數(shù)控機床2

1、<p><b>　　數(shù)控機床的發(fā)展趨勢</b></p><p><b>　　數(shù)控機床的發(fā)展趨勢</b></p><p><b>　　一.引言</b></p><p>　　數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是各個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。我國數(shù)控技術(shù)與世界先進國家相比還有一定的差距，因此了解數(shù)控技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)

2、展狀況對我國數(shù)控領(lǐng)域的發(fā)展有非常重要的意義。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)中已有二十多年的歷史了，它使傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了質(zhì)的變化．微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展給NC技術(shù)帶來了新的活力數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的主流設(shè)備，是體現(xiàn)現(xiàn)代機床技術(shù)水平、現(xiàn)代機械制造業(yè)工藝水平的重要標志，是關(guān)系國計民生、國防尖端建設(shè)的戰(zhàn)略物資。因此世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。</p>&

3、lt;p>　　二.數(shù)控機床的發(fā)展趨勢</p><p><b>　　1.高速化</b></p><p>　　隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對數(shù)控機床加工的高速化要求越來越高。主要方面是主軸轉(zhuǎn)速、進給率、運算速度和換刀速度。</p><p><b>　　2.高精度化</b></

4、p><p>　　數(shù)控機床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視。</p><p>　　a.提高CNC系統(tǒng)控制精度：采用高速插補技術(shù)，以微小程序段實現(xiàn)連續(xù)進給，使CNC控制單位精細化，并采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測精度，位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法；</p><p>　　b.采用誤差補償

5、技術(shù)：采用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償?shù)燃夹g(shù)，對設(shè)備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償；</p><p>　　c.采用網(wǎng)格解碼器檢查和提高加工中心的運動軌跡精度:通過仿真預(yù)測機床的加工精度，以保證機床的定位精度和重復(fù)定位精度，使其性能長期穩(wěn)定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務(wù)，并保證零件的加工質(zhì)量。</p><p><b>　　3.功能復(fù)合化</b>

6、;</p><p>　　根據(jù)復(fù)合機床結(jié)構(gòu)特點可分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類。工藝復(fù)合型機床如鏜銑鉆復(fù)合—加工中心、車銑復(fù)合—車削中心、銑鏜鉆車復(fù)合—復(fù)合加工中心等；工序復(fù)合型機床如多面多軸聯(lián)動加工的復(fù)合機床和雙主軸車削中心等。采用復(fù)合機床進行加工，減少了工件裝卸、更換和調(diào)整刀具的輔助時間以及中間過程中產(chǎn)生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產(chǎn)品制造周期，提高了生產(chǎn)效率和制造商的市場反應(yīng)能力，相對于傳統(tǒng)的工序分散的

7、生產(chǎn)方法具有明顯的優(yōu)勢。加工過程的復(fù)合化也導(dǎo)致了機床向模塊化、多軸化發(fā)展。隨著現(xiàn)代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯(lián)動數(shù)控機床越來越受到各大企業(yè)的歡迎。</p><p><b>　　4.控制智能化</b></p><p>　　隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動化的發(fā)展需求，數(shù)控機床的智能化程度在不斷提高。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：</p&

8、gt;<p>　　a.加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)：通過監(jiān)測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進行識別，以辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)及機床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)實時調(diào)整加工參數(shù)和加工指令，使設(shè)備處于最佳運行狀態(tài)，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設(shè)備運行的安全性；</p><p>　　b.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

9、、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)，從而達到提高編程效率和加工工藝水平、縮短生產(chǎn)準備時間的目的；</p><p>　　c.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)代智能方法實現(xiàn)故障的快速準確定位；</p><p>　　d.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，對數(shù)控

