數(shù)控技術(shù)的發(fā)展畢業(yè)論文--數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及對(duì)機(jī)械制造業(yè)的影響

1、<p>　　學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目： 數(shù)控技術(shù)及其在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p>　　專業(yè) 數(shù)控 班級(jí) 數(shù)控081 姓名 王茜

2、 </p><p>　　一、課題名稱： 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及其對(duì)機(jī)械制造業(yè)的影響 </p><p>　　二、課題應(yīng)達(dá)到的要求 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和以“時(shí)間驅(qū)動(dòng)”為重要特征的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度加快以及人們對(duì)商品需求的多

3、樣化，傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)正在發(fā)生極其深刻的改變，多品種小批量生產(chǎn)的比重越來(lái)越大，對(duì)產(chǎn)品的交貨質(zhì)量和成本要求越來(lái)越高，要求現(xiàn)代制造技術(shù)具有較高的柔性，即要求機(jī)械制造業(yè)對(duì)各種外界因素的適應(yīng)能力或者產(chǎn)品適應(yīng)市場(chǎng)的變化能力越來(lái)越強(qiáng)，亦即要求空間和時(shí)間的靈活性越來(lái)越大，其關(guān)鍵的技術(shù)是數(shù)控技術(shù)。</p><p>　　三、主要工作內(nèi)容 1、數(shù)控技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用：機(jī)床設(shè)備是機(jī)械工業(yè)的“母機(jī)”，只有機(jī)床設(shè)備實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，

4、加工出來(lái)的產(chǎn)品才能達(dá)到質(zhì)量穩(wěn)定可靠，企業(yè)才有較強(qiáng)的應(yīng)變能力。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了良好的機(jī)床控制能力，即把計(jì)算機(jī)作為一種控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，也就是用數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工實(shí)施控制。2、數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用 ：工業(yè)機(jī)器人是一種能模擬人的手、腕和臂等部分動(dòng)作，按照預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡、動(dòng)作等要求編成程序，使工業(yè)機(jī)器入實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操縱工具的自動(dòng)化裝置。工業(yè)機(jī)器人可以在改善勞動(dòng)條件下保證生產(chǎn)安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率方面起重

5、要作用。3、數(shù)控技術(shù)在其它方面的應(yīng)用：數(shù)控技術(shù)除上述的應(yīng)用范圍外，還有常與數(shù)控機(jī)床配套使用，用來(lái)測(cè)量在數(shù)控機(jī)床上加工的零件的位置、尺寸和形狀誤差的計(jì)算機(jī)數(shù)控三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。此外，還有利用數(shù)控技術(shù)加工出各種形狀的工件的數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控激光切割機(jī)和數(shù)控火切割機(jī)等。</p><p>　　四、主要參考文獻(xiàn)： 1、林其駿．?dāng)?shù)控技術(shù)與應(yīng)用[M]．第1版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．1 998：11—1 8 ；2，王隆太．先進(jìn)制遣技術(shù)

6、[M]．第1版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2005：11 6—1 58 ；3，李明貴．反映現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的先進(jìn)制造技術(shù)仞．機(jī)電工程技術(shù)，2005，34(2)：13—15；4、胡俊，王字晗，吳祖育，等．?dāng)?shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)叨．機(jī)械工程師，2000，(3)：5-7． </p><p>　　學(xué) 生（簽名） 年 月 日</p><p>　

7、　指 導(dǎo) 教師（簽名） 年 月 日 </p><p>　　教研室主任（簽名） 年 月 日</p><p>　　系 主 任（簽名） 年 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p&g

8、t;<p><b>　　摘要6</b></p><p><b>　　前言7</b></p><p>　　第一章 數(shù)控加工及其優(yōu)勢(shì)7</p><p>　　1.1 數(shù)控加工7</p><p>　　1.2 數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)8</p><p>　　1.2.1 加

9、工效率高8</p><p>　　1.2.2 加工精度高8</p><p>　　1.2.3 勞動(dòng)強(qiáng)度低8</p><p>　　1.2.4 適應(yīng)能力強(qiáng)8</p><p>　　1.2.5 工作環(huán)境好8</p><p>　　1.2.6 就業(yè)容易、待遇高8</p><p>　　第二章 數(shù)控技

10、術(shù)的特點(diǎn)及其在機(jī)械制造中的作用9</p><p>　　2.1 數(shù)控技術(shù)9</p><p>　　2.2數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)9</p><p>　　2.3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的作用9</p><p>　　第三章 我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及其趨勢(shì)10</p><p>　　3、1 我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程10&l

11、t;/p><p>　　3．2我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀10</p><p>　　3．3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)11</p><p>　　3.3.1.高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)11</p><p>　　3.3.2. 5軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展12</p><p>　　3.3.3. 智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代

12、數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)12</p><p>　　3.3.4. 重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立13</p><p>　　第四章 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用14</p><p>　　4．1數(shù)控技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用14</p><p>　　4.1.1體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)15</p><p>　　4.1.2開(kāi)放性18&l

13、t;/p><p>　　4.1.3 運(yùn)動(dòng)并聯(lián)化18</p><p>　　4.1.5信息交互網(wǎng)絡(luò)化19</p><p>　　4.1.6新型功能部件19</p><p>　　4.1.7高可靠性19</p><p>　　4.1.8加工過(guò)程綠色化20</p><p>　　4．2數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人

