數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與趨勢(shì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　XXXXXXX大學(xué)</b></p><p>　　2011屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　論文題目：數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與趨勢(shì)</p><p><b>　　學(xué)生姓名：XXXX</b></p><p>　　所在院系： XXXXXX</p><p&g

2、t;　　所學(xué)專(zhuān)業(yè)： XXXXXX</p><p>　　導(dǎo)師姓名：XXXXX</p><p>　　完成時(shí)間：2010年X月XX日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床集計(jì)算機(jī)技術(shù)，電子技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，傳感測(cè)量，機(jī)械制造，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它的發(fā)展和應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了制造業(yè)的新時(shí)代，改

3、變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，管理方式，使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大的變化。 本文主要講述了數(shù)控機(jī)床國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況，現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。介紹了數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，組成與分類(lèi)，并介紹了可編程控制器（PLC）在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。重點(diǎn)介紹了磨床的概況，以及現(xiàn)代數(shù)控磨床的特點(diǎn)，并用PLC進(jìn)行了對(duì)自動(dòng)磨床電氣系統(tǒng)的改造。</p><p>　　本文在編寫(xiě)過(guò)程中，參閱了同行的教材，資料和文獻(xiàn)，得到了許多幫助，在此謹(jǐn)致謝

4、意。</p><p>　　關(guān)鍵詞：發(fā)展 趨勢(shì) 組成 分類(lèi) 概述 結(jié)構(gòu) 功能 PLC 改造</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The numerical control engine bed collection computer technology, the electronic technology,

5、 the automatic control technology, the sensing survey, the machine manufacture, is the typical integration of machinery product. It’s development and the application founded the manufacturing industry new times, changed

6、the manufacturing industry production method, the industrial structure, manages the way, caused the world manufacturing industry the pattern to have changed.</p><p>　　This article mainly narrated the numeric

7、al control engine bed domestic and foreign development survey, the modern numerical control technology trend of development. Introduced the numerical control engine bed characteristic, the composition and the classificat

8、ion, and introduced programmable controller (PLC) in the numerical control engine bed application. Introduced with emphasis the grinder survey, as well as the modern numerical control grinder characteristic, and has carr

9、ied on with PLC to t</p><p>　　This article in the compilation process, has referred colleague's teaching material, the material and the literature, obtained many help, respectfully offers thanks in this.

10、</p><p>　　Key word: Trend of development Textural Classification Outline Structure Function PLC Transformation.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.前言1</b>&l

11、t;/p><p>　　2.數(shù)控機(jī)床概要2</p><p>　　2.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生2</p><p>　　2.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展3</p><p>　　2.3數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理4</p><p>　　2.3數(shù)控技術(shù)的復(fù)合化5</p><p>　　2.4數(shù)控技術(shù)的開(kāi)放性6</p&

12、gt;<p>　　2.4數(shù)控技術(shù)的先進(jìn)性7</p><p>　　3.國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀9</p><p>　　3.1國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與國(guó)際先進(jìn)水平差距逐漸縮小9</p><p>　　3.2國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床存在的問(wèn)題9</p><p>　　3.3核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏10</p><p>　　3.4民族品牌

13、與國(guó)際品牌差距明顯10</p><p>　　3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場(chǎng)脫節(jié)11</p><p>　　3.6缺乏先進(jìn)的管理機(jī)制11</p><p>　　4.國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)11</p><p>　　4.1智能、高速、高精度化11</p><p>　　4.2設(shè)計(jì)、制造綠色化12</p>

14、<p>　　4.3復(fù)合化與系統(tǒng)化12</p><p>　　4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)12</p><p>　　4.4.1數(shù)控系統(tǒng)向開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展12</p><p>　　4.4.2數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展13</p><p>　　4.4.3數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展13</p><p>　　4

15、.4.4數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展14</p><p>　　4.4.5數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展14</p><p>　　4.4.6數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展14</p><p>　　4.7.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動(dòng)化方向發(fā)展15</p><p>　　5. CNC裝置的工作原理15</p><p><b>

16、　　5.1輸入15</b></p><p><b>　　5.2譯碼15</b></p><p><b>　　5.3插補(bǔ)15</b></p><p>　　5.4進(jìn)給速度處理15</p><p>　　5.5刀具補(bǔ)償16</p><p>　　5.6位置控制1

17、6</p><p><b>　　5.7顯示16</b></p><p>　　5.8 I\O處理16</p><p><b>　　5.9診斷16</b></p><p>　　6.CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)16</p><p>　　6.1單微處理器結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)17<

18、/p><p>　　6.2位置控制部分包括位置控制單元和速度控制單元17</p><p>　　7.新型功能部件18</p><p><b>　　8.結(jié)束語(yǔ)18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　1 前言</

19、b></p><p>　　從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周

20、期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。</p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技

21、術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。本文簡(jiǎn)要分析了數(shù)控機(jī)床高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢(shì)，并提出了我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展中存在的一些問(wèn)題。</p><p>　　裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)

22、業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。</p><p>　　隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展,現(xiàn)代機(jī)械制造工程領(lǐng)域方面越來(lái)越多地采用智能化、自

23、動(dòng)化,新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。 我們對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在機(jī)械工業(yè)大量采用數(shù)控機(jī)床甚至加工中心取代傳統(tǒng)的普通機(jī)床的機(jī)械加工，采用計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)CIMS取代原有的生產(chǎn)制造管理過(guò)程，使企業(yè)生產(chǎn)智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化。這將對(duì)生產(chǎn)第一線(xiàn)的工作人員提出越來(lái)越高的職業(yè)技術(shù)要求。</p><p>　　調(diào)查的結(jié)果表明：在數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)方面人才缺口較大。 市原來(lái)就屬于重工業(yè)城市,有許多大中小型企業(yè),而石油化工、

