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數(shù)控機床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機床畢業(yè)論文5000字篇一
摘要：世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國正在逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家已經(jīng)進入工業(yè)化發(fā)展的高技術(shù)密集時代與微電子時代，鋼鐵、機械、化工等重工業(yè)正逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。
因此，在未來幾年中，隨著中國重工業(yè)進程的推進，中國企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量等都將得到大幅提升，國產(chǎn)機械產(chǎn)品國際競爭力增強，逐步替代進口，并加速出口。目前，機械行業(yè)中部分子行業(yè)如船舶、鐵路、集裝箱及集裝箱起重機制造等已經(jīng)受益于國際間的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，并將持續(xù)受益；電站設備、工程機械等將受益于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，加快出口進程。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、分類、組成、特點、切削用量
在數(shù)控車削中，程序貫穿整個零件的加工過程。由于每個人的加工方法不同，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。主要包括以下幾項內(nèi)容：
分析加工輪廓的幾何條件：主要目的是針對圖樣上不清楚尺寸及封閉的尺寸鏈進行處理。
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：對于數(shù)控切削加工中，零件的形狀和位置誤差主要受機床機械運動副精度的影響。在車削中，如沿z坐標軸運動的方向與其主軸軸線不平形時，則無法保證圓柱度這一形狀公差要求；又如沿x坐標軸運動的方向與其主軸軸線不垂直時，則無法保證垂直度這一位置公差要求。因此，進行編程前要考慮進行技術(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，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刀點開始運動起，直到返回該點并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑。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)省整個加工過程的執(zhí)行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構(gòu)滑動部件的磨損。下圖1所示為三種車錐方法，用矩形循環(huán)命令進行加工，來分析一下走刀路線合理確定。平行車錐法，這種方法是每次進刀后，車刀移動軌跡平行于錐體母線，隨著每次進刀吃刀，z相尺寸按一定比例增加，與普車加工錐體方法相同，使初學者易懂。z 向尺寸的計算方法是按公式c=d-d／l得出。若c為1：10，含義是直徑x上去除1毫米，長度z上增加10毫米。按該比例可以很簡單的進行編程，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行每次z向尺寸的計算，但在加工中由于z向尺寸相同，使加工路線較長，同時切削余量不均勻，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，最后一刀車刀沿錐體斜面進行走刀，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，如果起刀點相同，則平行法車錐體路線最合理，生產(chǎn)中常用此法進行加工。
三、合理調(diào)用g命令使程序段最少
按照每個單獨的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應的加工程序，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)即可實現(xiàn)對零件的加工，以使程序簡潔，減少出錯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運算的功能，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，這時應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
用直線插補命令g01進行編程，也可以用矩形循環(huán)命令g90進行編程，還可以用復合循環(huán)命令g71進行編程，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時編程復雜，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，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單，編程時常用。如果使用的數(shù)控車床沒有此命令，應該首先選用g90矩行循環(huán)命令進行編程。所以在編程中要靈活應用，選用合理的g命令進行程序編制。
對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，進行計算后才能得知。這時，一條非圓曲線應按逼近原理劃分成若干個主程序段（大多為直線或圓弧），當能滿足其精度要求時，所劃分的若干個主程序的段數(shù)應為最少。這樣，不但可以大大減少計算的工作量，而且還能減少輸入的時間及內(nèi)存容量的占有數(shù)。
四、合理安排“回零”路線
在編制較復雜輪廓的加工程序時，為使其計算過程盡量簡化，既不易出錯，又便于校核，編程者有時將每一刀加工完后的刀具終點通過執(zhí)行“回零”指令（即返回對刀點），使其全返回對刀點位置，然后在執(zhí)行后續(xù)程序。這樣會增加走刀距離，降低生產(chǎn)效率。因此，在合理安排“回零”路線時，應使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量減短，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床主體的主運動和進給運動大小的重要參數(shù)，包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進給速度。它們的選擇與普車所要求的基本對應一致，但數(shù)控車床加工的零件往往較復雜，切削用量按一定的原則初定后，還應結(jié)合零件實際加工情況隨時進行調(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)，隨時進行調(diào)整，來實現(xiàn)切削用量的合理配置，這對操作者來說應該具有一定的實際生產(chǎn)加工經(jīng)驗。
六、編程中細節(jié)問題處理
1、注意g04的合理使用
g04為暫停指令，其作用是刀具在一個指令的時間內(nèi)暫停止加工。該指令
由于不做實際的切削運動，常常被忽略。但它在對于保證加工精度及在切槽、鉆孔改變運動等方面都有很好的好處，常用于以下幾種情況：
（1）切槽、鉆孔時為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應設置g04命令。
（2）當運行方向改變較大時，應在該改變運行方向指令間設置g04命令。
（3）當運行速度變化很大時應在其運行指令改變時設置 g04命令。
（4）利用g04進行斷削處理，根據(jù)粗加工的切削要求，可對以連續(xù)運動軌跡進行分段加工安排，每相鄰加工段中間用g04指令將其隔開。加工時，刀具每進給一段后，即安排所設定較短的延時時間（0.5秒）實施暫停，緊接著在進給一段，直至加工結(jié)束。其分段數(shù)的多少，視斷削要求而定，當斷削不夠理想時，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，通常由精車刀來連續(xù)加工完成，因此，粗精加工應分開編程。并且，刀具的進、退位置要考慮妥當，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)。
如果遇到比機床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時，應盡量向其最大實體尺寸靠攏并圓整。如圖紙尺寸為? 80+00、026則編程時寫x80.013。
4、編程時盡量符合各點重合的原則。
也就是說，編程的原點要和設計的基準、對刀點的位置盡量重合起來，減少由于基準不重合所帶來的加工誤差。在很多情況下，若圖樣上的尺寸基準與編程所需要的尺寸基準不一致，故應首先將圖樣上的各個基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。當需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動量時，還要通過尺寸鏈解算才能得到，然后才可進行下一步編程工作。
5、巧利用切斷刀倒角。
對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完成車倒角和切斷兩個工序，效果較好。同時切刀有兩個刀尖，在編程中要注意使用哪個刀尖及刀寬問題，防止對刀加工時出錯。
總之，數(shù)控車床的編程總原則是先粗后精、先進后遠、先內(nèi)后外、程序
段最少、走刀路線最短，這就要求我們在編程時，特別注意理論聯(lián)系實際，并在大量的實踐中，對所學的知識進行驗證或修正，做到編制的程序。參考文獻：
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2.圖書：劉蔡保、數(shù)控車床編程與操作、北京、化學工業(yè)出版社、2009
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數(shù)控機床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機床畢業(yè)論文5000字篇二
湖北科技職業(yè)學院畢業(yè)論文
湖北科技職業(yè)學院
畢業(yè)論文
論文題目：中國數(shù)控機床的發(fā)展 姓 名：××× 學 號：××× 專業(yè)班級：××× 指導老師：×××
二〇一五年四月
湖北科技職業(yè)學院畢業(yè)論文
摘要
自從20世紀中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機床的產(chǎn)生給機械制造業(yè)帶來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：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強度、改善工作條件，既能促進生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化又能促使經(jīng)濟效益的提高。數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。它是一種機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)較復雜、精度要求較高的零件等等。數(shù)控機床的優(yōu)良特點及其廣泛的應用范圍使得它成為當代機械制造業(yè)的主流裝備，也是市場熱門商品。我國的數(shù)控機床經(jīng)歷了多年的進步與發(fā)展已經(jīng)取得了不錯的成績，但在科技日益進步的今天，如何進一步推進其發(fā)展在今天是一個很關(guān)鍵的問題。
關(guān)鍵字： 數(shù)控機床 趨勢 發(fā)展策略
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目錄
第一章 數(shù)控機床的產(chǎn)生
1.1 數(shù)控機床·················································4 1.2數(shù)控技術(shù)················································ ·4 1.3我國數(shù)控機床現(xiàn)狀··········································5 第二章 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢
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引進自適應控制技術(shù)····································· ·9 2.4.2智能故障回放和故障仿真技術(shù)······························ ·9 2.4.3刀具壽命自動檢測······································· ·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實現(xiàn)硬件功能軟件化······································10 2.5.3增強故障自診斷、自恢復和保護功能·························10 2.6向網(wǎng)絡化方向發(fā)展········································· 11 2.7向標準化方向發(fā)展········································· 11 2.8向功能復合化方向發(fā)展······································12 第三章 中國數(shù)控機床發(fā)展策略
3.1加大技術(shù)科研力度··········································13 3.2進一步提高數(shù)控機床產(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)控機床品質(zhì)·········· ····14 3.4加快技術(shù)引進與國際合作學習·································15 結(jié)語······················································ ·15
參考文獻················································· ·17
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第一章 數(shù)控機床的產(chǎn)生
1.1數(shù)控機床
數(shù)控機床，顧名思義，即采用了數(shù)控技術(shù)的機床。數(shù)控機床的出現(xiàn)是為了滿足多品種，小批量的自動化生產(chǎn)，能夠適用產(chǎn)品頻繁變化且具有柔性的生產(chǎn)需求。從應用來說，數(shù)控機床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、進刀與退刀、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位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機床自動加工出所需要的零件。1.2數(shù)控技術(shù)
說到數(shù)控機床就不得不提起數(shù)控技術(shù)。數(shù)控技術(shù)，簡稱“數(shù)控”,英文：numerical control（nc）,是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。根據(jù)國家標準ｇｂ／ｔ８１２９－１９９７，對機床數(shù)字控制的定義：用數(shù)字控制的裝置（簡稱數(shù)控裝置），在運行過程中，不斷地引入數(shù)字數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制，叫數(shù)字控制，簡稱數(shù)控。用計算機控制加工功能，稱為計算機數(shù)控。目前它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)通過使用計算機按事先存貯的控制程序來實現(xiàn)對設備的控制功能。由于采用計算機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)的儲存、處理、湖北科技職業(yè)學院畢業(yè)論文
運算、邏輯判斷等各種控制機能都可以通過設計者來設計開發(fā)各種程序來實現(xiàn)。1.3我國數(shù)控機床現(xiàn)狀
我國數(shù)控技術(shù)起步于20世紀中期，縱觀其發(fā)展歷程，可以劃分為三個階段：第一階段從上世紀五十年代至七十年代，這個階段為封閉式發(fā)展階段。在此階段，處于新中國初期，百廢待興，人才缺乏，科技落后，由于國外的技術(shù)封鎖限制和我國自身基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢并不明顯。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，這個階段是引進技術(shù)和消化吸收階段。在此階段，機床工業(yè)也隨之逐步走上科學生產(chǎn)、大力發(fā)展的道路并初步建立起了國產(chǎn)化體系。由于改革開放的推進過程和國家的重視，以及各方面環(huán)境的改善，使得我國數(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步。第三階段是在國家“八五”的后期和“九五”期間，這個階段是實施產(chǎn)業(yè)化的研究并且進入市場競爭的階段。在此階段，開始引進日、德、美數(shù)控系統(tǒng)、以及各類數(shù)控機床、加工中心，進行合作生產(chǎn)。通過邊仿、邊學、邊造、邊用，逐步掌握了數(shù)控機床的一些技術(shù)、特點與發(fā)展規(guī)律，發(fā)展比較迅速。我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化在這個階段取得了實質(zhì)性的進步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達到了50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也達到了10％。隨后，我國也已經(jīng)進入世界高速數(shù)控機床生產(chǎn)國和高精度精密數(shù)控機床生產(chǎn)國的行列。目前我國數(shù)控機床需求量日益擴大，產(chǎn)量正呈飛速增長的趨勢，數(shù)據(jù)顯示，我國數(shù)控金屬切削機床產(chǎn)量從2004年的湖北科技職業(yè)學院畢業(yè)論文
51,861.00臺增長至2013年的209,287.00臺。2013年，我國數(shù)控金屬切削機床行業(yè)產(chǎn)量呈現(xiàn)增長態(tài)勢，比2012年205,695.13臺同比增長1.75%。據(jù)統(tǒng)計，目前我國可供市場的數(shù)控機床有1500種，幾乎覆蓋了整個金屬切削機床的品種類別和主要的鍛壓機械。領(lǐng)域之廣，可與日本、德國、美國并駕齊驅(qū)。按專項規(guī)劃，到２０２０年，我國航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設備制造所需要的高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備約８０％立足國內(nèi)。高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備總體技術(shù)水平進入國際先進行列，部分產(chǎn)品國際領(lǐng)先。