14、中的應(yīng)用20</p><p>　　4．3數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用20</p><p>　　4．4 數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用21</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)21</b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　

15、參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越受到重視。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)為主流的現(xiàn)代科技技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的加劇，傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)很難滿足現(xiàn)代產(chǎn)品多樣化的發(fā)展和日新月異的換代速度。以計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的數(shù)控技術(shù)(CNC) 使得輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、判斷、運(yùn)算等功能均由現(xiàn)場(chǎng)可編輯的軟

16、件來(lái)完成，極大的增強(qiáng)了機(jī)械制造的靈活性，提高設(shè)備的工作效率。改變了傳統(tǒng)的機(jī)械制造的觀念和技術(shù)，使人們?cè)絹?lái)越多地關(guān)注數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r。數(shù)控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化的關(guān)鍵，直接影響到國(guó)家工業(yè)的發(fā)展和綜合國(guó)力的提高。以數(shù)控技術(shù)為核心的機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家技術(shù)水平和戰(zhàn)略地位的重要標(biāo)準(zhǔn)。如何能增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)對(duì)外界因素的適應(yīng)能力以及產(chǎn)品適應(yīng)市場(chǎng)的變化能力，就需要我們能利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的靈活性，最大限度的應(yīng)用于

17、機(jī)械制造行業(yè)。將機(jī)械設(shè)備的功能、效率、可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個(gè)新的水平，從而滿足現(xiàn)代市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需求。因此廣泛采用數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)，無(wú)論從戰(zhàn)略角度還是發(fā)展策略，都是我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)大國(guó)必須要大力提倡和廣泛發(fā)展的。 簡(jiǎn)單分析了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程、技術(shù)特點(diǎn)和在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀。并在此基礎(chǔ)上</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；機(jī)械制造；發(fā)展應(yīng)用</p><p><b>　　str

18、act</b></p><p>　　In the machine-building industry, the numerical control process technology already more and more received takes seriously. Along with the computer technology for the mainstream modern

19、science and technology technological development and the market produce competition's aggravating, the traditional machine manufacture technology is very difficult the update speed which satisfies the modern product

20、diversification the development and changes with each new day. Causes functions and so on data-in me</p><p>　　Key word: Numerical control technology; Machine manufacture; Development application</p>&

21、lt;p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和以“時(shí)間驅(qū)動(dòng)”為重要特征的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度加快以及人們對(duì)商品需求的多樣化，傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)正在發(fā)生極其深刻的改變，多品種小批量生產(chǎn)的比重越來(lái)越大，對(duì)產(chǎn)品的交貨質(zhì)量和成本要求越來(lái)越高，要求現(xiàn)代制造技術(shù)具有較高的柔性，即要求機(jī)械制造業(yè)對(duì)各種外界因素的適應(yīng)能力或者產(chǎn)品適應(yīng)市場(chǎng)

22、的變化能力</p><p>　　越來(lái)越強(qiáng)，亦即要求空間和時(shí)間的靈活性越來(lái)越大，其關(guān)鍵的技術(shù)是數(shù)控技術(shù)。從第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)成功到現(xiàn)在已有50多年的歷史，由傳統(tǒng)的封閉式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)今的開(kāi)放式PC數(shù)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，由于采用封閉的體系結(jié)構(gòu)，它的通用性、軟件移植性、功能擴(kuò)展和維修都比較困難；開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的市場(chǎng)正在受到挑戰(zhàn)。開(kāi)放式計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，采用軟件模塊

23、化的體系結(jié)構(gòu)，顯示了優(yōu)良的性能，能適應(yīng)各種計(jì)算機(jī)的軟件平臺(tái)，具有統(tǒng)一風(fēng)格的用戶交互環(huán)境，操作、維護(hù)、更新?lián)Q代和軟件開(kāi)發(fā)都比較方便，具有較高的性能價(jià)格比，已成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的方向</p><p>　　第一章 數(shù)控加工及其優(yōu)勢(shì)</p><p><b>　　1.1 數(shù)控加工</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造

24、產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,其技術(shù)范圍復(fù)蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù),(2)信息處理.加工.傳輸技術(shù):(3)自動(dòng)控制技術(shù),(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù),(5)傳感器技術(shù):(6)軟件技術(shù)等.計(jì)算機(jī)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透.完全改變了制造業(yè).制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征.而且由于信息技術(shù)的滲透.使制造業(yè)猶如朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展天地.</p><p>　　1.2 數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)</p><p>　　

25、1.2.1 加工效率高</p><p>　　利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過(guò)程是由計(jì)算機(jī)控制，所以零件的互換性強(qiáng)，加工的速度快。</p><p>　　1.2.2 加工精度高</p><p>　　同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。</p><p>　　1.

