數(shù)控技術畢業(yè)論文---數(shù)控機床的發(fā)展與趨勢

1、<p><b>　　學號:</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　論文題目:數(shù)控機床的發(fā)展與趨勢</p><p>　　學生姓名: </p><p>　　指導教師：

2、</p><p>　　教育層次： 專 科 </p><p>　　專業(yè)名稱： 數(shù)控技術 </p><p>　　2012 年 12 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控機床

3、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)結構，管理方式，使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大的變化。它對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。隨著科學技術的發(fā)展，世界先進技術的興起和不斷成熟，對數(shù)控技術提出了更高的要求。當今數(shù)控機床正在不斷采用最新成果，朝著高速化、超精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化、高可靠性與環(huán)保等方向發(fā)展。</p><p>　　關鍵詞：發(fā)展 現(xiàn)狀 趨勢 數(shù)控

4、機床 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1.數(shù)控機床的發(fā)展對國家工業(yè)建設的影響2</p><p>　　1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生2</p><p>　　1.2數(shù)控機床行業(yè)與國家發(fā)展的關系3<

5、/p><p>　　1.2.1數(shù)控機床在國民經(jīng)濟的發(fā)展中具有不可忽視的重要性3</p><p>　　1.2.2數(shù)控機床發(fā)展的戰(zhàn)略意義4</p><p>　　1.2.3數(shù)控機床對國家工業(yè)建設的影響4</p><p>　　2.國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀5</p><p>　　2.1國產(chǎn)數(shù)控機床與國際先進水平差距逐漸縮小5&

6、lt;/p><p>　　2.2國產(chǎn)數(shù)控機床存在的問題5</p><p>　　2.2.1核心技術嚴重缺乏6</p><p>　　2.2.2民族品牌與國際品牌差距明顯7</p><p>　　2.2.3技術創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場脫節(jié)7</p><p>　　2.2.4缺乏先進的管理機制7</p><p&

7、gt;　　3.影響數(shù)控機床發(fā)展的關鍵技術8</p><p>　　3.1高速高精度運動控制技術8</p><p>　　3.2多軸聯(lián)動復合加工技術8</p><p>　　3.3智能化技術9</p><p>　　3.4機床的可靠性9</p><p>　　4.數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢9</p><p&g

8、t;　　4.1數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結構發(fā)展9</p><p>　　4.2數(shù)控系統(tǒng)向加工控制高速、高精和高可靠性發(fā)展10</p><p>　　4.3數(shù)控系統(tǒng)向體系結構智能化、柔性化發(fā)展10</p><p>　　4.4數(shù)控系統(tǒng)向復合化方向發(fā)展11</p><p>　　4.5數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展11</p><

9、p>　　4.6數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡化方向發(fā)展12</p><p>　　4.7數(shù)控系統(tǒng)向設計、制造綠色化發(fā)展12</p><p>　　4.8新型功能部件13</p><p><b>　　5.結束語14</b></p><p><b>　　參考文獻15</b></p><p

10、><b>　　前言</b></p><p>　　從20世紀中葉數(shù)控技術出現(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、結構較復雜、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

11、關鍵零件、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。</p><p>　　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)展的一個關鍵

12、。隨著制造業(yè)對數(shù)控機床的大量需求以及計算機技術和現(xiàn)代設計技術的飛速進步，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。</p><p>　　裝備工業(yè)的技術水平和現(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)控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術及其產(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)

13、，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術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)控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，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。</p><p>　　數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(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，其技術范

14、圍覆蓋很多領域：(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅(qū)動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等?！?】</p><p>　　1數(shù)控機床的發(fā)展對國家工業(yè)建設的影響</p><p>　　1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生</p><p>　?。?）數(shù)控機床的產(chǎn)生</p><p>　　1948年美國帕森斯(P—ns

15、)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。<

16、;/p><p>　　數(shù)控機床的出現(xiàn)極大地促進了機床行業(yè)的技術進步和行業(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)。</p><p>　?。?）數(shù)控機床的發(fā)展簡史</p><p>　　數(shù)控機床發(fā)展之初的數(shù)控