從上面的內(nèi)容中我們看到了我國在數(shù)控機床領(lǐng)域取得的一些成績。而另一方面，盡管我國數(shù)控金屬切削機床行業(yè)近年來取得了長足的發(fā)展，數(shù)控化率穩(wěn)步提高，但機床消費和生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)性矛盾仍然比較突出。目前，國內(nèi)對中高檔機床的需求量逐漸超過低檔機床。但國產(chǎn)數(shù)控金屬切削機床以低檔為主，高檔數(shù)控機床絕大部分依賴進口。我國數(shù)控金屬切削機床行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新投入不足，自主創(chuàng)新能力較弱，導致國產(chǎn)數(shù)控金屬切削機床在質(zhì)量、交貨期和服務等方面與國外著名品牌相比存在較大的差距。
第二章 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢
近些年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，先進制造技術(shù)的興起和不斷成熟，對數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。自從我國數(shù)控機床的技術(shù)發(fā)展到了成熟期以后，各個領(lǐng)域都開始了對于數(shù)控機床的廣泛關(guān)注。當前我國的機床鑄造產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展時期，產(chǎn)業(yè)由量變正走向質(zhì)變的階
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段。綜合分析國內(nèi)外數(shù)控機床發(fā)展形勢，我國數(shù)控機床的發(fā)展還應順應以下發(fā)展趨勢：
2.1向工序集中化發(fā)展
上世紀中期，在一般數(shù)控機床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心，即自備刀具庫的自動換刀數(shù)控機床。在加工中心機床上，機床的機械手可以自動更換刀具，連續(xù)地對工件進行多種工序加工。加工中心機床使工序集中在一臺機床上完成，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，同時也減少了機床的臺數(shù)與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時間，有效的提高了數(shù)控機床的生產(chǎn)效率和數(shù)控加工的經(jīng)濟效益。2.2向高速度、高精度方向發(fā)展
精度和速度是數(shù)控機床的兩個重要指標，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次、產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和在市場上的競爭能力。高精度、高速度是機械加工的目標，數(shù)控機床因其價格昂貴，在這些方面的發(fā)展也就更為突出。
在加工精度方面，數(shù)控機床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視。最近幾年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3-5μm提高到1-1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級。加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副、靜壓導軌、直線滾動導軌、磁浮導軌等部件，提高了cnc系統(tǒng)的控制精度，應用了高分辨率位置檢測裝置，而且也在于使用了各種
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誤差補償技術(shù)，如絲杠螺距誤差補償、刀具誤差補償、熱變形誤差補償、空間誤差綜合補償?shù)鹊取?/p>
在加工速度方面，如今的數(shù)控機床普遍是高速加工，高速加工源于20世紀90年代初，以電主軸和直線電機的應用為特征，使主軸轉(zhuǎn)速大大提高，進給速度達60m／min以上，進給加速度和減速度達到1-2g以上，主軸轉(zhuǎn)速達100000r/min以上。高速進給要求數(shù)控系統(tǒng)的運算速度快、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)化預處理能力，有些系統(tǒng)可提前處理5000個程序段。為保證加工速度，高檔數(shù)控系統(tǒng)可在每秒內(nèi)進行2000-10000次進給速度的改變。另一方面，運算速度的高速化也為數(shù)控機床增添了動力：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。由于運算速度的極大提高，使得當分辨率為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24～240m/min的進給速度。2.3向柔性化、功能集成化方向發(fā)展
數(shù)控機床在提高單機柔性化的同時，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備；出現(xiàn)了由多臺數(shù)控機床組成底層加工設備的柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、柔性加工線。
在現(xiàn)代數(shù)控機床上，自動換刀裝置、自動工作臺交換裝置等已成為基本裝置。隨著數(shù)控機床向柔性化方向的發(fā)展，功能集成化更多地體現(xiàn)在：工件自動裝卸，工件自動定位，刀具自動對刀，工件自動測
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量與補償，集鉆、車、鏜、銑、磨為一體的“萬能加工”和集裝卸、加工、測量為一體的“完整加工”等。2.4向智能化方向發(fā)展
隨著人工智能在計算機領(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“進化計算”、“模糊系統(tǒng)”和“神經(jīng)網(wǎng)絡”等控制機理，性能大大提高，具有加工過程的自適應控制、負載自動識別、工藝參數(shù)自生成、運動參數(shù)動態(tài)補償、智能診斷、智能監(jiān)控等功能。
2.4.1引進自適應控制技術(shù)
通過監(jiān)測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進行識別，以辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)及機床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)實時調(diào)整加工參數(shù)和加工指令，使設備處于最佳運行狀態(tài)，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設備運行的安全性；
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，對數(shù)控機床發(fā)生的各種錯誤和事故進行回放和仿真，用以確定錯誤引起的原因，找出解決問題的辦法，積累生產(chǎn)經(jīng)驗；
2.4.3刀具壽命自動檢測
利用紅外、聲發(fā)射、激光等檢測手段，對刀具和工件進行檢測。發(fā)現(xiàn)工件超差、刀具磨損和破損等，及時進行報警、自動補償或更換刀具，確保產(chǎn)品質(zhì)量。
2.4.4智能4m數(shù)控系統(tǒng)
在制造過程中，加工、檢測一體化是實現(xiàn)快速制造、快速檢測和
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快速響應的有效途徑，將測量（measurement）、建模（modeling）、加工（manufacturing）、機器操作（manipulator）四者（即4m）融合在一個系統(tǒng)中，實現(xiàn)信息共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。
2.4.5智能化交流伺服驅(qū)動技術(shù)
目前已研究能自動識別負載并自動調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能化主軸交流驅(qū)動裝置和進給伺服驅(qū)動裝置，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳運行。
2.5向高可靠性方向發(fā)展
所謂的數(shù)控機床可靠性，就是指數(shù)控機床產(chǎn)品及其系統(tǒng)能夠在限定時間內(nèi)完成一定的動作指令的能力。數(shù)控機床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標，它主要取決于數(shù)控系統(tǒng)各伺服驅(qū)動單元的可靠性。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實現(xiàn)硬件功能軟件化
通過硬件功能軟件化，以適應各種控制功能的要求，同時通過硬件結(jié)構(gòu)的模塊化、標準化、通用化及系列化，提高硬件的生產(chǎn)批量和質(zhì)量。
2.5.3增強故障自診斷、自恢復和保護功能
增強故障自診斷、自恢復和保護功能對系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設備進行故障診斷、報警。當發(fā)生加工超程、刀損、干擾、斷電
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等各種意外時，自動進行相應的保護，而這些措施就大大地增加了數(shù)控機床的可靠性。2.6向網(wǎng)絡化方向發(fā)展
對于面臨激烈競爭的企業(yè)來說，使數(shù)控機床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享，又能實現(xiàn)數(shù)控機床的遠程監(jiān)視、控制、培訓、教學、管理等等，還可實現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務。數(shù)控機床的網(wǎng)絡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)對信息集成的需求，也是實現(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。目前先進的數(shù)控系統(tǒng)為用戶提供了強大的聯(lián)網(wǎng)能力，除了具有rs232c接口外，還帶有遠程緩沖功能的dnc接口，可以實現(xiàn)多臺數(shù)控機床間的數(shù)據(jù)通信和直接對多臺數(shù)控機床進行控制。有的已配備與工業(yè)局域網(wǎng)通信的功能以及網(wǎng)絡接口，促進了系統(tǒng)集成化和信息綜合化，使遠程在線編程、遠程仿真、遠程操作、遠程監(jiān)控及遠程故障診斷成為可能。這些先進的系統(tǒng)也為數(shù)控機床未來的網(wǎng)絡化發(fā)展方向提供了導向作用。2.7向標準化方向發(fā)展
近些年來，數(shù)控標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50多年間的信息交換都是基于iso6983標準，即采用g、m代碼對加工過程進行描述，顯然，這種面向過程的描述方法已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的cnc系統(tǒng)標準iso14649（step－nc)，其目的是提供一種
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不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標準化。數(shù)控機床的標準化發(fā)展也定將會推動數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展。2.8向功能復合化方向發(fā)展
數(shù)控車床復合加工技術(shù)，即是在一臺設備上完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、擴孔等多種加工要求，復合加工機床的最突出優(yōu)點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)控機床制造和金屬加工領(lǐng)域，復合加工技術(shù)正以其強大的加工能力被不斷發(fā)展與應用。為了實現(xiàn)復雜形狀工件的加工，使在一臺機床上能完成復數(shù)工序和復數(shù)工種的加工，這樣的數(shù)控機床稱為復合加工機床。就是說，在復合化機床上可以實現(xiàn)完全不同性質(zhì)加工過程的加工。
今天的復合加工技術(shù)，是針對以普通的數(shù)控車削中心和加工中心為基礎(chǔ)，發(fā)展到復合車銑加工中心。這要求機床制造業(yè)應以現(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)控機床。
第三章 中國數(shù)控機床發(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，為機床制造業(yè)帶來了巨大商機。同時，要滿足我國重大基礎(chǔ)制造和國防工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω邫n數(shù)控機床的巨大需求，擺脫對國外高檔數(shù)控機床的依賴及壟斷，必須突破高檔數(shù)控機床及相應高性能功能部件的關(guān)鍵技術(shù)。我國數(shù)控機床的發(fā)展需
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要以市場需求為導向，主機為牽引，統(tǒng)籌考慮數(shù)控系統(tǒng)與功能部件、關(guān)鍵部件與主機，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，加速振興我國機床制造業(yè)。中國今后要加速發(fā)展數(shù)控機床產(chǎn)業(yè),既要深入總結(jié)過往的經(jīng)驗教訓,切實改善存在的問題,又要認真學習國外的先進經(jīng)驗,沿正確的道路前進。建議切實做好以下幾點: 3.1加大技術(shù)科研力度
眾所周知，科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的促進作用在今天已經(jīng)不言而喻了。數(shù)控機床是其他制造業(yè)得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)，因為它的水平關(guān)系著其他行業(yè)產(chǎn)品制造質(zhì)量的高低。我國數(shù)控機床科技水平一直處于較低水平，雖然在某些領(lǐng)域可以與世界機床強國比較高低，但是整體的弱勢也是造成我國數(shù)控機床行業(yè)無法進入“世界機床強國”行列的原因。在美國，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。在機床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機床的主機設計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。而德國特別注重科學試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對用戶產(chǎn)品、加工工藝、機床布局結(jié)構(gòu)、數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質(zhì)量上力求越來越好。
3.2進一步提高數(shù)控機床產(chǎn)品的自主開發(fā)、制造能力
我國如今已成為一個制造業(yè)大國，提高數(shù)控機床產(chǎn)品的自主開
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發(fā)、制造能力是一個關(guān)鍵的問題。共性和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)必須與數(shù)控機床和功能部件的基地建設有機結(jié)合，要以高檔數(shù)控機床發(fā)展為主攻目標，提高整機可靠性和產(chǎn)業(yè)化水平，提高國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件的配套能力，特別是要提高在國產(chǎn)中高檔數(shù)控機床中的配套能力；加強數(shù)控機床基礎(chǔ)開發(fā)理論的研究、基礎(chǔ)工藝技術(shù)研究及應用軟件開發(fā)，做好行業(yè)標準和專利工作，為我國數(shù)控機床行業(yè)的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
3.3加快高性能數(shù)控功能部件的研發(fā)，提升數(shù)控機床品質(zhì)
數(shù)控功能部件作為數(shù)控機床的一個子系統(tǒng)同樣具有機電一體化的特征，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力能源、信息傳遞反饋與控制、廣義機械執(zhí)行裝置三者的總成。這些功能部件有高速運動的電主軸單元、直接驅(qū)動的直線電機單元和力矩電機的回轉(zhuǎn)運動單元等；有先進結(jié)構(gòu)精密切削的雙擺主軸頭、數(shù)控動力刀架和主臥轉(zhuǎn)換頭等；有快速交換及高速的自動刀具交換裝置、自動托盤交換裝置和刀具在線智能補償裝置等功能部件的研發(fā)及其專業(yè)化生產(chǎn)，不僅能為機床主機制造廠提供功能完善和品質(zhì)優(yōu)良的選件，而且有利于縮短機床新產(chǎn)品的開發(fā)和制造周期，也有助于降低數(shù)控機床成本。高性能的功能部件將具有智能化接口，能與整機協(xié)調(diào)匹配，并與數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成分布式的控制，因此，加強為主機廠的售前服務，充分滿足主機的個性化需求是提高其競爭力的重要措施。功能部件向功能多樣化、運行高可靠性化和結(jié)構(gòu)緊湊化的發(fā)展也將促進數(shù)控機床復合化加工的擴展并推動新一代可重構(gòu)機床的出現(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)控機床的基礎(chǔ)，目前我國在這方面發(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。基礎(chǔ)技術(shù)研究是機床整體水平提高的前提和保障，是機床設計的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，對于我國機床行業(yè)進入一個全新的層次會有很大的幫助。
3.4加快技術(shù)引進與國際合作學習