26、2.3 勞動(dòng)強(qiáng)度低</p><p>　　由于采用了自動(dòng)控制方式，也就是說(shuō)加工的全部過(guò)程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。所以勞動(dòng)強(qiáng)度很低。</p><p>　　1.2.4 適應(yīng)能力強(qiáng)</p><p>　　數(shù)控加工系統(tǒng)就象計(jì)算機(jī)一樣，可以通過(guò)調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運(yùn)作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴(kuò)

27、展。</p><p>　　1.2.5 工作環(huán)境好</p><p>　　數(shù)控加工機(jī)床是機(jī)械控制、強(qiáng)電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物，對(duì)機(jī)床的運(yùn)行溫度、濕度及環(huán)境都有較高的要求。</p><p>　　1.2.6 就業(yè)容易、待遇高</p><p>　　由于我國(guó)處于數(shù)控加工技術(shù)的大力發(fā)展階段，大量的數(shù)控機(jī)床和先進(jìn)的加工手段的快速引進(jìn)，卻沒(méi)有大量熟練數(shù)

28、控技術(shù)操作的人員參與，因此造成該行業(yè)嚴(yán)重缺乏人才。</p><p>　　第二章 數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)及其在機(jī)械制造中的作用</p><p><b>　　2.1 數(shù)控技術(shù)</b></p><p>　　數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱“數(shù)控”。英文：Numerical Control（NC）。是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它

29、所控制的通常 是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開(kāi)關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問(wèn)世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國(guó)麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事

30、件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。 </p><p>　　現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來(lái)執(zhí)行對(duì)設(shè)備的控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成。 </p><p>　　2.2數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)</p>

31、<p>　　數(shù)控加工技術(shù)不同于傳統(tǒng)的加工技術(shù)，其主要特點(diǎn)為：</p><p>　　(1)能高質(zhì)量地完成一般機(jī)床難以完成的復(fù)雜零件和曲面形狀的加工；</p><p>　　(2)能方便地改變加工工藝參數(shù)(如切削用量)，因而利于換批加工和新產(chǎn)品的研制；</p><p>　　(3)可實(shí)現(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序加工，從而確保高質(zhì)量的加工精度同時(shí)又減少了輔助時(shí)問(wèn)；&

32、lt;/p><p>　　(4)采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)工具，既減少了換刀和安裝時(shí)間，又提高了工具標(biāo)準(zhǔn)化程度和工具的管理水平；</p><p>　　(5)便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和微處理器的采用，數(shù)控技術(shù)得到了飛速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　2.3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的作用</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的不斷

33、發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)發(fā)生了深刻的變化，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理，其性能、精度和效率日趨提高，因此對(duì)加工機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備提出了高性能、高精度和高自動(dòng)化的要求。    在機(jī)械產(chǎn)品中，單件和小批量產(chǎn)品占到70﹪～80﹪。由于這類產(chǎn)品的生產(chǎn)批量小、品種多，一般都采用通用機(jī)床加工，其自動(dòng)化程度不高，難于提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。要實(shí)現(xiàn)這類產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化成為了機(jī)械制造業(yè)中長(zhǎng)期未能解決的難題。 

34、0;  為解決大批大量生產(chǎn)的產(chǎn)品的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)問(wèn)題，一般采用專用機(jī)床、組合機(jī)床、專用自動(dòng)化機(jī)床以及專用自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)化車間進(jìn)行生產(chǎn)。但其生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)品改型不易，因而使新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期增長(zhǎng)，生產(chǎn)設(shè)備使用的柔性很差。    現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的一些關(guān)鍵零部件，往往都精密復(fù)雜，加工批量小，改型頻繁，顯然不能在專用機(jī)床或組合機(jī)床上加工。而借助靠模和仿形機(jī)床，或者借助劃線和樣板用手工操作的方法來(lái)加工，加工精度和

35、生產(chǎn)效率受到很大的限制。特別對(duì)空間的復(fù)雜曲線曲面，在普通機(jī)床上根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。    為了解決單件、小批量生產(chǎn)，特別是復(fù)雜型面零件的自動(dòng)化加工，數(shù)控加工應(yīng)運(yùn)而生。自1952年美國(guó)PA</p><p>　　第三章 我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及其趨勢(shì)</p><p>　　3、1 我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程</p><p>　　數(shù)控技術(shù)從誕生

36、至今，前后經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段，即電子管數(shù)控、晶體管數(shù)控、中小規(guī)模IC數(shù)控、小型計(jì)算機(jī)數(shù)控、微處理器數(shù)控。目前數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入了—個(gè)良性的發(fā)展模式．即主板以超大集成電路板為主，處理器以單片機(jī)或PLC為主，控制核心單元以Pc機(jī)專業(yè)軟件系統(tǒng)為主的發(fā)展模式。我國(guó)從1958年起，由一批科研院所、高等學(xué)校和少數(shù)機(jī)床廠起步進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的研制和開(kāi)發(fā)，但當(dāng)時(shí)收效甚微。改革開(kāi)放后，我國(guó)數(shù)控技術(shù)逐步取得實(shí)質(zhì)性的發(fā)展。通過(guò)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，消化吸收和科技攻關(guān)，使

37、得我國(guó)的數(shù)控技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，數(shù)控制造業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的階段，許多機(jī)床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來(lái)說(shuō)，技術(shù)水平不高，質(zhì)量尚不佳?！熬盼濉币院髧?guó)家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動(dòng)機(jī)床市場(chǎng)，加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點(diǎn)支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對(duì)數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用。目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)主要為經(jīng)濟(jì)型(多采用單片機(jī)開(kāi)發(fā))，而我國(guó)高檔數(shù)控市場(chǎng)的95％仍被國(guó)外公司占據(jù)，如日本的法拉克，德國(guó)的西門子等。</p>

