數控技術未來的發(fā)展方向畢業(yè)論文

1、<p>　　題 目 數控技術未來的發(fā)展方向 </p><p>　　學 院 機械工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級 10級機電一體化十班 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師

2、 </p><p>　　撰寫日期：2012年 10月 09 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　對我國數控技術在機械加工、機械制造中未來前景或發(fā)展方向進行了探討，并分析了其未來的技術應用領域和智能化.開放式.網絡化的模式的主要趨勢！在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數控技術是關鍵技術，它集微電子

3、、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點。目前數控技術正在發(fā)生根本性的變革，基于pc的第六代智能化、信息化、環(huán)?；?、設計模塊化、高速高效化、精密化、復合化、多功能化的新一代數控機床在國際貿易中充分顯示我國工業(yè)發(fā)展水平。</p><p>　　關鍵詞：數控技術；機械加工；機械制造 </p><p><b>　　1 引言</b&

4、gt;</p><p>　　數控技術自1948年誕生以來經過了六十多年的發(fā)展與創(chuàng)新已經愈加成熟，隨著社會的進步和科技的發(fā)展數控技術已經向著高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅動化、網絡化、極端化、綠色化等方向發(fā)展，體積愈小、精度愈高、智能化程度愈高。中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優(yōu)勢，而在產品的技術創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。中國的數控產業(yè)不能安于現(xiàn)狀，

5、應該抓住機會不斷發(fā)展，努力發(fā)展自己的先進技術，加大技術創(chuàng)新與人才培訓力度，提高企業(yè)綜合服務能力，努力縮短與發(fā)達國家之間的差距。力爭早日實現(xiàn)數控機床產品從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品制造的轉變，實現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造、從制造大國到制造強國的轉變。</p><p>　　2 數控技術的發(fā)展歷史</p><p>　　1948年美國帕森斯公司接受美國空軍委托研制直升飛機螺旋槳葉片輪廓檢驗

6、用樣板的加工設備。由于樣板的形狀復雜多樣，精度要求高，一般加工設備難以適應，于是提出采用數字脈沖控制機床的設想。</p><p>　　1949年，該公司與美國麻省理工學院(MIT)開始共同研究，并于1952年試制成功第一臺三坐標數控銑床，當時的數控裝置采用電子管元件。</p><p>　　1959年，數控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動換刀裝置的數控機床，稱為加工中心( MC

7、Machining Center)，使數控裝置進入了第二代。</p><p>　　1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數控機床品種和產量的發(fā)展。</p><p>　　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控系統(tǒng)(簡稱 CNC)，使數控裝置

8、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貯器的微型計算機數控裝置(簡稱 MNC)，這是第五代數控系統(tǒng)。 </p><p>　　20世紀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控裝置；數控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上；數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

9、等功能。</p><p>　　20世紀90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數控系統(tǒng)，即以PC機為控制系統(tǒng)的硬件部分，在PC機上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護方便，易于實現(xiàn)網絡化制造。</p><p>　　現(xiàn)在，數控技術也叫計算機數控技術（Computerized Numerical Control 簡稱：CNC），目前它是采用計算機實現(xiàn)數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控

10、制程序來執(zhí)行對設備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置，使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可以通過計算機軟件來完成。數控技術是制造業(yè)信息化的重要組成部分。</p><p>　　3 國內數控發(fā)展概況</p><p>　　近年來我國在數控機床行業(yè)的發(fā)展是有目共睹的，無論是從產品種類、產品質量產量、還是技術水平都取得很大發(fā)展。據統(tǒng)計，目前我國

11、可供市場的數控機床有1500多種，幾乎覆蓋整個金屬切削機床的類別和主要的鍛壓機械，可與日本美國等發(fā)達國家并駕齊驅。這也標志著國內數控技術進入快速發(fā)展的時期。</p><p>　　近年來我國機床行業(yè)不斷為國家重點工程和國防建設提供高水平數控設備的任務。如國產XNZD2415型數控門混聯(lián)機床，吸收并聯(lián)機床的配置靈活與多樣性和傳統(tǒng)機床加工范圍大的優(yōu)點，通過兩自由度平行四邊形并聯(lián)機構形成基礎龍門，在并聯(lián)平臺上附加兩自由度