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)可直接與國外科研院所和國外一流企業(yè)合資、合作，通過以市場換技術(shù)，以有限的資金換取無限的發(fā)展，實現(xiàn)主流產(chǎn)品生產(chǎn)的高起點、成批量、專業(yè)化。在引進與合作過程中，我們還需要加強引進技術(shù)的消化吸收與再創(chuàng)新。具體來說：在某些領(lǐng)域上，與國外差距較大，國外先進技術(shù)有引進的可能，則通過引進技術(shù)，加強消化吸收，實現(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)勢的技術(shù)，與用戶結(jié)合，產(chǎn)學研結(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)引進與國際合作學習在當前來說是一個明智的選擇。
結(jié)語
雖然我國數(shù)控機床的發(fā)展經(jīng)歷了長期的跌宕起伏，已經(jīng)由成長期進入成熟期，但是機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(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，也遭遇到了當今激烈的國際市場競爭的巨大壓力，加速推進數(shù)控機床的發(fā)展是解決有關(guān)機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展問題的一個關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機床的不斷擴大的需求以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設計技術(shù)的飛速進步，數(shù)控機床的應用范圍仍然在不斷擴大中。數(shù)控機床行業(yè)是為制造業(yè)提供裝備的產(chǎn)業(yè)，當代中國制造業(yè)的崛起，必然給數(shù)控機床行業(yè)帶來巨大的商機，并且?guī)硇碌陌l(fā)展空間。因此，數(shù)控機床行業(yè)可以抓住這個大好機會，盡快減小其世界先進水平的差距，全面提高我國數(shù)控機床行業(yè)水平，創(chuàng)品牌、擴市場、當進口、爭出口，爭取將國產(chǎn)數(shù)控機床做大做強。
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參考文獻
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數(shù)控機床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機床畢業(yè)論文5000字篇三
畢業(yè)論文
題目: 學生姓名: 班 級：專 業(yè)：指導教師：
年6月16日
2012
摘 要
世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國正在逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家已經(jīng)進入工業(yè)化發(fā)展的高技術(shù)密集時代與微電子時代，鋼鐵、機械、化工等重工業(yè)正逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。我國目前經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)過了發(fā)展初期，正處于重化工業(yè)發(fā)展中期。
未來10年將是中國機械行業(yè)發(fā)展最佳時期。美國、德國的重化工業(yè)發(fā)展期延續(xù)了18年以上，美國、德國、韓國四國重化工業(yè)發(fā)展期平均延續(xù)了12年，我們估計中國的重化工業(yè)發(fā)展期將至少延續(xù)10年，直到2015年。因此，在未來10年中，隨著中國重化工業(yè)進程的推進，中國企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量等都將得到大幅提升，國產(chǎn)機械產(chǎn)品國際競爭力增強，逐步替代進口，并加速出口。目前，機械行業(yè)中部分子行業(yè)如船舶、鐵路、集裝箱及集裝箱起重機制造等已經(jīng)受益于國際間的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，并將持續(xù)受益；電站設備、工程機械、床等將受益于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，加快出口進程
關(guān)鍵詞 : 數(shù)控 工業(yè)化發(fā)展 刀具 機床
目 錄
近年來，發(fā)展起來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，輸入整個圖形塊以及相應參數(shù)作為加工指令，形成加工程序，與傳統(tǒng)加工時的思維方式類似。圖形交互編程方法在制定標準后，有可能成為各種型號的數(shù)控機床統(tǒng)一的編程方法。
2）使用方法
數(shù)控機床普遍采用彩色crt進行人機對話、圖形顯示和圖形模擬的。有的數(shù)控機床將采用說明書、編程指南、潤滑指南等存入系統(tǒng)共使用者調(diào)閱。
3.2 按控制運動軌跡分類
3.2.1．點位控制數(shù)控機床
位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯(lián)系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。
這類數(shù)控機床主要有數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機等。點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。
3.2.2．直線控制數(shù)控機床
直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺以適當?shù)倪M給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。
直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工。現(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機床。
數(shù)控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數(shù)控機床。
3.3.3．輪廓控制數(shù)控機床
輪廓控制數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動的位移及速度進行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，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)控機床。數(shù)控火焰切割機、電火花加工機床以及數(shù)控繪圖機等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點位/直線控系統(tǒng)更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然后進行相應的速度與位移控制。
現(xiàn)在計算機數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計算機數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。
3.3 按驅(qū)動裝置的特點分類
3.3.1開環(huán)控制數(shù)控機床
這類控制的數(shù)控機床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進給指令，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。移動部件的移動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)控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機床。
開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進行監(jiān)測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動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)控機床，特別是簡易經(jīng)濟型數(shù)控機床。
3.3.2閉環(huán)控制數(shù)控機床
接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運動精度主要取決于檢
測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關(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。當位移指令值發(fā)送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉(zhuǎn)動，通過a將速度反饋信號送到速度控制電路，通過c將工作臺實際位移量反饋回去，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行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數(shù)控機床，因把機床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機床。
閉環(huán)控制數(shù)控機床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復雜，成本高。
3.3.3半閉環(huán)控制數(shù)控機床
半閉環(huán)控制數(shù)控機床是在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進行修正。通過測速元件a和光電編碼盤b可間接檢測出伺服電動機的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現(xiàn)控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機床。
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裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。
3.3.4混合控制數(shù)控機床
將以上三類數(shù)控機床的特點結(jié)合起來，就形成了混合控制數(shù)控機床。混合控制數(shù)控機床特別適用于大型或重型數(shù)控機床，因為大型或重型數(shù)控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復雜。混合控制系統(tǒng)又分為兩種形式：
（1）開環(huán)補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環(huán)伺服機構(gòu)，另外附加一個校正電路。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統(tǒng)的誤差。
（2）半閉環(huán)補償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中a是速度測量元件（如測速發(fā)電機），b是角度測量元件，c是直線位移測量元件。
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)控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。1)應能保證加工精度和表面粗糙要求； 2)應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。
4.5.加工路線與加工余量的聯(lián)系
目前，在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的余量，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，則需注意程序的靈活安排。
4.6.夾具安裝要點
目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現(xiàn)的，液壓卡盤夾緊要點如下：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.修改刀補值保證尺寸精度
由于
2a標注尺寸經(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：程序自動運行后，停車測量，發(fā)現(xiàn)工件尺寸達不到要求，尺寸變化無規(guī)律。如用1號外圓刀加工圖3所示工件，經(jīng)粗加工和半精加工后停車測量，各軸段徑向尺寸如下：φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。對此，筆者采用修改程序和刀補的方法進行補救，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，各軸段均有超出名義尺寸的統(tǒng)一公差0.06mm；
b.改刀補
在1號刀刀補001處輸入u-0.06。
經(jīng)過上述程序和刀補雙管齊下的修改后，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)控程序的自動化加工方式，實際加工中，操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能，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)動信號驅(qū)動伺服電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機床坐標軸運動，同時接受速度反饋信號實施速度閉環(huán)控制。它也通過plc與cnc通信，通報現(xiàn)時工作狀態(tài)并接受cnc的控制。
進給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié)，既不過沖又要保持一定的硬特性。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動鏈 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功能的不斷強大，電器硬件電路主要任務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。但是一些進口機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，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對機床的plc語言與程序深入掌握才行。
(7)機床(電器部分)包括所有的電動機、電磁閥、制動器、各種開關(guān)等。它們是實現(xiàn)機床
各種動作的執(zhí)行者和機床各種現(xiàn)實狀態(tài)的報告員。
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)速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。它將電動機實際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實現(xiàn)速度的精確控制。
這里應注意測速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測速機。由此引起的速度失控多是由于測速反饋線接反或者斷線所致。
(9)位置測量較早期的機床使用直線或圓形同步感應器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機床多采
用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量，將測量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置，從而實現(xiàn)對位置的精確控制。
位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測量元件受到污染，導線連接故障等。
(10)外部設備一般指pc計算機、打印機等輸出設備，多數(shù)不屬于機床的基本配置。使用中的主要問題與輸入裝置一樣，是匹配問題。(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種
應用數(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(已很少使用)，3.5in軟盤驅(qū)動器，cnc鍵盤(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲保護)、磁帶機(較少使用)、pc計算機等等。
(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解碼、運算，然后有序地發(fā)出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結(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格按規(guī)定操作，而日常的維護則主要是對硬件使用環(huán)境的保護和防止系統(tǒng)軟件的破壞。
(3)可編程邏輯控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來自cnc的各種運動及功能指令進行邏輯排序，使它們能夠準確地、協(xié)調(diào)有序地安全運行；同時將來自機床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc，使cnc能及時準確地發(fā)出進一步的控制指令，如此實現(xiàn)對整個機床的控制。
當代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)對所有地址的信息狀態(tài)進行實時監(jiān)控，根據(jù)各接口信號的現(xiàn)時狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進一步的控制命令，完成對運動或功能的控制。
不同廠商的plc有不同的plc語言和不同的語言表達形式，因此，力求熟悉某一機床plc程序的前提是先熟悉該機床的plc語言。
(4)主軸驅(qū)動系統(tǒng)接受來自cnc的驅(qū)動指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動信號驅(qū)動主電動機轉(zhuǎn)動，同時接受速度反饋實施速度閉環(huán)控制。它還通過plc將主軸的各種現(xiàn)實工作狀態(tài)通告cnc用以完成對主軸的各項功能控制。
主軸驅(qū)動系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動特性，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動機規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運行狀態(tài)加以調(diào)改的，例
