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數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文5000字篇一

摘要：世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國(guó)正在逐步成為世界加工廠,。美國(guó),、德國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展的高技術(shù)密集時(shí)代與微電子時(shí)代,，鋼鐵,、機(jī)械、化工等重工業(yè)正逐漸向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移,。

因此,，在未來(lái)幾年中，隨著中國(guó)重工業(yè)進(jìn)程的推進(jìn),，中國(guó)企業(yè)規(guī)模,、產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量等都將得到大幅提升,，國(guó)產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng),，逐步替代進(jìn)口，并加速出口,。目前,，機(jī)械行業(yè)中部分子行業(yè)如船舶、鐵路,、集裝箱及集裝箱起重機(jī)制造等已經(jīng)受益于國(guó)際間的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,，并將持續(xù)受益；電站設(shè)備,、工程機(jī)械等將受益于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,，加快出口進(jìn)程,。本文主要討論的是數(shù)控車床加工程序的編制。

關(guān)鍵詞：發(fā)展趨勢(shì),、分類,、組成、特點(diǎn),、切削用量

在數(shù)控車削中,，程序貫穿整個(gè)零件的加工過(guò)程。由于每個(gè)人的加工方法不同,，編制加工程序也各不相同,，但最終的目的是為了提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率，因此對(duì)于選擇最合理的加工路線顯得尤為重要,。本文將從確定走刀路線,、選擇合適的g命令等細(xì)節(jié)出發(fā),分析在數(shù)控車削中程序的編制方法。

一,、分析零件圖樣

分析零件圖樣是工藝準(zhǔn)備中的首要工作,，直接影響零件的編制及加工結(jié)果。主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

分析加工輪廓的幾何條件：主要目的是針對(duì)圖樣上不清楚尺寸及封閉的尺寸鏈進(jìn)行處理,。

分析零件圖樣上的尺寸公差要求,，以確定控制其尺寸精度的加工工藝，如刀具的選擇及切削用量的確定等,。

分析形狀和位置公差要求：對(duì)于數(shù)控切削加工中,，零件的形狀和位置誤差主要受機(jī)床機(jī)械運(yùn)動(dòng)副精度的影響。在車削中,，如沿z坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的方向與其主軸軸線不平形時(shí),，則無(wú)法保證圓柱度這一形狀公差要求；又如沿x坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的方向與其主軸軸線不垂直時(shí),，則無(wú)法保證垂直度這一位置公差要求,。因此，進(jìn)行編程前要考慮進(jìn)行技術(shù)處理的有關(guān)方案,。

分析零件的表面粗糙度要求,，材料與熱處理要求,，毛坯的要求，件數(shù)的要求也是對(duì)工序安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的參數(shù)。

二,、合理確定走刀路線,，并使其最短

確定走刀路線的工作是加工程序編制的重點(diǎn),，由于精加工切削程序走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的,，因此主要內(nèi)容是確定粗加工及空行程的走刀路線。走刀路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起,，直到返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過(guò)的路徑,。包括切削加工的路徑及刀具引入,、切出等非切削空行程。使走刀路線最短可以節(jié)省整個(gè)加工過(guò)程的執(zhí)行時(shí)間,，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損,。下圖1所示為三種車錐方法，用矩形循環(huán)命令進(jìn)行加工,，來(lái)分析一下走刀路線合理確定,。平行車錐法，這種方法是每次進(jìn)刀后,，車刀移動(dòng)軌跡平行于錐體母線,，隨著每次進(jìn)刀吃刀，z相尺寸按一定比例增加,，與普車加工錐體方法相同,，使初學(xué)者易懂。z 向尺寸的計(jì)算方法是按公式c=d-d／l得出,。若c為1：10，含義是直徑x上去除1毫米,，長(zhǎng)度z上增加10毫米,。按該比例可以很簡(jiǎn)單的進(jìn)行編程，并且可以保證每一次車削的余量相同使切削均勻,。圖1b為改變錐角車錐法,，是隨著每一次x向進(jìn)刀，保持z向尺寸為圖紙尺寸,每一刀都改變了錐角的大小,，只有最后一刀是圖紙要求的錐角大小,。這種車錐法可以不必進(jìn)行每次z向尺寸的計(jì)算，但在加工中由于z向尺寸相同,，使加工路線較長(zhǎng),，同時(shí)切削余量不均勻，影響工件的表面尺寸和粗糙度,，一般適合于錐面較短,，余量不大的錐體中。圖1c為階臺(tái)加工錐體法,，這種加工法是每一次走刀軌跡平行于工件的軸線,，加工出許多小的階臺(tái)，最后一刀車刀沿錐體斜面進(jìn)行走刀,，這種加工方法要先做1：1比例圖,，否則易車廢工件，由于是臺(tái)階狀,，所以余量不均勻,，影響錐面加工質(zhì)量,。

顯然，上述三種切削路線中,，如果起刀點(diǎn)相同,，則平行法車錐體路線最合理，生產(chǎn)中常用此法進(jìn)行加工,。

三,、合理調(diào)用g命令使程序段最少

按照每個(gè)單獨(dú)的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應(yīng)的加工程序,，其構(gòu)成加工程序的各條程序即程序段,。在加工程序的編制工作中，總是希望以最少的程序段數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工,，以使程序簡(jiǎn)潔,，減少出錯(cuò)的幾率及提高編程工作的效率。

由于數(shù)控車床裝置普遍具有直線和圓弧插補(bǔ)運(yùn)算的功能,，除了非圓弧曲線外,，程序段數(shù)可以由構(gòu)成零件的幾何要素及由工藝路線確定的各條程序得到，這時(shí)應(yīng)考慮使程序段最少原則,。選擇合理的g命令,，可以使程序段減少，但也要兼顧走刀路線最短,。如加工上圖1的零件,，如果毛坯均為棒料，可以

用直線插補(bǔ)命令g01進(jìn)行編程,，也可以用矩形循環(huán)命令g90進(jìn)行編程,，還可以用復(fù)合循環(huán)命令g71進(jìn)行編程，都可以加工該工件,。如下圖2所示,，圖2a為用g01命令確定的走刀路線，與圖2b用g90命令確定路線相同,，但用g01時(shí)編程復(fù)雜,，程序段較多，常用于精加工程序中,。圖2c為用g71式加工路線,首先走矩形循環(huán)進(jìn)給路線,，最后兩刀走輪廓的得等距線和最終輪廓線，走刀路線不是很長(zhǎng),，且切削量相同,，切削力均勻，與g70命令合用還可以使程序編制簡(jiǎn)單，編程時(shí)常用,。如果使用的數(shù)控車床沒(méi)有此命令,，應(yīng)該首先選用g90矩行循環(huán)命令進(jìn)行編程。所以在編程中要靈活應(yīng)用,，選用合理的g命令進(jìn)行程序編制,。

對(duì)于非曲線軌跡的加工，所需主程序段數(shù)要在保證其加工精度的條件下,，進(jìn)行計(jì)算后才能得知,。這時(shí)，一條非圓曲線應(yīng)按逼近原理劃分成若干個(gè)主程序段（大多為直線或圓?。?，當(dāng)能滿足其精度要求時(shí)，所劃分的若干個(gè)主程序的段數(shù)應(yīng)為最少,。這樣,，不但可以大大減少計(jì)算的工作量，而且還能減少輸入的時(shí)間及內(nèi)存容量的占有數(shù),。

四,、合理安排“回零”路線

在編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，為使其計(jì)算過(guò)程盡量簡(jiǎn)化,，既不易出錯(cuò),，又便于校核，編程者有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過(guò)執(zhí)行“回零”指令（即返回對(duì)刀點(diǎn)）,，使其全返回對(duì)刀點(diǎn)位置,，然后在執(zhí)行后續(xù)程序,。這樣會(huì)增加走刀距離,，降低生產(chǎn)效率。因此,，在合理安排“回零”路線時(shí),，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零,，即滿足走刀路線最短的要求,。

五、合理選擇切削用量

數(shù)控車削中的切削用量是表示機(jī)床主體的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的重要參數(shù),，包括切削深度,、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度,。它們的選擇與普車所要求的基本對(duì)應(yīng)一致,，但數(shù)控車床加工的零件往往較復(fù)雜，切削用量按一定的原則初定后,，還應(yīng)結(jié)合零件實(shí)際加工情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整,，調(diào)整方法是利用數(shù)控車床的操作面板上各種倍率開關(guān),，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)切削用量的合理配置,，這對(duì)操作者來(lái)說(shuō)應(yīng)該具有一定的實(shí)際生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn),。

六、編程中細(xì)節(jié)問(wèn)題處理

1,、注意g04的合理使用

g04為暫停指令,，其作用是刀具在一個(gè)指令的時(shí)間內(nèi)暫停止加工。該指令

由于不做實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng),，常常被忽略,。但它在對(duì)于保證加工精度及在切槽、鉆孔改變運(yùn)動(dòng)等方面都有很好的好處,，常用于以下幾種情況：

（1）切槽,、鉆孔時(shí)為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應(yīng)設(shè)置g04命令,。

（2）當(dāng)運(yùn)行方向改變較大時(shí),，應(yīng)在該改變運(yùn)行方向指令間設(shè)置g04命令。

（3）當(dāng)運(yùn)行速度變化很大時(shí)應(yīng)在其運(yùn)行指令改變時(shí)設(shè)置 g04命令,。

（4）利用g04進(jìn)行斷削處理,，根據(jù)粗加工的切削要求，可對(duì)以連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分段加工安排,，每相鄰加工段中間用g04指令將其隔開,。加工時(shí)，刀具每進(jìn)給一段后,，即安排所設(shè)定較短的延時(shí)時(shí)間（0.5秒）實(shí)施暫停,，緊接著在進(jìn)給一段，直至加工結(jié)束,。其分段數(shù)的多少,，視斷削要求而定，當(dāng)斷削不夠理想時(shí),，要增加分段數(shù),。

2、粗精加工分開編程

為了提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率,，車削工件輪廓的最后一刀,，通常由精車刀來(lái)連續(xù)加工完成，因此,，粗精加工應(yīng)分開編程,。并且，刀具的進(jìn)、退位置要考慮妥當(dāng),，盡量不要在連續(xù)的輪廓中切入切出或換刀及停頓,，以免因切削力的突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生劃傷,、形狀突變或滯留刀痕等疵病,。

3、編程時(shí)常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù),。

如果遇到比機(jī)床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時(shí),，應(yīng)盡量向其最大實(shí)體尺寸靠攏并圓整。如圖紙尺寸為? 80+00,、026則編程時(shí)寫x80.013,。

4、編程時(shí)盡量符合各點(diǎn)重合的原則,。

也就是說(shuō),，編程的原點(diǎn)要和設(shè)計(jì)的基準(zhǔn),、對(duì)刀點(diǎn)的位置盡量重合起來(lái),，減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來(lái)的加工誤差。在很多情況下,，若圖樣上的尺寸基準(zhǔn)與編程所需要的尺寸基準(zhǔn)不一致,，故應(yīng)首先將圖樣上的各個(gè)基準(zhǔn)尺寸換算為編程坐標(biāo)系中的尺寸。當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動(dòng)量時(shí),，還要通過(guò)尺寸鏈解算才能得到,，然后才可進(jìn)行下一步編程工作。

5,、巧利用切斷刀倒角,。

對(duì)切斷面帶一倒角的零件，在批量車削加工中比較普遍,，為了便于切斷并避免掉頭倒角,，可巧利用切斷刀同時(shí)完成車倒角和切斷兩個(gè)工序,，效果較好,。同時(shí)切刀有兩個(gè)刀尖，在編程中要注意使用哪個(gè)刀尖及刀寬問(wèn)題,，防止對(duì)刀加工時(shí)出錯(cuò),。

總之，數(shù)控車床的編程總原則是先粗后精,、先進(jìn)后遠(yuǎn),、先內(nèi)后外、程序

段最少、走刀路線最短,，這就要求我們?cè)诰幊虝r(shí),，特別注意理論聯(lián)系實(shí)際，并在大量的實(shí)踐中,，對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證或修正,，做到編制的程序。參考文獻(xiàn)：

1.圖書：劉英超,、數(shù)控機(jī)床編程與操作,、北京、機(jī)械工業(yè)出版社,、2010

2.圖書：劉蔡保,、數(shù)控車床編程與操作、北京,、化學(xué)工業(yè)出版社,、2009

3.圖書：丁昌滔、數(shù)控加工編程與cam,、浙江,、浙江科學(xué)技術(shù)出版社、2010

4.圖書: 聶秋根 陳光明,、數(shù)控加工實(shí)用技術(shù),、北京、電子工業(yè)出版社,、2007

5.期刊：牛小鐵,、數(shù)控加工中的對(duì)刀方法、北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),、2003

數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文5000字篇二

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畢業(yè)論文

論文題目：中國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 姓 名：××× 學(xué) 號(hào)：××× 專業(yè)班級(jí)：××× 指導(dǎo)老師：×××