24、機(jī)械、鋼鐵等企業(yè)都具備數(shù)控技術(shù)設(shè)備。為適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展.提高企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的競(jìng)爭(zhēng)能力,不被淘汰,各企業(yè)正積極采取有效措施,添置現(xiàn)代新設(shè)備。在數(shù)控加工技術(shù)人才方面提出更高的要求，要求所需人員即要懂得較深的理論知識(shí)，以便使大量的新技術(shù)得到利用與開(kāi)發(fā)，同時(shí)在實(shí)踐技能上更能勝任，由此可見(jiàn)，企業(yè)對(duì)數(shù)控加工技術(shù)與應(yīng)用專(zhuān)業(yè)高級(jí)技術(shù)型人才和技能型人才的需求日益迫切。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工

25、作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(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。</p><p><b>　　2．?dāng)?shù)控機(jī)床概要</b></p><p>　　2.1數(shù)控機(jī)

26、床的產(chǎn)生</p><p>　　制造業(yè)是生產(chǎn)物質(zhì)財(cái)富的產(chǎn)業(yè)，機(jī)床是制造業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，制造 業(yè)中的絕大多數(shù)零件都直接或間接地經(jīng)過(guò)機(jī)床加工，固此機(jī)床(也稱(chēng)工作母機(jī))是制造業(yè)的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)制造業(yè)中，對(duì)于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，往往采用組合機(jī)床等專(zhuān)用機(jī)床組成的自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)；對(duì)于單件或小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，一般采用通用機(jī)床加工。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高，市場(chǎng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，不僅要求提高產(chǎn)品的質(zhì)量

27、水平，而且要求加快產(chǎn)品更撕換代的速度．這樣就導(dǎo)致了現(xiàn)代制造業(yè)中多品種、中小批量生產(chǎn)的比重不斷增加。在這樣的情況下，再采用傳統(tǒng)的加工機(jī)床就顯得不合理了．這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①應(yīng)用專(zhuān)用機(jī)床生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、產(chǎn)品不易更新(有時(shí)甚至不可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新)；</p><p>　?、趹?yīng)用通用機(jī)床則無(wú)法大幅度地提高生產(chǎn)效率或精確地控制產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)通用機(jī)床也無(wú)法加工一些復(fù)雜度和精度要求很高的小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。相比之

28、下，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)恰恰滿(mǎn)足了這些要求。</p><p>　　1948年美國(guó)帕森斯(P—ns)公司在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢驗(yàn)樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出利用電子計(jì)算機(jī)控制機(jī)床加工復(fù)雜曲線(xiàn)樣板的新概念。1952年帕森斯公司和麻省理工學(xué)院(MIT)伺服機(jī)構(gòu)研究所合作研制成功世界E第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，其數(shù)控系統(tǒng)采用脈沖乘法器原理，全部由電子管元件組成，雖然體積龐大，功能簡(jiǎn)單，但卻意義重大，標(biāo)志著機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入r一個(gè)新的發(fā)展

29、階段。1958年我國(guó)北京機(jī)床研究所和清華大學(xué)開(kāi)始研制數(shù)控機(jī)床，1965年北京第一機(jī)床廠(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控銑床。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了機(jī)床行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)發(fā)展。對(duì)于整個(gè)制造業(yè)來(lái)說(shuō)．由于數(shù)控機(jī)床的大量使用，使得產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期明顯縮短。目前數(shù)控機(jī)床已經(jīng)遍布軍工、航空航天、汽車(chē)、造船、機(jī)車(chē)車(chē)輛、機(jī)床建筑、通用機(jī)械、紡織、輕工、電子等幾乎所有制造行業(yè)。</p>

30、<p>　　2.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展</p><p>　　(1)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展簡(jiǎn)史</p><p>　　1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類(lèi)自g造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類(lèi)在農(nóng)業(yè)，工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類(lèi)進(jìn)^信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。6年后，即在1 952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床上，從而一種新型的用數(shù)字程序控制的機(jī)

31、床應(yīng)運(yùn)而生。這種機(jī)床是一種綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密測(cè)景和機(jī)械設(shè)計(jì)等新技術(shù)的機(jī)電體化典型產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))的自動(dòng)化機(jī)床。計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)代，即1970年的第四代——小型計(jì)算機(jī)，1974年的第五代微處理器和1990年的第六代——基于Pc(國(guó)外稱(chēng)為Pc_based)。</p><p>　　從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過(guò)了50多年

32、的歷程。數(shù)控系統(tǒng)由當(dāng)初的電子管式起步．經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：分立式晶體管式汕規(guī)模集成電路式、大規(guī)模集成電路式、超大規(guī)模集成電路巾型計(jì)算機(jī)式、微機(jī)式的數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　前三代數(shù)控裝置屬于采用專(zhuān)用控制計(jì)算機(jī)的硬件數(shù)控裝置，一般稱(chēng)為Nc數(shù)控系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代，總體發(fā)展趨勢(shì)是：數(shù)控裝置由Nc向cNc發(fā)展；廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統(tǒng)；提高系統(tǒng)的集成度，縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)

33、展和功能升級(jí)，滿(mǎn)足不同類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的需要；驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；cNc裝置向人T智能化方向發(fā)展；采用新型的自動(dòng)編程系統(tǒng)；增強(qiáng)通信功能；數(shù)控系統(tǒng)的可靠性不斷提高?？傊瑪?shù)控機(jī)床技術(shù)不斷發(fā)展，功能越來(lái)越完善，使用越來(lái)越方便，可靠性越來(lái)越高，性能價(jià)格比也越來(lái)越高，到1990年，全世界數(shù)控系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)約13萬(wàn)臺(tái)(套)。    (2)我國(guó)敷控機(jī)床發(fā)展概況</p><p&

34、gt;　　我國(guó)于1958年研制第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床．發(fā)展過(guò)程大致可分為三大階段：1958～1979年為第一階段，】979～1989年為第二階段t從1989年至今為第三階段。第一階段由于我國(guó)基礎(chǔ)理論研究滯后，相關(guān)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，特別是電子技術(shù)落后．?dāng)?shù)控系統(tǒng)沒(méi)有突破，雖然我國(guó)起步不晚，但發(fā)展不快，20世紀(jì)60～70年代，由于文革等因索，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家差距開(kāi)始拉大。20世紀(jì)70年代國(guó)家組織數(shù)控機(jī)床攻關(guān)，取得一定成效，相繼推出一些數(shù)控機(jī)床品種，但從整體