如零漂等。通常cnc中也設有主軸相關(guān)的機床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)作用相同，因此要注意二者取一，切勿沖突。
(5)進給伺服系統(tǒng)接受來自cnc對每個運動坐標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)動信號驅(qū)動伺服電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機床坐標軸運動，同時接受速度反饋信號實施速度閉環(huán)控制。它也通過plc與cnc通信，通報現(xiàn)時工作狀態(tài)并接受cnc的控制。
進給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應該在位置開環(huán)的條件下作最佳
化調(diào)節(jié)，既不過沖又要保持一定的硬特性。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動鏈 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功能的不斷強大，電器硬件電路主要任務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。但是一些進口機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，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對機床的plc語言與程序深入掌握才行。
(7)機床(電器部分)包括所有的電動機、電磁閥、制動器、各種開關(guān)等。它們是實現(xiàn)機床
各種動作的執(zhí)行者和機床各種現(xiàn)實狀態(tài)的報告員。
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)速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。它將電動機實際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實現(xiàn)速度的精確控制。
這里應注意測速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測速機。由此引起的速度失控多是由于測速反饋線接反或者斷線所致。
(9)位置測量較早期的機床使用直線或圓形同步感應器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機床多采
用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量，將測量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置，從而實現(xiàn)對位置的精確控制。
位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測量元件受到污染，導線連接故障等。
(10)外部設備一般指pc計算機、打印機等輸出設備，多數(shù)不屬于機床的基本配置。使用中的主要問題與輸入裝置一樣，是匹配問題。
(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應用數(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(已很少使用)，3.5in軟盤驅(qū)動器，cnc鍵盤(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲保護)、磁帶機(較少使用)、pc計算機等等。
(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解碼、運算，然后有
序地發(fā)出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結(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格按規(guī)定操作，而日常的維護則主要是對硬件使用環(huán)境的保護和防止系統(tǒng)軟件的破壞。
(3)可編程邏輯控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來自cnc的各種運動及功能指令進行邏輯排序，使它們能夠準確地、協(xié)調(diào)有序地安全運行；同時將來自機床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc，使cnc能及時準確地發(fā)出進一步的控制指令，如此實現(xiàn)對整個機床的控制。
當代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)對所有地址的信息狀態(tài)進行實時監(jiān)控，根據(jù)各接口信號的現(xiàn)時狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進一步的控制命令，完成對運動或功能的控制。
不同廠商的plc有不同的plc語言和不同的語言表達形式，因此，力求熟悉某一機床plc程序的前提是先熟悉該機床的plc語言。
(4)主軸驅(qū)動系統(tǒng)接受來自cnc的驅(qū)動指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動信號驅(qū)動主電動機轉(zhuǎn)動，同時接受速度反饋實施速度閉環(huán)控制。它還通過plc將主軸的各種現(xiàn)實工作狀態(tài)通告cnc用以完成對主軸的各項功能控制。
主軸驅(qū)動系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動特性，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動機規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運行狀態(tài)加以調(diào)改的，例
如零漂等。通常cnc中也設有主軸相關(guān)的機床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)作用相同，因此要注意二者取一，切勿沖突。
(5)進給伺服系統(tǒng)接受來自cnc對每個運動坐標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)動信號驅(qū)動伺服電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機床坐標軸運動，同時接受速度反饋信號實施速度閉環(huán)控制。它也通過plc與cnc通信，通報現(xiàn)時工作狀態(tài)并接受cnc的控制。
進給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié)，既不過沖又要保持一定的硬特性。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動鏈 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功能的不斷強大，電器硬件電路主要任務是電源的生成
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。但是一些進口機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，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對機床的plc語言與程序深入掌握才行。
(7)機床(電器部分)包括所有的電動機、電磁閥、制動器、各種開關(guān)等。它們是實現(xiàn)機床
各種動作的執(zhí)行者和機床各種現(xiàn)實狀態(tài)的報告員。
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)速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。它將電動機實際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實現(xiàn)速度的精確控制。
這里應注意測速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測速機。由此引起的速度失控多是由于測速反饋線接反或者斷線所致。
(9)位置測量較早期的機床使用直線或圓形同步感應器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機床多采
用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量，將測量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置，從而實現(xiàn)對位置的精確控制。
位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測量元件受到污染，導線連接故障等。
(10)外部設備一般指pc計算機、打印機等輸出設備，多數(shù)不屬于機床的基本配置。使用中的主要問題與輸入裝置一樣，是匹配問題。
(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應用數(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(已很少使用)，3.5in軟盤驅(qū)動器，cnc鍵盤(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲保護)、磁帶機(較少使用)、pc計算機等等。
(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解碼、運算，然后有序地發(fā)出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結(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格按規(guī)定操作，而日常的維護則主要是對硬件使用環(huán)境的保護和防止系統(tǒng)軟件的破壞。
(3)可編程邏輯控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來自cnc的各種運動
及功能指令進行邏輯排序，使它們能夠準確地、協(xié)調(diào)有序地安全運行；同時將來自機床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc，使cnc能及時準確地發(fā)出進一步的控制指令，如此實現(xiàn)對整個機床的控制。
當代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)對所有地址的信息狀態(tài)進行實時監(jiān)控，根據(jù)各接口信號的現(xiàn)時狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進一步的控制命令，完成對運動或功能的控制。
不同廠商的plc有不同的plc語言和不同的語言表達形式，因此，力求熟悉某一機床plc程序的前提是先熟悉該機床的plc語言。
(4)主軸驅(qū)動系統(tǒng)接受來自cnc的驅(qū)動指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動信號驅(qū)動主電動機轉(zhuǎn)動，同時接受速度反饋實施速度閉環(huán)控制。它還通過plc將主軸的各種現(xiàn)實工作狀態(tài)通告cnc用以完成對主軸的各項功能控制。
主軸驅(qū)動系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動特性，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動機規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運行狀態(tài)加以調(diào)改的，例
如零漂等。通常cnc中也設有主軸相關(guān)的機床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)作用相同，因此要注意二者取一，切勿沖突。
(5)進給伺服系統(tǒng)接受來自cnc對每個運動坐標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)動信號驅(qū)動伺服電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機床坐標軸運動，同時接受速度反饋信號實施速度閉環(huán)控制。它也通過plc與cnc通信，通報現(xiàn)時工作狀態(tài)并接受cnc的控制。
進給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié)，既不過沖又要保持一定的硬特性。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動鏈 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功能的不斷強大，電器硬件電路主要任務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。但是一些進口機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，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對機床的plc語言與程序
深入掌握才行。
(7)機床(電器部分)包括所有的電動機、電磁閥、制動器、各種開關(guān)等。它們是實現(xiàn)機床
各種動作的執(zhí)行者和機床各種現(xiàn)實狀態(tài)的報告員。
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)速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。它將電動機實際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實現(xiàn)速度的精確控制。
這里應注意測速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測速機。由此引起的速度失控多是由于測速反饋線接反或者斷線所致。
(9)位置測量較早期的機床使用直線或圓形同步感應器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機床多采
用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量，將測量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置，從而實現(xiàn)對位置的精確控制。
位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測量元件受到污染，導線連接故障等。
(10)外部設備一般指pc計算機、打印機等輸出設備，多數(shù)不屬于機床的基本配置。使用中的主要問題與輸入裝置一樣，是匹配問題。
(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應用數(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(已很少使用)，3.5in軟盤驅(qū)動器，cnc鍵盤(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲保護)、磁帶機(較少使用)、pc計算機等等。
(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解碼、運算，然后有序地發(fā)出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結(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格按規(guī)定操作，而日常的維護則主要是對硬件使用環(huán)境的保護和防止系統(tǒng)軟件的破壞。
(3)可編程邏輯控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來自cnc的各種運動及功能指令進行邏輯排序，使它們能夠準確地、協(xié)調(diào)有序地安全運行；同時將來自機床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc，使cnc能及時準確地發(fā)出進一步的控制指令，如此實現(xiàn)對整個機床的控制。
當代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)對所有地址的信息狀態(tài)進行實時監(jiān)控，根據(jù)各接口信號的現(xiàn)時狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進一步的控制命令，完成對運動或功能的控制。
不同廠商的plc有不同的plc語言和不同的語言表達形式，因此，力求熟悉某一機床plc程序的前提是先熟悉該機床的plc語言。
(4)主軸驅(qū)動系統(tǒng)接受來自cnc的驅(qū)動指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動信號驅(qū)動主電動機轉(zhuǎn)動，同時接受速度反饋實施速度閉環(huán)控制。它還通過plc將主軸的各種現(xiàn)實工作狀態(tài)通告cnc用以完成對主軸的各項功能控制。
主軸驅(qū)動系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動特性，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動機規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運行狀態(tài)加以調(diào)改的，例
如零漂等。通常cnc中也設有主軸相關(guān)的機床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)作用相同，因此要注意二者取一，切勿沖突。
(5)進給伺服系統(tǒng)接受來自cnc對每個運動坐標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)動信號驅(qū)動伺服電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機床坐標軸運動，同時接受速度反饋信號實施速度閉環(huán)控制。它也通過plc與cnc通信，通報現(xiàn)時工作狀態(tài)并接受cnc的控制。
進給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié)，既不過沖又要保持一定的硬特性。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動鏈 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功能的不斷強大，電器硬件電路主要任務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。但是一些進口機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，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對機床的plc語言與程序深入掌握才行。