17、裝置采用電子管原件，體積龐大，價格昂貴，只在航空工業(yè)等少數(shù)有特殊需要的部門用來加工復雜型面零件；1959年，制成了晶體管原件和印刷電路板，使數(shù)控裝置進入了第二代，體積縮小，成本有所下降；1960年以后，較為簡單和經(jīng)濟點位控制數(shù)控鉆床和直線控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展，使數(shù)控機床在機械制造業(yè)各部門逐步獲得推廣。</p><p>　　1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性高，價格進一

18、步下降，促進了數(shù)控機床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng)（簡稱DNC），又稱群控系統(tǒng)；采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱CNC），使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。</p><p>　　1974年，研制成功使用微處理器和半導體存儲器的微型計算機數(shù)控裝置（簡稱MNC），這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴大了一倍，而體積縮小為原來

19、的1/20，價格降低了3/4，可靠性也得到極大的提高。</p><p>　　80年代初，隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展，出現(xiàn)了能進行人機對話式自動編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上；數(shù)控機床的自動化程度進一步提高，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能?！?】</p><p>　　(3)我國數(shù)控機床發(fā)展概況</p><p>　　我國于1958

20、年由清華大學和北京第一機床廠合作研制了我國第一臺數(shù)控銑床，并于1958年開始試制成功第一臺電子管數(shù)控機床。我國自研制出第一臺數(shù)控機床后，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958～1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段，第一階段中對數(shù)控機床特點、發(fā)展條件缺乏認識，在人員素質(zhì)差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下，終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓，在第二階段從日、美、德、西班牙先后引進數(shù)控系統(tǒng)技術，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、

21、奧、韓國等國家以及中國臺灣引進數(shù)控機床先進技術和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、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。</p><p>　　在20余年間，數(shù)控機床的設計和制造技術有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面:培訓一批設計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產(chǎn)先進數(shù)控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距；通過利用國外先進元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套、開始能自行設計及制造高速、高

22、性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床，供應國內(nèi)市場的需求，但對關鍵技術的實驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今，許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術支撐，不能獨立發(fā)展，差距較大?！?】 </p><p>　　1.2數(shù)控機床行業(yè)與國家發(fā)展的關系</p><p>　　1.2.1數(shù)控機床在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有不可忽視的重要性</p><p>　　一、數(shù)控機床是制造

23、業(yè)信息化的重要基礎 由于信息技術、網(wǎng)絡技術的應用,使數(shù)控機床智能化提高、遠程遙控成為可能,從而使企業(yè)產(chǎn)品設計、制造、管理和銷售的信息得以集成并加以有效控制,達到制造業(yè)信息化目的,提高企業(yè)的市場應變能力和競爭能力。 二、數(shù)控機床是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段 數(shù)控機床可大大提高加工零件的質(zhì)量,加工精度高,一致性好,數(shù)控機床的自動化程度高,可提高加工效率3一5倍;數(shù)控機床的工序集中,可縮短生產(chǎn)準備周期,減少占地面積和資金占

24、用,亦可減少操作者勞動強度;數(shù)控機床的柔性化程度高,適合多品種、大中小多種批量生產(chǎn)。 三、數(shù)控機床是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎 工業(yè)化國家把提高制造業(yè)的水平作為提高綜合實力和競爭力的重要標準。</p><p>　　1.2.2 數(shù)控機床發(fā)展的戰(zhàn)略意義</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是先進制造業(yè)機械的靈魂和大腦，對于國家經(jīng)濟發(fā)展具有超越其巨大經(jīng)濟價值的戰(zhàn)略意義。數(shù)控系統(tǒng)涉及面非常