二〇一五年四月

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摘要

自從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái),，數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了具有革命性意義的改變。數(shù)控加工技術(shù)具有以下特點(diǎn)：具有高度柔性,，加工的精度高,，加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠,，生產(chǎn)效率較高,，還可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善工作條件,，既能促進(jìn)生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化又能促使經(jīng)濟(jì)效益的提高,。數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床,。它是一種機(jī)電一體化程度較高的產(chǎn)品,，可以用于加工各種小批量零件,，或者結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件等等,。數(shù)控機(jī)床的優(yōu)良特點(diǎn)及其廣泛的應(yīng)用范圍使得它成為當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備,，也是市場(chǎng)熱門商品。我國(guó)的數(shù)控機(jī)床經(jīng)歷了多年的進(jìn)步與發(fā)展已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī),，但在科技日益進(jìn)步的今天,，如何進(jìn)一步推進(jìn)其發(fā)展在今天是一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題。

關(guān)鍵字： 數(shù)控機(jī)床 趨勢(shì) 發(fā)展策略

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目錄

第一章 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生

1.1 數(shù)控機(jī)床·················································4 1.2數(shù)控技術(shù)················································ ·4 1.3我國(guó)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀··········································5 第二章 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

2.1向工序集中化發(fā)展········································· ·6 2.2向高速度,、高精度方向發(fā)展···································7 2.3向柔性化,、功能集成化方向發(fā)展······························· 8 2.4向智能化方向發(fā)展·········································· 9 2.4.1引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)····································· ·9 2.4.2智能故障回放和故障仿真技術(shù)······························ ·9 2.4.3刀具壽命自動(dòng)檢測(cè)······································· ·9 2.4.4智能4m數(shù)控系統(tǒng)········································ ·9 2.4.5智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)·································· 10 2.5向高可靠性方向發(fā)展······································· 10 2.5.1采用更高集成度電路芯片································· ·10 2.5.2實(shí)現(xiàn)硬件功能軟件化······································10 2.5.3增強(qiáng)故障自診斷、自恢復(fù)和保護(hù)功能·························10 2.6向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展········································· 11 2.7向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展········································· 11 2.8向功能復(fù)合化方向發(fā)展······································12 第三章 中國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展策略

3.1加大技術(shù)科研力度··········································13 3.2進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的自主開發(fā),、制造能力··················13 3.3加快高性能數(shù)控功能部件的研發(fā),，提升數(shù)控機(jī)床品質(zhì)·········· ····14 3.4加快技術(shù)引進(jìn)與國(guó)際合作學(xué)習(xí)·································15 結(jié)語(yǔ)······················································ ·15

參考文獻(xiàn)················································· ·17

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第一章 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生

1.1數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床，顧名思義,，即采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床,。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)是為了滿足多品種，小批量的自動(dòng)化生產(chǎn),，能夠適用產(chǎn)品頻繁變化且具有柔性的生產(chǎn)需求,。從應(yīng)用來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床就是將加工過(guò)程所需的各種操作（如主軸變速,、進(jìn)刀與退刀,、開車與停車、選擇刀具,、供給切削液等）和步驟,，以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量都用數(shù)字化的代碼來(lái)表示，通過(guò)控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計(jì)算機(jī),，計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算,，發(fā)出各種指令來(lái)控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的零件,。1.2數(shù)控技術(shù)

說(shuō)到數(shù)控機(jī)床就不得不提起數(shù)控技術(shù),。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)的開關(guān)量,。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ｇｂ／ｔ８１２９－１９９７,，對(duì)機(jī)床數(shù)字控制的定義：用數(shù)字控制的裝置（簡(jiǎn)稱數(shù)控裝置）,，在運(yùn)行過(guò)程中,，不斷地引入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而對(duì)某一生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,，叫數(shù)字控制,，簡(jiǎn)稱數(shù)控。用計(jì)算機(jī)控制加工功能,，稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控,。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)通過(guò)使用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)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)的儲(chǔ)存、處理,、湖北科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文

運(yùn)算,、邏輯判斷等各種控制機(jī)能都可以通過(guò)設(shè)計(jì)者來(lái)設(shè)計(jì)開發(fā)各種程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。1.3我國(guó)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀

我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于20世紀(jì)中期,，縱觀其發(fā)展歷程,，可以劃分為三個(gè)階段：第一階段從上世紀(jì)五十年代至七十年代，這個(gè)階段為封閉式發(fā)展階段,。在此階段,，處于新中國(guó)初期，百?gòu)U待興,，人才缺乏,，科技落后，由于國(guó)外的技術(shù)封鎖限制和我國(guó)自身基礎(chǔ)條件的限制,，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)并不明顯,。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,，這個(gè)階段是引進(jìn)技術(shù)和消化吸收階段,。在此階段，機(jī)床工業(yè)也隨之逐步走上科學(xué)生產(chǎn),、大力發(fā)展的道路并初步建立起了國(guó)產(chǎn)化體系,。由于改革開放的推進(jìn)過(guò)程和國(guó)家的重視，以及各方面環(huán)境的改善,，使得我國(guó)數(shù)控技術(shù)在產(chǎn)品的研究,、開發(fā)等方面都取得了顯著性的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家“八五”的后期和“九五”期間,，這個(gè)階段是實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究并且進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的階段,。在此階段，開始引進(jìn)日,、德,、美數(shù)控系統(tǒng),、以及各類數(shù)控機(jī)床、加工中心,，進(jìn)行合作生產(chǎn),。通過(guò)邊仿、邊學(xué),、邊造,、邊用，逐步掌握了數(shù)控機(jī)床的一些技術(shù),、特點(diǎn)與發(fā)展規(guī)律,，發(fā)展比較迅速。我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化在這個(gè)階段取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步,。在“九五”末期,，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到了50％，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也達(dá)到了10％,。隨后,，我國(guó)也已經(jīng)進(jìn)入世界高速數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó)和高精度精密數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó)的行列。目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床需求量日益擴(kuò)大,，產(chǎn)量正呈飛速增長(zhǎng)的趨勢(shì),，數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量從2004年的湖北科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文

51,861.00臺(tái)增長(zhǎng)至2013年的209,287.00臺(tái),。2013年,，我國(guó)數(shù)控金屬切削機(jī)床行業(yè)產(chǎn)量呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，比2012年205,695.13臺(tái)同比增長(zhǎng)1.75%,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，目前我國(guó)可供市場(chǎng)的數(shù)控機(jī)床有1500種，幾乎覆蓋了整個(gè)金屬切削機(jī)床的品種類別和主要的鍛壓機(jī)械,。領(lǐng)域之廣,，可與日本、德國(guó),、美國(guó)并駕齊驅(qū),。按專項(xiàng)規(guī)劃，到２０２０年,，我國(guó)航空航天,、船舶、汽車,、發(fā)電設(shè)備制造所需要的高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備約８０％立足國(guó)內(nèi),。高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備總體技術(shù)水平進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列，部分產(chǎn)品國(guó)際領(lǐng)先,。

從上面的內(nèi)容中我們看到了我國(guó)在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域取得的一些成績(jī),。而另一方面,，盡管我國(guó)數(shù)控金屬切削機(jī)床行業(yè)近年來(lái)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，數(shù)控化率穩(wěn)步提高,，但機(jī)床消費(fèi)和生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)性矛盾仍然比較突出,。目前,，國(guó)內(nèi)對(duì)中高檔機(jī)床的需求量逐漸超過(guò)低檔機(jī)床,。但國(guó)產(chǎn)數(shù)控金屬切削機(jī)床以低檔為主，高檔數(shù)控機(jī)床絕大部分依賴進(jìn)口,。我國(guó)數(shù)控金屬切削機(jī)床行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新投入不足,，自主創(chuàng)新能力較弱，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)數(shù)控金屬切削機(jī)床在質(zhì)量,、交貨期和服務(wù)等方面與國(guó)外著名品牌相比存在較大的差距,。

第二章 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟,，對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。自從我國(guó)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)發(fā)展到了成熟期以后,，各個(gè)領(lǐng)域都開始了對(duì)于數(shù)控機(jī)床的廣泛關(guān)注。當(dāng)前我國(guó)的機(jī)床鑄造產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展時(shí)期，產(chǎn)業(yè)由量變正走向質(zhì)變的階

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段,。綜合分析國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床發(fā)展形勢(shì),，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展還應(yīng)順應(yīng)以下發(fā)展趨勢(shì)：

2.1向工序集中化發(fā)展

上世紀(jì)中期，在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心,，即自備刀具庫(kù)的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床,。在加工中心機(jī)床上，機(jī)床的機(jī)械手可以自動(dòng)更換刀具,，連續(xù)地對(duì)工件進(jìn)行多種工序加工,。加工中心機(jī)床使工序集中在一臺(tái)機(jī)床上完成，減少了由于工序分散,，工件多次安裝引起的定位誤差,，提高了加工精度，同時(shí)也減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)與占地面積,，壓縮了半成品的庫(kù)存量,，減少了工序間的輔助時(shí)間，有效的提高了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率和數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)效益,。2.2向高速度,、高精度方向發(fā)展

精度和速度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,、產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力,。高精度,、高速度是機(jī)械加工的目標(biāo)，數(shù)控機(jī)床因其價(jià)格昂貴,，在這些方面的發(fā)展也就更為突出,。

在加工精度方面，數(shù)控機(jī)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(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度,、熱變形以及對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償越來(lái)越獲得重視。最近幾年來(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，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí),。加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副,、靜壓導(dǎo)軌、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌,、磁浮導(dǎo)軌等部件,，提高了cnc系統(tǒng)的控制精度，應(yīng)用了高分辨率位置檢測(cè)裝置,，而且也在于使用了各種

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誤差補(bǔ)償技術(shù),，如絲杠螺距誤差補(bǔ)償、刀具誤差補(bǔ)償,、熱變形誤差補(bǔ)償,、空間誤差綜合補(bǔ)償?shù)鹊取?/p>

在加工速度方面，如今的數(shù)控機(jī)床普遍是高速加工,，高速加工源于20世紀(jì)90年代初,，以電主軸和直線電機(jī)的應(yīng)用為特征，使主軸轉(zhuǎn)速大大提高,，進(jìn)給速度達(dá)60m／min以上,，進(jìn)給加速度和減速度達(dá)到1-2g以上，主軸轉(zhuǎn)速達(dá)100000r/min以上,。高速進(jìn)給要求數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算速度快,、采樣周期短，還要求數(shù)控系統(tǒng)具有足夠的超前路徑加（減）速優(yōu)化預(yù)處理能力,，有些系統(tǒng)可提前處理5000個(gè)程序段,。為保證加工速度，高檔數(shù)控系統(tǒng)可在每秒內(nèi)進(jìn)行2000-10000次進(jìn)給速度的改變,。另一方面,，運(yùn)算速度的高速化也為數(shù)控機(jī)床增添了動(dòng)力：微處理器的迅速發(fā)展為數(shù)控系統(tǒng)向高速、高精度方向發(fā)展提供了保障，開發(fā)出cpu已發(fā)展到32位以及64位的數(shù)控系統(tǒng),，頻率提高到幾百兆赫,、上千兆赫。由于運(yùn)算速度的極大提高,，使得當(dāng)分辨率為0.1μm,、0.01μm時(shí)仍能獲得高達(dá)24～240m/min的進(jìn)給速度。2.3向柔性化,、功能集成化方向發(fā)展

數(shù)控機(jī)床在提高單機(jī)柔性化的同時(shí),，朝單元柔性化和系統(tǒng)化方向發(fā)展，如出現(xiàn)了數(shù)控多軸加工中心,、換刀換箱式加工中心等具有柔性的高效加工設(shè)備,；出現(xiàn)了由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床組成底層加工設(shè)備的柔性制造單元,、柔性制造系統(tǒng),、柔性加工線。

在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上,，自動(dòng)換刀裝置,、自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置等已成為基本裝置。隨著數(shù)控機(jī)床向柔性化方向的發(fā)展,，功能集成化更多地體現(xiàn)在：工件自動(dòng)裝卸,，工件自動(dòng)定位，刀具自動(dòng)對(duì)刀,，工件自動(dòng)測(cè)

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量與補(bǔ)償,，集鉆、車,、鏜,、銑、磨為一體的“萬(wàn)能加工”和集裝卸,、加工,、測(cè)量為一體的“完整加工”等。2.4向智能化方向發(fā)展

隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷滲透和發(fā)展,，數(shù)控系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展,。在新一代的數(shù)控系統(tǒng)中，由于采用“進(jìn)化計(jì)算”,、“模糊系統(tǒng)”和“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”等控制機(jī)理,，性能大大提高，具有加工過(guò)程的自適應(yīng)控制,、負(fù)載自動(dòng)識(shí)別,、工藝參數(shù)自生成、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、智能診斷,、智能監(jiān)控等功能,。

2.4.1引進(jìn)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)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)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,；

2.4.2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),；

2.4.3刀具壽命自動(dòng)檢測(cè)

利用紅外,、聲發(fā)射、激光等檢測(cè)手段,，對(duì)刀具和工件進(jìn)行檢測(cè),。發(fā)現(xiàn)工件超差、刀具磨損和破損等,，及時(shí)進(jìn)行報(bào)警,、自動(dòng)補(bǔ)償或更換刀具，確保產(chǎn)品質(zhì)量,。

2.4.4智能4m數(shù)控系統(tǒng)

