自动换刀装置的发展趋势

数控技术的发展历程及发展趋势

随着汽车、航空航天等工业轻合金材料的广泛应用，高速加工已成为制造技术的重要发展趋势。高速加工具有缩短加工时间、提高加工精度和表面质量等优点，在模具制造等领域的应用也日益广泛。机床的高速化需要新的数控系统、高速电主轴和高速伺服进给驱动，以及机床结构的优化和轻量化。高速加工不仅是设备本身，而是机床、刀具、刀柄、夹具和数控编程技术，以及人员素质的集成。高速化的最终目的是高效化，机床仅是实现高效的关键之一，绝非全部，生产效率和效益在"刀尖"上。数控技术的发展历程及发展趋势如何？本文开门见山直接列举了数控技术的发展历程及未来的发展趋势。

数控技术的发展历程是什么

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。

1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。

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数控装置(简称 MNC)，这是第五代数控系统。

20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。

数控机床未来发展趋势

随着制造业的不断发展和技术的进步，数控机床在未来的发展中将持续迎来新的趋势。以下是数控机床未来发展的几个趋势：

1. 智能化：随着人工智能技术的不断发展，数控机床将更加智能化。通过将人工智能应用于数控机床中，可以实现自动调整工艺参数、自适应切削等功能。智能化的数控机床可以提高生产效率、降低人工成本，提高产品质量。

2. 自动化：随着机器人技术的不断发展，数控机床与机器人的结合将成为未来的趋势。通过与机器人的自动化配合，可以实现自动装夹、自动换刀、自动测量等功能，提高生产效率和产品质量。

3. 网络化：数控机床将更加网络化，实现远程监控和管理。通过将数控机床与互联网连接，可以实时监测生产状态、进行远程维修和调试，提高生产效率和运营管理水平。

4. 精度和稳定性提高：随着加工精度和产品质量要求的不断提高，数控机床将在未来进一步提高精度和稳定性。通过采用更加精密的传感器、控制系统和执行机构等技术，可以实现更高的加工精度和更稳定的运行。

5. 环保节能：对于数控机床的环保要求也越来越高。未来的数控机床将更加注重节能减排和资源循环利用。通过采用高效节能的电机、控制系统和加工方法等技术，可以实现能源的最大利用和减少废弃物的产生。

6. 多功能化：数控机床将趋向于多功能化。未来的数控机床将不仅仅局限于单一的加工任务，同时可以实现多种不同的加工操作。通过改变工装和工艺参数，数控机床可以适应不同的加工需求，提高生产灵活性和适应性。

7. 定制化：随着消费需求的个性化越来越强烈，数控机床将向定制化方向发展。未来的数控机床可以通过软件和控制系统的调整，实现对产品的个性化加工，满足消费者不同的需求。

总之，数控机床未来的发展趋势是向智能化、自动化、网络化、高精度、环保节能、多功能化和定制化发展的。这些趋势将推动数控机床技术不断创新和进步，为制造业带来更大的效益和发展空间。

数控机床大作业

数

控

机

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动

换

刀

装

置

姓名：

学号：

班级： 数控机床的自动换刀装置

作者：刘伟杰

摘要

数控机床集中应用了计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，等先进技术，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，管理形式，使世界制造业的格局发生了巨大的变化，促进了其他行业的生成和飞速发展。刀具及自动换刀装置对加工时间有着重要的影响，自动换刀的快慢又影响了加工的时间，刀库的容量决定了刀具的数量，进而影响换刀时间和加工时间。本文主要讲述数控机床的自动换刀机构。

关键词：发展 趋势 机构 自动换刀 刀库

中图分类号 ：TH 文献标识码 ：B1.刀库

刀库是自动换刀装置的主要部件，其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大影响。刀库的刀具定位机构是用来保证要更换的每一把刀具准确的停在换到位置上。采用电动机或液压系统为刀库提供动力。根据刀库所需要的容量和取刀方式，可以将刀库设计成多种形式。

1.1刀库的类型

刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具，并按指令将要用的刀具准确的送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。根据需求，刀库类型有多种

（1）盘式刀具 在盘式刀库结构中，刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放，刀具轴向安装的结构最为紧凑。在刀库容量较大时，可采用弹仓式结构，目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面，也可安装在单独的基地上。盘式刀库分径向、轴向两种取刀方式，其刀座结构不同。此种刀库结构简单，适用于刀库容量较少的情况。

（2）链式刀库 刀具容量比盘式的大，结构也比较灵活和紧凑，常为轴向换刀。可将换刀位置刀座突出以利于换刀。另外还可以采用加长连带方式加大刀库的容量，也可采用折叠回绕的方式提高空间利用率，在要求刀量容量很大时可以采用多条链带的结构。

内蒙古农业大学

本科生毕业论文（设计）

开题报告

题 目 实验室用自动换刀装置的设计

学 院 机电工程学院

专 业 机械设计制造及其自动化

年 级 2008级

学 号 080515979

姓 名 王建

指导教师 丁海泉

职 称 副教授

内蒙古农业大学教务处

二O一二年 月 日

说 明

一、开题报告前的准备

毕业论文（设计）题目确定后，学生应尽快征求导师意见，讨论题意与整个毕业论文（或设计）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成：

1、研究（或设计）的目的与意义。应说明此项研究（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济、生态与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。

2、国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。

3、课题研究（或设计）的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。

4、研究（或设计）方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究（或设计）方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业论文或完不成设计任务。

5、实施计划。要在研究提纲中按研究（或设计）内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。

二、开题报告

1、开题报告可在导师所在院、教研室范围内举行，须适当请有关专家参加，导师必须参加。报告最迟在毕业（生产）实习前完成。

2、本表（页面：A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、导师、所在院部（要原件）各一份。