25、廣，從數(shù)控機床到專業(yè)數(shù)控機械，印刷、包裝、紡織、各類產(chǎn)品制造等等，如此巨大市場就是國內(nèi)外數(shù)控企業(yè)不斷明爭暗斗的原因。過去數(shù)十年間我國也曾投入數(shù)億元開展數(shù)控攻關，但總體思路還是引進國外技術，而國外對我國卻一直采取技術封鎖、高檔產(chǎn)品限制、低檔產(chǎn)品傾銷的歧視政策。盲目效仿國外，只會落后挨打，受制于人，中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的唯一出路，就是走自主創(chuàng)新之路，用中國人自己的核心技術振興中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)。 </p><p>　　創(chuàng)新的技術和

26、產(chǎn)品，意味著新生事物，要被行業(yè)和用戶認同是一個非常艱難的過程。有很多具有非常好市場前景的創(chuàng)新科研成果，由于創(chuàng)新者沒有堅持不懈地排除科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化過程中的艱難險阻，最終被束之高閣?？萍汲晒窃趯嶒炇噎h(huán)境下，著重于技術功能的實現(xiàn);產(chǎn)品化則要求面對惡劣的使用環(huán)境和千變?nèi)f化的應用對象，滿足用戶對穩(wěn)定性、可靠性、實用型、宜用性和高性價比的要求;產(chǎn)業(yè)化則要求產(chǎn)品在規(guī)模化生產(chǎn)過程中，建立生產(chǎn)工藝、質(zhì)量保證體系和售前售后服務網(wǎng)絡，最終占領市場。&

27、lt;/p><p>　　1.2.3數(shù)控機床對國家工業(yè)建設的影響</p><p>　　數(shù)控機床屬于裝備制造業(yè)，是為各個行業(yè)提供工作母機。數(shù)控機床的研發(fā)、制造水平代表了一個國家、一個地區(qū)制造業(yè)的整體水平。從對國家工業(yè)建設的影響來看：</p><p>　　1、數(shù)控機床是一個國家的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，西方發(fā)達國家至今在高檔數(shù)控機床上仍對我國封鎖，關系到國家安全。 2、數(shù)控機床作為

28、基礎產(chǎn)業(yè)，其技術進步可極大提高其他制造業(yè)的裝備水平。 3、數(shù)控機床是集光、機、電、液壓等為一體的高技術產(chǎn)品，提高數(shù)控機床的使用率是用先進制造技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的之一。 4、數(shù)控機床自動化程度高，可大幅度提高工作效率、降低勞動強度。</p><p>　　2國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　2.1國產(chǎn)數(shù)控機床與國際先進水平差距逐漸縮小</p><p&

29、gt;　　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、前沿高技術機床等領域，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)控齒輪加工機床領域部分技術已經(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)控機床技術的制高點標志之一。

30、它集計算機控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術于一體，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、

31、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。</p><p>　　2.2國產(chǎn)數(shù)控機床存在的問題</p><p>　　由于中國技術水平和工業(yè)基礎還比較落后，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，核心技術缺乏。數(shù)控機床的核心技術，數(shù)控系統(tǒng)，包括顯示器、伺服控制器、伺服電動機和各種開關、傳感器，90%還需要從

32、國外進口。并未掌握核心技術。國產(chǎn)數(shù)控機床的關鍵零部件和關鍵技術主要依賴進口。</p><p>　　國產(chǎn)數(shù)控機床的主要故障一般出在功能部件上，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)和使用看，功能部件急需技術攻關，尤其是數(shù)控道具滯后。國產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性質(zhì)量不高，在品種、性能和質(zhì)量上均不能滿足生產(chǎn)要求。影響了數(shù)控機床的效率?！?】</p><p><b>　　

33、目前主要問題有：</b></p><p>　　2.2.1核心技術嚴重缺乏</p><p>　　統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，數(shù)控機床的核心技術—數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、控制器伺服、伺服電機和各種開關、傳感器構成，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

34、環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術。國產(chǎn)數(shù)控機床的關鍵零部件和關鍵技術主要依賴進口，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。</p><p&

35、gt;　　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，功能部件急需技術攻關。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

36、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。</p><p>　　2.2.2民族品牌與國際品牌差距明顯</p><p>　　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