35、來(lái)看．我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段。第二階段從日、德、美、西先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞、匈、奧、韓等國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解頭了可靠性、穩(wěn)定性問(wèn)題，數(shù)控機(jī)床開(kāi)始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。第三階段國(guó)家從科技攻關(guān)和技術(shù)改造兩方面對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)韭進(jìn)行了重點(diǎn)扶持，并加快了國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。普及型數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成功．為數(shù)控機(jī)床商品化和規(guī)?；a(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。一些數(shù)控機(jī)床主機(jī)廠(chǎng)組建床身、箱體、

36、主軸、軸套等成組單元，廠(chǎng)內(nèi)組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)水平進(jìn)一步提高。cAD／(1APP／CAM開(kāi)始應(yīng)用，開(kāi)發(fā)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一</p><p>　　2.3數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理</p><p>　　數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)(包含伺服電機(jī)和檢測(cè)反饋裝置)、強(qiáng)電控制柜、機(jī)床本體和各類(lèi)輔助裝置組成。</p><p><b>　　(1)控制介質(zhì)<

37、;/b></p><p>　　控制介質(zhì)叉稱(chēng)信息載體，是聯(lián)系人與數(shù)控機(jī)床之間的中間媒介物質(zhì)。反映了數(shù)控加工中的全部信息。數(shù)控機(jī)床的加工程序可以存儲(chǔ)在控制 質(zhì)上。常用的控制介質(zhì)有穿孔紙帶、磁帶和磁盤(pán)等。</p><p>　　(2)輸入裝置    輸入裝置的作用是將程序載體(信息載體)上的數(shù)控代碼傳遞并存人 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。</p><p&

38、gt;<b>　　(3)數(shù)控裝置</b></p><p>　　數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，其作用是：從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸入裝置送來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或 統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯，運(yùn)算處理后，輸出幾種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。</p><p>　　(4)伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置</p><p

39、>　　伺服單元是cNc和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來(lái)自cNc裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接收指令的不同，伺服單元有脈沖式和模擬式之分，而模擬式伺服單元按電源種類(lèi)叉可分為直流伺服單元和交流伺服單元。伺服單元還包括位置檢測(cè)裝置。位置檢測(cè)裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋到機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械連

40、接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或接規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。</p><p>　　伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可臺(tái)稱(chēng)為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置。cNc裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，所以，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。從某種意義上說(shuō)，數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要取決于cNc裝置，而數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決

41、于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　(5)輔助控制裝置    輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開(kāi)關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)翻譯、邏輯判斷和運(yùn)算，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。這些控制包括主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停指令．刀具的選擇和交換指令．冷卻、潤(rùn)}骨裝置的啟停，工件和機(jī)床部件的松開(kāi)和夾緊，分度工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位分度等

42、開(kāi)關(guān)輔助動(dòng)作。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床已廣泛采用可編程控制器作為輔助控制裝置。</p><p>　　(6)機(jī)廉本體    數(shù)控機(jī)床的本體指其機(jī)械結(jié)構(gòu)宴體。它與傳統(tǒng)的普通機(jī)床相似，但數(shù)控機(jī)床在整體布局、外觀造型、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工具系統(tǒng)及操作機(jī)構(gòu)等方面都發(fā)生了很大的變化。歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　?、俨捎酶咝阅苤鬏S及主傳動(dòng)部件。</p>&l

43、t;p>　?、谶M(jìn)給傳動(dòng)采用高效傳動(dòng)件。一般采用滾珠絲杠副、直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。</p><p>　　③具有完善的刀具自動(dòng)交換和管理系統(tǒng)。</p><p>　　④機(jī)床本身具有很高的動(dòng)、靜剛度。</p><p>　?、莶捎萌忾]罩殼。由于數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)完成加工的，為了操作安全等因素，一般采用移動(dòng)門(mén)結(jié)構(gòu)的全封閉罩殼．對(duì)機(jī)床的加工部件進(jìn)行全</p><

44、;p>　　2.3數(shù)控技術(shù)的復(fù)合化</p><p>　　復(fù)合化包括T序復(fù)合化和功能復(fù)合化。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展已模糊了粗精加工全部工序的概念。加工中心(包括車(chē)削中心、磨削中心、電加工中心等)的出現(xiàn)，又把車(chē)、銑、鏜、鉆等類(lèi)的工序集中到一臺(tái)機(jī)床來(lái)完成，打破了傳統(tǒng)的工序界限和分開(kāi)加工的工藝規(guī)程。一臺(tái)具有自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)交換工作臺(tái)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換立臥主軸頭的鏜銑加1=中心，不僅一次裝卡可以完成鏜、銑、鉆鉸、攻絲和檢驗(yàn)等工序，而

45、且還可以完成箱體五個(gè)面粗精加工的工序。</p><p>　　近年來(lái)．又相繼出現(xiàn)了許多跨度更大的功能集中的復(fù)合化數(shù)控機(jī)床。日本池貝鐵工所的TW4LⅡ立式加工中心．由于采用了u軸，亦可進(jìn)行車(chē)加T。東芝機(jī)械的GMc 95立式加工中心，在一根主軸上既可進(jìn)行切削叉可進(jìn)行磨削。美國(guó)sINcNNAIllMlI，AcR()N公司的車(chē)、銑、鏜、鉆偏心孔多用途制造中心，在一臺(tái)車(chē)削中心上不僅可以完成回轉(zhuǎn)體的外圓和端面的車(chē)削加工，還可完