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

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快速響應(yīng)的有效途徑,，將測(cè)量（measurement）、建模（modeling）,、加工（manufacturing）,、機(jī)器操作（manipulator）四者（即4m）融合在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)信息共享,，促進(jìn)測(cè)量,、建模、加工、裝夾,、操作的一體化,。

2.4.5智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

目前已研究能自動(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)，包括智能化主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置,，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行,。

2.5向高可靠性方向發(fā)展

所謂的數(shù)控機(jī)床可靠性，就是指數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品及其系統(tǒng)能夠在限定時(shí)間內(nèi)完成一定的動(dòng)作指令的能力,。數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo),，它主要取決于數(shù)控系統(tǒng)各伺服驅(qū)動(dòng)單元的可靠性。為提高可靠性,，目前主要采取以下措施：

2.5.1采用更高集成度電路芯片

采用更高集成度的電路芯片,，采用大規(guī)模或超大規(guī)模的專用及混合式集成電路,，可以減少元器件的數(shù)量,，有效地提高可靠性。

2.5.2實(shí)現(xiàn)硬件功能軟件化

通過(guò)硬件功能軟件化,，以適應(yīng)各種控制功能的要求,，同時(shí)通過(guò)硬件結(jié)構(gòu)的模塊化,、標(biāo)準(zhǔn)化,、通用化及系列化，提高硬件的生產(chǎn)批量和質(zhì)量,。

2.5.3增強(qiáng)故障自診斷,、自恢復(fù)和保護(hù)功能

增強(qiáng)故障自診斷、自恢復(fù)和保護(hù)功能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件,、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷,、報(bào)警。當(dāng)發(fā)生加工超程,、刀損,、干擾、斷電

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等各種意外時(shí),，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù),，而這些措施就大大地增加了數(shù)控機(jī)床的可靠性。2.6向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

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)床的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、培訓(xùn),、教學(xué),、管理等等，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù),。數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足柔性生產(chǎn)線,、柔性制造系統(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,。目前先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)為用戶提供了強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)能力，除了具有rs232c接口外,，還帶有遠(yuǎn)程緩沖功能的dnc接口,，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床間的數(shù)據(jù)通信和直接對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。有的已配備與工業(yè)局域網(wǎng)通信的功能以及網(wǎng)絡(luò)接口,，促進(jìn)了系統(tǒng)集成化和信息綜合化,，使遠(yuǎn)程在線編程、遠(yuǎn)程仿真,、遠(yuǎn)程操作,、遠(yuǎn)程監(jiān)控及遠(yuǎn)程故障診斷成為可能。這些先進(jìn)的系統(tǒng)也為數(shù)控機(jī)床未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方向提供了導(dǎo)向作用,。2.7向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展

近些年來(lái),，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多年間的信息交換都是基于iso6983標(biāo)準(zhǔn),，即采用g,、m代碼對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行描述，顯然,，這種面向過(guò)程的描述方法已越來(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

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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,。數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展也定將會(huì)推動(dòng)數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展。2.8向功能復(fù)合化方向發(fā)展

數(shù)控車床復(fù)合加工技術(shù),，即是在一臺(tái)設(shè)備上完成車,、銑,、鉆、鏜,、攻絲,、鉸孔、擴(kuò)孔等多種加工要求,，復(fù)合加工機(jī)床的最突出優(yōu)點(diǎn)是可以大大縮短工件的生產(chǎn)周期,、提高工件加工精度。在全球數(shù)控機(jī)床制造和金屬加工領(lǐng)域,，復(fù)合加工技術(shù)正以其強(qiáng)大的加工能力被不斷發(fā)展與應(yīng)用,。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀工件的加工，使在一臺(tái)機(jī)床上能完成復(fù)數(shù)工序和復(fù)數(shù)工種的加工,，這樣的數(shù)控機(jī)床稱為復(fù)合加工機(jī)床,。就是說(shuō)，在復(fù)合化機(jī)床上可以實(shí)現(xiàn)完全不同性質(zhì)加工過(guò)程的加工,。

今天的復(fù)合加工技術(shù),，是針對(duì)以普通的數(shù)控車削中心和加工中心為基礎(chǔ)，發(fā)展到復(fù)合車銑加工中心,。這要求機(jī)床制造業(yè)應(yīng)以現(xiàn)有的技術(shù)水平為基礎(chǔ),，研發(fā)、制造,、穩(wěn)定和推廣具有高效,、復(fù)合、穩(wěn)定,、成本低廉的,，適合于現(xiàn)代加工技術(shù)的高水平數(shù)控機(jī)床。

第三章 中國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展策略

在今天,，以轎車制造業(yè)為代表的汽車及其零部件制造業(yè)、以航空航天為代表的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展,，為機(jī)床制造業(yè)帶來(lái)了巨大商機(jī),。同時(shí)，要滿足我國(guó)重大基礎(chǔ)制造和國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω邫n數(shù)控機(jī)床的巨大需求,，擺脫對(duì)國(guó)外高檔數(shù)控機(jī)床的依賴及壟斷,，必須突破高檔數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)高性能功能部件的關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展需

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要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,，主機(jī)為牽引,，統(tǒng)籌考慮數(shù)控系統(tǒng)與功能部件、關(guān)鍵部件與主機(jī),，推行數(shù)字制造,；以功能部件為基礎(chǔ),，以共性技術(shù)為支撐，加速振興我國(guó)機(jī)床制造業(yè),。中國(guó)今后要加速發(fā)展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè),既要深入總結(jié)過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),切實(shí)改善存在的問(wèn)題,又要認(rèn)真學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),沿正確的道路前進(jìn),。建議切實(shí)做好以下幾點(diǎn): 3.1加大技術(shù)科研力度

眾所周知，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,，科技對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的促進(jìn)作用在今天已經(jīng)不言而喻了,。數(shù)控機(jī)床是其他制造業(yè)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，因?yàn)樗乃疥P(guān)系著其他行業(yè)產(chǎn)品制造質(zhì)量的高低,。我國(guó)數(shù)控機(jī)床科技水平一直處于較低水平,，雖然在某些領(lǐng)域可以與世界機(jī)床強(qiáng)國(guó)比較高低，但是整體的弱勢(shì)也是造成我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)無(wú)法進(jìn)入“世界機(jī)床強(qiáng)國(guó)”行列的原因,。在美國(guó),，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研,。在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新,，美國(guó)首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求,，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化所需的自動(dòng)線,，而且電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先,，因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì),、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí)，且一貫重視科研和創(chuàng)新,，故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先,。而德國(guó)特別注重科學(xué)試驗(yàn)，理論與實(shí)際相結(jié)合,，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重,。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對(duì)用戶產(chǎn)品,、加工工藝,、機(jī)床布局結(jié)構(gòu)、數(shù)控機(jī)床的共性和特性問(wèn)題進(jìn)行深入的研究,，在質(zhì)量上力求越來(lái)越好,。

3.2進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的自主開發(fā)、制造能力

我國(guó)如今已成為一個(gè)制造業(yè)大國(guó),，提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的自主開

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發(fā),、制造能力是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。共性和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)必須與數(shù)控機(jī)床和功能部件的基地建設(shè)有機(jī)結(jié)合,，要以高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展為主攻目標(biāo),，提高整機(jī)可靠性和產(chǎn)業(yè)化水平,，提高國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件的配套能力，特別是要提高在國(guó)產(chǎn)中高檔數(shù)控機(jī)床中的配套能力,；加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)開發(fā)理論的研究,、基礎(chǔ)工藝技術(shù)研究及應(yīng)用軟件開發(fā)，做好行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和專利工作,，為我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),。

3.3加快高性能數(shù)控功能部件的研發(fā)，提升數(shù)控機(jī)床品質(zhì)

數(shù)控功能部件作為數(shù)控機(jī)床的一個(gè)子系統(tǒng)同樣具有機(jī)電一體化的特征,，這也是它區(qū)別于一般配套件和附件之處,。因此，它的組成通常是由動(dòng)力能源,、信息傳遞反饋與控制,、廣義機(jī)械執(zhí)行裝置三者的總成。這些功能部件有高速運(yùn)動(dòng)的電主軸單元,、直接驅(qū)動(dòng)的直線電機(jī)單元和力矩電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元等,；有先進(jìn)結(jié)構(gòu)精密切削的雙擺主軸頭、數(shù)控動(dòng)力刀架和主臥轉(zhuǎn)換頭等,；有快速交換及高速的自動(dòng)刀具交換裝置,、自動(dòng)托盤交換裝置和刀具在線智能補(bǔ)償裝置等功能部件的研發(fā)及其專業(yè)化生產(chǎn)，不僅能為機(jī)床主機(jī)制造廠提供功能完善和品質(zhì)優(yōu)良的選件,，而且有利于縮短機(jī)床新產(chǎn)品的開發(fā)和制造周期,，也有助于降低數(shù)控機(jī)床成本。高性能的功能部件將具有智能化接口,，能與整機(jī)協(xié)調(diào)匹配,，并與數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成分布式的控制，因此,，加強(qiáng)為主機(jī)廠的售前服務(wù),，充分滿足主機(jī)的個(gè)性化需求是提高其競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施。功能部件向功能多樣化,、運(yùn)行高可靠性化和結(jié)構(gòu)緊湊化的發(fā)展也將促進(jìn)數(shù)控機(jī)床復(fù)合化加工的擴(kuò)展并推動(dòng)新一代可重構(gòu)機(jī)床的出現(xiàn),。

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數(shù)控系統(tǒng)、功能部件,、關(guān)鍵部件是發(fā)展高檔數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)，目前我國(guó)在這方面發(fā)展十分薄弱,，而這也已經(jīng)成為制約數(shù)控機(jī)床發(fā)展的瓶頸,，必須加快發(fā)展，提高專業(yè)化,、批量化生產(chǎn)技術(shù)水平和能力,。產(chǎn)品的發(fā)展和自主創(chuàng)新能力的提高必須依賴于核心技術(shù)的掌握,，依賴于共性技術(shù)的支撐?；A(chǔ)技術(shù)研究是機(jī)床整體水平提高的前提和保障,，是機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，對(duì)于我國(guó)機(jī)床行業(yè)進(jìn)入一個(gè)全新的層次會(huì)有很大的幫助,。

3.4加快技術(shù)引進(jìn)與國(guó)際合作學(xué)習(xí)

新技術(shù)幾乎是所有企業(yè)共同的追求,，為了較快得到最新技術(shù)，企業(yè)可直接與國(guó)外科研院所和國(guó)外一流企業(yè)合資,、合作,，通過(guò)以市場(chǎng)換技術(shù)，以有限的資金換取無(wú)限的發(fā)展,，實(shí)現(xiàn)主流產(chǎn)品生產(chǎn)的高起點(diǎn),、成批量、專業(yè)化,。在引進(jìn)與合作過(guò)程中,，我們還需要加強(qiáng)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收與再創(chuàng)新。具體來(lái)說(shuō)：在某些領(lǐng)域上,，與國(guó)外差距較大,，國(guó)外先進(jìn)技術(shù)有引進(jìn)的可能，則通過(guò)引進(jìn)技術(shù),，加強(qiáng)消化吸收,，實(shí)現(xiàn)再創(chuàng)新，滿足用戶的需求,；在技術(shù)基礎(chǔ)較好的領(lǐng)域中,，可以充分利用已經(jīng)形成一定優(yōu)勢(shì)的技術(shù)，與用戶結(jié)合,，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,，開發(fā)滿足用戶需要的產(chǎn)品，形成技術(shù)創(chuàng)新能力,，這樣也可能在原創(chuàng)上做出突破,。總之,，加快技術(shù)引進(jìn)與國(guó)際合作學(xué)習(xí)在當(dāng)前來(lái)說(shuō)是一個(gè)明智的選擇,。

結(jié)語(yǔ)

雖然我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展經(jīng)歷了長(zhǎng)期的跌宕起伏，已經(jīng)由成長(zhǎng)期進(jìn)入成熟期,，但是機(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

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發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī),，也遭遇到了當(dāng)今激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的巨大壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決有關(guān)機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展問(wèn)題的一個(gè)關(guān)鍵,。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的不斷擴(kuò)大的需求以及計(jì)算機(jī)技術(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)用范圍仍然在不斷擴(kuò)大中。數(shù)控機(jī)床行業(yè)是為制造業(yè)提供裝備的產(chǎn)業(yè),，當(dāng)代中國(guó)制造業(yè)的崛起,，必然給數(shù)控機(jī)床行業(yè)帶來(lái)巨大的商機(jī)，并且?guī)?lái)新的發(fā)展空間,。因此,，數(shù)控機(jī)床行業(yè)可以抓住這個(gè)大好機(jī)會(huì)，盡快減小其世界先進(jìn)水平的差距,，全面提高我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)水平,，創(chuàng)品牌、擴(kuò)市場(chǎng),、當(dāng)進(jìn)口,、爭(zhēng)出口，爭(zhēng)取將國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床做大做強(qiáng),。

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參考文獻(xiàn)

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數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文5000字篇三

畢業(yè)論文

題目: 學(xué)生姓名: 班 級(jí)：專 業(yè)：指導(dǎo)教師：

年6月16日

2012

摘 要

世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移,，中國(guó)正在逐步成為世界加工廠。美國(guó),、德國(guó),、韓國(guó)等國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化發(fā)展的高技術(shù)密集時(shí)代與微電子時(shí)代，鋼鐵,、機(jī)械,、化工等重工業(yè)正逐漸向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)過(guò)了發(fā)展初期,，正處于重化工業(yè)發(fā)展中期,。