10、機床發(fā)生的各種錯誤和事故進行回放和仿真，用以確定錯誤引起的原因，找出解決問題的辦法，積累生產(chǎn)經(jīng)驗；</p><p>　　e.智能化交流伺服驅(qū)動裝置：能自動識別負載，并自動調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動裝置和智能化進給伺服裝置。這種驅(qū)動裝置能自動識別電機及負載的轉(zhuǎn)動慣量，并自動對控制系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳運行；</p><p>　　f.智能數(shù)控系統(tǒng)：在制造

11、過程中，加工、檢測一體化是實現(xiàn)快速制造、快速檢測和快速響應(yīng)的有效途徑，將測量、建模、加工、機器操作四者融合在一個系統(tǒng)中，實現(xiàn)信息共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。</p><p><b>　　5.體系開放化</b></p><p>　　a.向未來技術(shù)開放：由于軟硬件接口都遵循公認的標準協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)

12、所采納、吸收和兼容，意味著系統(tǒng)的開發(fā)費用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善；</p><p>　　b.向用戶特殊要求開放：更新產(chǎn)品、擴充功能、提供硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求；</p><p>　　c.數(shù)控標準的建立：國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標準，以提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程乃至各個工業(yè)領(lǐng)域

13、產(chǎn)品信息的標準化。</p><p><b>　　6.驅(qū)動并聯(lián)化</b></p><p>　　并聯(lián)運動機床克服了傳統(tǒng)機床串聯(lián)機構(gòu)移動部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸與機座之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機構(gòu)驅(qū)動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應(yīng)自由度的運動，可實現(xiàn)多坐標聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和

14、測量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點。</p><p><b>　　7.可靠性</b></p><p>　　數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床相比，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)電壓的波動和干擾對數(shù)控機床的可靠性極為不利，而數(shù)控機床加工的零件型面較為復(fù)雜，

15、加工周期長，要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數(shù)控機床有高的可靠性，就要精心設(shè)計系統(tǒng)、嚴格制造和明確可靠性目標以及通過維修分析故障模式并找出薄弱環(huán)節(jié)。</p><p><b>　　8.過程綠色化</b></p><p>　　隨著日趨嚴格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環(huán)境問題尤為突出。因此，在21世紀，綠色制造的大趨勢將使各種節(jié)能環(huán)

16、保機床加速發(fā)展，占領(lǐng)更多的世界市場。</p><p><b>　　9.媒體技術(shù)的應(yīng)用</b></p><p>　　多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對用戶界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)

17、圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，應(yīng)用于實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等，因此有著重大的應(yīng)用價值。</p><p><b>　　三．結(jié)語：</b></p><p>　　目前，數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放

18、化、并聯(lián)驅(qū)動化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化已成為數(shù)控機床發(fā)展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優(yōu)勢，而在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應(yīng)該抓住機會不斷發(fā)展，努力發(fā)展自己的先進技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培訓(xùn)力度，提高企業(yè)綜合服務(wù)能力，努力縮短與發(fā)達國家之間的差距。力爭早日實現(xiàn)數(shù)控機床產(chǎn)品從低端到高端、從初級產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)從中國制造

19、到中國創(chuàng)造、從制造大國到制造強國的轉(zhuǎn)變。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　楊琳.《數(shù)控機床應(yīng)用基礎(chǔ)》.第一版.濟南.山東大學(xué)出版社.2004年8月</p><p>　　華承恩.《現(xiàn)代數(shù)控機床》.北京.機械工業(yè)出版社.1991年</p><p>　　王貴明.《數(shù)控實用技術(shù)》.北京。機械工

20、業(yè)出版社.2000年</p><p>　　王永章.《數(shù)控技術(shù)》.北京.高等教育出版社.2003年</p><p>　　王愛玲.《機床數(shù)控技術(shù)》.北京。高等教育出版社.2006年</p><p>　　李郝林.《機床數(shù)控技術(shù)》.北京.機械工業(yè)出版社.2002年</p><p>　　宋本基.《數(shù)控機床》.哈爾濱工程大學(xué)出版社.1999年</p