37、國、韓國和中國臺灣等數(shù)控機床品牌的關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，缸蓋加工線是由德國Cross. Huller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

38、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。</p><p>　　2.2.3技術創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場脫節(jié)</p><p>　　適銷對路的產(chǎn)品是企業(yè)在市場競爭中取勝的根本。技術創(chuàng)新是產(chǎn)品滿足市場需要的關鍵。多數(shù)企業(yè)在確定數(shù)控技術創(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

39、目性。首先，盲目跟隨國際技術潮流增加生產(chǎn)能力。數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)本身的水平關鍵要看創(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；其次技術創(chuàng)新取得成果后，缺乏市場

40、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。</p><p>　　2.2.4缺乏先進的管理機制</p><p>　　

41、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)學研相結合的技術創(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，無法有效整合相關技術、產(chǎn)業(yè)和資源優(yōu)勢，形成合力開展聯(lián)合攻關，共同打造技術創(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)品結構和組織結構。真正讓市場在資源配置中起基礎

42、作用。</p><p>　　3影響數(shù)控機床發(fā)展的關鍵技術</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控技術的核心，也是數(shù)控發(fā)展的關鍵技術，其功能強弱、性能優(yōu)劣直接影響著數(shù)控設備的加工質(zhì)量和效能發(fā)揮，對整個制造系統(tǒng)的集成控制、高效運行、更新發(fā)展都具有至關重要的影響。因此，數(shù)控系統(tǒng)技術不僅作為數(shù)控發(fā)展的先導技術，而且作為制造業(yè)的基礎性戰(zhàn)略技術，越來越得到世界各國的高度重視和大力發(fā)展。</p>

43、<p>　　3.1高速高精運動控制技術</p><p>　　高速高精度數(shù)控加工是現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展主流，研究與開發(fā)高速高精度數(shù)控系統(tǒng)是發(fā)展高性能數(shù)控機床的迫切需要。高速高精度運動控制作為高性能數(shù)控系統(tǒng)的關鍵技術，是現(xiàn)代運動控制理論與先進微電子技術相結合的成果。高速高精度數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)，必須以現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需求為導向，綜合應用機械運動學、動力學、信號檢測與處理、現(xiàn)代機電控制等理論以及當代微電子技

44、術的新成果、新手段，不斷豐富和拓展現(xiàn)代數(shù)控技術的原理與設計方法，提高研究與開發(fā)水平，促進我國高性能數(shù)控系統(tǒng)的自主創(chuàng)新能力。</p><p>　　3.2多軸聯(lián)動復合加工技術</p><p>　　多功能復合加工機床由于其能在一臺設備上完成多重加工要求的優(yōu)點，滿足當今社會對機床高速度、高精度、高效率、高柔性的要求，吸引了眾多機床制造商研究開發(fā)。對于多軸聯(lián)動機床世界各國基本上都處于研究、試制和試用

45、階段。在對多軸聯(lián)動機床的動力學分析及加工過程、加工精度以及控制策略的影響規(guī)律等方面的研究在國內(nèi)外還處于起步階段，許多富有挑戰(zhàn)性的關鍵技術有待于研究和探索。</p><p><b>　　3.3智能化技術</b></p><p>　　機床技術發(fā)展的前景和目標，是能夠?qū)崿F(xiàn)裝備制造業(yè)的全盤自動化，由單機自動化向FMC，CIM，CIMS發(fā)展，提高加工精度、效率，降低制造成本，為

46、人類創(chuàng)造更多的財富。在實現(xiàn)全盤自動化過程中，需要解決的技術問題異常復雜，不僅要解決代替體力勞動的問題，更要解決代替腦力勞動問題。它包括工藝、刀具、物流、聯(lián)網(wǎng)、信息存儲、控制等。如何用智能化代替人的手工和腦力勞動，是最關鍵的核心問題。</p><p><b>　　3.4機床的可靠性</b></p><p>　　數(shù)控機床可靠性問題已成為影響數(shù)控機床應用的一個重要因素，也是

