浅析数控机床的发展进程及趋势

网络教育学院 本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

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题 目： 浅析数控机床的发展进程及趋势

浅析数控机床的发展进程及趋势

I 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。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。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。希望通过本文能给数控机床的研究和发展提供一些帮助和参考价值。

关键词：数控机床；进给伺服系统，机床加工程序 浅析数控机床的发展进程及趋势

I 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 1.1.1步进伺服系统 ........................................................................................... 2 1.1.2 直流伺服系统 .......................................................................................... 2 1.1.3 交流伺服系统 .......................................................................................... 2 1.1.4 直线伺服系统 .......................................................................................... 2 1.2 机械传动系统 .................................................................................................. 2 1.3 数控机床加工程序的结构 .............................................................................. 2 1.3.1 程序编制及程序载体 .............................................................................. 2 1.3.2 输入装置 .................................................................................................. 2 1.3.3 数控装置 .................................................................................................. 2 1.3.4 驱动装置和位置检测装置 ...................................................................... 2 1.3.5 辅助控制装置 .......................................................................................... 2 2 数控机床的发展趋势 ................................................................................................ 3 2.1 高速化 .............................................................................. 错误！未定义书签。 2.2 高精度化 .......................................................................... 错误！未定义书签。 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 ...................................................................... 错误！未定义书签。 2.7 极端化 .............................................................................. 错误！未定义书签。 2.8 信息交互网络化 .............................................................. 错误！未定义书签。 3 数控机床发展中所存在的问题 ................................................................................ 3 4 数控机床的发展策略 ................................................................................................ 3 参考文献 .......................................................................................................................... 5 浅析数控机床的发展进程及趋势 1 前 言 浅析数控机床的发展进程及趋势

2 1 数控机床的发展进程 1.1 进给伺服系统 1.1.1步进伺服系统 1.1.2 直流伺服系统 1.1.3 交流伺服系统 1.1.4 直线伺服系统 1.2 机械传动系统 1.3 数控机床加工程序的结构

1.3.1 程序编制及程序载体 1.3.2 输入装置 1.3.3 数控装置 1.3.4 驱动装置和位置检测装置 1.3.5 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，经过编译、逻辑判别和运动，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、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。 由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接启动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。 浅析数控机床的发展进程及趋势

3 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 从上世纪80年代起, 我国机床制造业对数控技术和数控机床一直给予较大的关注。但是由于我们的数控技术与其他工业发达国家差距较大，与国外一些先进产品相比，仍存在着很大劣势, 使得我们总是处于技术跟踪阶段。面对这种情况，为了加速振兴我国的机床制造业，提高我国的数控机床技术，应当加强以下几个方面的研究工作： 1) 以高速化为先导，提高数控机床的综合性能 数控机床的高速化是提高其高效柔性和高精化的一个重要措施。分析中型加工中心的高速化与高精化的发展历程，可以得出，作为表征其切削运动高速化的主轴最高转速和最大进给速度，大致持续地以每10年增长1倍的比率上升，而表征压缩机床辅助时间的快移速度(指以滚珠丝杠和旋转伺服电机驱动)和自动换刀/工作台转位速度，基本上以每12～15年翻一番的速度增长，1993年后逐步推广用直线电动机直接驱动的新技术，使加工中心的快移速度比用滚珠丝杠副驱动时又提高了1倍。 高速化的发展还要多注意2个问题：从先进适用出发确定高速范围；高速化要和机床的结构和控制性能相匹配。 2) 推进μm 工程，研制高效精密数控机床 目前国内生产的数控机床尚缺少高效、高可靠性且加工精度达微米级的产品。为此，需研发一些能兼顾高效化和高精化的数控制造装备以适应汽车制造业加工关键零件的需求。由于这些数控制造装备的加工精度主要在微米级（μm）范围内，因此可称为μm级制造装备及技术研究，简称“μm 工程”。 3) 发展复合加工数控机床、缩短制造过程链 加快复合数控机床的发展步伐，提高工序的集中度，使加工过程链集约化，可以提高多品种单件和中小批量加工的工效，也有利于加工精度的稳定性。复合数控机床可以减少在不同数控机床间进行工序的转换而引起的待工以及多次上下料等时间。通常这些时间占零件整个生产周期的40%～60%，即使在信息管理良好的情况下，仍将占20%左右。因此，复合数控机床具有明显的技术效果。 为了避免复合机床因功能的扩展而过多地引起结构的复杂化和成本的增加，还需要探求两个问题：通过创新技术扩大功能部件的适用面来简化结构；发展模