(7)機床(電器部分)包括所有的電動機、電磁閥、制動器、各種開關(guān)等。它們是實現(xiàn)機床
各種動作的執(zhí)行者和機床各種現(xiàn)實狀態(tài)的報告員。
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)速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。它將電動機實際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實現(xiàn)速度的精確控制。
這里應注意測速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測速機。由此引起的速度失控多是由于測速反饋線接反或者斷線所致。
(9)位置測量較早期的機床使用直線或圓形同步感應器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機床多采
用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量，將測量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置，從而實現(xiàn)對位置的精確控制。
位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測量元件受到污染，導線連接故障等。
(10)外部設備一般指pc計算機、打印機等輸出設備，多數(shù)不屬于機床的基本配置。使用中的主要問題與輸入裝置一樣，是匹配問題。
(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應用數(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(已很少使用)，3.5in軟盤驅(qū)動器，cnc鍵盤(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲保護)、磁帶機(較少使用)、pc計算機等等。
(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機床的中樞，它將接到的全部功能指令進行解碼、運算，然后有序地發(fā)出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令，直至運動和功能結(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格按規(guī)定操作，而日常的維護則主要是對硬件使用環(huán)境的保護和防止系統(tǒng)軟件的破壞。
(3)可編程邏輯控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來自cnc的各種運動及功能指令進行邏輯排序，使它們能夠準確地、協(xié)調(diào)有序地安全運行；同時將來自機床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc，使cnc能及時準確地發(fā)出進一步的控制指令，如此實現(xiàn)對整個機床的控制。
當代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)對所有地址的信息狀態(tài)進行實時監(jiān)控，根據(jù)各接口信號的現(xiàn)時狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進一步的控制命令，完成對運動或功能的控制。
不同廠商的plc有不同的plc語言和不同的語言表達形式，因此，力求熟悉某一機床plc程序的前提是先熟悉該機床的plc語言。
(4)主軸驅(qū)動系統(tǒng)接受來自cnc的驅(qū)動指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動信號驅(qū)動主電動機轉(zhuǎn)動，同時接受速度反饋實施速度閉環(huán)控制。它還通過plc將主軸的各種現(xiàn)實工作狀態(tài)通告cnc用以完成對主軸的各項功能控制。
主軸驅(qū)動系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動特性，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動機規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運行狀態(tài)加以調(diào)改的，例
如零漂等。通常cnc中也設有主軸相關(guān)的機床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)作用相同，因此要注意二者取一，切勿沖突。
(5)進給伺服系統(tǒng)接受來自cnc對每個運動坐標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)動信號驅(qū)動伺服電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機床坐標軸運動，同時接受速度反饋信號實施速度閉環(huán)控制。它也通過plc與cnc通信，通報現(xiàn)時工作狀態(tài)并接受cnc的控制。
進給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié)，既不過沖又要保持一定的硬特性。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動鏈 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功能的不斷強大，電器硬件電路主要任務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。但是一些進口機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，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對機床的plc語言與程序深入掌握才行。
(7)機床(電器部分)包括所有的電動機、電磁閥、制動器、各種開關(guān)等。它們是實現(xiàn)機床
各種動作的執(zhí)行者和機床各種現(xiàn)實狀態(tài)的報告員。
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)速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。它將電動機實際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實現(xiàn)速度的精確控制。
這里應注意測速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測速機。由此引起的速度失控多是由于測速反饋線接反或者斷線所致。
(9)位置測量較早期的機床使用直線或圓形同步感應器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機床多采
用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量，將測量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置，從而實現(xiàn)對位置的精確控制。
位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測量元件受到污染，導線連接故障等。
(10)外部設備一般指pc計算機、打印機等輸出設備，多數(shù)不屬于機床的基本配置。使用中的主要問題與輸入裝置一樣，是匹配問題。
6.2.數(shù)控機床運動坐標的電氣控制
數(shù)控機床一個運動坐標的電氣控制由電流(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)是為伺服電機提供轉(zhuǎn)矩的電路。一般情況下它與電動機的匹配調(diào)節(jié)已由制造者作好了或者指定了相應的匹配參數(shù)，其反饋信號也在伺服系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接完成，因此不需接線與調(diào)整。
(2)速度環(huán)是控制電動機轉(zhuǎn)速亦即坐標軸運行速度的電路。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)動坐標軸的負載大小和機械傳動系統(tǒng)(導軌、傳動機構(gòu))的傳動剛度與傳動間隙等機械特性，一旦這些特性發(fā)生明顯變化時，首先需要對機械傳動系統(tǒng)進行修復工作，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，這對于水平運動的坐標軸和轉(zhuǎn)動坐標軸較容易進行，而對于垂向運動坐標軸則位置開環(huán)時會自動下落而發(fā)生危險，可以采取先摘下電動機空載調(diào)整，然后再裝好電動機與位置環(huán)一起調(diào)整或者直接帶位置環(huán)一起調(diào)整，這時需要有一定的經(jīng)驗和細心。速度環(huán)的反饋環(huán)節(jié)見前面“速度測量”一節(jié)。
(3)位置環(huán)是控制各坐標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：
一是位置測量元件的精度與cnc系統(tǒng)脈沖當量的匹配問題。測量元件單位移動距離
發(fā)出的脈
沖數(shù)目經(jīng)過外部倍頻電路和/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。例如位置測量元件10脈沖/mm，數(shù)控系統(tǒng)分辨率即脈沖當量為0.001mm，則測量元件送出的脈沖必須經(jīng)過100倍頻方可匹配。
二是位置環(huán)增益系數(shù)kv值的正確設定與調(diào)節(jié)。通常kv值是作為機床數(shù)據(jù)設置的，數(shù)控系統(tǒng)中對各個坐標軸分別指定了kv值的設置地址和數(shù)值單位。在速度環(huán)最佳化調(diào)節(jié)后kv值的設定則成為反映機床性能好壞、影響最終精度的重要因素。kv值是機床運動坐標自身性能優(yōu)劣的直接表現(xiàn)而并非可以任意放大。關(guān)于kv值的設置要注意兩個問題，首先要滿足下列公式： kv=v/δ
式中v——坐標運行速度，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，設置時要注意數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的單位。例如，坐標運行速度的單位是m/min，則kv值單位為m/(mm·min)，若v的單位為mm/s，則kv的單位應為mm/(mm·s)。
其次要滿足各聯(lián)動坐標軸的kv值必須相同，以保證合成運動時的精度。通常是以kv值最低的坐標軸為準。
位置反饋(參見上節(jié)“位置測量”)有三種情況：一種是沒有位置測量元件，為位置開環(huán)控制即無位置反饋，步進電機驅(qū)動一般即為開環(huán)；一種是半閉環(huán)控制，即位置測量元件不在坐標軸最終運動部件上，也就是說還有部分傳動環(huán)節(jié)在位置閉環(huán)控制之外，這種情況要求環(huán)外傳動部分應有相當?shù)膫鲃觿偠群蛡鲃泳龋尤敕聪蜷g隙補償和螺距誤差補償之后，可以得到很高的位置控制精度；
結(jié)
語
制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國際接軌的發(fā)展道路，對21世紀我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。本文在對數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的分析，對我國數(shù)控領(lǐng)域存在的問題進行研究的基礎(chǔ)上，對21世紀我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展途徑進行了探討，提出了以科技創(chuàng)新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術(shù)支持和服務為后盾，堅持可持續(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)控機床整機等的具體技術(shù)途徑。
我們衷心希望，我國科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作，把握好知識經(jīng)濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球化帶來的嚴峻挑戰(zhàn)，為在21世紀使我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國經(jīng)濟繼續(xù)保持強勁的發(fā)展勢頭而共同努力奮斗！
致
謝
時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。在這個美好的季節(jié)里，我在電腦上敲出了最后一個字，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生時代即將結(jié)束，盡管百般不舍，這一天終究會在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來臨。
三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達能力和廣闊視野。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友，無論在學習上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度，謹以最樸實的話語致以最崇高的敬意。
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會，養(yǎng)育之恩沒齒難忘； 他們不僅培養(yǎng)了我對中國傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣，讓我在漫長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。在未來的日子里，我會更加努力的學習和工作，不辜負父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬和報答他們！，還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過客，但他們對我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象。在此無法一一羅列，但對他們，我始終心懷感激。最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝！
數(shù)控機床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機床畢業(yè)論文5000字篇四
中國地質(zhì)大學(武漢)遠程與繼續(xù)教育學院
課程作業(yè)4（共 次作業(yè)）學習層次：專科涉及章節(jié)：第7章 ——第9章
一、選擇題
1.數(shù)控機床移動部件某點的定位誤差a的表示公式為(c)
a.a=x±σb.a=x±2σc.a=x±3σd.a=x±4σ
2．數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)的開環(huán)增益為k，移動部件的速度為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．數(shù)控機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)計規(guī)律，其均方根誤差σ反映了機床在該位置的（a）a．重復定位精度c．系統(tǒng)性誤差
b．反向差值 d．失動量
二、填空題
1．在數(shù)控機床上以某一進給速度加工圓弧時，當伺服系統(tǒng)兩軸的增益相同時，進給速度愈大，則輪廓誤差___越大___。
三、簡答題
1.試述數(shù)控機床的定位精度檢測一般有哪些檢測工具儀器?現(xiàn)有一臺三坐標聯(lián)動的高精度數(shù)控銑床，試問應選用哪種儀器測量其定位精度。
2．試述提高步進系統(tǒng)精度的措施及基本原理。3.數(shù)控機床的常用故障診斷方法有哪些？
答:1.(1)數(shù)控機床的定位精度一般采用刻線基準尺和讀數(shù)顯微鏡、激光干涉儀、光柵、感應同步器等測量工具進行測量。
(2)高精度的數(shù)控銑床應選用雙頻激光干涉儀測量其定位精度。2.措施：細分線路、反向間隙補償、混合伺服系統(tǒng)。基本原理：
(1)細分線路就是把步進電機的一步再分得細一些，來減小步距角；
(2)反向間隙補償就是根據(jù)實際測得的傳動間隙的大小，每當出現(xiàn)反向時，用補充固定的脈沖來克服；
(3)混合伺服系統(tǒng)就是在開環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在工作臺上裝有反饋元件如感應同步器進行
檢測，校正機械誤差。
3.(1)根據(jù)報警號進行故障診斷；
(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)機床參數(shù)進行故障診斷；(5)用診斷程序進行故障診斷；(6)經(jīng)驗法；(7)換板法；
數(shù)控機床畢業(yè)論文結(jié)論 數(shù)控機床畢業(yè)論文5000字篇五
xxxxxxx大學
2011屆本科畢業(yè)論文（設計）論文題目：數(shù)控機床的發(fā)展與趨勢 學生姓名：xxxx 所在院系： xxxxxx 所學專業(yè)： xxxxxx 導師姓名：xxxxx 完成時間：2010年x月xx日 摘要
數(shù)控機床集計算機技術(shù)，電子技術(shù)，自動控制技術(shù)，傳感測量，機械制造，是典型的機電一體化產(chǎn)品。它的發(fā)展和應用開創(chuàng)了制造業(yè)的新時代，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)控機床國內(nèi)外的發(fā)展概況，現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。介紹了數(shù)控機床的特點，組成與分類，并介紹了可編程控制器（plc）在數(shù)控機床中的應用。重點介紹了磨床的概況，以及現(xiàn)代數(shù)控磨床的特點，并用plc進行了對自動磨床電氣系統(tǒng)的改造。