未來(lái)10年將是中國(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展最佳時(shí)期。美國(guó),、德國(guó)的重化工業(yè)發(fā)展期延續(xù)了18年以上,，美國(guó)、德國(guó),、韓國(guó)四國(guó)重化工業(yè)發(fā)展期平均延續(xù)了12年,，我們估計(jì)中國(guó)的重化工業(yè)發(fā)展期將至少延續(xù)10年，直到2015年,。因此,，在未來(lái)10年中，隨著中國(guó)重化工業(yè)進(jìn)程的推進(jìn),，中國(guó)企業(yè)規(guī)模,、產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量等都將得到大幅提升,，國(guó)產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng),，逐步替代進(jìn)口，并加速出口,。目前,，機(jī)械行業(yè)中部分子行業(yè)如船舶、鐵路,、集裝箱及集裝箱起重機(jī)制造等已經(jīng)受益于國(guó)際間的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,，并將持續(xù)受益；電站設(shè)備,、工程機(jī)械,、床等將受益于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，加快出口進(jìn)程

關(guān)鍵詞 : 數(shù)控 工業(yè)化發(fā)展 刀具 機(jī)床

目 錄

近年來(lái),，發(fā)展起來(lái)的圖形交互式編程系統(tǒng)（wop,，又稱面向車間編程）,，很受用戶歡迎。這種編程方式不使用g、m代碼,，而是借助圖形菜單，輸入整個(gè)圖形塊以及相應(yīng)參數(shù)作為加工指令,，形成加工程序,，與傳統(tǒng)加工時(shí)的思維方式類似。圖形交互編程方法在制定標(biāo)準(zhǔn)后,，有可能成為各種型號(hào)的數(shù)控機(jī)床統(tǒng)一的編程方法,。

2）使用方法

數(shù)控機(jī)床普遍采用彩色crt進(jìn)行人機(jī)對(duì)話、圖形顯示和圖形模擬的,。有的數(shù)控機(jī)床將采用說(shuō)明書,、編程指南、潤(rùn)滑指南等存入系統(tǒng)共使用者調(diào)閱,。

3.2 按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類

3.2.1．點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床

位置的精確定位,，在移動(dòng)和定位過(guò)程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值,，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡,，因此幾個(gè)坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)無(wú)任何聯(lián)系?？梢詭讉€(gè)坐標(biāo)同時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),，也可以各個(gè)坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動(dòng)。

這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床,、數(shù)控沖床,、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位數(shù)控裝置,。

3.2.2．直線控制數(shù)控機(jī)床

直線控制數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度,，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動(dòng)和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化,。

直線控制的簡(jiǎn)易數(shù)控車床,，只有兩個(gè)坐標(biāo)軸，可加工階梯軸,。直線控制的數(shù)控銑床,，有三個(gè)坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng),，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床,。

數(shù)控鏜銑床,、加工中心等機(jī)床，它的各個(gè)坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,，兼有點(diǎn)位和直線控制加工的功能,，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點(diǎn)位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。

3.3.3．輪廓控制數(shù)控機(jī)床

輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制,，使合成的平面或空間的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足零件輪廓的要求,。它不僅能控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能控制整個(gè)加工輪廓每一點(diǎn)的速度和位移,，將工件加工成要求的輪廓形狀,。

常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床,、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機(jī)床,。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)等也采用了輪廓控制系統(tǒng),。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點(diǎn)位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜,，在加工過(guò)程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制,。

現(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實(shí)現(xiàn),，增加輪廓控制功能不會(huì)帶來(lái)成本的增加。因此,，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外,，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能,。

3.3 按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類

3.3.1開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒(méi)有位置檢測(cè)元件，伺服驅(qū)動(dòng)部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī),。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給指令,，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,，再經(jīng)過(guò)齒輪減速裝置帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn),，通過(guò)絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的,。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后,，實(shí)際移動(dòng)值不再反饋回來(lái),，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。

開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，成本較低,。但是，系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)部件的實(shí)際位移量不進(jìn)行監(jiān)測(cè),，也不能進(jìn)行誤差校正,。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步,、步距角誤差,、齒輪與絲杠等傳動(dòng)誤差都將影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機(jī)床,，特別是簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,。

3.3.2閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位移進(jìn)行檢測(cè)，將測(cè)量的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中,，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較,，用差值對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件按照實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng),，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件的精確運(yùn)動(dòng)和定位,。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度主要取決于檢

測(cè)裝置的檢測(cè)精度,，也與傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)關(guān),，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖,。圖中a為速度傳感器,、c為直線位移傳感器。當(dāng)位移指令值發(fā)送到位置比較電路時(shí),，若工作臺(tái)沒(méi)有移動(dòng),，則沒(méi)有反饋量，指令值使得伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)a將速度反饋信號(hào)送到速度控制電路,，通過(guò)c將工作臺(tái)實(shí)際位移量反饋回去,，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進(jìn)行位置控制,，直至差值為零時(shí)為止,。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)床工作臺(tái)納入了控制環(huán)節(jié),，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,。

閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難,，系統(tǒng)復(fù)雜,，成本高。

3.3.3半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在伺服電動(dòng)機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)絲杠上裝有角位移電流檢測(cè)裝置（如光電編碼器等）,，通過(guò)檢測(cè)絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移,，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對(duì)誤差進(jìn)行修正,。通過(guò)測(cè)速元件a和光電編碼盤b可間接檢測(cè)出伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,，從而推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量，將此值與指令值進(jìn)行比較,，用差值來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,。由于工作臺(tái)沒(méi)有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床,。

半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便,，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測(cè)裝置和伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成一體,，這樣,，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。

3.3.4混合控制數(shù)控機(jī)床

將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái),，就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床,。混合控制數(shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床,，因?yàn)榇笮突蛑匦蛿?shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)高的精度,，其傳動(dòng)鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制,，機(jī)床傳動(dòng)鏈和工作臺(tái)全部置于控制閉環(huán)中,，閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜?；旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式：

（1）開環(huán)補(bǔ)償型,。它的基本控制選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu),，另外附加一個(gè)校正電路。用裝在工作臺(tái)的直線位移測(cè)量元件的反饋信號(hào)校正機(jī)械系統(tǒng)的誤差,。

（2）半閉環(huán)補(bǔ)償型,。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺(tái)上的直線位移測(cè)量元件實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)修正,，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一,。其中a是速度測(cè)量元件（如測(cè)速發(fā)電機(jī)），b是角度測(cè)量元件,，c是直線位移測(cè)量元件,。

4.3.合理選擇夾具

1)盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具,； 2)零件定位基準(zhǔn)重合,，以減少定位誤差。

4.4.確定加工路線

加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中,，刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。1)應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求,； 2)應(yīng)盡量縮短加工路線,，減少刀具空行程時(shí)間。

4.5.加工路線與加工余量的聯(lián)系

目前,，在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下,，一般應(yīng)把毛坯上過(guò)多的余量，特別是含有鍛,、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工,。如必須用數(shù)控車床加工時(shí)，則需注意程序的靈活安排,。

4.6.夾具安裝要點(diǎn)

目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實(shí)現(xiàn)的,，液壓卡盤夾緊要點(diǎn)如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管,，并從主軸后端抽出,，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤,。

5.2,、控制尺寸精度的技巧 5.2.1.修改刀補(bǔ)值保證尺寸精度

由于

2a標(biāo)注尺寸經(jīng)換算后而得到的編程尺寸。其中,，φ29.95mm,、φ16mm及60.07mm三個(gè)尺寸為分別取兩極限尺寸平均值后得到的編程尺寸。

5.2.4.修改程序和刀補(bǔ)控制尺寸

數(shù)控加工中,，我們經(jīng)常碰到這樣一種現(xiàn)象：程序自動(dòng)運(yùn)行后,，停車測(cè)量,，發(fā)現(xiàn)工件尺寸達(dá)不到要求，尺寸變化無(wú)規(guī)律,。如用1號(hào)外圓刀加工圖3所示工件,，經(jīng)粗加工和半精加工后停車測(cè)量，各軸段徑向尺寸如下：φ30.06mm,、φ23.03mm及φ16.02mm,。對(duì)此，筆者采用修改程序和刀補(bǔ)的方法進(jìn)行補(bǔ)救,，方法如下：

a.修改程序

原程序中的x30不變,，x23改為x23.03，x16改為x16.04,，這樣一來(lái),，各軸段均有超出名義尺寸的統(tǒng)一公差0.06mm；

b.改刀補(bǔ)

在1號(hào)刀刀補(bǔ)001處輸入u-0.06,。

經(jīng)過(guò)上述程序和刀補(bǔ)雙管齊下的修改后,，再調(diào)用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證,。

數(shù)控車削加工是基于數(shù)控程序的自動(dòng)化加工方式,，實(shí)際加工中，操作者只有具備較強(qiáng)的程序指令運(yùn)用能力和豐富的實(shí)踐技能,，方能編制出高質(zhì)量的加工程序,，加工出高質(zhì)量的工件。

電流(轉(zhuǎn)矩)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng),，同時(shí)接受速度反饋信號(hào)實(shí)施速度閉環(huán)控制。它也通過(guò)plc與cnc通信,，通報(bào)現(xiàn)時(shí)工作狀態(tài)并接受cnc的控制,。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應(yīng)該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié),，既不過(guò)沖又要保持一定的硬特性,。它受機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)械特性的制約，一旦導(dǎo)軌和機(jī)械傳動(dòng)鏈 的狀態(tài)發(fā)生變化,，就需重調(diào)速度環(huán)調(diào)節(jié)器,。

(6)電器硬件電路隨著plc功能的不斷強(qiáng)大，電器硬件電路主要任務(wù)是電源的生成與控制電路,、隔離繼電器部分及各類執(zhí)行電器(繼電器,、接觸器)，很少還有繼電器邏輯電路的存在,。但是一些進(jìn)口機(jī)床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況,，一旦這類元件出現(xiàn)故障,，除了更換之外，還可以將其去除而由plc邏輯取而代之,，但是這不僅需要對(duì)該專用電器的工作原理有清楚的了解,，還要對(duì)機(jī)床的plc語(yǔ)言與程序深入掌握才行。

(7)機(jī)床(電器部分)包括所有的電動(dòng)機(jī),、電磁閥,、制動(dòng)器、各種開關(guān)等,。它們是實(shí)現(xiàn)機(jī)床

各種動(dòng)作的執(zhí)行者和機(jī)床各種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的報(bào)告員,。

這里可能的主要故障多數(shù)屬于電器件自身的損壞和連接電線、電纜的脫開或斷裂,。

(8)速度測(cè)量通常由集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中的測(cè)速機(jī)來(lái)完成,。它將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為速度反饋信號(hào)，與指令速度電壓值相比較,，從而實(shí)現(xiàn)速度的精確控制,。

這里應(yīng)注意測(cè)速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測(cè)速機(jī),。由此引起的速度失控多是由于測(cè)速反饋線接反或者斷線所致,。

(9)位置測(cè)量較早期的機(jī)床使用直線或圓形同步感應(yīng)器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機(jī)床多采

用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測(cè)量元件,。它們對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸在運(yùn)行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測(cè)量，將測(cè)量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標(biāo)軸到達(dá)指令位置,，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精確控制,。

位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測(cè)量元件受到污染,，導(dǎo)線連接故障等,。

(10)外部設(shè)備一般指pc計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等輸出設(shè)備,，多數(shù)不屬于機(jī)床的基本配置,。使用中的主要問(wèn)題與輸入裝置一樣，是匹配問(wèn)題,。(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種

應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置,。它可以是穿孔帶閱讀機(jī)(已很少使用)，3.5in軟盤驅(qū)動(dòng)器,，cnc鍵盤(一般輸入操作),，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動(dòng)裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)保護(hù))、磁帶機(jī)(較少使用),、pc計(jì)算機(jī)等等,。

(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的中樞,，它將接到的全部功能指令進(jìn)行解碼、運(yùn)算,，然后有序地發(fā)出各種需要的運(yùn)動(dòng)指令和各種機(jī)床功能的控制指令,，直至運(yùn)動(dòng)和功能結(jié)束。

數(shù)控系統(tǒng)都有很完善的自診斷能力,，日常使用中更多地是要注意嚴(yán)格按規(guī)定操作,，而日常的維護(hù)則主要是對(duì)硬件使用環(huán)境的保護(hù)和防止系統(tǒng)軟件的破壞。

(3)可編程邏輯控制器是機(jī)床各項(xiàng)功能的邏輯控制中心,。它將來(lái)自cnc的各種運(yùn)動(dòng)及功能指令進(jìn)行邏輯排序,，使它們能夠準(zhǔn)確地、協(xié)調(diào)有序地安全運(yùn)行,；同時(shí)將來(lái)自機(jī)床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc,，使cnc能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令，如此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)床的控制,。