46、成銑平面、鉆斜孔，開(kāi)曲線(xiàn)槽等，使刀具回轉(zhuǎn)的加工中心或膳削中心與工件伺轉(zhuǎn)的車(chē)削中心復(fù)合。如意大利sAFOP的車(chē)、鏜、銑、磨復(fù)合機(jī)床；德國(guó)VOEsl AIjlNT_盯EINNEL公司M30型銑削一車(chē)削復(fù)合中心；ETA公t“('1I。DEMl趼。ER復(fù)合車(chē)一銑機(jī)床。還有成型機(jī)床與切削機(jī)床的復(fù)臺(tái)，如瑞l Raskn的沖孔、成型與激光切割復(fù)合；wHITNE公司等離子加工與沖壓復(fù)合等。在多軸和多軸聯(lián)動(dòng)控制方面，日本的FANucl6系統(tǒng)為2～

47、1 5軸；西門(mén)子880系統(tǒng)控制軸數(shù)達(dá)24軸。</p><p>　　例如：采用軸聯(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，不僅粗糙度值降低，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)j軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2白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)發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去圉5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的數(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

48、高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。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，其制造難度和成本太幅度降低，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(lèi)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ENo 20。l展會(huì)上，新日本工機(jī)的j面加1二機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可宴現(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5軸加工可在同一

49、臺(tái)機(jī)床上宴現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMc公司 展出DMuvoutlon系列加工中心，可在一次裝夾完成5面加工和5軸聯(lián)動(dòng) 加工，由cNc系統(tǒng)控制或CA州CAM直接或間接控制。</p><p>　　2.4數(shù)控技術(shù)的開(kāi)放性</p><p>　　為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線(xiàn)、聯(lián)網(wǎng)、普艘型個(gè)性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢(shì)是體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性、設(shè)計(jì)生產(chǎn)開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)

50、。例如美國(guó)、歐共體及日本發(fā)展開(kāi)放式數(shù)控的計(jì)劃等。</p><p>　?、贋檫m應(yīng)制造自動(dòng)化的發(fā)展，向FMC’、FMS和CIMS提供基礎(chǔ)設(shè)備，要求數(shù)字控制制造系統(tǒng)不僅能完成通常的加工功能，而且還要具備自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)上下料、自動(dòng)換刀、自動(dòng)更換主軸頭(有時(shí)帶坐標(biāo)變換)、自動(dòng)誤差補(bǔ)償、自動(dòng)診斷、進(jìn)線(xiàn)和聯(lián)網(wǎng)等功能，廣泛地應(yīng)用機(jī)器人、物流系統(tǒng)。</p><p>　　②FMCC，F(xiàn)MSS web bad即

51、d制造及無(wú)圖紙制造技術(shù)。</p><p>　　③圍繞數(shù)控技術(shù)、制造過(guò)程技術(shù)在快速成型，并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床、機(jī)器人化機(jī)床、多功能機(jī)床等整機(jī)方面和高速電主軸、直線(xiàn)電機(jī)、軟件補(bǔ)償精度等單元技術(shù)方面先后有所突破。并聯(lián)桿系結(jié)構(gòu)的新型數(shù)控機(jī)床實(shí)用化。這種虛擬軸數(shù)控機(jī)床．用較件的復(fù)雜性代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)床機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，開(kāi)拓了數(shù)控機(jī)床發(fā)展的新領(lǐng)域。</p><p>　?、芤杂?jì)算機(jī)輔助管理和工程數(shù)據(jù)庫(kù)、因特同等為主體的制

52、造信息支持技術(shù)的智能化決策系統(tǒng)，對(duì)機(jī)械加工中大量信息進(jìn)行存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)處理，應(yīng)用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使機(jī)械加工整體系統(tǒng)趨于資源合理支配并高效地應(yīng)用。</p><p>　?、萦捎诓捎昧松窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)擻字化阿絡(luò)技術(shù)，機(jī)械加工向虛擬制造的方向發(fā)展。</p><p>　　2.4數(shù)控技術(shù)的先進(jìn)性</p><p>　　21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的裝備。智能化的

53、內(nèi)容包括 在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面。</p><p>　?、僮非蠹庸ば屎图庸べ|(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。</p><p>　　②提高驅(qū)動(dòng)眭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。</p><p>　　③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。&

54、lt;/p><p>　?、苓€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>　　數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了白適應(yīng)控制，模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制’學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ?，而且人機(jī)界面極為友好，并具有故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)使

55、自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動(dòng)和智能化伺服裝置，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載井自動(dòng)調(diào)整參數(shù)。</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。如美國(guó)的N(z(The Ne xl Generation workstation／Mache(butyl)、歐共體OSACA“)口easiest鋤Architectures如r(kntr

56、01 wth_nAutornatlon systems)、日本的OSEC(0pen system En……t kern collar)、中國(guó)的ONC(Open N…mal control system鋤)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(chǎng)家和晟終用戶(hù)，通過(guò)政變、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(hù)的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中

57、．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)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)控裝備的阿絡(luò)化將極大地滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)、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成l虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一

58、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)。在EMO 20。I展中，日本山崎馬扎克(Mask)公司展出的CPC(hyperproduction)，智能生產(chǎn)控制中心)，日本隈(OKSMA)機(jī)床公司展出的IT廣場(chǎng)(信息技術(shù)廣場(chǎng))．德國(guó)西門(mén)于(s—ns)公司展出的OME(0釁n Manufactured EnⅥ…t開(kāi)放制造環(huán)境)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>　　

59、開(kāi)放式生產(chǎn)對(duì)于一些資本密集型的從事大型制造，尤其是生產(chǎn)大批量復(fù)雜零件的廠(chǎng)家而言，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)制造更有其特別的意義。阿絡(luò)制造在廣義上表現(xiàn)為使用網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)與企業(yè)間可進(jìn)行跨地域的協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造、信息共享、遠(yuǎn)程監(jiān)控及遠(yuǎn)程服務(wù)，以及企業(yè)內(nèi)部的管理部門(mén)(產(chǎn)、供、銷(xiāo)、人、財(cái)、物等)坡計(jì)部門(mén)(CAD CAPP／CAE／CAM等)、生產(chǎn)部門(mén)(生產(chǎn)監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)管理，刀夾、量具，材料管理．設(shè)備管理等)在網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)支持下進(jìn)行系統(tǒng)集成，通過(guò)T(，／IP通信協(xié)