12、串聯(lián)結構的A、C軸擺角銑頭，配以工作臺的縱向移動，可完成五自由度的運動。這種構型為國際首創(chuàng)?；赗T-Linux開發(fā)的數控系統(tǒng)具有的可靠性與實時性能在同一網絡中與多臺PLC相連接可控制機床的五軸聯(lián)動，實現(xiàn)人機對話。該機床的作業(yè)空間4．5mx1．6mx1．2m，A軸轉角±1050,C軸連續(xù)轉角0一4000，主軸轉速(無級)最高10000r/min，重復定位精度±0．01mm，可實現(xiàn)三維立體曲面如水輪機葉片，導葉的五軸聯(lián)

13、動高速切削加工。在加工精度方面，近10年來，普通級數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（0.01μm）。可5軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展。采用5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，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認</p><p>　　我國數控技術的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，通過“六五

14、”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”， 1998～2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，但進出口逆差嚴重，國產機床市場占有率連年下降，1999年是33.6%，2003年僅占27.7%。1999年機床進口額為8.78億美元（7

15、624臺），2003年達27.1億美元（23320臺），相當于同年國內數控機床產值的2.7倍。國內數控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。由此可以看出國產數控機床特別是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產數控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數控系統(tǒng)生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。  

16、0; 我們應看清形勢，充分認識國產數控機床的不足，努力發(fā)展先進技術，加大技術創(chuàng)新與培訓服</p><p><b>　　4國外數控發(fā)展概況</b></p><p>　　50年代，數控機床研制成功是制造技術發(fā)展過程中的一個重大突破，標志著制造技術領域中計算機時代的開始，是現(xiàn)代制造高技術的基礎，具有重要的實際意義和深遠的影響。世界上工業(yè)發(fā)達的國家都十分重視數控技術的發(fā)展，有

17、些動向和趨勢值得我們注意和借鑒。數控系統(tǒng)作為數控機床的控制中樞，是關鍵而且發(fā)展最快的組成部分，是數控技術不斷進步的標志。一般來講，數控系統(tǒng)包括數控裝置和伺服裝置。數控機床生產的關鍵在于數控系統(tǒng)的規(guī)模生產。</p><p>　　日本是數控系統(tǒng)生產大國，F(xiàn)ANUC公色有年產六萬多套數控系統(tǒng)的能力，占世界總產量的一半以上。1987年推出了至今仍占領先地位的FANUC-16、FANUC-18和FANUC-20等系統(tǒng)，在國

18、際上一直占有優(yōu)勢。另外MAZAK公司和MITSUBISH等公司等也具有較強的生產和開發(fā)能力。</p><p>　　進入80年代美國的制造業(yè)開始衰退，為了重振機床工業(yè)，各界人士一直不斷采取措施。其中最引人矚目的是1986年由美國總統(tǒng)里根提出的振興美國國內機床工業(yè)的行動計劃。它的目標是使美國的機械制造業(yè)重新獲得世界領先地位。為此，成立了國家制造科學中心（NCMS），總部設在底特律。行動計劃得到美國工業(yè)界和國防部的一致

19、支持，其中的一項重要計劃是空軍與NCM共同領導下的“下一代工作站/機床控制器”體系結構的研究計劃。</p><p>　　德國則參與了歐共體的ESPRIT計劃，通過向德國大學和研究機構撥款，支持數控技術的應用研究和開發(fā)工作。法國、意大利等西方國家的研究機構也在開展數控體系結構的研究工作。所有這一切都預示著新一代數控系統(tǒng)的誕生。</p><p><b>　　5 結語</b>

20、;</p><p>　　近年來，由于微電子及功率電子技術的迅速發(fā)展和以現(xiàn)代控制理論為基礎的高精度、高速響應交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，使數控系統(tǒng)的性能日臻完善，各性能指標大為提高，具有以下特點：1.開放式、多模塊化、多處理器結構2.不斷完善的工作站功能3.豐富的編4.采用先進、高效率的精度保障技術5.通訊聯(lián)網功能不斷加強6.智能化。</p><p>　　總之，數控技術正在向高精度、高效率、高柔性和

21、智能化方向發(fā)展。可以想象一臺具有聯(lián)網通訊能力，集前臺控制，后臺生產準備和管理于一體，既可以作為單元控制器使用，同時又可進行生產過程優(yōu)化、監(jiān)控，為上級控制器提供現(xiàn)場信息的高可靠性只能CNC工作站，將從根本上改變現(xiàn)有的生產模式，對于FMS的實用化、標準化和商品化亦將發(fā)揮重要作用。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言