38、<p>　　3．2我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國(guó)的機(jī)械制造工業(yè)已具有一定的實(shí)力。機(jī)床工業(yè)高速發(fā)展，機(jī)床產(chǎn)品除滿足國(guó)內(nèi)建設(shè)需要外，還有部分產(chǎn)品遠(yuǎn)銷國(guó)外。</p><p>　　(1)現(xiàn)已能生產(chǎn)小型儀表機(jī)床、重型機(jī)床，各種精密的、高度自動(dòng)化的、高效率的機(jī)床。機(jī)床性能正在逐漸提高，有些機(jī)床性能已接近世界先進(jìn)水平。</p><p>　　(2)目前生

39、產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)(以數(shù)控機(jī)床為主)大部分以PC機(jī)作為控制核心，使得我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)在硬件系統(tǒng)方面、軟件系統(tǒng)方面都有不同程度的提升，增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　(3)目前已能生產(chǎn)100多種數(shù)控機(jī)床，并研制出六軸五聯(lián)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)，可應(yīng)用于更加復(fù)雜型面的加工。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的分辨率已經(jīng)提高到0．001mm。系統(tǒng)的可靠性也大大提升，這是由于我國(guó)生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)均采用模塊化設(shè)計(jì)，且電路板中廣泛采用超大規(guī)模集成電路，保證

40、了系統(tǒng)的整體可靠性?！?lt;/p><p>　　我國(guó)機(jī)械制造工業(yè)已經(jīng)取得了巨大的成就，但與世界先進(jìn)水平相比還有很大差距。大部分高精度機(jī)床的性能還不能滿足要求，精度保持性差，特別是數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量、技術(shù)水平和質(zhì)量保證等方面都明顯落后，這主要是管理落后、專業(yè)化生產(chǎn)水平低，工藝落后也是主要因素。由于工藝水平落后，使產(chǎn)品研制出來(lái)后也不能迅速轉(zhuǎn)變成商品，即使從國(guó)外引進(jìn)的機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)，也不能形成批量生產(chǎn)。 目前，美國(guó)利用計(jì)算機(jī)數(shù)

41、控技術(shù)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的“三個(gè)三”，即設(shè)計(jì)周期三個(gè)星期，試制周期三個(gè)月，無(wú)故障運(yùn)行三年。為此，機(jī)械工業(yè)部門提出了“加強(qiáng)工藝管理、嚴(yán)格工藝紀(jì)律為突破口，提高工藝水平，推行全面質(zhì)量管理，打一場(chǎng)提高產(chǎn)品質(zhì)量的硬仗”作為工藝工作的指導(dǎo)方針。這是振興我國(guó)機(jī)械工業(yè)的重大戰(zhàn)略措施之一。隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著市場(chǎng)需求個(gè)性化與多樣化，在21世紀(jì)中，加工技術(shù)將向著超精密、超高速以及發(fā)展新一代加工設(shè)備的方向發(fā)展。而數(shù)控加工技術(shù)的—個(gè)重

42、要發(fā)展趨勢(shì)是：工藝設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)判斷走向定量分析，加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)，使工藝模擬技術(shù)得到迅速發(fā)展。</p><p>　　3．3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需

43、裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。 </p><p>　　3.3.1.高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì) </p><p>　　效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技 術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)

44、（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。 </p><p>　　在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺

45、釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 </p><p>　　從EMO2001展會(huì)情況來(lái)看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國(guó)的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)6

46、0m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國(guó)DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。 </p><p>　　在加工精度方面，近10年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，

47、并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。 </p><p>　　在可靠性方面，國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000h以上 ，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。 </p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。 </p><p>　　3.3.2. 5軸聯(lián)

48、動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 </p><p>　　采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大

49、，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。 </p><p>　　當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。 </p><p>　　在EMO2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和

50、5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián) 動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。 </p><p>　　3.3.3. 智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì) </p><p>　　21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各

51、個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 </p><p>　　為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目

52、前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國(guó)的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國(guó)的ONC(Open Numerical

53、Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)

54、發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。 </p><p>　　網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造 模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Ce

55、nter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng))；德國(guó)西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開(kāi)放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。 </p><p>　　3.3.4. 重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立 </p><p>　?。?/p>

56、1） 關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)規(guī)范 </p><p>　　如前所述，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

57、 </p><p>　?。?） 關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過(guò)程，顯然，他已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴

58、于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè) 生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。 </p><p>　　STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對(duì)于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)

59、展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時(shí)間（約35％）和加工時(shí)間（約50％）。 </p><p>　　目前，歐美國(guó)家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來(lái)自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國(guó)的STEP Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)

60、交換軟件的開(kāi)發(fā)者，他已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(Super Model)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過(guò)程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。</p><p>　　第四章 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　4．1數(shù)控技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用</p><p&

61、gt;　　機(jī)床設(shè)備是機(jī)械工業(yè)的“母機(jī)”，只有機(jī)床設(shè)備實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，加工出來(lái)的產(chǎn)品才能達(dá)到質(zhì)量穩(wěn)定可靠，企業(yè)才有較強(qiáng)的應(yīng)變能力。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)為機(jī)械制造業(yè)提供了良好的機(jī)床控制能力，即把計(jì)算機(jī)作為一種控制裝置運(yùn)用到機(jī)床上，也就是用數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工實(shí)施控制。這樣的機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字化的信息實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對(duì)位置、機(jī)床電機(jī)的啟動(dòng)和停止、主軸