47、當前用戶企業(yè)反映問題最多的方面。數(shù)控機床可靠性可用平均故障間隔的時間來評價，實際上，數(shù)控機床平均故障間隔時間（MTBF）指標不僅給出了對產(chǎn)品質(zhì)量的時間度量的量化值，更重要的是它進一步綜合反映了數(shù)控機床廠家的設計、加工、裝配、調(diào)試、質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理等多方面的狀況。因此，要以提高數(shù)控機床可靠性為目標，建立數(shù)控機床可靠性評價體系，準確客觀地評測數(shù)控機床的可靠性指標，研究分析數(shù)控機床故障模式及影響因素，加強可靠性設計，應用數(shù)控機床可靠性增長技

48、術?！?】</p><p>　　4.數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢</p><p>　　4.1數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結構發(fā)展</p><p>　　計算機技術的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術更快地更新?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)開放式體系結構的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結構使數(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

49、體系結構可以大量采用通用微機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結構的新一代數(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，而結構可以保持不變。</p><p>　　4

50、.2數(shù)控系統(tǒng)向加工控制高速、高精和高可靠性發(fā)展</p><p>　　加工速度和加工精度是衡量CNC系統(tǒng)性能的主要指標。隨著現(xiàn)在微電子技術的發(fā)展，當今先進的CNC系統(tǒng)都已經(jīng)完成了由16位處理器向32位處理器的過渡，大大提高了CNC的數(shù)據(jù)處理能力和程序執(zhí)行速度，某些系統(tǒng)還開發(fā)出采用64位精簡指令集微處理器的系統(tǒng)。不少系統(tǒng)通過配置多微處理器實現(xiàn)分散處理，采用實時多任務操作系統(tǒng)進行并行處理等措施，進一步提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

51、速度，為高速高精度加工控制指標的實現(xiàn)創(chuàng)造了必要的條件，使得高速進給運動控制中的自適應平滑升降速控制、自由曲線加工的內(nèi)部矢量精查補等復雜算法得以實現(xiàn)，系統(tǒng)的控制指標大幅度提高。由于數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計，采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐罚郈PU分布式控制結構以及帶高分辨率絕對式檢測原件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，大大提高了系統(tǒng)的集成度、柔性化和軟硬件運行速度，保證系統(tǒng)滿足高速、高精、復合加工和多軸話的要求。</p&

52、gt;<p>　　數(shù)控機床的可靠性是數(shù)控機床產(chǎn)品質(zhì)量的一項關鍵性指標，衡量指標是平均無故障工作時間（MTBF）。高可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設備的可靠性在一個數(shù)量級上，但也并非可靠性越高越好，仍要適度可靠。在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達到6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值打到3000h上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。</p><p>　　4.3數(shù)控系統(tǒng)向體系結構智能化、柔性化發(fā)展&

53、lt;/p><p>　　21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容體現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能話，如前饋控制、電動機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載、自動選定模型及自整定等；簡化編程，簡化操作方面的智能化，如智能化的自動變成、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷與

54、維修等。為實現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化，必須引入自適應控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家控制、學習控制以及前饋控制等智能控制技術，實施系統(tǒng)和人工智能相互結合，數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設定和大局自動管理及補償?shù)茸赃m應調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測、動態(tài)前饋功能，在位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高。</p><p>　　目前制造業(yè)中使用的CNC系

55、統(tǒng)，大多是基于專用計算機設計而成的，這給系統(tǒng)的使用維護、更新?lián)Q代、系統(tǒng)集成帶來很多不便。隨著PC技術的引入，越來越多的系統(tǒng)開發(fā)商以及工業(yè)界認識到基于模塊化、標準化、開放化的柔性化結構體系對CNC技術發(fā)展的重大意義，代表了CNC的發(fā)展方向。數(shù)控機床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：一方面從點（數(shù)控單機、加工中心和數(shù)控復合加工機床）、線（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段車間獨立制造島、FA）、體（CIMS、分布式網(wǎng)絡集成制造系統(tǒng)）的方