本文在編寫過程中，參閱了同行的教材，資料和文獻，得到了許多幫助，在此謹致謝意。關(guān)鍵詞：發(fā)展趨勢組成分類概述結(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)控機床概要 2 2.1數(shù)控機床的產(chǎn)生 2 2.2數(shù)控機床的發(fā)展 3 2.3數(shù)控機床的組成及工作原理 4 2.3數(shù)控技術(shù)的復合化 5 2.4數(shù)控技術(shù)的開放性 6 2.4數(shù)控技術(shù)的先進性 7 3.國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀 9 3.1國產(chǎn)數(shù)控機床與國際先進水平差距逐漸縮小 9 3.2國產(chǎn)數(shù)控機床存在的問題 9 3.3核心技術(shù)嚴重缺乏 10 3.4民族品牌與國際品牌差距明顯 10 3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場脫節(jié) 11 3.6缺乏先進的管理機制 11 4.國內(nèi)數(shù)控機床的發(fā)展趨勢 11 4.1智能、高速、高精度化 11 4.2設計、制造綠色化 12 4.3復合化與系統(tǒng)化 12 4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢 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)向復合化方向發(fā)展 14 4.7.7數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(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 15 5.4進給速度處理 15 5.5刀具補償 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 18 致謝 19 參考文獻 20 1 前言
從20世紀中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟效益的提高。數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數(shù)控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經(jīng)濟和國防建設發(fā)展的重要裝備。
進入21世紀，我國經(jīng)濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數(shù)控機床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機床的大量需求以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設計技術(shù)的飛速進步，數(shù)控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應生產(chǎn)加工的需要。本文簡要分析了數(shù)控機床高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、網(wǎng)絡化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數(shù)控機床發(fā)展中存在的一些問題。
裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(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)說過“各種經(jīng)濟時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當今先進制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。
隨著社會的進步和科技的發(fā)展,現(xiàn)代機械制造工程領(lǐng)域方面越來越多地采用智能化、自動化,新設備、新技術(shù)的應用越來越普遍。我們對市場進行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在機械工業(yè)大量采用數(shù)控機床甚至加工中心取代傳統(tǒng)的普通機床的機械加工，采用計算機集成系統(tǒng)cims取代原有的生產(chǎn)制造管理過程，使企業(yè)生產(chǎn)智能化、集成化、網(wǎng)絡化。這將對生產(chǎn)第一線的工作人員提出越來越高的職業(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、機械、鋼鐵等企業(yè)都具備數(shù)控技術(shù)設備。為適應生產(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展.提高企業(yè)在市場經(jīng)濟中的競爭能力,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，以便使大量的新技術(shù)得到利用與開發(fā)，同時在實踐技能上更能勝任，由此可見，企業(yè)對數(shù)控加工技術(shù)與應用專業(yè)高級技術(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)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(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)機械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。2．數(shù)控機床概要 2.1數(shù)控機床的產(chǎn)生
制造業(yè)是生產(chǎn)物質(zhì)財富的產(chǎn)業(yè)，機床是制造業(yè)的主要生產(chǎn)設備，制造業(yè)中的絕大多數(shù)零件都直接或間接地經(jīng)過機床加工，固此機床(也稱工作母機)是制造業(yè)的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)制造業(yè)中，對于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，往往采用組合機床等專用機床組成的自動或半自動生產(chǎn)線；對于單件或小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，一般采用通用機床加工。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和社會生產(chǎn)力的不斷提高，市場對機械產(chǎn)品的要求越來越高，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)的加工機床就顯得不合理了．這主要體現(xiàn)在兩個方面：①應用專用機床生產(chǎn)線生產(chǎn)準備周期長、費用高、產(chǎn)品不易更新(有時甚至不可能實現(xiàn)產(chǎn)品更新)； ②應用通用機床則無法大幅度地提高生產(chǎn)效率或精確地控制產(chǎn)品質(zhì)量，同時通用機床也無法加工一些復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)控機床的出現(xiàn)恰恰滿足了這些要求。
1948年美國帕森斯(p—ns)公司在研制加工直升機葉片輪廓檢驗樣板的機床時，首先提出利用電子計算機控制機床加工復雜曲線樣板的新概念。1952年帕森斯公司和麻省理工學院(mit)伺服機構(gòu)研究所合作研制成功世界e第一臺三坐標數(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，功能簡單，但卻意義重大，標志著機械制造業(yè)進入r一個新的發(fā)展階段。1958年我國北京機床研究所和清華大學開始研制數(shù)控機床，1965年北京第一機床廠開始生產(chǎn)三坐標數(shù)控銑床。
數(shù)控機床的出現(xiàn)極大地促進了機床行業(yè)的技術(shù)進步和行業(yè)發(fā)展。對于整個制造業(yè)來說．由于數(shù)控機床的大量使用，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)控機床已經(jīng)遍布軍工、航空航天、汽車、造船、機車車輛、機床建筑、通用機械、紡織、輕工、電子等幾乎所有制造行業(yè)。2.2數(shù)控機床的發(fā)展(1)數(shù)控機床的發(fā)展簡史
1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類自g造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)，工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進^信息社會奠定了基礎(chǔ)。6年后，即在1 952年，計算機技術(shù)應用于機床上，從而一種新型的用數(shù)字程序控制的機床應運而生。這種機床是一種綜合運用了計算機技術(shù)、自動控制、精密測景和機械設計等新技術(shù)的機電體化典型產(chǎn)品。數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))的自動化機床。計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三個時代，即1970年的第四代——小型計算機，1974年的第五代微處理器和1990年的第六代——基于pc(國外稱為pc_based)。
從1952年美國麻省理工學院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了50多年的歷程。數(shù)控系統(tǒng)由當初的電子管式起步．經(jīng)歷了以下幾個發(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)模集成電路巾型計算機式、微機式的數(shù)控系統(tǒng)。
前三代數(shù)控裝置屬于采用專用控制計算機的硬件數(shù)控裝置，一般稱為nc數(shù)控系統(tǒng)。到20世紀80年代，總體發(fā)展趨勢是：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、擴展和功能升級，滿足不同類型數(shù)控機床的需要；驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；cnc裝置向人t智能化方向發(fā)展；采用新型的自動編程系統(tǒng)；增強通信功能；數(shù)控系統(tǒng)的可靠性不斷提高。總之，數(shù)控機床技術(shù)不斷發(fā)展，功能越來越完善，使用越來越方便，可靠性越來越高，性能價格比也越來越高，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13萬臺(套)。(2)我國敷控機床發(fā)展概況
我國于1958年研制第一臺數(shù)控機床．發(fā)展過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．數(shù)控系統(tǒng)沒有突破，雖然我國起步不晚，但發(fā)展不快，20世紀60～70年代，由于文革等因索，我國與發(fā)達國家差距開始拉大。20世紀70年代國家組織數(shù)控機床攻關(guān)，取得一定成效，相繼推出一些數(shù)控機床品種，但從整體來看．我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段。第二階段從日、德、美、西先后引進數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞、匈、奧、韓等國及臺灣地區(qū)引進數(shù)控機床先進技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解頭了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。第三階段國家從科技攻關(guān)和技術(shù)改造兩方面對數(shù)控機床產(chǎn)韭進行了重點扶持，并加快了國產(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)控機床商品化和規(guī)模化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。一些數(shù)控機床主機廠組建床身、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)水平進一步提高。cad／(1app／cam開始應用，開發(fā)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量進一步提高，奠定了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。數(shù)控機床進^了快速發(fā)展期。2.3數(shù)控機床的組成及工作原理
數(shù)控機床一般由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)(包含伺服電機和檢測反饋裝置)、強電控制柜、機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)控機床的加工程序可以存儲在控制質(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)控機床的核心，其作用是：從內(nèi)部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過數(shù)控裝置的邏輯電路或統(tǒng)軟件進行編譯，運算處理后，輸出幾種控制信息和指令，控制機床各部分的工作，使其進行規(guī)定的有序運動和動作。
(4)伺服單元和驅(qū)動裝置
伺服單元是cnc和機床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來自cnc裝置的微弱指令信號放大成控制驅(qū)動裝置的大功率信號。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裝置。位置檢測裝置將數(shù)控機床各坐標軸的實際位移檢測出來，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋到機床的數(shù)控系統(tǒng)中。驅(qū)動裝置把經(jīng)放大的指令信號變?yōu)闄C械運動，通過簡單的機械連接部件驅(qū)動機床，使工作臺精確定位或接規(guī)定的軌跡作嚴格的相對運動，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對應，驅(qū)動裝置有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機等。
伺服單元和驅(qū)動裝置可臺稱為伺服驅(qū)動系統(tǒng)，它是機床工作的動力裝置。cnc裝置的指令要靠伺服驅(qū)動系統(tǒng)付諸實施，所以，伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分。從某種意義上說，數(shù)控機床功能的強弱主要取決于cnc裝置，而數(shù)控機床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動系統(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，經(jīng)過翻譯、邏輯判斷和運算，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動相應的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)量動作。這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令．刀具的選擇和交換指令．冷卻、潤}骨裝置的啟停，工件和機床部件的松開和夾緊，分度工作臺的轉(zhuǎn)位分度等開關(guān)輔助動作。當今數(shù)控機床已廣泛采用可編程控制器作為輔助控制裝置。
(6)機廉本體
數(shù)控機床的本體指其機械結(jié)構(gòu)宴體。它與傳統(tǒng)的普通機床相似，但數(shù)控機床在整體布局、外觀造型、傳動機構(gòu)、工具系統(tǒng)及操作機構(gòu)等方面都發(fā)生了很大的變化。歸納起來主要有以下幾個方面：
①采用高性能主軸及主傳動部件。
②進給傳動采用高效傳動件。一般采用滾珠絲杠副、直線滾動導軌副等。③具有完善的刀具自動交換和管理系統(tǒng)。④機床本身具有很高的動、靜剛度。⑤采用全封閉罩殼。由于數(shù)控機床是自動完成加工的，為了操作安全等因素，一般采用移動門結(jié)構(gòu)的全封閉罩殼．對機床的加工部件進行全 2.3數(shù)控技術(shù)的復合化
復合化包括t序復合化和功能復合化。數(shù)控機床的發(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機床來完成，打破了傳統(tǒng)的工序界限和分開加工的工藝規(guī)程。一臺具有自動換刀裝置、自動交換工作臺、自動轉(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、攻絲和檢驗等工序，而且還可以完成箱體五個面粗精加工的工序。近年來．又相繼出現(xiàn)了許多跨度更大的功能集中的復合化數(shù)控機床。日本池貝鐵工所的tw4lⅱ立式加工中心．由于采用了u軸，亦可進行車加t。東芝機械的gmc 95立式加工中心，在一根主軸上既可進行切削叉可進行磨削。美國sincnnaillmli，acr()n公司的車、銑、鏜、鉆偏心孔多用途制造中心，在一臺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)的車削中心復合。如意大利safop的車、鏜、銑、磨復合機床；德國voesl aijlnt_盯einnel公司m30型銑削一車削復合中心；eta公t“('1i。deml趼。er復合車一銑機床。還有成型機床與切削機床的復臺，如瑞l raskn的沖孔、成型與激光切割復合；whitne公司等離子加工與沖壓復合等。在多軸和多軸聯(lián)動控制方面，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24軸。
例如：采用軸聯(lián)動對=三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅粗糙度值降低，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺j軸聯(lián)動機床的效率可以等于2白3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動發(fā)揮更高的效益。但過去圉5軸聯(lián)動數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當前由于電主軸的出現(xiàn)．使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本太幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小，因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發(fā)展。
在eno 20。l展會上，新日本工機的j面加1二機床采用復合主軸頭，可宴現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上宴現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國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
為適應數(shù)控進線、聯(lián)網(wǎng)、普艘型個性化、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)展趨勢是體系結(jié)構(gòu)的開放性、設計生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)。例如美國、歐共體及日本發(fā)展開放式數(shù)控的計劃等。
