、速度控制单元、驱动元件(电机)、检测与反馈单元和机械执行部件几个部分组成。
是以运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,它是一个很典型的机电一体化系统,主要由位置控制单元、速度控制单元、驱动元件(电机)、检测与反馈单元和机械执行部件几个部分组成。
1.1.1步进伺服系统在20世纪60年代以前,步进伺服系统是以步进电机驱动的液压伺服电动机或是以功率步进电机直接驱动为特征,伺服系统采用开环控制。
步进伺服系统接受脉冲信号,它的转速和转过的角度取决于指令脉冲的频率或个数。
由于没有检测和反馈环节,步进电机的精度取决于步距角的精度,齿轮传动间隙等,所以它的精度较低。
而且步进电机在低频时易出现振动现象,它的输出力矩随转速升高而下降。
又由于步进伺服系统为开环控制,步进电机在启动频率过高或负载过大时易出现“丢步”或“堵转”现象,停止时转速过高容易出现过冲的现象。
另外步进电机从静止加速到工作转速需要的时间也较长,速度响应较慢。
但是由于其结构简单,易于调整,工作可靠,价格较低的特点,在许多要求不高的场合还是可以应用的。
1.1.2 直流伺服系统60~70年代后,数控系统大多采用直流伺服系统。
直流伺服电机具有良好的宽调速性能。
输出转矩大,过载能力强,伺服系统也由开环控制发展为闭环控制,因而在工业及相关领域获得了更加广泛的运用。
但是,随着现代工业的快速发展,其相应设备如精密数控机床、工业机器人等对电伺服系统提出越来越高的要求,尤其是精度、可靠性等性能。
而传统直流电动机采用的是机械式换向器,在应用过程中面临很多问题,如电刷和换向器易磨损,维护工作量大,成本高;换向器换向时会产生火花,使电机的最高转速及应用环境受到限制;直流电机结构复杂、成本高、对其他设备易产生干扰。
1.1.3 交流伺服系统针对直流电动机的缺点,人们一直在努力寻求以交流伺服电动机取代具有机械换向器和电刷的直流伺服电动机的方法,以满足各种应用领域,尤其是高精度、高性能伺服驱动领域的需要。
但是由于交流电机具有强耦合,非线性的特性,控制非常复杂,所以高性能运用一直受到局限。
自80年代以来,随着电子电力等各项技术的发展,特别是现代控制理论的发展,在矢量控制算法方面的突破,原来一直困扰着交流电动机的问题得以解决,交流伺服发展地越来越快。
1.1.4 直线伺服系统永磁同步直线电机在推力、动态性能、定位精度方面比其他直线电机更具优越性,因而PMLSM越来越多的用于直线伺服系统中。
但由于直线伺服系统存在很大的参数摄动和负载扰动,此外还存在“边端效应”等问题,因此,采用传统的比例(P)或比例积分(PI)位置调节器的矢量控制系统很难满足高性能伺服系统的要求。
1.2 机械传动系统机械传动系统由数控机床的主传动系统,进给运动系统,回转工作台与导轨组成。
数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切削速度以满足不同的加工条件要求。
主传动系统由动力源:电机,传动系统:定比传动机构、变速装置,运动控制装置:离合器、制动器等,执行件:主轴。
进给运动是以保证刀具与工件相对位置关系为目的,被加工工件的轮廓精度和位置精度都受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的直接影响。
进给运动是数字控制系统的直接控制对象。
对于闭环控制系统,还要在进给运动的末端加上位置检测系统,并将测量的实际位移反馈到控制系统中,以使运动更准确。
回转工作台的作用是:按照数控装置的指令做回转分度或连续回转进给。
导轨的作用:起导向及支承作用,它的精度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有直接影响。
为了保证数控机床具有较高的加工精度和较大的承载能力,要求其导轨具有较高的导向精度、足够的刚度、良好的耐磨性、良好的低速运动平稳性,同时应尽量使导轨结构简单,便于制造、调整和维护。