當(dāng)代plc多集成于數(shù)控系統(tǒng)中,，這主要是指控制軟件的集成化，而plc硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結(jié)構(gòu),。plc與cnc的集成是采取軟件接口實(shí)現(xiàn)的,，一般系統(tǒng)都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址，由系統(tǒng)對(duì)所有地址的信息狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,，根據(jù)各接口信號(hào)的現(xiàn)時(shí)狀態(tài)加以分析判斷,，據(jù)此作出進(jìn)一步的控制命令，完成對(duì)運(yùn)動(dòng)或功能的控制,。

不同廠商的plc有不同的plc語(yǔ)言和不同的語(yǔ)言表達(dá)形式,，因此，力求熟悉某一機(jī)床plc程序的前提是先熟悉該機(jī)床的plc語(yǔ)言,。

(4)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受來(lái)自cnc的驅(qū)動(dòng)指令,，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋實(shí)施速度閉環(huán)控制,。它還通過(guò)plc將主軸的各種現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)通告cnc用以完成對(duì)主軸的各項(xiàng)功能控制,。

主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設(shè)定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)特性,，其中有些不可丟失或改變的,，例如指示電動(dòng)機(jī)規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)加以調(diào)改的,，例

如零漂等,。通常cnc中也設(shè)有主軸相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)作用相同,，因此要注意二者取一,，切勿沖突,。

(5)進(jìn)給伺服系統(tǒng)接受來(lái)自cnc對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸分別提供的速度指令，經(jīng)速度與電流(轉(zhuǎn)矩)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng),，同時(shí)接受速度反饋信號(hào)實(shí)施速度閉環(huán)控制。它也通過(guò)plc與cnc通信,，通報(bào)現(xiàn)時(shí)工作狀態(tài)并接受cnc的控制,。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應(yīng)該在位置開環(huán)的條件下作最佳

化調(diào)節(jié),，既不過(guò)沖又要保持一定的硬特性,。它受機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)械特性的制約，一旦導(dǎo)軌和機(jī)械傳動(dòng)鏈 的狀態(tài)發(fā)生變化,，就需重調(diào)速度環(huán)調(diào)節(jié)器,。

(6)電器硬件電路隨著plc功能的不斷強(qiáng)大，電器硬件電路主要任務(wù)是電源的生成與控制電路,、隔離繼電器部分及各類執(zhí)行電器(繼電器,、接觸器)，很少還有繼電器邏輯電路的存在,。但是一些進(jìn)口機(jī)床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況,，一旦這類元件出現(xiàn)故障，除了更換之外,，還可以將其去除而由plc邏輯取而代之,，但是這不僅需要對(duì)該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對(duì)機(jī)床的plc語(yǔ)言與程序深入掌握才行,。

(7)機(jī)床(電器部分)包括所有的電動(dòng)機(jī),、電磁閥、制動(dòng)器,、各種開關(guān)等。它們是實(shí)現(xiàn)機(jī)床

各種動(dòng)作的執(zhí)行者和機(jī)床各種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的報(bào)告員,。

這里可能的主要故障多數(shù)屬于電器件自身的損壞和連接電線,、電纜的脫開或斷裂。

(8)速度測(cè)量通常由集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中的測(cè)速機(jī)來(lái)完成,。它將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為速度反饋信號(hào),，與指令速度電壓值相比較，從而實(shí)現(xiàn)速度的精確控制,。

這里應(yīng)注意測(cè)速反饋電壓的匹配聯(lián)接,，并且不要拆卸測(cè)速機(jī)。由此引起的速度失控多是由于測(cè)速反饋線接反或者斷線所致,。

(9)位置測(cè)量較早期的機(jī)床使用直線或圓形同步感應(yīng)器或者旋轉(zhuǎn)變壓器,，而現(xiàn)代機(jī)床多采

用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測(cè)量元件,。它們對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸在運(yùn)行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測(cè)量，將測(cè)量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標(biāo)軸到達(dá)指令位置,，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精確控制,。

位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測(cè)量元件受到污染,，導(dǎo)線連接故障等,。

(10)外部設(shè)備一般指pc計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等輸出設(shè)備,，多數(shù)不屬于機(jī)床的基本配置,。使用中的主要問(wèn)題與輸入裝置一樣，是匹配問(wèn)題,。

(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置,。它可以是穿孔帶閱讀機(jī)(已很少使用)，3.5in軟盤驅(qū)動(dòng)器,，cnc鍵盤(一般輸入操作),，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動(dòng)裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)保護(hù))、磁帶機(jī)(較少使用),、pc計(jì)算機(jī)等等,。

(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的中樞，它將接到的全部功能指令進(jìn)行解碼,、運(yùn)算,，然后有

序地發(fā)出各種需要的運(yùn)動(dòng)指令和各種機(jī)床功能的控制指令，直至運(yùn)動(dòng)和功能結(jié)束,。

數(shù)控系統(tǒng)都有很完善的自診斷能力,，日常使用中更多地是要注意嚴(yán)格按規(guī)定操作，而日常的維護(hù)則主要是對(duì)硬件使用環(huán)境的保護(hù)和防止系統(tǒng)軟件的破壞,。

(3)可編程邏輯控制器是機(jī)床各項(xiàng)功能的邏輯控制中心,。它將來(lái)自cnc的各種運(yùn)動(dòng)及功能指令進(jìn)行邏輯排序，使它們能夠準(zhǔn)確地,、協(xié)調(diào)有序地安全運(yùn)行,；同時(shí)將來(lái)自機(jī)床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc，使cnc能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令,，如此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)床的控制,。

當(dāng)代plc多集成于數(shù)控系統(tǒng)中，這主要是指控制軟件的集成化,，而plc硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結(jié)構(gòu),。plc與cnc的集成是采取軟件接口實(shí)現(xiàn)的，一般系統(tǒng)都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址，由系統(tǒng)對(duì)所有地址的信息狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,，根據(jù)各接口信號(hào)的現(xiàn)時(shí)狀態(tài)加以分析判斷,，據(jù)此作出進(jìn)一步的控制命令，完成對(duì)運(yùn)動(dòng)或功能的控制,。

不同廠商的plc有不同的plc語(yǔ)言和不同的語(yǔ)言表達(dá)形式,，因此，力求熟悉某一機(jī)床plc程序的前提是先熟悉該機(jī)床的plc語(yǔ)言,。

(4)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受來(lái)自cnc的驅(qū)動(dòng)指令,，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋實(shí)施速度閉環(huán)控制,。它還通過(guò)plc將主軸的各種現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)通告cnc用以完成對(duì)主軸的各項(xiàng)功能控制,。

主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設(shè)定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)特性,，其中有些不可丟失或改變的,，例如指示電動(dòng)機(jī)規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)加以調(diào)改的,，例

如零漂等,。通常cnc中也設(shè)有主軸相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)作用相同,，因此要注意二者取一,，切勿沖突。

(5)進(jìn)給伺服系統(tǒng)接受來(lái)自cnc對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸分別提供的速度指令,，經(jīng)速度與電流(轉(zhuǎn)矩)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋信號(hào)實(shí)施速度閉環(huán)控制,。它也通過(guò)plc與cnc通信,，通報(bào)現(xiàn)時(shí)工作狀態(tài)并接受cnc的控制。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的,，應(yīng)該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié),，既不過(guò)沖又要保持一定的硬特性。它受機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)械特性的制約,，一旦導(dǎo)軌和機(jī)械傳動(dòng)鏈 的狀態(tài)發(fā)生變化,，就需重調(diào)速度環(huán)調(diào)節(jié)器。

(6)電器硬件電路隨著plc功能的不斷強(qiáng)大,，電器硬件電路主要任務(wù)是電源的生成

與控制電路、隔離繼電器部分及各類執(zhí)行電器(繼電器,、接觸器),，很少還有繼電器邏輯電路的存在。但是一些進(jìn)口機(jī)床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況，一旦這類元件出現(xiàn)故障,，除了更換之外,，還可以將其去除而由plc邏輯取而代之，但是這不僅需要對(duì)該專用電器的工作原理有清楚的了解,，還要對(duì)機(jī)床的plc語(yǔ)言與程序深入掌握才行,。

(7)機(jī)床(電器部分)包括所有的電動(dòng)機(jī)、電磁閥,、制動(dòng)器,、各種開關(guān)等。它們是實(shí)現(xiàn)機(jī)床

各種動(dòng)作的執(zhí)行者和機(jī)床各種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的報(bào)告員,。

這里可能的主要故障多數(shù)屬于電器件自身的損壞和連接電線,、電纜的脫開或斷裂。

(8)速度測(cè)量通常由集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中的測(cè)速機(jī)來(lái)完成,。它將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為速度反饋信號(hào),，與指令速度電壓值相比較，從而實(shí)現(xiàn)速度的精確控制,。

這里應(yīng)注意測(cè)速反饋電壓的匹配聯(lián)接,，并且不要拆卸測(cè)速機(jī)。由此引起的速度失控多是由于測(cè)速反饋線接反或者斷線所致,。

(9)位置測(cè)量較早期的機(jī)床使用直線或圓形同步感應(yīng)器或者旋轉(zhuǎn)變壓器,，而現(xiàn)代機(jī)床多采

用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測(cè)量元件。它們對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸在運(yùn)行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測(cè)量,，將測(cè)量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標(biāo)軸到達(dá)指令位置,，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精確控制。

位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障,，例如位置測(cè)量元件受到污染,，導(dǎo)線連接故障等。

(10)外部設(shè)備一般指pc計(jì)算機(jī),、打印機(jī)等輸出設(shè)備,，多數(shù)不屬于機(jī)床的基本配置。使用中的主要問(wèn)題與輸入裝置一樣,，是匹配問(wèn)題,。

(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置。它可以是穿孔帶閱讀機(jī)(已很少使用),，3.5in軟盤驅(qū)動(dòng)器,，cnc鍵盤(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動(dòng)裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)保護(hù)),、磁帶機(jī)(較少使用),、pc計(jì)算機(jī)等等,。

(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的中樞，它將接到的全部功能指令進(jìn)行解碼,、運(yùn)算,，然后有序地發(fā)出各種需要的運(yùn)動(dòng)指令和各種機(jī)床功能的控制指令，直至運(yùn)動(dòng)和功能結(jié)束,。

數(shù)控系統(tǒng)都有很完善的自診斷能力,，日常使用中更多地是要注意嚴(yán)格按規(guī)定操作，而日常的維護(hù)則主要是對(duì)硬件使用環(huán)境的保護(hù)和防止系統(tǒng)軟件的破壞,。

(3)可編程邏輯控制器是機(jī)床各項(xiàng)功能的邏輯控制中心,。它將來(lái)自cnc的各種運(yùn)動(dòng)

及功能指令進(jìn)行邏輯排序，使它們能夠準(zhǔn)確地,、協(xié)調(diào)有序地安全運(yùn)行,；同時(shí)將來(lái)自機(jī)床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc，使cnc能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令,，如此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)床的控制,。

當(dāng)代plc多集成于數(shù)控系統(tǒng)中，這主要是指控制軟件的集成化,，而plc硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結(jié)構(gòu),。plc與cnc的集成是采取軟件接口實(shí)現(xiàn)的，一般系統(tǒng)都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址,，由系統(tǒng)對(duì)所有地址的信息狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,，根據(jù)各接口信號(hào)的現(xiàn)時(shí)狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進(jìn)一步的控制命令,，完成對(duì)運(yùn)動(dòng)或功能的控制,。

不同廠商的plc有不同的plc語(yǔ)言和不同的語(yǔ)言表達(dá)形式，因此,，力求熟悉某一機(jī)床plc程序的前提是先熟悉該機(jī)床的plc語(yǔ)言,。

(4)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受來(lái)自cnc的驅(qū)動(dòng)指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),，同時(shí)接受速度反饋實(shí)施速度閉環(huán)控制,。它還通過(guò)plc將主軸的各種現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)通告cnc用以完成對(duì)主軸的各項(xiàng)功能控制。

主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設(shè)定,，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)特性,，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動(dòng)機(jī)規(guī)格的參數(shù)等,，有些是可根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)加以調(diào)改的,，例

如零漂等。通常cnc中也設(shè)有主軸相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù),，并且與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)作用相同,，因此要注意二者取一,，切勿沖突,。

(5)進(jìn)給伺服系統(tǒng)接受來(lái)自cnc對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸分別提供的速度指令,，經(jīng)速度與電流(轉(zhuǎn)矩)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋信號(hào)實(shí)施速度閉環(huán)控制,。它也通過(guò)plc與cnc通信，通報(bào)現(xiàn)時(shí)工作狀態(tài)并接受cnc的控制,。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的,，應(yīng)該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié)，既不過(guò)沖又要保持一定的硬特性,。它受機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)械特性的制約,，一旦導(dǎo)軌和機(jī)械傳動(dòng)鏈 的狀態(tài)發(fā)生變化，就需重調(diào)速度環(huán)調(diào)節(jié)器,。

(6)電器硬件電路隨著plc功能的不斷強(qiáng)大,，電器硬件電路主要任務(wù)是電源的生成與控制電路、隔離繼電器部分及各類執(zhí)行電器(繼電器,、接觸器),，很少還有繼電器邏輯電路的存在。但是一些進(jìn)口機(jī)床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況,，一旦這類元件出現(xiàn)故障,，除了更換之外，還可以將其去除而由plc邏輯取而代之,，但是這不僅需要對(duì)該專用電器的工作原理有清楚的了解,，還要對(duì)機(jī)床的plc語(yǔ)言與程序