①為適應制造自動化的發(fā)展，向fmc’、fms和cims提供基礎(chǔ)設備，要求數(shù)字控制制造系統(tǒng)不僅能完成通常的加工功能，而且還要具備自動測量、自動上下料、自動換刀、自動更換主軸頭(有時帶坐標變換)、自動誤差補償、自動診斷、進線和聯(lián)網(wǎng)等功能，廣泛地應用機器人、物流系統(tǒng)。
②fmcc，fmss web bad即d制造及無圖紙制造技術(shù)。
③圍繞數(shù)控技術(shù)、制造過程技術(shù)在快速成型，并聯(lián)機構(gòu)機床、機器人化機床、多功能機床等整機方面和高速電主軸、直線電機、軟件補償精度等單元技術(shù)方面先后有所突破。并聯(lián)桿系結(jié)構(gòu)的新型數(shù)控機床實用化。這種虛擬軸數(shù)控機床．用較件的復雜性代替?zhèn)鹘y(tǒng)機床機構(gòu)的復雜性，開拓了數(shù)控機床發(fā)展的新領(lǐng)域。④以計算機輔助管理和工程數(shù)據(jù)庫、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)，對機械加工中大量信息進行存儲和實時處理，應用數(shù)字化網(wǎng)絡技術(shù)，使機械加工整體系統(tǒng)趨于資源合理支配并高效地應用。⑤由于采用了神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)擻字化阿絡技術(shù)，機械加工向虛擬制造的方向發(fā)展。
2.4數(shù)控技術(shù)的先進性
21世紀的數(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。如加工過程的自適應控制、工藝參數(shù)自動生成。②提高驅(qū)動眭能及使用連接方便的智能化。如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載、自動選定模型、自整定等。
③簡化編程、簡化操作方面的智能化。如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。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。隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了白適應控制，模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制’學習控制、自適應控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ埽胰藱C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)動和智能化伺服裝置，能自動識別負載井自動調(diào)整參數(shù)。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題，目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究。如美國的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)一的運行平臺上，面向機床廠家和晟終用戶，通過政變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能)，形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中．快速實現(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、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。
網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的阿絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(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。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(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。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)機床公司展出的it廣場(信息技術(shù)廣場)．德國西門于(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)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。
開放式生產(chǎn)對于一些資本密集型的從事大型制造，尤其是生產(chǎn)大批量復雜零件的廠家而言，實現(xiàn)網(wǎng)絡制造更有其特別的意義。阿絡制造在廣義上表現(xiàn)為使用網(wǎng)絡的企業(yè)與企業(yè)間可進行跨地域的協(xié)同設計、協(xié)同制造、信息共享、遠程監(jiān)控及遠程服務，以及企業(yè)內(nèi)部的管理部門(產(chǎn)、供、銷、人、財、物等)坡計部門(cad capp／cae／cam等)、生產(chǎn)部門(生產(chǎn)監(jiān)測，生產(chǎn)管理，刀夾、量具，材料管理．設備管理等)在網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫技術(shù)支持下進行系統(tǒng)集成，通過t(，／ip通信協(xié)議進行網(wǎng)絡通信，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等數(shù)據(jù)信息得到統(tǒng)一。通過這樣的網(wǎng)絡通信，數(shù)據(jù)傳遞的速度得到極大提高。過去要幾個小時才能完成傳輸?shù)拇蟪绦颍F(xiàn)在只需幾秒鐘即可完成。然而，更為高效的cnc網(wǎng)絡通信功能遠遠不止于快速傳遞數(shù)據(jù)及信包，通過連接調(diào)制解調(diào)器與通信軟件，可以實現(xiàn)(1nc機床的遠程診斷。這樣，一個技術(shù)人員即使在機床生產(chǎn)廠家的辦公室，也可以通過遠程診斷對遠程的cnc機床進行實時問題診斷，及時做出央定，并直接發(fā)出指令進行調(diào)整。這一切操作都無需親臨工作現(xiàn)場。采用tcp／ip通信協(xié)泌進行網(wǎng)絡通信還有一個基本條件就是機床數(shù)控系統(tǒng)的操作平臺最好是wmdo平臺，傳統(tǒng)的專用計算機數(shù)控系統(tǒng)要做到這一點是很困難的，而第六代數(shù)控系統(tǒng)可咀滿足網(wǎng)絡制造的諸多要求。
數(shù)控機床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趟勢：一方面從點(數(shù)控單機、加_[巾心和數(shù)控復合加工機床)、線(fmc，fms、fil、fml)向面(t段車間獨立制造島、fa)、體(cims、分布式網(wǎng)絡集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展；另一方面向注重應用性和經(jīng)濟性方向發(fā)展。黍性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點是以提高系統(tǒng)的可靠性、實用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標；注重加強單元技術(shù)的開拓、完善；cnc單機向高精度、高速度和高柔眭方向發(fā)展：數(shù)控機床及其構(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)絡系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。3國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀
3.1國產(chǎn)數(shù)控機床與國際先進水平差距逐漸縮小
數(shù)控機床是當代機械制造業(yè)的主流裝備，國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展經(jīng)歷了30年跌宕起伏，已經(jīng)由成長期進入了成熟期，可提供市場1,500種數(shù)控機床，覆蓋超重型機床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓設備、前沿高技術(shù)機床等領(lǐng)域，產(chǎn)品種類可與日、德、意、美等國并駕齊驅(qū)。特別是在五軸聯(lián)動數(shù)控機床、數(shù)控超重型機床、立式臥式加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控齒輪加工機床領(lǐng)域部分技術(shù)已經(jīng)達到世界先進水平。其中，五軸(坐標)聯(lián)動數(shù)控機床是數(shù)控機床技術(shù)的制高點標志之一。它集計算機控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體，應用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工，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)鍵加工設備。五軸聯(lián)動數(shù)控機床的應用，其加工效率相當于2 臺三軸機床，甚至可以完全省去某些大型自動化生產(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)運輸時間及費用。國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床品種日趨增多，國際強手對中國限制的五軸聯(lián)動加工中心、五軸數(shù)控銑床、五軸龍門銑床、五軸落地銑鏜床等均在國內(nèi)研制成功，改變了國際強手對數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的壟斷局面。3.2國產(chǎn)數(shù)控機床存在的問題
由于中國技術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)還比較落后，數(shù)控機床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達國家相比，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)控機床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成為當前的主要任務。目前主要問題有： 3.3核心技術(shù)嚴重缺乏
統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，數(shù)控機床的核心技術(shù)—數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、控制器伺服、伺服電機和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成，中國90%需要國外進口。如在上海設廠的德國吉特邁集團和意大利利雅路機床集團，在煙臺建廠的韓國大宇綜合機械株式會社，所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國內(nèi)能做的中、高端數(shù)控機床，更多處于組裝和制造環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術(shù)。國產(chǎn)數(shù)控機床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴進口，國內(nèi)真正大而強的企業(yè)并不多。目前世界最大的3 家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(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)全都是進口。華中數(shù)控近幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當不錯，但在電器硬件方面還需進一步提高。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。數(shù)控功能部件是另外一個薄弱環(huán)節(jié)。某種意義上說，功能部件將構(gòu)筑21世紀現(xiàn)代數(shù)控機床。功能部件的性能和價格決定了數(shù)控機床的性能和價格。功能部件不是機床附件，它是數(shù)控機床的核心代表。國產(chǎn)數(shù)控機床的主要故障大多出在功能部件上，它是影響國產(chǎn)數(shù)控機床使用的主要根源。從國產(chǎn)數(shù)控機床的開發(fā)和使用來看，功能部件急需技術(shù)攻關(guān)。特別在數(shù)控刀具滯后現(xiàn)象反映相當強烈。國產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性等方面差距明顯，無論在品種、性能和質(zhì)量上都遠遠不能滿足用戶要求。由于國產(chǎn)刀具品種少、壽命低，嚴重影響數(shù)控機床效率的發(fā)揮。調(diào)研企業(yè)進口的數(shù)控機床，配用大量進口數(shù)控刀具，由于價格昂貴，用戶不堪負擔。數(shù)控立、臥回轉(zhuǎn)工作臺，數(shù)控分度盤和數(shù)控電動刀架等數(shù)控功能部件市場中海外商家也稍勝一籌。
3.4民族品牌與國際品牌差距明顯
2004年6月一份廣東機床用戶的抽查情況透露，在數(shù)控機床的各個品牌之中，用戶對歐洲、日本、美國、韓國和中國臺灣等數(shù)控機床品牌的關(guān)注度已占全部市場的60%以上。品牌知名度上的差距，導致用戶在選擇加工設備時把更多的機會給了海外數(shù)控機床行業(yè)的一些“實力派”。如哈爾濱某發(fā)動機(集團)有限公司的缸體生產(chǎn)線是一條全自動加工線，其粗加工選用韓國大宇重工的專機自動線，精加工則選用了英國cross hulle公司的專機自動線，公司制造的高速加工中心和專機自動線、德國產(chǎn)的全自動在線測量機、日本產(chǎn)的全自動密封檢測機和清洗機組成的。曲軸生產(chǎn)線為全自動柔性流水生產(chǎn)線，精加工線由日本的數(shù)控高速cbn 磨床、動平衡機、拋光機等組成。3.5技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場脫節(jié)
適銷對路的產(chǎn)品是企業(yè)在市場競爭中取勝的根本。技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)品滿足市場需要的關(guān)鍵。多數(shù)企業(yè)在確定數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新項目上沒有突出重點，市場定位不明確，不能集中力量，突破重點，帶動整體，項目安排帶有盲目性。首先，盲目跟隨國際技術(shù)潮流增加生產(chǎn)能力。數(shù)控機床產(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。近年來的改制、改組已有一些初步成效，來之不易。在面對市場需求增加的同時，還是要清醒看市場，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)，慎重抓能力。中國要成為制造市場，而不是加工市場，機床行業(yè)也應正確看待這個問題。否則就造成科技攻關(guān)的新產(chǎn)品差距仍然很大，浪費了有限的人力物力；其次技術(shù)創(chuàng)新取得成果后，缺乏市場化的全面安排，質(zhì)量保證體系的不健全，尚未制定相應的規(guī)范和標準，制造工藝研究嚴重滯后。造成數(shù)控機床市場占有率逐年下降；再次，不重視質(zhì)量和服務。機床行業(yè)是第1 個提出質(zhì)量承諾聲明的行業(yè)，在市場好轉(zhuǎn)的時候，企業(yè)對質(zhì)量和服務更要重視，對用戶更加周到和熱情，一個企業(yè)的品牌往往是在市場好的時候樹立的，也往往是在市場好的時期丟掉的。3.6缺乏先進的管理機制
多數(shù)企業(yè)都受到生產(chǎn)經(jīng)營缺乏動力、自我約束機制不健全、勞動生產(chǎn)率低下等問題的嚴重困擾。適應市場經(jīng)濟需求的以企業(yè)為主體、產(chǎn)學研相結(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，無法有效整合相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和資源優(yōu)勢，形成合力開展聯(lián)合攻關(guān)，共同打造技術(shù)創(chuàng)新平臺。所以必須按照經(jīng)濟發(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經(jīng)濟觀念，認真調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。真正讓市場在資源配置中起基礎(chǔ)作用。4國內(nèi)數(shù)控機床的發(fā)展趨勢
根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》。國內(nèi)數(shù)控機床大致發(fā)展趨勢表現(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、lm直線滾動系統(tǒng)等)主軸轉(zhuǎn)速達15,000r/min以上。計算機技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來越大，計算機系統(tǒng)及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡化，數(shù)控機床的智能化程度日趨提高。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005 mm(iso 標準、統(tǒng)計法)，就是一臺高精度機床，在0.005mm(iso 標準、統(tǒng)計法)以下，就是超高精度機床。高精度的機床，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，精密度已達到微米級。4.2設計、制造綠色化
綠色設計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進設計理論和方法。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)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機床在設計時要考慮：綠色材料設計；可拆卸性設計；節(jié)能性設計；可回收性設計；模塊化設計；綠色包裝設計等。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過綠色生產(chǎn)過程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。數(shù)控機床在制造時要考慮：節(jié)約資源的工藝設計；節(jié)約能源的工藝設計；環(huán)保型工藝設計等。隨著世界經(jīng)濟的迅速發(fā)展，尤其是國內(nèi)改革開放以來工業(yè)化程度的加快，所帶來的環(huán)境污染問題越來越嚴重，環(huán)境保護的呼聲越來越高，環(huán)保問題已經(jīng)成為各國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。數(shù)控機床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應環(huán)保趨勢，加大綠色設計與制造的研制，將是影響經(jīng)濟發(fā)展的重要要素之一。