60、議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，為制造商提供整套且數(shù)據(jù)信息一致的生產(chǎn)方案，使不同的CW控制程序、編程加工位置以及刀具定位點(diǎn)等數(shù)據(jù)信息得到統(tǒng)一。通過(guò)這樣的網(wǎng)絡(luò)通信，數(shù)據(jù)傳遞的速度得到極大提高。過(guò)去要幾個(gè)小時(shí)才能完成傳輸?shù)拇蟪绦?，現(xiàn)在只需幾秒鐘即可完成。然而，更為高效的cNc網(wǎng)絡(luò)通信功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于快速傳遞數(shù)據(jù)及信包，通過(guò)連接調(diào)制解調(diào)器與通信軟件，可以實(shí)現(xiàn)(1Nc機(jī)床的遠(yuǎn)程診斷。這樣，一個(gè)技術(shù)人員即使在機(jī)床生產(chǎn)廠(chǎng)家的辦公室，也可以通過(guò)遠(yuǎn)程診斷對(duì)遠(yuǎn)程的cNC機(jī)

61、床進(jìn)行實(shí)時(shí)問(wèn)題診斷，及時(shí)做出央定，并直接發(fā)出指令進(jìn)行調(diào)整。這一切操作都無(wú)需親臨工作現(xiàn)場(chǎng)。采用TCP／IP通信協(xié)泌進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趟勢(shì)：一方面從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加_[巾心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(xiàn)(FMC，F(xiàn)MS、FIL、FML)向面(T段車(chē)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。黍性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)

62、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)用化為前提，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、高速度和高柔眭方向發(fā)展：數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)能方便地與cAD、(nM、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>　　3國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀

63、</p><p>　　3.1國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與國(guó)際先進(jìn)水平差距逐漸縮小</p><p>　　數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展經(jīng)歷了30年跌宕起伏，已經(jīng)由成長(zhǎng)期進(jìn)入了成熟期，可提供市場(chǎng)1,500種數(shù)控機(jī)床，覆蓋超重型機(jī)床、高精度機(jī)床、特種加工機(jī)床、鍛壓設(shè)備、前沿高技術(shù)機(jī)床等領(lǐng)域，產(chǎn)品種類(lèi)可與日、德、意、美等國(guó)并駕齊驅(qū)。特別是在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、數(shù)控超重型機(jī)床、立式臥式加工中

64、心、數(shù)控車(chē)床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床領(lǐng)域部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。其中，五軸(坐標(biāo))聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是數(shù)控機(jī)床技術(shù)的制高點(diǎn)標(biāo)志之一。它集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動(dòng)化加工，是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門(mén)迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，其加工效率相當(dāng)于2 臺(tái)三軸機(jī)床，甚至可以完全省去某些大型自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的投資，大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元

65、之間的周轉(zhuǎn)運(yùn)輸時(shí)間及費(fèi)用。國(guó)產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床品種日趨增多，國(guó)際強(qiáng)手對(duì)中國(guó)限制的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心、五軸數(shù)控銑床、五軸龍門(mén)銑床、五軸落地銑鏜床等均在國(guó)內(nèi)研制成功，改變了國(guó)際強(qiáng)手對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的壟斷局面。</p><p>　　3.2國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床存在的問(wèn)題</p><p>　　由于中國(guó)技術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)還比較落后，數(shù)控機(jī)床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距還是很大，尤其是數(shù)控系統(tǒng)的控制

66、可靠性還較差，數(shù)控產(chǎn)業(yè)尚未真正形成。因此加速進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān)，盡快建成與完善數(shù)控機(jī)床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。目前主要問(wèn)題有：</p><p>　　3.3核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏</p><p>　　統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)—數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)和各種開(kāi)關(guān)、傳感器構(gòu)成，中國(guó)90%需要國(guó)外進(jìn)口。如在上海設(shè)廠(chǎng)的德國(guó)吉特邁集團(tuán)和意大利利雅路機(jī)床集團(tuán)，在煙臺(tái)

67、建廠(chǎng)的韓國(guó)大宇綜合機(jī)械株式會(huì)社，所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國(guó)內(nèi)能做的中、高端數(shù)控機(jī)床，更多處于組裝和制造環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術(shù)。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴(lài)進(jìn)口，國(guó)內(nèi)真正大而強(qiáng)的企業(yè)并不多。目前世界最大的3 家廠(chǎng)商是：日本發(fā)那客、德國(guó)西門(mén)子、日本三菱；其余還有法國(guó)扭姆、西班牙凡高等。國(guó)內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國(guó)內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控近幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯(cuò)，

68、但在電器硬件方面還需進(jìn)一步提高。目前國(guó)內(nèi)一些大廠(chǎng)還沒(méi)有采用華中數(shù)控的。</p><p>　　數(shù)控功能部件是另外一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。某種意義上說(shuō)，功能部件將構(gòu)筑21世紀(jì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床。功能部件的性能和價(jià)格決定了數(shù)控機(jī)床的性能和價(jià)格。功能部件不是機(jī)床附件，它是數(shù)控機(jī)床的核心代表。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的主要故障大多出在功能部件上，它是影響國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床使用的主要根源。從國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)和使用來(lái)看，功能部件急需技術(shù)攻關(guān)。特別在數(shù)控刀具滯

69、后現(xiàn)象反映相當(dāng)強(qiáng)烈。國(guó)產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性等方面差距明顯，無(wú)論在品種、性能和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足用戶(hù)要求。由于國(guó)產(chǎn)刀具品種少、壽命低，嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床效率的發(fā)揮。調(diào)研企業(yè)進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床，配用大量進(jìn)口數(shù)控刀具，由于價(jià)格昂貴，用戶(hù)不堪負(fù)擔(dān)。數(shù)控立、臥回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，數(shù)控分度盤(pán)和數(shù)控電動(dòng)刀架等數(shù)控功能部件市場(chǎng)中海外商家也稍勝一籌。</p><p>　　3.4民族品牌與國(guó)際品牌差距明顯</p><p&