深入掌握才行。

(7)機(jī)床(電器部分)包括所有的電動(dòng)機(jī),、電磁閥,、制動(dòng)器、各種開關(guān)等,。它們是實(shí)現(xiàn)機(jī)床

各種動(dòng)作的執(zhí)行者和機(jī)床各種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的報(bào)告員,。

這里可能的主要故障多數(shù)屬于電器件自身的損壞和連接電線、電纜的脫開或斷裂,。

(8)速度測(cè)量通常由集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中的測(cè)速機(jī)來(lái)完成,。它將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為速度反饋信號(hào)，與指令速度電壓值相比較,，從而實(shí)現(xiàn)速度的精確控制,。

這里應(yīng)注意測(cè)速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測(cè)速機(jī),。由此引起的速度失控多是由于測(cè)速反饋線接反或者斷線所致,。

(9)位置測(cè)量較早期的機(jī)床使用直線或圓形同步感應(yīng)器或者旋轉(zhuǎn)變壓器,，而現(xiàn)代機(jī)床多采

用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測(cè)量元件。它們對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸在運(yùn)行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測(cè)量,，將測(cè)量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標(biāo)軸到達(dá)指令位置,，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精確控制。

位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障,，例如位置測(cè)量元件受到污染,，導(dǎo)線連接故障等。

(10)外部設(shè)備一般指pc計(jì)算機(jī),、打印機(jī)等輸出設(shè)備,，多數(shù)不屬于機(jī)床的基本配置。使用中的主要問(wèn)題與輸入裝置一樣,，是匹配問(wèn)題,。

(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置。它可以是穿孔帶閱讀機(jī)(已很少使用),，3.5in軟盤驅(qū)動(dòng)器,，cnc鍵盤(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動(dòng)裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)保護(hù)),、磁帶機(jī)(較少使用),、pc計(jì)算機(jī)等等。

(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的中樞,，它將接到的全部功能指令進(jìn)行解碼,、運(yùn)算，然后有序地發(fā)出各種需要的運(yùn)動(dòng)指令和各種機(jī)床功能的控制指令,，直至運(yùn)動(dòng)和功能結(jié)束,。

數(shù)控系統(tǒng)都有很完善的自診斷能力，日常使用中更多地是要注意嚴(yán)格按規(guī)定操作,，而日常的維護(hù)則主要是對(duì)硬件使用環(huán)境的保護(hù)和防止系統(tǒng)軟件的破壞,。

(3)可編程邏輯控制器是機(jī)床各項(xiàng)功能的邏輯控制中心。它將來(lái)自cnc的各種運(yùn)動(dòng)及功能指令進(jìn)行邏輯排序,，使它們能夠準(zhǔn)確地,、協(xié)調(diào)有序地安全運(yùn)行；同時(shí)將來(lái)自機(jī)床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc,，使cnc能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令,，如此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)床的控制。

當(dāng)代plc多集成于數(shù)控系統(tǒng)中,，這主要是指控制軟件的集成化,，而plc硬件則在規(guī)

模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結(jié)構(gòu)。plc與cnc的集成是采取軟件接口實(shí)現(xiàn)的,，一般系統(tǒng)都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址,，由系統(tǒng)對(duì)所有地址的信息狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,，根據(jù)各接口信號(hào)的現(xiàn)時(shí)狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進(jìn)一步的控制命令,，完成對(duì)運(yùn)動(dòng)或功能的控制,。

不同廠商的plc有不同的plc語(yǔ)言和不同的語(yǔ)言表達(dá)形式，因此,，力求熟悉某一機(jī)床plc程序的前提是先熟悉該機(jī)床的plc語(yǔ)言,。

(4)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受來(lái)自cnc的驅(qū)動(dòng)指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),，同時(shí)接受速度反饋實(shí)施速度閉環(huán)控制。它還通過(guò)plc將主軸的各種現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)通告cnc用以完成對(duì)主軸的各項(xiàng)功能控制,。

主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設(shè)定,，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)特性，其中有些不可丟失或改變的,，例如指示電動(dòng)機(jī)規(guī)格的參數(shù)等,，有些是可根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)加以調(diào)改的，例

如零漂等,。通常cnc中也設(shè)有主軸相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù),，并且與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)作用相同，因此要注意二者取一,，切勿沖突,。

(5)進(jìn)給伺服系統(tǒng)接受來(lái)自cnc對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸分別提供的速度指令，經(jīng)速度與電流(轉(zhuǎn)矩)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng),，同時(shí)接受速度反饋信號(hào)實(shí)施速度閉環(huán)控制。它也通過(guò)plc與cnc通信,，通報(bào)現(xiàn)時(shí)工作狀態(tài)并接受cnc的控制,。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應(yīng)該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié),，既不過(guò)沖又要保持一定的硬特性,。它受機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)械特性的制約，一旦導(dǎo)軌和機(jī)械傳動(dòng)鏈 的狀態(tài)發(fā)生變化,，就需重調(diào)速度環(huán)調(diào)節(jié)器,。

(6)電器硬件電路隨著plc功能的不斷強(qiáng)大，電器硬件電路主要任務(wù)是電源的生成與控制電路,、隔離繼電器部分及各類執(zhí)行電器(繼電器,、接觸器)，很少還有繼電器邏輯電路的存在,。但是一些進(jìn)口機(jī)床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況,，一旦這類元件出現(xiàn)故障,，除了更換之外，還可以將其去除而由plc邏輯取而代之,，但是這不僅需要對(duì)該專用電器的工作原理有清楚的了解,，還要對(duì)機(jī)床的plc語(yǔ)言與程序深入掌握才行。

(7)機(jī)床(電器部分)包括所有的電動(dòng)機(jī),、電磁閥,、制動(dòng)器、各種開關(guān)等,。它們是實(shí)現(xiàn)機(jī)床

各種動(dòng)作的執(zhí)行者和機(jī)床各種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的報(bào)告員,。

這里可能的主要故障多數(shù)屬于電器件自身的損壞和連接電線、電纜的脫開或斷裂,。

(8)速度測(cè)量通常由集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中的測(cè)速機(jī)來(lái)完成,。它將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為速度反饋信號(hào)，與指令速度電壓值相比較,，從而實(shí)現(xiàn)速度的精確控制,。

這里應(yīng)注意測(cè)速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測(cè)速機(jī),。由此引起的速度失控多是由于測(cè)速反饋線接反或者斷線所致,。

(9)位置測(cè)量較早期的機(jī)床使用直線或圓形同步感應(yīng)器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機(jī)床多采

用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測(cè)量元件,。它們對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸在運(yùn)行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測(cè)量,，將測(cè)量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標(biāo)軸到達(dá)指令位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精確控制,。

位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障,，例如位置測(cè)量元件受到污染，導(dǎo)線連接故障等,。

(10)外部設(shè)備一般指pc計(jì)算機(jī),、打印機(jī)等輸出設(shè)備，多數(shù)不屬于機(jī)床的基本配置,。使用中的主要問(wèn)題與輸入裝置一樣,，是匹配問(wèn)題。

(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置,。它可以是穿孔帶閱讀機(jī)(已很少使用),，3.5in軟盤驅(qū)動(dòng)器，cnc鍵盤(一般輸入操作),，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動(dòng)裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)保護(hù)),、磁帶機(jī)(較少使用)、pc計(jì)算機(jī)等等。

(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的中樞,，它將接到的全部功能指令進(jìn)行解碼,、運(yùn)算，然后有序地發(fā)出各種需要的運(yùn)動(dòng)指令和各種機(jī)床功能的控制指令,，直至運(yùn)動(dòng)和功能結(jié)束,。

數(shù)控系統(tǒng)都有很完善的自診斷能力，日常使用中更多地是要注意嚴(yán)格按規(guī)定操作,，而日常的維護(hù)則主要是對(duì)硬件使用環(huán)境的保護(hù)和防止系統(tǒng)軟件的破壞,。

(3)可編程邏輯控制器是機(jī)床各項(xiàng)功能的邏輯控制中心。它將來(lái)自cnc的各種運(yùn)動(dòng)及功能指令進(jìn)行邏輯排序,，使它們能夠準(zhǔn)確地,、協(xié)調(diào)有序地安全運(yùn)行；同時(shí)將來(lái)自機(jī)床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc,，使cnc能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令,，如此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)床的控制。

當(dāng)代plc多集成于數(shù)控系統(tǒng)中,，這主要是指控制軟件的集成化，而plc硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結(jié)構(gòu),。plc與cnc的集成是采取軟件接口實(shí)現(xiàn)的,，一般系統(tǒng)都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址，由系統(tǒng)對(duì)所有地址的信息狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,，根據(jù)各接口信號(hào)的現(xiàn)時(shí)狀態(tài)加以分析判斷,，據(jù)此作出進(jìn)一步的控制命令，完成對(duì)運(yùn)動(dòng)或功能的控制,。

不同廠商的plc有不同的plc語(yǔ)言和不同的語(yǔ)言表達(dá)形式,，因此，力求熟悉某一機(jī)床plc程序的前提是先熟悉該機(jī)床的plc語(yǔ)言,。

(4)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受來(lái)自cnc的驅(qū)動(dòng)指令,，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋實(shí)施速度閉環(huán)控制,。它還通過(guò)plc將主軸的各種現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)通告cnc用以完成對(duì)主軸的各項(xiàng)功能控制,。

主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設(shè)定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)特性,，其中有些不可丟失或改變的,，例如指示電動(dòng)機(jī)規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)加以調(diào)改的,，例

如零漂等,。通常cnc中也設(shè)有主軸相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)作用相同,，因此要注意二者取一,，切勿沖突,。

(5)進(jìn)給伺服系統(tǒng)接受來(lái)自cnc對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸分別提供的速度指令，經(jīng)速度與電流(轉(zhuǎn)矩)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng),，同時(shí)接受速度反饋信號(hào)實(shí)施速度閉環(huán)控制。它也通過(guò)plc與cnc通信,，通報(bào)現(xiàn)時(shí)工作狀態(tài)并接受cnc的控制,。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應(yīng)該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié),，既不過(guò)沖又要保持一定的硬特性,。它受機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)械特性的制約，一旦導(dǎo)軌和機(jī)械傳動(dòng)鏈 的狀態(tài)發(fā)生變化,，就需重調(diào)速度環(huán)調(diào)節(jié)器,。

(6)電器硬件電路隨著plc功能的不斷強(qiáng)大，電器硬件電路主要任務(wù)是電源的生成與控制電路,、隔離繼電器部分及各類執(zhí)行電器(繼電器,、接觸器)，很少還有繼電器邏輯電路的存在,。但是一些進(jìn)口機(jī)床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況,，一旦這類元件出現(xiàn)故障，除了更換之外,，還可以將其去除而由plc邏輯取而代之,，但是這不僅需要對(duì)該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對(duì)機(jī)床的plc語(yǔ)言與程序深入掌握才行,。

(7)機(jī)床(電器部分)包括所有的電動(dòng)機(jī),、電磁閥、制動(dòng)器,、各種開關(guān)等,。它們是實(shí)現(xiàn)機(jī)床

各種動(dòng)作的執(zhí)行者和機(jī)床各種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的報(bào)告員。

這里可能的主要故障多數(shù)屬于電器件自身的損壞和連接電線,、電纜的脫開或斷裂,。

(8)速度測(cè)量通常由集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中的測(cè)速機(jī)來(lái)完成。它將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為速度反饋信號(hào),，與指令速度電壓值相比較,，從而實(shí)現(xiàn)速度的精確控制。

這里應(yīng)注意測(cè)速反饋電壓的匹配聯(lián)接,，并且不要拆卸測(cè)速機(jī),。由此引起的速度失控多是由于測(cè)速反饋線接反或者斷線所致。

(9)位置測(cè)量較早期的機(jī)床使用直線或圓形同步感應(yīng)器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機(jī)床多采

用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測(cè)量元件,。它們對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸在運(yùn)行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測(cè)量,，將測(cè)量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標(biāo)軸到達(dá)指令位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精確控制,。

位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障,，例如位置測(cè)量元件受到污染，導(dǎo)線連接故障等,。

(10)外部設(shè)備一般指pc計(jì)算機(jī),、打印機(jī)等輸出設(shè)備，多數(shù)不屬于機(jī)床的基本配置,。使用中的主要問(wèn)題與輸入裝置一樣,，是匹配問(wèn)題。

6.2.數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的電氣控制

數(shù)控機(jī)床一個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的電氣控制由電流(轉(zhuǎn)矩)控制環(huán),、速度控制環(huán)和位置控制環(huán)串聯(lián)組成,。

(1)電流環(huán)是為伺服電機(jī)提供轉(zhuǎn)矩的電路。一般情況下它與電動(dòng)機(jī)的匹配調(diào)節(jié)已由制造者作好了或者指定了相應(yīng)的匹配參數(shù),，其反饋信號(hào)也在伺服系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接完成,，因此不需接線與調(diào)整。