4.3復合化與系統(tǒng)化
工件一次裝夾，能進行多種工序復合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機床一貫追求的。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發(fā)展。機床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。4.4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢
4.4.1數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展
計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(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、適應性、可擴展性，并可以較容易地實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡化。，開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級和更新變得更加簡單快捷。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)范都是對外開放的．數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開放的資源進行系統(tǒng)集成，同時它也為用戶根據(jù)實際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來極大方便，促進了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應用，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。同時，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨cpu升級而升級，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。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)和當今計算機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)，用戶無法介人數(shù)控系統(tǒng)的核心。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，功能強大，價格昂貴。
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)運動控制卡和pc機共同構(gòu)成。這種運動控制卡通常選用高速dsf’作為cpu，具有很強的運動控制和plc控制能力。它本身就是一個數(shù)控系統(tǒng)，可以單獨使用。它開放的函數(shù)庫供用戶在windows臺下自行開發(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)運動控制卡被廣泛應用于制造業(yè)自動化控制的各個領(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軟件全部裝在計算機中，而硬件部分僅是計算機與伺服驅(qū)動和外部i／o之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應的驅(qū)動程序一樣。用戶可以在windows nt平臺上，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)具有最高的性能價格比，因而最有生命力。通過軟件智能替代復雜的硬件，正在成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。其典型產(chǎn)品有美國mdsi公司的open cnc、德國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 隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ埽胰藱C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。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現(xiàn)快速制造、快速檢測和快速響應的有效途徑，已形成將測量(m?㈣nt)、建模(modelling)、加_i=(m衄u?tildng)、機器操作(m刪pulator)四者(即4m)融合在一個系統(tǒng)中，實現(xiàn)信息共享．促進測量、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)絡化方向發(fā)展 數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其他控制系統(tǒng)或上位計算機進行網(wǎng)絡連接和網(wǎng)絡控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(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”，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進口數(shù)控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。為模具車間利用inkmet技術(shù)進行的網(wǎng)絡化控制數(shù)控加工．數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化進一步促進了柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復合加工機床)、線(fmcc、fms、rrl、fml)向面(工段車間獨立制造島、fa)、體(c[ms、分布式網(wǎng)絡集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。柔性自動化技術(shù)以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標，同時注重加強單元技術(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)控機床網(wǎng)絡化應用的日趨廣泛，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。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在99％以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間(mtbf)就必須大于3000h。如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：l(數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級)，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)動等的mtbf就必須大于105h。對整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。
4.4.6數(shù)控系統(tǒng)向復合化方向發(fā)展
在零件加工過程中，有大量的無用時間消耗在工件搬運、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用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此，具有復合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復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)動化方向發(fā)展
在加工自由曲面時，三軸聯(lián)動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進而對工件的加工質(zhì)量造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過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)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當前的一個開發(fā)熱點。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．對輸人、譯碼、刀具補償、速度規(guī)劃、插補運算、位置控制、l／o接口處理、顯示和診斷等方面進行控制。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)和補償量等數(shù)據(jù)。輸人的形式有光電閱讀機輸人、鍵盤輸入、磁盤輸入、連接上級計算機的dnc接口輸人、網(wǎng)絡輸人。從cnc裝置的工作方式看，有存儲器輸人工作方式和mdi(m皿ud directinput，手工直接輸人)工作方式。cnc裝置在輸入過程中通常還要完成無效碼刪除、代碼校驗和代碼轉(zhuǎn)換等工作。
5.2譯碼
不論系統(tǒng)工作在mdi方式還是存儲器輸入方式下，都是將零件程序以一個程序段為單位進行處理的，把其中的各種零件輪廓信息(如起點、終點、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)按照一定的語法規(guī)則解釋成計算機能夠識別的數(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。在譯碼的過程中．還完成對程序段的語法檢查，發(fā)現(xiàn)語法錯誤便立即報警。5.3插補
插補的任務是在一條給定起點和終點的曲線上進行“數(shù)據(jù)點的密化”(擬合)。插補程序在每個插補周期運行一次，在每個插補周期內(nèi)，根據(jù)指令進給速度計算出一個微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過若干次插補周期后，插補加工完一個程序段軌跡，即完成從程序段起點到終點的“數(shù)據(jù)點密化”工作。5.4進給速度處理
編程所給的刀具移動速度，是在各坐標的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來計算各運動坐標的分速度。在有些cnc裝置中，對于機床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動加減速等也在這里處理。5.5刀具補償
刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。通常，cnc裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補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，刀具補償還包括程序段之間的自動轉(zhuǎn)接和過切削判別，就是所謂的c刀具補償。
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現(xiàn)，也可以由硬件完成。它的主要任務是在每個采樣周期內(nèi)，將理論位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電機。在位置控制中，通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標方向的螺距誤差補償和反向間隙補償，以提高機床的定位精度。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、機床狀態(tài)顯示、報警顯示等。有些cnc裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動態(tài)圖形顯示。
5.8 io處理
主要處理cnc裝置面板開關(guān)信號、機床電氣信號的輸入、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)機和脫機診斷的能力。聯(lián)機診斷是指cnc裝置中的自診斷程序，隨時檢查不正確的事件。脫機診斷是指系統(tǒng)運轉(zhuǎn)條件下的診斷，cnc裝置配備有各種脫機診斷程序，以檢查存儲器、外圍設備(crt、閱讀機、穿孔機)、l，o接口等。脫機診斷指采用遠程通信方式，即所謂的遠程診斷，把用戶的cnc通過網(wǎng)絡與遠程通信診斷中心的計算機相連，對cnc裝置進行診斷、故障定位和修復。6 cnc裝置的硬件結(jié)構(gòu)
cnc裝置是在硬件支持下，通過系統(tǒng)軟件控制進行工作的，其控制功能在相當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)和個人計算機式結(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，分時處理數(shù)控系統(tǒng)的各項任務，如存儲、插補運算、輸人／輸出控制、crt顯示等。某些cnc：裝置中雖然用了兩個以上的cpu．但能夠控制系統(tǒng)總線的只是其中的一個cpi_f，它獨占總線資源，通過總線與存儲器、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，也不能訪問存儲器。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)簡單，容易實現(xiàn)。單微處理器結(jié)構(gòu)的cnc裝置可劃分為計算機部分、位置控制部分、數(shù)據(jù)輸入／輸出接口及外圍設備。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，對加工程序段進行譯碼和數(shù)據(jù)處理，然后根據(jù)處理后得到的指令，進行對該加工程序段的實時插補和機床位置伺服控制；它還將輔助動作指令通過可編程控制器(plc)送到機床，同時接收由plc返回的機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)插補運算得到的每一個坐標軸在單位時間間隔內(nèi)的位移量，控制伺服電機工作，并根據(jù)接收到的實際位置反饋信號。修正位置指令．實現(xiàn)機床運動的準確控制。同時產(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相比較，修正速度指令，用其差值去控秘伺服電機，使其以恒定速度運轉(zhuǎn)。
數(shù)據(jù)輸入／輸出接口與外圍設備是cnc裝置與操作者之間交換信息的橋梁。例如，通過mdi方式或串行通信，可將工件加工程序送人cnc裝置；通過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，由于僅由一個微處理器進行集中控制，故其功能將受cpu字長、數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)、尋址能力和運算速度等因素的限制。如果插補等功能由軟件來實現(xiàn)，則數(shù)控功能的實現(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機與主軸部件的集成，具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無級調(diào)速等一系列優(yōu)點，在各種新型數(shù)控機床中已經(jīng)獲得廣泛的應用；
b.直線電動機：近年來，直線電動機的應用日益廣泛，雖然其價格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關(guān)鍵技術(shù)的應用，機械傳動結(jié)構(gòu)得到簡化，機床的動態(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機已開始廣泛應用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機床以及動態(tài)性能和運動精度要求高的機床等；德國ex-cell-o公司的xhc臥式加工中心三向驅(qū)動均采用兩個直線電動機； c.電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)，具有傳動環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點。8結(jié)束語
通過本文的論述可見，目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，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)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(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、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(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。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(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，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢，以及數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展與應用也將更加廣闊。
致謝
畢業(yè)設計是對畢業(yè)生所學專業(yè)知識的一個總結(jié)、歸納、深化的過程，其中包含了我們需要時時加強的東西：分析解決問題能力、查閱文獻的能力、統(tǒng)籌編輯的能力、總結(jié)經(jīng)驗的能力等等。在畢業(yè)設計的數(shù)月期間，我得到了導師的細心指導和關(guān)懷，特別是在課題的程序設計過程中，對其中的各種技術(shù)問題和疑惑，導師都花費了大量的時間和精力一一為我解答，讓我在這個過程中對數(shù)控機床控制等多方面的知識有了一次新的深入的學習和全面的提升，并能夠逐漸將課本上所學的理論知識與工業(yè)生產(chǎn)中的實際問題相結(jié)合，從而為以后步入社會解決工作中遇到的實際問題打下良好的基礎(chǔ)。在此，謹向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x！
在課題的研究設計期間，學院、圖書館為我們提供了良好的學習和靜心研究的環(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：沒有你們的支持、幫助和鼓勵，我很難拿出這樣的一份最終作品。當然由于時間和知識水平所限，論文中不可避免會出現(xiàn)紕漏和錯誤，懇請各位審閱老師悉心指正，在此不勝感激。參考文獻
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