70、gt;　　2004年6月一份廣東機(jī)床用戶(hù)的抽查情況透露，在數(shù)控機(jī)床的各個(gè)品牌之中，用戶(hù)對(duì)歐洲、日本、美國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣等數(shù)控機(jī)床品牌的關(guān)注度已占全部市場(chǎng)的60%以上。品牌知名度上的差距，導(dǎo)致用戶(hù)在選擇加工設(shè)備時(shí)把更多的機(jī)會(huì)給了海外數(shù)控機(jī)床行業(yè)的一些“實(shí)力派”。如哈爾濱某發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限公司的缸體生產(chǎn)線(xiàn)是一條全自動(dòng)加工線(xiàn)，其粗加工選用韓國(guó)大宇重工的專(zhuān)機(jī)自動(dòng)線(xiàn)，精加工則選用了英國(guó)CROSS HULLE公司的專(zhuān)機(jī)自動(dòng)線(xiàn)，缸蓋加工線(xiàn)是由德國(guó)

71、Cross. Huller公司制造的高速加工中心和專(zhuān)機(jī)自動(dòng)線(xiàn)、德國(guó)產(chǎn)的全自動(dòng)在線(xiàn)測(cè)量機(jī)、日本產(chǎn)的全自動(dòng)密封檢測(cè)機(jī)和清洗機(jī)組成的。曲軸生產(chǎn)線(xiàn)為全自動(dòng)柔性流水生產(chǎn)線(xiàn)，精加工線(xiàn)由日本的數(shù)控高速CBN 磨床、動(dòng)平衡機(jī)、拋光機(jī)等組成。</p><p>　　3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場(chǎng)脫節(jié)</p><p>　　適銷(xiāo)對(duì)路的產(chǎn)品是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的根本。技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)品滿(mǎn)足市場(chǎng)需要的關(guān)鍵。多數(shù)企業(yè)在確

72、定數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目上沒(méi)有突出重點(diǎn)，市場(chǎng)定位不明確，不能集中力量，突破重點(diǎn)，帶動(dòng)整體，項(xiàng)目安排帶有盲目性。首先，盲目跟隨國(guó)際技術(shù)潮流增加生產(chǎn)能力。數(shù)控機(jī)床產(chǎn)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。近年來(lái)的改制、改組已有一些初步成效，來(lái)之不易。在面對(duì)市場(chǎng)需求增加的同時(shí)，還是要清醒看市場(chǎng)，穩(wěn)妥求發(fā)展，還是要抓前、抓后(即抓開(kāi)發(fā)、抓銷(xiāo)售、抓質(zhì)量、抓服務(wù))，慎重抓能力。中國(guó)要成為制造市場(chǎng)，而不是加工市場(chǎng)，機(jī)床行業(yè)也應(yīng)正確看待這個(gè)問(wèn)

73、題。否則就造成科技攻關(guān)的新產(chǎn)品差距仍然很大，浪費(fèi)了有限的人力物力；其次技術(shù)創(chuàng)新取得成果后，缺乏市場(chǎng)化的全面安排，質(zhì)量保證體系的不健全，尚未制定相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，制造工藝研究嚴(yán)重滯后。造成數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)占有率逐年下降；再次，不重視質(zhì)量和服務(wù)。機(jī)床行業(yè)是第1 個(gè)提出質(zhì)量承諾聲明的行業(yè)，在市場(chǎng)好轉(zhuǎn)的時(shí)候，企業(yè)對(duì)質(zhì)量和服務(wù)更要重視，對(duì)用戶(hù)更加周到和熱情，一個(gè)企業(yè)的品牌往往是在市場(chǎng)好的時(shí)候樹(shù)立的，也往往是在市場(chǎng)好的時(shí)期丟掉的。</p>

74、<p>　　3.6缺乏先進(jìn)的管理機(jī)制</p><p>　　多數(shù)企業(yè)都受到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)缺乏動(dòng)力、自我約束機(jī)制不健全、勞動(dòng)生產(chǎn)率低下等問(wèn)題的嚴(yán)重困擾。適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需求的以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系尚未形成，缺乏吸引高層次、高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，無(wú)法有效整合相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和資源優(yōu)勢(shì)，形成合力開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)，共同打造技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。所以必須按照經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求，建立以公司法人為主要內(nèi)容的現(xiàn)代企業(yè)制度

75、。真正確立以用戶(hù)為中心的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)觀念，認(rèn)真調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。真正讓市場(chǎng)在資源配置中起基礎(chǔ)作用。</p><p>　　4國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床大致發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在以下幾方面：</p><p>　　4.1智能、高速、高精度化</p><p>　　新一代

76、數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件(如電主軸、直線(xiàn)電機(jī)、LM直線(xiàn)滾動(dòng)系統(tǒng)等)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15,000r/min以上。計(jì)算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來(lái)越大，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來(lái)了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。一臺(tái)機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005 mm(ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法)，就是一臺(tái)高精度機(jī)床，在0.005mm(ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法)以下，就是超

77、高精度機(jī)床。高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造(CAM)系統(tǒng)的發(fā)展，精密度已達(dá)到微米級(jí)。</p><p>　　4.2設(shè)計(jì)、制造綠色化</p><p>　　綠色設(shè)計(jì)是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和回收等整個(gè)生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、制造及其活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中對(duì)

78、環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：綠色材料設(shè)計(jì)；可拆卸性設(shè)計(jì)；節(jié)能性設(shè)計(jì)；可回收性設(shè)計(jì)；模塊化設(shè)計(jì)；綠色包裝設(shè)計(jì)等。綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過(guò)綠色生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床在制造時(shí)要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計(jì)；節(jié)約能源的工藝設(shè)計(jì)；環(huán)保型工藝設(shè)計(jì)等。隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，尤其是國(guó)內(nèi)改革開(kāi)放以來(lái)工業(yè)化程度的加快，所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，環(huán)境保護(hù)的呼聲越來(lái)越高，環(huán)保問(wèn)題