62、變速、工件松開(kāi)夾緊、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作順序動(dòng)作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，發(fā)出各種指令控制機(jī)床伺服系統(tǒng)或其它執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需零件。</p><p>　　第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床是為了適應(yīng)航空工業(yè)制造復(fù)雜零件的需要產(chǎn)生的。1 952年由美國(guó)麻省理工學(xué)院和帕森斯公司合作研制成功了世界上第一臺(tái)具有信息存儲(chǔ)和處理功能的數(shù)控機(jī)床。之后，隨著電子技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床不斷更新?lián)Q代&

63、lt;/p><p>　　據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量持續(xù)地以年均增長(zhǎng)超過(guò)30%的速度快速增長(zhǎng)。2004 年其產(chǎn)量達(dá) 52000 臺(tái)以上，同比年增長(zhǎng)40%，數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)量約74000 臺(tái)，同比年增長(zhǎng)32%。在數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平方面，由于市場(chǎng)需求的拉動(dòng)，中高檔數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)也取得了較大的進(jìn)展，在五軸聯(lián)動(dòng)、復(fù)合加工、高速加工、超精加工和數(shù)字化設(shè)計(jì)等一批關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，并形成了一批中檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化基地。</

64、p><p>　　但是，另一方面進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床數(shù)量也在逐年同步增加，而且進(jìn)口數(shù)控機(jī)床消費(fèi)額的增長(zhǎng)趨勢(shì)更快。2004年數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口數(shù)量同比年增長(zhǎng)30%，而進(jìn)口消費(fèi)額的增長(zhǎng)卻達(dá)52%，從而導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)消費(fèi)額總額所占比例已不足30%。之所以出現(xiàn)這一現(xiàn)象，其主要原因在于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)技術(shù)和附加值高的高效精密和高性能大重型數(shù)控機(jī)床需求增長(zhǎng)，要依靠進(jìn)口解決。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床主

65、要技術(shù)指標(biāo)差距很大。從上世紀(jì)80 年代起，我國(guó)機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏，但對(duì)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床一直給予較大的關(guān)注，已具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但由上表可以看到，在中、高檔數(shù)控機(jī)床方面，與國(guó)外一些先進(jìn)技術(shù)與產(chǎn)品仍存在較大差距，效率、精度和可靠性等方面均有明顯差距，相當(dāng)歐洲在上世紀(jì)90 年代中期水平，大部分處于技術(shù)跟蹤階段。</p><p>　　4.1.1體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p><

66、;b>　　1、高速、高效</b></p><p>　　機(jī)床向高速化方向發(fā)展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技術(shù)對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。20世紀(jì)90年代以來(lái)，歐、美、日各國(guó)爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉(zhuǎn)速15000－100000r/min）、高速且高加/減速度的進(jìn)給

67、運(yùn)動(dòng)部件（快移速度60～120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min）、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達(dá)到了新的技術(shù)水平。隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長(zhǎng)壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，為開(kāi)發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床提供了技術(shù)基礎(chǔ)。目前，在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000～8000

68、m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分（有的高達(dá)10萬(wàn)r/min）以上；工作臺(tái)的移動(dòng)速度（進(jìn)給速度）：在分辨率為1微米時(shí)，在100m/min（有的到200m/min） 以上，在分辨率為0.1 m時(shí)，在24m/mi</p><p><b>　　2、高精度</b></p><p>　　從精密加工發(fā)展到超精密加工，是世界各工業(yè)強(qiáng)國(guó)致力發(fā)展的方向。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)

69、，乃至納米級(jí)（#lt;10nm），其應(yīng)用范圍日趨廣泛。當(dāng)前，在機(jī)械加工高精度的要求下，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由±10 m提高到±5 m；精密級(jí)加工中心的加工精度則從±3～5 m，提高到±1～1.5 m，甚至更高；超精密加工精度進(jìn)入納米級(jí)（0.001m），主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到0.01～0.05 m，加工圓度為0.1m，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。這些機(jī)床一般都采用矢量控制的變頻驅(qū)動(dòng)電主

70、軸（電機(jī)與主軸一體化），主軸徑向跳動(dòng)小于2 m，軸向竄動(dòng)小于1 m，軸系不平衡度達(dá)到G0.4級(jí)。高速高精加工機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，主要有#quot;回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加精密高速滾珠絲杠#quot;和#quot;直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)#quot;兩種類型。</p><p>　　此外，新興的并聯(lián)機(jī)床也易于實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給。滾珠絲杠由于工藝成熟，應(yīng)用廣泛，不僅精度能達(dá)到較高（ISO34081級(jí)），而且實(shí)現(xiàn)高速化的成本也相對(duì)較低，所以迄今仍為

71、許多高速加工機(jī)床所采用。當(dāng)前使用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的高速加工機(jī)床最大移動(dòng)速度90m/min，加速度1.5g。滾珠絲杠屬機(jī)械傳動(dòng)，在傳動(dòng)過(guò)程中不可避免存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應(yīng)地造成運(yùn)動(dòng)滯后和其它非線性誤差，為了排除這些誤差對(duì)加工精度的影響，1993年開(kāi)始在機(jī)床上應(yīng)用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，由于是沒(méi)有中間環(huán)節(jié)的#quot;零傳動(dòng)#quot;，不僅運(yùn)動(dòng)慣量小、系統(tǒng)剛度大、響應(yīng)快，可以達(dá)到很高的速度和加速度，而且其行程長(zhǎng)度理論上不受限制，定位精度