56、向發(fā)展，另一方面注重向應用性和經(jīng)濟性發(fā)展。柔性自動化技術是制造業(yè)適應動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進制造領域的基礎技術，其重點以提高系統(tǒng)的可靠性、實用性為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標；注重加強單元技術的開拓、完善；CNC單元向高精度、高速度、高柔性方向發(fā)展；數(shù)控機床及其柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)結，向信息集成方面發(fā)展；網(wǎng)絡系統(tǒng)向開放、集成和智能化方面發(fā)展。【6】</

57、p><p>　　4.4數(shù)控系統(tǒng)向復合化方向發(fā)展</p><p>　　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

58、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。</p><p>　　4.5數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展</p><p>　　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與切削，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

59、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。</p><p>　　4.6數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡化方向發(fā)展</p><p>　　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 [e r l∥Intranet技術。隨著網(wǎng)絡技術的

60、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、

61、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。柔性自動化技術以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標，同時注重加強單元技術的開拓、完善，能方便地與CAD、CAM、CAPF。、MiX3聯(lián)結，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?！?】</p><p>　　4.7數(shù)控系統(tǒng)向設計、制造綠色化發(fā)展</p><p>　　綠色設計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設計

62、、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

63、：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。</p><p><b>　　4.8新型功能部件</b>&

64、lt;/p><p>　　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： </p><p>　　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； </p><p>　　直線電動機：近年來，直線電動機的應用日益廣泛，雖然其價

65、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 和防護等關鍵技術的應用，機械傳動結構得到簡化，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； </p><p>　　電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機與

66、滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數(shù)控機床的結構，具有傳動環(huán)節(jié)少、結構緊湊等一系列優(yōu)點。 【8】</p><p><b>　　結束語：</b></p><p>　　總之，數(shù)控(NC)機床技術已成為制造技術的發(fā)展基礎。數(shù)控機床技術的進步和發(fā)展為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件，促使制造業(yè)向著高效、優(yōu)質(zhì)以及人性化的方向發(fā)展。為了滿足制造技術不斷發(fā)展的需要，NC機床將朝著智能化、

67、網(wǎng)絡化、集成化、數(shù)字化的方向發(fā)展。今后，隨著計算技術、測試技術、微電子技術、計算機技術、材料和機械結構等方面的研究和科技的進步，也必將面臨著新的挑戰(zhàn)?？梢灶A見，隨著數(shù)控機床技術的發(fā)展和數(shù)控機床的廣泛應用 制造業(yè)將迎來一次足以撼動傳統(tǒng)制造業(yè)模式的深刻革命。</p><p>　　畢業(yè)設計是對畢業(yè)生所學專業(yè)知識的一個總結、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

68、力、總結經(jīng)驗的能力等等。</p><p>　　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。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。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]王立新. 淺談數(shù)控技術的發(fā)展趨勢[J]. 赤峰學院

69、學報. 2007.</p><p>　　[2]文懷興，夏田.數(shù)控機床系統(tǒng)設計（第2版）.北京：化學工業(yè)出版社，2011.</p><p>　　[3]張玉峰.淺談我過數(shù)控機床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.金屬加工冷加工.2010.</p><p>　　[4]張亞力. 簡述數(shù)控發(fā)展的新趨勢[J]. 國土資源高等職業(yè)教育研究. 2005.</p><p>　　

70、[5]劉強 李冬茹.國產(chǎn)數(shù)控機床及其關鍵技術發(fā)展現(xiàn)狀及展望.航空制造技術.2010.</p><p>　　[6]李潔 孫世輝.數(shù)控系統(tǒng)的技術發(fā)展趨勢.金屬加工冷加工.2011. </p><p>　　[7]劉虹.數(shù)控加工編程及操作.北京：機械工業(yè)出版社，2011</p><p>　　[8]李柱.數(shù)控加工工藝及實施.北京：機械工業(yè)出版社，2011</p>