79、已經(jīng)成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。數(shù)控機(jī)床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應(yīng)環(huán)保趨勢(shì)，加大綠色設(shè)計(jì)與制造的研制，將是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要要素之一。</p><p>　　4.3復(fù)合化與系統(tǒng)化</p><p>　　工件一次裝夾，能進(jìn)行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機(jī)床一貫追求的。由于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期愈來(lái)愈短，對(duì)制造速度的要求也相應(yīng)提高，機(jī)床也朝高效能發(fā)展。機(jī)床已逐漸發(fā)展成為

80、系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺(tái)電腦控制一條生產(chǎn)線(xiàn)的作業(yè)。產(chǎn)品對(duì)外觀曲線(xiàn)要求的提高，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　4.4.1數(shù)控系統(tǒng)向開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展</p><p>　　計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)控技術(shù)更快地更新?lián)Q代。許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠(chǎng)家利用Pc機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)

81、發(fā)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可以較容易地實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。，開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級(jí)和更新變得更加簡(jiǎn)單快捷。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線(xiàn)規(guī)范都是對(duì)外開(kāi)放的．?dāng)?shù)控系統(tǒng)制造商和用戶(hù)可以根據(jù)這些開(kāi)放的資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，同時(shí)它也為用戶(hù)根據(jù)實(shí)際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來(lái)極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開(kāi)發(fā)和

82、廣泛應(yīng)用，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。同時(shí)，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級(jí)而升級(jí)，而結(jié)構(gòu)可以保持不變。</p><p>　　4.4.2數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展</p><p>　?、賯鹘y(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)，如FANUCO系統(tǒng)、MITSTJBISHI M50系統(tǒng)、SIN.MERlK 810M,7／c系統(tǒng)等，是一種專(zhuān)用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。目前，這類(lèi)系統(tǒng)還是占領(lǐng)了制造業(yè)的大部分市場(chǎng)。但由于開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系

83、統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的市場(chǎng)正在受到挑戰(zhàn)，已逐漸減小。</p><p>　?、凇癙c嵌人NC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，如FANUCO和16l、SINUMERZ840D、Nutr-1060、AB 9／：360等，是數(shù)控軟件技術(shù)和當(dāng)今計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源相結(jié)合開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品．具有一定的開(kāi)放性。但它的Nc部分仍然是傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，用戶(hù)無(wú)法介人數(shù)控系統(tǒng)的核心。這類(lèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大，價(jià)格昂貴。</p><

84、;p>　?、唷癗C嵌人PC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。它由開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制卡和Pc機(jī)共同構(gòu)成。這種運(yùn)動(dòng)控制卡通常選用高速DSF’作為CPU，具有很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制和PLC控制能力。它本身就是一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)，可以單獨(dú)使用。它開(kāi)放的函數(shù)庫(kù)供用戶(hù)在Windows臺(tái)下自行開(kāi)發(fā)構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)，因而，這種開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制卡被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域。</p><p>　?、躍OFT型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)。這

85、是一種最新開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。它提供給用戶(hù)最大的選擇和靈活性，它的cNc軟件全部裝在計(jì)算機(jī)中，而硬件部分僅是計(jì)算機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)和外部I／O之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口。就像計(jì)算機(jī)中可以安裝各種品牌的聲卡和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序一樣。用戶(hù)可以在Windows NT平臺(tái)上，利用開(kāi)放的cNc內(nèi)核開(kāi)發(fā)所需的各種功能，構(gòu)成各種類(lèi)型的高性能數(shù)控系統(tǒng)，與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比，SO訂型開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性能價(jià)格比，因而最有生命力。通過(guò)軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正

86、在成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)。其典型產(chǎn)品有美國(guó)MDSI公司的Open cNc、德國(guó)P0werAutomatlon公司的P．～8000 NT等。</p><p>　　4.4.3數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展</p><p>　　隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參

87、數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ?，而且人機(jī)界面極為友好，并具有故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術(shù)與制造技術(shù)融為一體。在制造過(guò)程中，加工、檢測(cè)一體化是實(shí)現(xiàn)快速制造、快速檢測(cè)和快速響應(yīng)的有效途徑，已形成將測(cè)量(M…㈣nt)、建模(Modelling)、加_I=(M衄u‰tIldng)、機(jī)器操作(M刪pulator)四者(即4M)融合在一個(gè)

88、系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)信息共享．促進(jìn)測(cè)量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統(tǒng)。</p><p>　　4.4.4數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其他控制系統(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)控系統(tǒng)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．這就是所謂的I㈣i[erl∥Intranet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最

89、近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱(chēng)“e一制造”，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(hù)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。為模具車(chē)間利用Inkmet技術(shù)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)化控制數(shù)控加工．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)一步促進(jìn)了柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(xiàn)(FMCC、FMS、rrL、FML)向面(

90、工段車(chē)間獨(dú)立制造島、FA)、體(c[MS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)，同時(shí)注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開(kāi)拓、完善，能方便地與cAD、CAM、cAPF。、MiX3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>　　4.4.5數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展</p><p>　　隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的日趨廣泛，數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性

91、已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標(biāo)。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠(chǎng)而言，如果要求在16h內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率在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3000h。如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：l(數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí))，數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333 3h，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF就必須大于105h。對(duì)整條生產(chǎn)線(xiàn)而言，可靠性要求還要更高。</p><p>

92、　　4.4.6數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展</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、換刀和主軸的升速、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，具有復(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(lèi)工藝方法或不同類(lèi)工藝方法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)

93、雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。</p><p>　　4.7.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動(dòng)化方向發(fā)展</p><p>　　在加工自由曲面時(shí)，三軸聯(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，進(jìn)而對(duì)工件的加工質(zhì)量造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡(jiǎn)單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過(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，大幅度提高加工效率．因此．多

94、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)。</p><p>　　5 CNC裝置的工作原理</p><p>　　CNC裝置在其硬件環(huán)境支持下，按照系統(tǒng)監(jiān)控軟件的控制邏輯．對(duì)輸人、譯碼、刀具補(bǔ)償、速度規(guī)劃、插補(bǔ)運(yùn)算、位置控制、L／O接口處理、顯示和診斷等方面進(jìn)行控制。cNc裝置的主要工作包括以下內(nèi)容。</p><p><b>　　5.1輸入&l