72、在高精度位置反饋系統(tǒng)的作用下也易達(dá)到較高水平，是高速高精加工機(jī)床特別是中、大型機(jī)床較理想的驅(qū)動(dòng)方式。目前使用直線電機(jī)的高速高精加工機(jī)床最大快移速度已達(dá)208 m/min，加速度2g，并且還有發(fā)展余地。</p><p><b>　　3、高可靠性</b></p><p>　　隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機(jī)床制造商追求的目標(biāo)。

73、對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠而言，如果要求在16小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率在P（t）＝99%以上，則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間MTBF就必須大于3000小時(shí)。我們只對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床而言，如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10:1（數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí)）。此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時(shí)，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF就必須大于10萬(wàn)小時(shí)。當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30000

74、小時(shí)以上，但是，可以看到距理想的目標(biāo)還有差距。</p><p><b>　　4、復(fù)合化</b></p><p>　　在零件加工過(guò)程中有大量的無(wú)用時(shí)間消耗在工件搬運(yùn)、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無(wú)用時(shí)間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺(tái)機(jī)床上，因此，復(fù)合功能的機(jī)床成為近年來(lái)發(fā)展很快的機(jī)種。柔性制造范疇的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝

75、夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序，自動(dòng)進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴(kuò)孔等多種加工工序。就棱體類零件而言，加工中心便是最典型的進(jìn)行同一類工藝方法多工序復(fù)合加工的機(jī)床。事實(shí)證明，機(jī)床復(fù)合加工能提高加工精度和加工效率，節(jié)省占地面積特別是能縮短零件的加工周期。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)（數(shù)控單機(jī)、加

76、工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床）、線（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段車間獨(dú)立制造島、FA）、體（CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)）的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開(kāi)拓、完善；CNC單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展

77、；數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開(kāi)放、集成和智能化方向發(fā)展。</p><p><b>　　5、多軸化</b></p><p>　　隨著5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及，5軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)，由于在加工自由曲面時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡(jiǎn)單，并

78、且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過(guò)程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3軸聯(lián)動(dòng)控制的機(jī)床無(wú)法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，因此，5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床以其無(wú)可替代的性能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開(kāi)發(fā)和競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。最近，國(guó)外還在研究6軸聯(lián)動(dòng)控制使用非旋轉(zhuǎn)刀具的加工中心，雖然其加工形狀不受限制且切深可以很薄，但加工效率太低一時(shí)尚難實(shí)用化。</p><p><b>　

79、　6、智能化</b></p><p>　　智能化是21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過(guò)程中模擬人類專家的智能活動(dòng)，以解決加工過(guò)程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問(wèn)題。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋

80、控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作的智能化，如智能化的自動(dòng)編程，智能化的人機(jī)界面等；智能診斷、智能監(jiān)控，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。世界上正在進(jìn)行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會(huì)針對(duì)鉆削的智能加工方案具有代表性，</p><p>　?。?）加工過(guò)程自適應(yīng)控制技術(shù)：通過(guò)監(jiān)測(cè)加工過(guò)程中的切削力、主軸和進(jìn)給電機(jī)的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)

81、代的算法進(jìn)行識(shí)別，以辯識(shí)出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)及機(jī)床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整加工參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度）和加工指令，使設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設(shè)備運(yùn)行的安全性； （2）加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇：將工藝專家或技師的經(jīng)驗(yàn)、零件加工的一般與特殊規(guī)律，用現(xiàn)代智能方法，構(gòu)造基于專家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇器”，利用它獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，從而達(dá)到提高編程效率和加工

82、工藝水平、縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間的目的； （3）智能故障自診斷與自修復(fù)技術(shù)：根據(jù)已有的故障信息，應(yīng)用現(xiàn)代智能方法實(shí)現(xiàn)故障的快速準(zhǔn)確定位； （4）智能故障回放和故障仿真技術(shù)：能夠完整記錄系統(tǒng)的各種信息，對(duì)數(shù)控機(jī)床發(fā)生的各種錯(cuò)誤和事故進(jìn)行回放和仿真，用以確定錯(cuò)誤引起的原因，找出解決問(wèn)題的辦法，積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)； （5）智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置：能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和智能化進(jìn)給伺服裝置

83、。這種驅(qū)</p><p><b>　　7、網(wǎng)絡(luò)化</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化，主要指機(jī)床通過(guò)所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控機(jī)床一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂Internet/Intranet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)

84、字制造，又稱#quot;e-制造#quot;，是機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國(guó)際先進(jìn)機(jī)床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)用戶在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時(shí)要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。機(jī)械制造企業(yè)在普遍采用CAD/CAM的基礎(chǔ)上，越加廣泛地使用數(shù)控加工設(shè)備。數(shù)控應(yīng)用軟件日趨豐富和具有#quot;人性化#quot;。虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造等高端技術(shù)也越來(lái)越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過(guò)軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成

85、為當(dāng)代機(jī)床發(fā)展的重要趨勢(shì)。在數(shù)字制造的目標(biāo)下，通過(guò)流程再造和信息化改造，ERP等一批先進(jìn)企業(yè)管理軟件已經(jīng)脫穎而出，為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　4.1.2開(kāi)放性 </p><p>　　（1）向未來(lái)技術(shù)開(kāi)放：由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計(jì)和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用將大大降低而系統(tǒng)性能