(2)速度環(huán)是控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速亦即坐標(biāo)軸運(yùn)行速度的電路,。速度調(diào)節(jié)器是比例積分(pi)調(diào)節(jié)器,，其p、i調(diào)整值完全取決于所驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)軸的負(fù)載大小和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(導(dǎo)軌,、傳動(dòng)機(jī)構(gòu))的傳動(dòng)剛度與傳動(dòng)間隙等機(jī)械特性，一旦這些特性發(fā)生明顯變化時(shí),，首先需要對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)工作,，然后重新調(diào)整速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器。

速度環(huán)的最佳調(diào)節(jié)是在位置環(huán)開環(huán)的條件下才能完成的,，這對(duì)于水平運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)軸較容易進(jìn)行,，而對(duì)于垂向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸則位置開環(huán)時(shí)會(huì)自動(dòng)下落而發(fā)生危險(xiǎn)，可以采取先摘下電動(dòng)機(jī)空載調(diào)整,，然后再裝好電動(dòng)機(jī)與位置環(huán)一起調(diào)整或者直接帶位置環(huán)一起調(diào)整,，這時(shí)需要有一定的經(jīng)驗(yàn)和細(xì)心。速度環(huán)的反饋環(huán)節(jié)見(jiàn)前面“速度測(cè)量”一節(jié),。

(3)位置環(huán)是控制各坐標(biāo)軸按指令位置精確定位的控制環(huán)節(jié),。位置環(huán)將最終影響坐標(biāo)軸的位置精度及工作精度。這其中有兩方面的工作：

一是位置測(cè)量元件的精度與cnc系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的匹配問(wèn)題,。測(cè)量元件單位移動(dòng)距離

發(fā)出的脈

沖數(shù)目經(jīng)過(guò)外部倍頻電路和/或cnc內(nèi)部倍頻系數(shù)的倍頻后要與數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的分辨率相符,。例如位置測(cè)量元件10脈沖/mm，數(shù)控系統(tǒng)分辨率即脈沖當(dāng)量為0.001mm，則測(cè)量元件送出的脈沖必須經(jīng)過(guò)100倍頻方可匹配,。

二是位置環(huán)增益系數(shù)kv值的正確設(shè)定與調(diào)節(jié),。通常kv值是作為機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置的，數(shù)控系統(tǒng)中對(duì)各個(gè)坐標(biāo)軸分別指定了kv值的設(shè)置地址和數(shù)值單位,。在速度環(huán)最佳化調(diào)節(jié)后kv值的設(shè)定則成為反映機(jī)床性能好壞,、影響最終精度的重要因素。kv值是機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)自身性能優(yōu)劣的直接表現(xiàn)而并非可以任意放大,。關(guān)于kv值的設(shè)置要注意兩個(gè)問(wèn)題,，首先要滿足下列公式： kv=v/δ

式中v——坐標(biāo)運(yùn)行速度，m/min δ——跟蹤誤差,，mm

注意,，不同的數(shù)控系統(tǒng)采用的單位可能不同，設(shè)置時(shí)要注意數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的單位,。例如,，坐標(biāo)運(yùn)行速度的單位是m/min，則kv值單位為m/(mm·min),，若v的單位為mm/s,，則kv的單位應(yīng)為mm/(mm·s)。

其次要滿足各聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸的kv值必須相同,，以保證合成運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度,。通常是以kv值最低的坐標(biāo)軸為準(zhǔn)。

位置反饋(參見(jiàn)上節(jié)“位置測(cè)量”)有三種情況：一種是沒(méi)有位置測(cè)量元件,，為位置開環(huán)控制即無(wú)位置反饋,，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一般即為開環(huán)；一種是半閉環(huán)控制,，即位置測(cè)量元件不在坐標(biāo)軸最終運(yùn)動(dòng)部件上,，也就是說(shuō)還有部分傳動(dòng)環(huán)節(jié)在位置閉環(huán)控制之外，這種情況要求環(huán)外傳動(dòng)部分應(yīng)有相當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)剛度和傳動(dòng)精度,，加入反向間隙補(bǔ)償和螺距誤差補(bǔ)償之后,，可以得到很高的位置控制精度；

結(jié)

語(yǔ)

制定符合中國(guó)國(guó)情的總體發(fā)展戰(zhàn)略,，確立與國(guó)際接軌的發(fā)展道路,，對(duì)21世紀(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。本文在對(duì)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析,，對(duì)我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域存在的問(wèn)題進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,，對(duì)21世紀(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展途徑進(jìn)行了探討，提出了以科技創(chuàng)新為先導(dǎo),，以商品化為主干,，以管理和營(yíng)銷為重點(diǎn),，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路的總體發(fā)展戰(zhàn)略,。在此基礎(chǔ)上,，研究了發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件,、數(shù)控機(jī)床整機(jī)等的具體技術(shù)途徑,。

我們衷心希望，我國(guó)科技界,、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作,，把握好知識(shí)經(jīng)濟(jì)給我們帶來(lái)的難得機(jī)遇，迎接競(jìng)爭(zhēng)全球化帶來(lái)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),，為在21世紀(jì)使我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列,，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭而共同努力奮斗！

致

謝

時(shí)光匆匆如流水,，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié),，春夢(mèng)秋云，聚散真容易,。在這個(gè)美好的季節(jié)里,，我在電腦上敲出了最后一個(gè)字，心中涌現(xiàn)的不是想象已久的歡欣,，卻是難以言喻的失落,。是的，隨著論文的終結(jié),，意味著我生命中最純美的學(xué)生時(shí)代即將結(jié)束,，盡管百般不舍，這一天終究會(huì)在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來(lái)臨,。

三年寒窗,，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識(shí)，更重要的是在閱讀,、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式,、表達(dá)能力和廣闊視野,。很慶幸這些年來(lái)我遇到了許多恩師益友,，無(wú)論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無(wú)私的幫助和熱心的照顧,，讓我在諸多方面都有所成長(zhǎng),。感恩之情難以用語(yǔ)言量度，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語(yǔ)致以最崇高的敬意,。

還要感謝我的父母,，給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機(jī)會(huì),，養(yǎng)育之恩沒(méi)齒難忘； 他們不僅培養(yǎng)了我對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣,，讓我在漫長(zhǎng)的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依,，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來(lái)的日子里,，我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作,，不辜負(fù)父母對(duì)我的殷殷期望！我一定會(huì)好好孝敬和報(bào)答他們,！,，還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過(guò)客,，但他們對(duì)我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象,。在此無(wú)法一一羅列，但對(duì)他們,，我始終心懷感激,。最后，我要向在百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱,、評(píng)議和參加本人論文答辯的各位師長(zhǎng)表示感謝,！

數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文5000字篇四

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院

課程作業(yè)4（共 次作業(yè)）學(xué)習(xí)層次：專科涉及章節(jié)：第7章 ——第9章

一,、選擇題

1.數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件某點(diǎn)的定位誤差a的表示公式為(c)

a.a=x±σb.a=x±2σc.a=x±3σd.a=x±4σ

2．?dāng)?shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)的開環(huán)增益為k,，移動(dòng)部件的速度為v，則跟隨誤差e可表示為（d）a．e=kv c．e=k/v

b．e=1/(kv)d．e=v/k

3．?dāng)?shù)控機(jī)床在某位置的定位誤差的分布符合正態(tài)分布曲線的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,，其均方根誤差σ反映了機(jī)床在該位置的（a）a．重復(fù)定位精度c．系統(tǒng)性誤差

b．反向差值 d．失動(dòng)量

二,、填空題

1．在數(shù)控機(jī)床上以某一進(jìn)給速度加工圓弧時(shí)，當(dāng)伺服系統(tǒng)兩軸的增益相同時(shí),，進(jìn)給速度愈大,，則輪廓誤差___越大___。

三,、簡(jiǎn)答題

1.試述數(shù)控機(jī)床的定位精度檢測(cè)一般有哪些檢測(cè)工具儀器?現(xiàn)有一臺(tái)三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的高精度數(shù)控銑床,，試問(wèn)應(yīng)選用哪種儀器測(cè)量其定位精度。

2．試述提高步進(jìn)系統(tǒng)精度的措施及基本原理,。3.數(shù)控機(jī)床的常用故障診斷方法有哪些,？

答:1.(1)數(shù)控機(jī)床的定位精度一般采用刻線基準(zhǔn)尺和讀數(shù)顯微鏡、激光干涉儀,、光柵,、感應(yīng)同步器等測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。

(2)高精度的數(shù)控銑床應(yīng)選用雙頻激光干涉儀測(cè)量其定位精度,。2.措施：細(xì)分線路,、反向間隙補(bǔ)償,、混合伺服系統(tǒng)?；驹恚?/p>

(1)細(xì)分線路就是把步進(jìn)電機(jī)的一步再分得細(xì)一些,，來(lái)減小步距角；

(2)反向間隙補(bǔ)償就是根據(jù)實(shí)際測(cè)得的傳動(dòng)間隙的大小,，每當(dāng)出現(xiàn)反向時(shí),，用補(bǔ)充固定的脈沖來(lái)克服；

(3)混合伺服系統(tǒng)就是在開環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,，在工作臺(tái)上裝有反饋元件如感應(yīng)同步器進(jìn)行

檢測(cè),，校正機(jī)械誤差。

3.(1)根據(jù)報(bào)警號(hào)進(jìn)行故障診斷,；

(2)根據(jù)控制系統(tǒng)led燈或數(shù)碼管的指示進(jìn)行故障診斷,；(3)根據(jù)pc狀態(tài)或梯形圖驚醒故障診斷；(4)根據(jù)機(jī)床參數(shù)進(jìn)行故障診斷,；(5)用診斷程序進(jìn)行故障診斷,；(6)經(jīng)驗(yàn)法；(7)換板法,；

數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文5000字篇五

xxxxxxx大學(xué)

2011屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與趨勢(shì) 學(xué)生姓名：xxxx 所在院系： xxxxxx 所學(xué)專業(yè)： xxxxxx 導(dǎo)師姓名：xxxxx 完成時(shí)間：2010年x月xx日 摘要

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)用開創(chuàng)了制造業(yè)的新時(shí)代,，改變了制造業(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,，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,。

本文在編寫過(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)致謝意,。關(guān)鍵詞：發(fā)展趨勢(shì)組成分類概述結(jié)構(gòu)功能 plc 改造 abstract the numerical control engine bed collection computer technology, the electronic technology, the automatic control technology, the sensing survey, the machine manufacture, is the typical integration of machinery ’s development and the application founded the manufacturing industry new times, changed the manufacturing industry production method, the industrial structure, manages the way, caused the world manufacturing industry the pattern to have article mainly narrated the numerical control engine bed domestic and foreign development survey, the modern numerical control technology trend of uced the numerical control engine bed characteristic, the composition and the classification, and introduced programmable controller(plc)in the numerical control engine bed uced with emphasis the grinder survey, as well as the modern numerical control grinder characteristic, and has carried on with plc to the automatic grinder electrical system article in the compilation process, has referred colleague's teaching material, the material and the literature, obtained many help, respectfully offers thanks in word: trend of development textural classification outline structure function plc transformation.目錄

1.前言 1 2.數(shù)控機(jī)床概要 2 2.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 2 2.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 3 2.3數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理 4 2.3數(shù)控技術(shù)的復(fù)合化 5 2.4數(shù)控技術(shù)的開放性 6 2.4數(shù)控技術(shù)的先進(jìn)性 7 3.國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀 9 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 3.2國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床存在的問(wèn)題 9 3.3核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏 10 3.4民族品牌與國(guó)際品牌差距明顯 10 3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場(chǎng)脫節(jié) 11 3.6缺乏先進(jìn)的管理機(jī)制 11 4.國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 11 4.1智能,、高速、高精度化 11 4.2設(shè)計(jì),、制造綠色化 12 4.3復(fù)合化與系統(tǒng)化 12 4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 12 4.4.1數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展 12 4.4.2數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展 13 4.4.3數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展 13 4.4.4數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 14 4.4.5數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展 14 4.4.6數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展 14 4.7.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動(dòng)化方向發(fā)展 15 裝置的工作原理 15 5.1輸入 15 5.2譯碼 15 5.3插補(bǔ) 15 5.4進(jìn)給速度處理 15 5.5刀具補(bǔ)償 16 5.6位置控制 16 5.7顯示 16 5.8 io處理 16 5.9診斷 16 裝置的硬件結(jié)構(gòu) 16 6.1單微處理器結(jié)構(gòu)的cnc系統(tǒng) 17 6.2位置控制部分包括位置控制單元和速度控制單元 7.新型功能部件 18 8.結(jié)束語(yǔ) 18 致謝 19 參考文獻(xiàn) 20 1 前言

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。

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,。

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)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。

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)第一線的工作人員提出越來(lái)越高的職業(yè)技術(shù)要求,。

調(diào)查的結(jié)果表明：在數(shù)控技術(shù)專業(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、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)用專業(yè)高級(jí)技術(shù)型人才和技能型人才的需求日益迫切。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(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,。2．?dāng)?shù)控機(jī)床概要 2.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生

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)床等專用機(jī)床組成的自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線；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)用專用機(jī)床生產(chǎn)線生產(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),； ②應(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,。相比之下,，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)恰恰滿足了這些要求。

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)展階段。1958年我國(guó)北京機(jī)床研究所和清華大學(xué)開始研制數(shù)控機(jī)床，1965年北京第一機(jī)床廠開始生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控銑床,。

