【正文】 目 錄 第一章 緒論 1 國內(nèi)外數(shù)控發(fā)展概況 1 數(shù)控機床發(fā)展趨勢 2 高速、高效、高精度、高可靠性 2 模塊化、智能化、柔性化和集成化 4 4 4 第二章 數(shù)控機床的組成及基本工作原理 6 數(shù)控機床組成 6 輸人 /輸出裝置 6 CNC 單元 6 伺服系統(tǒng) 6 位置反饋系統(tǒng)（檢測反饋系統(tǒng)） 7 機床的機械部件 7 、按控制方式分類 8 開環(huán)數(shù) 控機床 8 半閉環(huán)數(shù)控機床 8 全閉環(huán)數(shù)控機床 9 第三章 磨床的介紹與功能改造 10 磨床的概述 10 磨床的發(fā)展動向 11 M1432A 型磨床 12 典型加工方法 12 機床的主要部件 13 MK1320A 型數(shù)控外圓磨床 15 機床的主要組成部件 15 機床主要技術參數(shù) 16 機床的傳動系統(tǒng) 16 液壓系統(tǒng) 18 用 PLC 改造 MZ2020自動磨床電氣系統(tǒng) 18 系統(tǒng)的硬件設計 19 軟件設計 20 結束語 23 第四章 畢業(yè)實踐總結 24 參考文獻 26 調(diào)研報告 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)，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。 隨著社會的進步和科技的發(fā)展 ,現(xiàn)代機械制造工程領域方面越來越多地采用智能化、自動化 ,新設備、新技術的應用越來越普遍。 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)技術要求。 調(diào)查的結果表明：在數(shù)控技術專業(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)控技術設備。為適應生產(chǎn)技術的迅猛發(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)控加工技術與應用專業(yè)高級技術型人才和技能型人才的需求日益迫切。 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢 2020428 9:21:24 中國自動化網(wǎng)編輯 王曾文 網(wǎng)友評論 條 點擊查看 為了滿足市場和科學技術發(fā)展的需要，為了達到現(xiàn)代制造技術對數(shù)控技術提出的更高的要求，數(shù)控未來仍然繼續(xù)向開放式、基于 PC 的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向發(fā)展。 開放式 為適應數(shù)控進線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個性化、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)展趨勢是體系結構的開放性，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。 基于 PC 的第六代方向 基于 PC 所具有的開放性、低成本、軟硬件資源豐富等特點，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路 。至少采用 PC 機作為它的前端機，來處理人機界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔數(shù)控的任務。 PC 機所具有的友好的人機界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠程通訊，遠程診斷和維修將更加普遍。 高速化、高效化 機床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技術對制造業(yè)實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。 90 年代以來，隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加 /減速 度直線電機驅(qū)動進給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護裝置等一系列技術領域中關鍵技術的解決，歐、美、日各國爭相開發(fā)應用新一代高速數(shù)控機床，加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉(zhuǎn)速 15000－ 100000r/min）、高速且高加 /減速度的進給運動部件（快移速度 60~120m/min，切削進給速度高達 60m/min）、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達到了新的技術水平。 根據(jù)高效率、大批量生產(chǎn)需求和電子驅(qū)動技術的飛速發(fā)展，高速直線電機的推廣應用，開發(fā)出一批高速、高效 的高速響應的數(shù)控機床以滿足汽車、農(nóng)機等行業(yè)的需求。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快，模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復雜而且品種增多。 高精度化 精密化是為了適應高新技術發(fā)展的需要，也是為了提高普通機電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，減少其裝配時的工作量從而提高裝配效率的需要。從精密加工發(fā)展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級（ 10nm），其應用范圍日趨廣泛。超精密加工主要包括超精密切削（車、銑）、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密 特種加工（三束加工及微細電火花加工、微細電解加工和各種復合加工等）。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，對超精密加工技術不斷提出了新的要求。新材料及新零件的出現(xiàn)，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝，發(fā)展新型超精密加工機床，完善現(xiàn)代超精密加工技術，以適應現(xiàn)代科技的發(fā)展。 隨著高新技術的發(fā)展和對機電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提高，機床用戶對機床加工精度的要求也越來越高。為了滿足用戶的需要，近 10 多年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由177。10μ m 提高到177。 5μ m，精密級加工中心的加工精度則從177。 3~5μ m，提高到177。 1~ m。 高可靠性 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)量級以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是適度可靠，因為是商品，受性能價格比的約束。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在 16 小時內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率 P(t)＝ 99%以上的話，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間 MTBF 就必須大于 3000 小時。 MTBF 大于 3000 小時，對于由不同數(shù)量的數(shù)控機床構成的無人化工廠差別就大多了，我們只對一臺數(shù)控機床而言，如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為 10： 1 的話（數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級）。此時數(shù) 控系統(tǒng)的 MTBF就要大于 小時，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的 MTBF 就必須大于 10 萬小時。 