86、與可靠性將不斷改善并處于長(zhǎng)生命周期； （2）向用戶特殊要求開(kāi)放：更新產(chǎn)品、擴(kuò)充功能、提供硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求； （3）數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的建立：國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP-NC），以提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化的編程語(yǔ)言，既方便用戶使用，又降低了和操作效率直接有關(guān)的勞動(dòng)消

87、耗。</p><p>　　新一代數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)核心是開(kāi)放性。開(kāi)放性有軟件平臺(tái)和硬件平臺(tái)的開(kāi)放式系統(tǒng)，采用模塊化，層次化的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)形式向外提供統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口。</p><p>　　為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究， 數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。</p><p>　　目前開(kāi)放式數(shù)控

88、系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年的一個(gè)新的焦點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)。</p><p>　　4.1.3 運(yùn)動(dòng)并聯(lián)化</

89、p><p>　　并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)移動(dòng)部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動(dòng)性不夠等固有缺陷，在機(jī)床主軸（一般為動(dòng)平臺(tái)）與機(jī)座（一般為靜平臺(tái)）之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制桿系中桿的長(zhǎng)度使桿系支撐的平臺(tái)獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝配和測(cè)量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點(diǎn)。

90、 并聯(lián)機(jī)床作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機(jī)床技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，受到了國(guó)際機(jī)床行業(yè)的高度重視，被認(rèn)為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來(lái)在機(jī)床行業(yè)中最有意義的進(jìn)步”和“21世紀(jì)新一代數(shù)控加工設(shè)備”。4.1.4極端化、大型化和微型化 </p><p>　　國(guó)防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機(jī)床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略技術(shù)，需發(fā)展能適應(yīng)

91、微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機(jī)床包括微切削加工（車、銑、磨）機(jī)床、微電加工機(jī)床、微激光加工機(jī)床和微型壓力機(jī)等的需求量正在逐漸增大。</p><p>　　4.1.5信息交互網(wǎng)絡(luò)化 </p><p>　　對(duì)于面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，使數(shù)控機(jī)床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車間各個(gè)部門間暢通無(wú)阻是非常重要的。既可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的

92、遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、培訓(xùn)、教學(xué)、管理，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)（數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)等）。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個(gè)稱為信息塔（e-Tower）的外部設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)、手機(jī)、機(jī)外和機(jī)內(nèi)攝像頭等，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音、圖形、視像和文本的通信故障報(bào)警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨(dú)立的、自主管理的制造單。</p><p>　　4.1.6新型功能部件</p><p>

93、;　　為了提高數(shù)控機(jī)床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括： （1）高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動(dòng)機(jī)與主軸部件的集成，具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無(wú)級(jí)調(diào)速等一系列優(yōu)點(diǎn)，在各種新型數(shù)控機(jī)床中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用； （2）直線電動(dòng)機(jī)：近年來(lái)，直線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，雖然其價(jià)格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負(fù)載變化擾動(dòng)、熱變形補(bǔ)償、隔磁和防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，機(jī)

94、床的動(dòng)態(tài)性能有了提高。如：西門子公司生產(chǎn)的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動(dòng)機(jī)已開(kāi)始廣泛應(yīng)用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機(jī)床以及動(dòng)態(tài)性能和運(yùn)動(dòng)精度要求高的機(jī)床等；德國(guó)EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅(qū)動(dòng)均采用兩個(gè)直線電動(dòng)機(jī)； （3）電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿的集成，可以大大簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，具有傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　

95、　4.1.7高可靠性</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，增加了數(shù)控系統(tǒng)和相應(yīng)的監(jiān)控裝置等，應(yīng)用了大量的電氣、液壓和機(jī)電裝置，易于導(dǎo)致出現(xiàn)失效的概率增大；工業(yè)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和干擾對(duì)數(shù)控機(jī)床的可靠性極為不利，而數(shù)控機(jī)床加工的零件型面較為復(fù)雜，加工周期長(zhǎng)，要求平均無(wú)故障時(shí)間在2萬(wàn)小時(shí)以上。為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，就要精心設(shè)計(jì)系統(tǒng)、嚴(yán)格制造和明確可靠性目標(biāo)以及通過(guò)維修分析故障模式并找出

96、薄弱環(huán)節(jié)。國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間在7～10萬(wàn)小時(shí)以上，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間僅為10000小時(shí)左右，國(guó)外整機(jī)平均無(wú)故障工作時(shí)間達(dá)800小時(shí)以上，而國(guó)內(nèi)最高只有300小時(shí)。</p><p>　　4.1.8加工過(guò)程綠色化</p><p>　　隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越來(lái)越重要，而中國(guó)的資源、環(huán)境問(wèn)題尤為突出。因此，近年來(lái)不用或少用冷卻液、實(shí)現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)

97、保的機(jī)床不斷出現(xiàn)，并在不斷發(fā)展當(dāng)中。在21世紀(jì)，綠色制造的大趨勢(shì)將使各種節(jié)能環(huán)保機(jī)床加速發(fā)展，占領(lǐng)更多的世界市場(chǎng)。</p><p>　　4．2數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人是一種能模擬人的手、腕和臂等部分動(dòng)作，按照預(yù)定的運(yùn)動(dòng)軌跡、動(dòng)作等要求編成程序，使工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操縱工具的自動(dòng)化裝置。工業(yè)機(jī)器人可以在改善勞動(dòng)條件、保證生產(chǎn)安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量和