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,、造船、機(jī)車車輛,、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)。2.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展(1)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展簡(jiǎn)史

1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī),，這表明人類自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)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)外稱為pc_based),。

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),。

前三代數(shù)控裝置屬于采用專用控制計(jì)算機(jī)的硬件數(shù)控裝置,，一般稱為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)展和功能升級(jí),，滿足不同類型數(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)專業(yè)生產(chǎn)廠家年產(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

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)的開發(fā),。普及型數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)成功．為數(shù)控機(jī)床商品化和規(guī)模化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),。一些數(shù)控機(jī)床主機(jī)廠組建床身,、箱體、主軸,、軸套等成組單元,，廠內(nèi)組織專業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)水平進(jìn)一步提高,。cad／(1app／cam開始應(yīng)用,，開發(fā)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高,，奠定了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),。數(shù)控機(jī)床進(jìn)^了快速發(fā)展期。2.3數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理

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)床本體和各類輔助裝置組成,。(1)控制介質(zhì)

控制介質(zhì)叉稱信息載體,，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,、磁帶和磁盤等。

(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),。

(3)數(shù)控裝置

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,。

(4)伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置

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,。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。

伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可臺(tái)稱為伺服驅(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于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),。

(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)床部件的松開和夾緊，分度工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位分度等開關(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,。

(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：

①采用高性能主軸及主傳動(dòng)部件。

②進(jìn)給傳動(dòng)采用高效傳動(dòng)件,。一般采用滾珠絲杠副,、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。③具有完善的刀具自動(dòng)交換和管理系統(tǒng),。④機(jī)床本身具有很高的動(dòng),、靜剛度。⑤采用全封閉罩殼,。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)門結(jié)構(gòu)的全封閉罩殼．對(duì)機(jī)床的加工部件進(jìn)行全 2.3數(shù)控技術(shù)的復(fù)合化

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(包括車削中心、磨削中心,、電加工中心等)的出現(xiàn),，又把車、銑,、鏜,、鉆等類的工序集中到一臺(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,，而且還可以完成箱體五個(gè)面粗精加工的工序,。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、銑,、鏜,、鉆偏心孔多用途制造中心，在一臺(tái)車削中心上不僅可以完成回轉(zhuǎn)體的外圓和端面的車削加工,，還可完成銑平面,、鉆斜孔，開曲線槽等,，使刀具回轉(zhuǎn)的加工中心或膳削中心與工件伺轉(zhuǎn)的車削中心復(fù)合,。如意大利safop的車、鏜,、銑,、磨復(fù)合機(jī)床；德國(guó)voesl aijlnt_盯einnel公司m30型銑削一車削復(fù)合中心,；eta公t“('1i,。deml趼,。er復(fù)合車一銑機(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2～1 5軸,；西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)達(dá)24軸。

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,。

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,。2.4數(shù)控技術(shù)的開放性

為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線,、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)的開放性,、設(shè)計(jì)生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)。例如美國(guó),、歐共體及日本發(fā)展開放式數(shù)控的計(jì)劃等,。

①為適應(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)線和聯(lián)網(wǎng)等功能，廣泛地應(yīng)用機(jī)器人,、物流系統(tǒng),。

②fmcc，fmss web bad即d制造及無(wú)圖紙制造技術(shù),。

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,，開拓了數(shù)控機(jī)床發(fā)展的新領(lǐng)域,。④以計(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,。⑤由于采用了神經(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,。

2.4數(shù)控技術(shù)的先進(jìn)性

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的裝備,。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面。

①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。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,。

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,。④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,。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埽胰藱C(jī)界面極為友好,，并具有故障診斷專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(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),。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(kntr01 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)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路,。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和晟終用戶,，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,、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明的名牌產(chǎn)品,。目前開放式數(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成l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)。在emo 20,。i展中,，日本山崎馬扎克(mask)公司展出的cpc(cylerproducflonc)，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)西門于(s—ns)公司展出的ome(0釁n manufactumg enⅵ?t開放制造環(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)。

開放式生產(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(產(chǎn),、供、銷,、人,、財(cái)、物等)坡計(jì)部門(cad capp／cae／cam等),、生產(chǎn)部門(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)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)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)通信還有一個(gè)基本條件就是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的操作平臺(tái)最好是wmdo平臺(tái)，傳統(tǒng)的專用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)要做到這一點(diǎn)是很困難的,，而第六代數(shù)控系統(tǒng)可咀滿足網(wǎng)絡(luò)制造的諸多要求,。

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(fmc,，fms、fil,、fml)向面(t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。黍性自動(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)向開放,、集成和智能化方向發(fā)展。3國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀

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

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、立式臥式加工中心,、數(shù)控車床,、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)線的投資，大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉(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。3.2國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床存在的問(wèn)題

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： 3.3核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏

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)建廠的韓國(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 家廠商是：日本發(fā)那客、德國(guó)西門子,、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),，但在電器硬件方面還需進(jìn)一步提高,。目前國(guó)內(nèi)一些大廠還沒(méi)有采用華中數(shù)控的。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)不能滿足用戶要求。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，用戶不堪負(fù)擔(dān),。數(shù)控立,、臥回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，數(shù)控分度盤和數(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,。

3.4民族品牌與國(guó)際品牌差距明顯

2004年6月一份廣東機(jī)床用戶的抽查情況透露,，在數(shù)控機(jī)床的各個(gè)品牌之中，用戶對(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)線是一條全自動(dòng)加工線,，其粗加工選用韓國(guó)大宇重工的專機(jī)自動(dòng)線,，精加工則選用了英國(guó)cross hulle公司的專機(jī)自動(dòng)線，公司制造的高速加工中心和專機(jī)自動(dòng)線,、德國(guó)產(chǎn)的全自動(dòng)在線測(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)線為全自動(dòng)柔性流水生產(chǎn)線，精加工線由日本的數(shù)控高速cbn 磨床,、動(dòng)平衡機(jī),、拋光機(jī)等組成。3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場(chǎng)脫節(jié)

適銷對(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)品滿足市場(chǎng)需要的關(guān)鍵,。多數(shù)企業(yè)在確定數(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(即抓開發(fā)、抓銷售,、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)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)候樹立的，也往往是在市場(chǎng)好的時(shí)期丟掉的,。3.6缺乏先進(jìn)的管理機(jī)制

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,。真正確立以用戶為中心的市場(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,。4國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(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：

4.1智能,、高速、高精度化

新一代數(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、直線電機(jī),、lm直線滾動(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),。4.2設(shè)計(jì),、制造綠色化

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)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,。

4.3復(fù)合化與系統(tǒng)化

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)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺(tái)電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè),。產(chǎn)品對(duì)外觀曲線要求的提高,，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),。4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

4.4.1數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展

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)廠家利用pc機(jī)豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng),。開放式體系結(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,、軟件和總線規(guī)范都是對(duì)外開放的．?dāng)?shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開放的資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，同時(shí)它也為用戶根據(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,、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，開發(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,。4.4.2數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展

①傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng),，如fanuco系統(tǒng)、mitstjbishi m50系統(tǒng)、 810m,7／c系統(tǒng)等,，是一種專用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng),。目前，這類系統(tǒng)還是占領(lǐng)了制造業(yè)的大部分市場(chǎng),。但由于開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(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,。②“pc嵌人nc”結(jié)構(gòu)的開放式數(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)合開發(fā)的產(chǎn)品．具有一定的開放性,。但它的nc部分仍然是傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng),，用戶無(wú)法介人數(shù)控系統(tǒng)的核心。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，功能強(qiáng)大,，價(jià)格昂貴。

⑧“nc嵌人pc”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng),。它由開放式體系結(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。它開放的函數(shù)庫(kù)供用戶在windows臺(tái)下自行開發(fā)構(gòu)造所需的控制系統(tǒng),，因而,，這種開放式體系結(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。

④soft型開放式數(shù)控系統(tǒng),。這是一種最新開放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。它提供給用戶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,。用戶可以在windows nt平臺(tái)上,，利用開放的cnc內(nèi)核開發(fā)所需的各種功能，構(gòu)成各種類型的高性能數(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,。

4.4.3數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(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埽胰藱C(jī)界面極為友好,，并具有故障診斷專家系統(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)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),。4.4.4數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 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,，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念,。數(shù)字制造,，又稱“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(fmcc,、fms、rrl,、fml)向面(工段車間獨(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)向開放、集成和智能化方向發(fā)展,。4.4.5數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展 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)線而言,，可靠性要求還要更高,。

4.4.6數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展

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加工工序,。4.7.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動(dòng)化方向發(fā)展

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)開發(fā)熱點(diǎn)。cnc裝置的工作原理

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,。5.1輸入

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,、鍵盤輸入,、磁盤輸入,、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,。

5.2譯碼

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)誤便立即報(bào)警,。5.3插補(bǔ)

插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(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。5.4進(jìn)給速度處理

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。5.5刀具補(bǔ)償

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,。

5.6位置控制

位置控制處在伺服回路的位置環(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。5.7顯示

cnc裝置的顯示主要是為操作者提供方便,，通常用于零件程序的顯示,、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,。

5.8 io處理

主要處理cnc裝置面板開關(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)。

5.9診斷 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),。6 cnc裝置的硬件結(jié)構(gòu)

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)。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)和多微處理器結(jié)構(gòu),；按硬件的制造方式．可分為專用型結(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)和軟件型開放式結(jié)構(gòu)。6.1單微處理器結(jié)構(gòu)的cnc系統(tǒng)

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,、crt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)總線的只是其中的一個(gè)cpi_f，它獨(dú)占總線資源,，通過(guò)總線與存儲(chǔ)器,、輸入輸出控制等各種接口相連。其他的cpu則作為專用的智能部件,，不能控制總線,，也不能訪問(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),。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,。微處理器cpu是cnc裝置的核心,，cpu執(zhí)行系統(tǒng)程序，首先讀取工件加工程序,，對(duì)加工程序段進(jìn)行譯碼和數(shù)據(jù)處理,，然后根據(jù)處理后得到的指令，進(jìn)行對(duì)該加工程序段的實(shí)時(shí)插補(bǔ)和機(jī)床位置伺服控制,；它還將輔助動(dòng)作指令通過(guò)可編程控制器(plc)送到機(jī)床,，同時(shí)接收由plc返回的機(jī)床各部分信息并予以處理，以決定下一步的操作。6.2位置控制部分包括位置控制單元和速度控制單元

位置控制單元接收經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算得到的每一個(gè)坐標(biāo)軸在單位時(shí)間間隔內(nèi)的位移量,，控制伺服電機(jī)工作,，并根據(jù)接收到的實(shí)際位置反饋信號(hào)。修正位置指令．實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確控制,。同時(shí)產(chǎn)生速度指令送往速度控制單元,，速度控制單元將速度指令與速度反饋信號(hào)相比較，修正速度指令,，用其差值去控秘伺服電機(jī),，使其以恒定速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

數(shù)據(jù)輸入／輸出接口與外圍設(shè)備是cnc裝置與操作者之間交換信息的橋梁,。例如，通過(guò)mdi方式或串行通信,，可將工件加工程序送人cnc裝置,；通過(guò)crt顯示器，可以顯示工件的加工程序和其他信息,。在單微處理器結(jié)構(gòu)中,，由于僅由一個(gè)微處理器進(jìn)行集中控制，故其功能將受cpu字長(zhǎng),、數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù),、尋址能力和運(yùn)算速度等因素的限制。如果插補(bǔ)等功能由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),，則數(shù)控功能的實(shí)現(xiàn)與處理速度就成為突出的矛盾,。解決矛盾的措施可以有：增加浮點(diǎn)協(xié)處理器、采用帶有cpu的pl和crt等智能部件,。7 新型功能部件

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：

a.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,；

b.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)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),； c.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)。8結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文的論述可見(jiàn),，目前許多國(guó)家對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(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),，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),，以及數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

致謝

畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)畢業(yè)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一個(gè)總結(jié),、歸納,、深化的過(guò)程，其中包含了我們需要時(shí)時(shí)加強(qiáng)的東西：分析解決問(wèn)題能力、查閱文獻(xiàn)的能力,、統(tǒng)籌編輯的能力,、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的能力等等。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的數(shù)月期間,，我得到了導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷,，特別是在課題的程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)其中的各種技術(shù)問(wèn)題和疑惑,，導(dǎo)師都花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力一一為我解答,，讓我在這個(gè)過(guò)程中對(duì)數(shù)控機(jī)床控制等多方面的知識(shí)有了一次新的深入的學(xué)習(xí)和全面的提升，并能夠逐漸將課本上所學(xué)的理論知識(shí)與工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,，從而為以后步入社會(huì)解決工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ),。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x,！

在課題的研究設(shè)計(jì)期間,，學(xué)院、圖書館為我們提供了良好的學(xué)習(xí)和靜心研究的環(huán)境,，同組成員也給予了我很多幫助與支持，在這里一同表示感謝：沒(méi)有你們的支持,、幫助和鼓勵(lì),，我很難拿出這樣的一份最終作品。當(dāng)然由于時(shí)間和知識(shí)水平所限,，論文中不可避免會(huì)出現(xiàn)紕漏和錯(cuò)誤,，懇請(qǐng)各位審閱老師悉心指正，在此不勝感激,。參考文獻(xiàn)

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