智能化 隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面。 （ 1）應用自適應控制技術 數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息，并自動調(diào)整系統(tǒng)的有關參數(shù)，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。 （ 2）引入專家系統(tǒng)指導加工 將熟練工人和專家的經(jīng)驗，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工 智能的專家系統(tǒng)。 （ 3）引入故障診斷專家系統(tǒng) （ 4）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動裝置 可以通過自動識別負載，而自動調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳的運行。 可以通過自動識別負載，而自動調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳的運行。 綜上所述，由于數(shù)控機床不斷采納科學技術發(fā)展中的各種新技術，使得其功能日趨完善，數(shù)控技術在機械加工中的地位也顯得越來越重要，數(shù)控機床的廣泛應用是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 數(shù)控機床發(fā)展趨勢 供稿人： ISTIS 供稿時間： 20201024 關鍵字：數(shù)控機床 機 床 世界數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本共識是朝著高速高效化、精密化、復合化、智能化、信息化、環(huán)?；驮O計模塊化的方向發(fā)展。 高速高效化 高速和超高速加工技術可以提高加工效率，也是加工難削材料、提高加工精度、控制振動的重要保障。其技術關鍵是提高機床的主軸轉(zhuǎn)速和進給速度。比如進一步提高高速電主軸最高轉(zhuǎn)速及功率、扭矩，采用傳感技術進行振動監(jiān)測和診斷，進一步輕量化進給系統(tǒng)，采用直線電機和力矩電機的直接驅(qū)動方式，由刀具主軸部件實現(xiàn)機床的３個直線坐標運動等。 精密化 由于機床結構和各組件加工的精密化，機床達到微米級 精度已不是問題。目前高檔數(shù)控機床定位精度（全行程）已達 ～ ，重復定位精度 ～ 。同時，代表精度水平的超精密的納米級機床已開始不斷涌現(xiàn)。 復合化 在零部件一體化程度不斷提高、數(shù)量不斷減少的同時，加工的產(chǎn)品形狀日益復雜，多軸化控制的機床適合加工形狀復雜的工件。另一方面，產(chǎn)品周期的縮短要求加工機床能夠隨時調(diào)整和適應新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求，這就要求 1 臺機床能夠處理以往需要幾臺機床處理的工序。在保持工序集中和減少工件重新安裝定位的前提下，使更多的不同加工過程復合 在一臺機床上，以減少占地面積，減少零件傳送和庫存，保證加工精度和節(jié)能降耗的要求。 智能化 現(xiàn)代智能化數(shù)控機床可以根據(jù)切削條件的變化，自動調(diào)節(jié)工作參數(shù)，保持最佳工作狀態(tài)，得到較高的加工精度和較低的表面粗糙度值，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產(chǎn)效率。此外，系統(tǒng)還可以隨時對 CNC 系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、檢查，實現(xiàn)故障停機、故障報警、提示發(fā)生故障的部位、原因等。智能化現(xiàn)代數(shù)控機床的發(fā)展趨勢是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。 信息化 利用計算機技術和網(wǎng)絡通信技術，機床制造商可以建立機床遠程技術支持體 系，實現(xiàn)工況信息的傳輸、存儲、查詢和顯示，以及遠程智能診斷?；诰W(wǎng)絡連接，機床用戶可以及時獲得機床制造商的遠程技術支持，機床制造商可準確有效地得到用戶方的機床工況資料數(shù)據(jù)，進行機床狀態(tài)的網(wǎng)上在線診斷，實現(xiàn)機床全生產(chǎn)周期服務的開放式網(wǎng)絡監(jiān)控服務，可以提高售后服務效率，并有助于及時改進產(chǎn)品的質(zhì)量。 環(huán)保化 環(huán)保是機床產(chǎn)品必須達到的條件。通過干切削、準干切削、硬切削等措施避免冷卻液、潤滑液對周圍環(huán)境造成生態(tài)危害以及采用全封閉的罩殼，全面避免切屑或切削液外濺是主要的兩個環(huán)?；?。 設計模塊化 模塊化的設計在機床制 造中已應用得爐火純青，橫向系列，縱向系列，全系列，跨系列的模塊化設計使得同樣兩臺機床，外形上看，好象完全一樣，但功能則完全不同，所構成的模塊很多則是通用的。模塊化設計將是貫穿產(chǎn)品設計全過程的一條主線，無論是機床技術發(fā)展的潮流還是市場競爭的要求，無論是降低成本的需要，還是提高產(chǎn)品質(zhì)量的需要，都要求在產(chǎn)品的開發(fā)設計中，切實做好模塊化的設計工作。產(chǎn)品生產(chǎn)向社會協(xié)作、專業(yè)化方向發(fā)展，小而全的模式將被淘汰。 進入 21世紀 ,我國機床制造業(yè)既面臨著提升機械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機 ,也遭遇到加入 WTO 后激烈的市場競爭的壓力。從技術層面上來講 ,加速推進數(shù)控技術將是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關鍵。 數(shù)控機床及由數(shù)控機床組成的制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、構建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直備受人們關注。數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術成為先進制造技術中的一項核心技術。另一方面，通過持續(xù)的研究，信息技術的深化應用促進了數(shù)控機床的進一步提升。 目前，世界先進制造技術不斷興起，超高速 切削、超精密加工等技術的應用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計算機集成系統(tǒng)的不斷成熟，對數(shù)控加工技術提出了更高的要求。當今數(shù)控機床正在朝著以下幾個方向發(fā)展。 、高精度化 速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運算速度。同時，采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結構，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，即提高插補運算的速度和精度。并采用直線電動機直接驅(qū)動機床工作臺的直線伺服進給方式，其高速度和動態(tài)響應特性相 當優(yōu)越。采用前饋控制技術，使追蹤滯后誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。 為適應超高速加工的要求，數(shù)控機床采用主軸電動機與機床主軸合二為一的結構形式，實現(xiàn)了變頻電動機與機床主軸一體化，主軸電機的軸承采用磁浮軸承、液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。目前，陶瓷刀具和金剛石涂層刀具已開始得到應用。 配有自動換刀機構 (刀庫容量可達 100 把以上 )的各類加工中心，能在同一臺機床上同時實現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工，現(xiàn)代數(shù)控機床還采用了多主 軸、多面體切削，即同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多 CPU 結構和分級中斷控制方式，即可在一臺機床上同時進行零件加工和程序編制，實現(xiàn)所謂的“前臺加工，后臺編輯”。為了適應柔性制造系統(tǒng)和計算機集成系統(tǒng)的要求，數(shù)控系統(tǒng)具有遠距離串行接口，