98、生產(chǎn)率方面起重要作用。它主要用在機(jī)器制造業(yè)的生產(chǎn)線上裝卸料和裝配方面，以及在諸如噴漆、噴砂、焊接等惡劣的勞動(dòng)環(huán)境下進(jìn)行工作，甚至在人類無(wú)法進(jìn)入的環(huán)境如深水作業(yè)、對(duì)放射性物質(zhì)的操作、太空作業(yè)等條件下進(jìn)行工作。</p><p>　　工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)力部分和控制部分等組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由伺服驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械結(jié)構(gòu)等組成，能模仿人臂的動(dòng)作}動(dòng)力部分向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置提供動(dòng)力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)元件的作用下實(shí)現(xiàn)動(dòng)作；控

99、制部分由微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)組成，是工業(yè)機(jī)器人的指揮系統(tǒng)，它控制機(jī)器人按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并可記憶各種指令信息，如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度等，向驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出指令，使工業(yè)機(jī)器人完成規(guī)定的動(dòng)作；必要時(shí)還可對(duì)工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作出錯(cuò)或發(fā)生故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；對(duì)于較高級(jí)的工業(yè)機(jī)器人還有檢測(cè)傳感系統(tǒng)和感覺(jué)系統(tǒng)。</p><p>　　發(fā)展機(jī)器人對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研究有重要作用。</p><p>

100、　　4．3數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用</p><p>　　我國(guó)是—個(gè)煤炭大國(guó)，煤炭資源在我國(guó)的能源系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。這就決定了我國(guó)的煤機(jī)企業(yè)的任務(wù)是為煤炭系統(tǒng)生產(chǎn)高質(zhì)量、高可靠性的煤炭開(kāi)采及保護(hù)裝備。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的條件下，如何謀生存、求發(fā)展，煤機(jī)行業(yè)本身的水平關(guān)鍵要看創(chuàng)新能力、人員素質(zhì)和企業(yè)素質(zhì)的提高。企業(yè)設(shè)備數(shù)控化程度高低(數(shù)控設(shè)備占主要設(shè)備擁有量比率)是代表工業(yè)化水平的標(biāo)志，同時(shí)要組建符合廠情的生

101、產(chǎn)模式，機(jī)床的配置上要根據(jù)被加工零件的圖紙的復(fù)雜程度、精度、材質(zhì)、數(shù)量和熱處理等因素來(lái)選擇機(jī)床：</p><p>　　(1)機(jī)床選用的前提．</p><p>　?、倌芊癖ＷC零件的技術(shù)要求，達(dá)到圖紙要求的加工質(zhì)量；</p><p>　?、谀芊裼欣谔岣呱a(chǎn)率；</p><p>　?、勰芊癯浞掷矛F(xiàn)有的設(shè)備，降低生產(chǎn)成本，最后進(jìn)行綜合分析。<

102、;/p><p><b>　　(2)機(jī)床選用原則</b></p><p>　?、佼?dāng)零件不復(fù)雜，加工精度較低，生產(chǎn)批量較小時(shí)，宜選用普通機(jī)床；</p><p>　　②對(duì)于多品種、中小批量的零件，當(dāng)零件復(fù)雜程度高時(shí)，宜選用數(shù)控機(jī)床；</p><p>　?、郛?dāng)零件批量很大時(shí)，最好選用專用機(jī)床；</p><p>

103、;　?、墚?dāng)零件批量較大，復(fù)雜程度較高時(shí)，宜選用數(shù)控專用機(jī)床。</p><p>　　根據(jù)煤礦機(jī)械的具體情況，不可能進(jìn)行全面投資購(gòu)置大量數(shù)控加工機(jī)床等設(shè)備，要充分利用好現(xiàn)有的各種型號(hào)的加工機(jī)床，采取普通機(jī)床加數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)模式，制定出加工精度等級(jí)，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床最大的優(yōu)勢(shì)在于精加工精度高重復(fù)性好，加工質(zhì)量穩(wěn)定。精度要求低的在普通機(jī)床上加工，精加工要求高的在高精度的數(shù)控機(jī)床上加工。另一方面，煤機(jī)企業(yè)要針對(duì)目前企業(yè)主

104、要裝備是普通機(jī)床的現(xiàn)狀，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備資源，在普通舊機(jī)床基礎(chǔ)上，按照要求，選擇國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)舊機(jī)床實(shí)行數(shù)顯、數(shù)控改造。通過(guò)數(shù)控化改造使之成為全新概念的數(shù)控機(jī)床，達(dá)到投入少，易操作，功能和精度較高并能滿足要求，來(lái)實(shí)現(xiàn)整體機(jī)床數(shù)控化的提高，以適應(yīng)日益復(fù)雜的加工過(guò)程。</p><p>　　4．4 數(shù)控技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　汽車工業(yè)近20年來(lái)發(fā)展尤為迅猛，在快速

105、發(fā)展的過(guò)程中，汽車零部件的加工技術(shù)也在快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，更加快了復(fù)雜零部件快速制造的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。</p><p>　　將高速加工中心和其它高速數(shù)控機(jī)床組成的高速柔性生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于—體，既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長(zhǎng)期受益，又有接近于組合機(jī)床剛性自動(dòng)線的產(chǎn)效率，從而打破汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)?！钡膫鹘y(tǒng)觀念，實(shí)現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。如美國(guó)F0rd汽車公司和Inger