95、t;/b></p><p>　　輸人cNc裝置的有零件程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)。輸人的形式有光電閱讀機(jī)輸人、鍵盤(pán)輸入、磁盤(pán)輸入、連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC接口輸人、網(wǎng)絡(luò)輸人。從CNC裝置的工作方式看，有存儲(chǔ)器輸人工作方式和MDI(M皿ud DirectInput，手工直接輸人)工作方式。cNc裝置在輸入過(guò)程中通常還要完成無(wú)效碼刪除、代碼校驗(yàn)和代碼轉(zhuǎn)換等工作。</p><p><

96、b>　　5.2譯碼</b></p><p>　　不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲(chǔ)器輸入方式下，都是將零件程序以一個(gè)程序段為單位進(jìn)行處理的，把其中的各種零件輪廓信息(如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線(xiàn)或圓弧等)、加工速度信息(F代碼)和其他輔助信息(M、S、T代碼等)按照一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專(zhuān)用單元。在譯碼的過(guò)程中．還完成對(duì)程序段的語(yǔ)法檢查，發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤

97、便立即報(bào)警。</p><p><b>　　5.3插補(bǔ)</b></p><p>　　插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線(xiàn)上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”(擬合)。插補(bǔ)程序在每個(gè)插補(bǔ)周期運(yùn)行一次，在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)，根據(jù)指令進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小的直線(xiàn)數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過(guò)若干次插補(bǔ)周期后，插補(bǔ)加工完一個(gè)程序段軌跡，即完成從程序段起點(diǎn)到終點(diǎn)的“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”工作。</p>

98、<p><b>　　5.4進(jìn)給速度處理</b></p><p>　　編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來(lái)計(jì)算各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的分速度。在有些CNC裝置中，對(duì)于機(jī)床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動(dòng)加減速等也在這里處理。</p><p><b>　　5.5刀具補(bǔ)償</b></

99、p><p>　　刀具補(bǔ)償包括刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。通常，CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補(bǔ)償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。目前，在比較好的CNC裝置中，刀具補(bǔ)償還包括程序段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接和過(guò)切削判別，就是所謂的c刀具補(bǔ)償。</p><p><b>　　5.6位置控制</b></p><p>　　位置控制處在伺服回路的位置

100、環(huán)上，這部分工作可以由軟件實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件完成。它的主要任務(wù)是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將理論位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電機(jī)。在位置控制中，通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。</p><p><b>　　5.7顯示</b></p><p>　　CNC裝置的顯示主要是為操作者提供方便，通常用于零件程

101、序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警顯示等。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖形顯示。</p><p><b>　　5.8 I\O處理</b></p><p>　　主要處理CNC裝置面板開(kāi)關(guān)信號(hào)、機(jī)床電氣信號(hào)的輸入、輸出和控制(如換刀、換擋、冷卻等)。</p><p><b>　　5.9診斷</b&g

102、t;</p><p>　　現(xiàn)代CNC裝置都具有聯(lián)機(jī)和脫機(jī)診斷的能力。聯(lián)機(jī)診斷是指CNC裝置中的自診斷程序，隨時(shí)檢查不正確的事件。脫機(jī)診斷是指系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的診斷，CNC裝置配備有各種脫機(jī)診斷程序，以檢查存儲(chǔ)器、外圍設(shè)備(CRT、閱讀機(jī)、穿孔機(jī))、L，O接口等。脫機(jī)診斷指采用遠(yuǎn)程通信方式，即所謂的遠(yuǎn)程診斷，把用戶(hù)的CNC通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信診斷中心的計(jì)算機(jī)相連，對(duì)CNC裝置進(jìn)行診斷、故障定位和修復(fù)。</p>

103、;<p>　　6 CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　CNC裝置是在硬件支持下，通過(guò)系統(tǒng)軟件控制進(jìn)行工作的，其控制功能在相當(dāng)程度上取決于硬件結(jié)構(gòu)。硬件結(jié)構(gòu)根據(jù)控制功能的復(fù)雜程度，可分別采用單處理器結(jié)構(gòu)和多處理器結(jié)構(gòu)。</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，按CNC裝置中各電路板的插接方式，可分為大板式結(jié)構(gòu)和功能模塊式結(jié)構(gòu)；按微處理器的個(gè)數(shù)，可分為單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處

104、理器結(jié)構(gòu)；按硬件的制造方式．可分為專(zhuān)用型結(jié)構(gòu)和個(gè)人計(jì)算機(jī)式結(jié)構(gòu)；按CNC裝置的開(kāi)放程度，可分為封閉式結(jié)構(gòu)、Pc嵌入NC式結(jié)構(gòu)、NC嵌入PC式結(jié)構(gòu)和軟件型開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　6.1單微處理器結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)</p><p>　　所謂單微處理器結(jié)構(gòu)，是指在cNc裝置中只有一只微處理器(CPU)，工作方式是集 中控制，分時(shí)處理數(shù)控系統(tǒng)的各項(xiàng)任務(wù)，如存儲(chǔ)、插補(bǔ)運(yùn)算、輸人／輸出控制、C

105、RT顯示等。某些CNC：裝置中雖然用了兩個(gè)以上的CPU．但能夠控制系統(tǒng)總線(xiàn)的只是其中的一個(gè)CPI_F，它獨(dú)占總線(xiàn)資源，通過(guò)總線(xiàn)與存儲(chǔ)器、輸入輸出控制等各種接口相連。其他的CPU則作為專(zhuān)用的智能部件，不能控制總線(xiàn)，也不能訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器。這是一種主從結(jié)構(gòu)，故被歸納于單微處理器結(jié)構(gòu)中。單微處理器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　單微處理器結(jié)構(gòu)的cNc裝置可劃分為計(jì)算機(jī)部分、位置控制部分、數(shù)據(jù)輸入／輸出接口及外圍設(shè)備