【正文】 術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場(chǎng)脫節(jié) 適銷對(duì)路的產(chǎn)品是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的根本。 民族品牌與國(guó)際品牌差距明顯 2020 年 6 月 一份廣東機(jī)床用戶的抽查情況透露，在數(shù)控機(jī)床的各個(gè)品牌之中，用戶對(duì)歐洲、日本、美國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣等數(shù)控機(jī)床品牌的關(guān)注度已占全部市場(chǎng)的 60%以上。國(guó)產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性等方面差距明顯，無(wú)論在品種、性能和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶要求。功能部件不是機(jī)床附件，它是數(shù)控機(jī)床的核心代表。目前國(guó)內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。國(guó)內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。如在上海設(shè)廠的德國(guó)吉特邁集團(tuán)和意大利利雅路機(jī)床集團(tuán)，在煙臺(tái)建廠的韓國(guó)大宇綜合機(jī)械株式會(huì)社，所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國(guó)產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床品種日趨增多，國(guó)際強(qiáng)手對(duì)中國(guó)限制的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心、五軸數(shù)控銑床、五軸龍門銑床、五軸落地銑鏜床等均在國(guó)內(nèi)研制成功，改變了國(guó)際強(qiáng)手對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的壟斷局面。特別是在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、數(shù)控超重型機(jī)床、立式臥式加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床領(lǐng)域部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。隨著，“數(shù)字制造”這一新理念被引入中國(guó)制造業(yè)，有必要對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及趨勢(shì)做些探討。 0 引言 20 世紀(jì) 80 年代初，國(guó)內(nèi)先后從日本、美國(guó)等國(guó)引進(jìn)了一些 CNC 裝置及主軸、伺服系統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)，并陸續(xù)投入了批量生產(chǎn)，從而結(jié)束了數(shù)控機(jī)床發(fā)展徘徊不前的局面，推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。零件程序編好后，可顯示程序，甚至通過(guò)空運(yùn)行將刀具軌跡顯示出來(lái)，檢驗(yàn)程序的正確性。 (5)使用維修方便。利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力，使 cNc 裝置能方便地實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜的數(shù)控功能，如二次曲線插補(bǔ)功能、曲面的直接插補(bǔ)功能、各類固 定循環(huán)、函數(shù)和子程序調(diào)用、坐標(biāo)系偏移和旋轉(zhuǎn)、動(dòng)態(tài)圖形顯示、刀具半徑和長(zhǎng)度補(bǔ)償功能等。只要改變相應(yīng)的控制軟件，就可改變和擴(kuò)展 cNc 裝置的功能．滿足用戶的不同需要?？傊?cNc 數(shù)控裝置的功能多種多樣，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，功能越來(lái)越豐富。 cNc 裝置還具有 RS 一 232(：、網(wǎng)絡(luò)功能等接口．實(shí)現(xiàn)通信功能。 (8)程序編輯功能。輔助功能是通過(guò) PLc 或 L， o 接口實(shí)現(xiàn)的。 (5)補(bǔ)償功能。 cNc 裝置可以控制主軸的運(yùn)動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)主軸的速度控制和準(zhǔn)確定位。 (2)插補(bǔ)功能。 cNc 裝置可以通過(guò)其硬件和軟件的結(jié)合．實(shí)現(xiàn)許多功能。 1．?dāng)?shù)控裝置的主要功能 CNC 裝置能控制的軸數(shù)以及能同時(shí)控制 (即聯(lián)動(dòng) )的軸數(shù)是其主要性能指標(biāo)之一。 cNc 裝置的特點(diǎn) CNC 裝置靈活、通 用、可靠，使用與維修方便，特別是采用微處理器以后，實(shí)際上就是一臺(tái)專用微型計(jì)算機(jī)，通過(guò)軟件平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)許多功能。 Nc 裝置是數(shù)控技術(shù)發(fā)展早期普遍采用的數(shù)控裝置，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，已基本被 cNc 裝置取而代之。這種控制系統(tǒng)包含大量的標(biāo)準(zhǔn)化印制電路板和電器部件：帶接口卡的工業(yè) Pc 機(jī)， HROFIBIJs— DP， wlndows NT 操作系統(tǒng)， OP(： (用于過(guò)程控制的 OLE)等。 數(shù)控系統(tǒng)概述 數(shù)控機(jī)床的核心部分是數(shù)控系統(tǒng)．主要由計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置 (或稱 cNc 裝置 )、可編程控制器 (PLc，也稱 PMc)、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、位置檢測(cè)裝置和接口電路等組成。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。是指數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，但也不是可靠性越高越好，應(yīng)該是適度可 靠。 5 岬，精密級(jí)加工中心的加工精度則從177。 =0 003“ m 等。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(qiáng)國(guó)致力發(fā)展的方向。隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長(zhǎng)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(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng) (含監(jiān)控系統(tǒng) )和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，高速主軸單元 (電主軸，轉(zhuǎn)速 15000 一 100000r／ ， min)、高速且高加／減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件 (快移速度 60～ 120m／ Illin，切削進(jìn)給速度高達(dá) 60n∥商 n)、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(dá)到了新的技術(shù)水平。為此，必須有高性能的數(shù)控裝置作保證。目前主要采用超大規(guī)模集成元件、多層印刷電路板，采用三維安裝方法，使電子元器件得以高密度安裝，較大規(guī)模縮小系統(tǒng)的占有空間。通過(guò)硬件功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時(shí)采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及系列化，使得既提高硬件生產(chǎn)批量，又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。它是利用 CAD 繪制的零件加工圖樣，再經(jīng)計(jì)算機(jī)內(nèi)的刀具軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和后置處理，從而自動(dòng)生成 NC 零件加工程序，以實(shí)現(xiàn) CAD 與CAM 的集成。一旦出現(xiàn)故障時(shí)，立即采用停機(jī)等措施，并進(jìn)行故障報(bào)警，提示發(fā)生故障的部位、原因等。數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多 CPU 結(jié)構(gòu)和分級(jí)中斷控制方式，即可在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)進(jìn)行零件加工和程序編制，實(shí)現(xiàn)所謂的“前臺(tái)加工，后臺(tái)編輯”。采用前饋控制技術(shù)，使追蹤滯后誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。 、高精度化 速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動(dòng)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(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心技術(shù)。產(chǎn)品生產(chǎn)向社會(huì)協(xié)作、專業(yè)化方向發(fā)展，小而全的模式將被淘汰。 環(huán)?；? 環(huán)保是機(jī)床產(chǎn)品必須達(dá)到的條件。此外，系統(tǒng)還可以隨時(shí)對(duì) CNC 系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、檢查，實(shí)現(xiàn)故障停機(jī)、故障報(bào)警、提示發(fā)生故障的部位、原因等。 復(fù)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(shí)，加工的產(chǎn)品形狀日益復(fù)雜，多軸化控制的機(jī)床適合加工形狀復(fù)雜的工件。比如進(jìn)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(shù)進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷，進(jìn)一步輕量化進(jìn)給系統(tǒng)，采用直線電機(jī)和力矩電機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)方式，由刀具主軸部件實(shí)現(xiàn)機(jī)床的３個(gè)直線坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)等。 綜上所述，由于數(shù)控機(jī)床不斷采納科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的各種新技術(shù)，使得其功能日趨完善，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的地位也顯得越來(lái)越重要，數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 （ 1）應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù) 數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)過(guò)程中一些重要信息，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠而言，如果要求在 16 小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率 P(t)＝ 99%以上的話，則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間 MTBF 就必須大于 3000 小時(shí)。 5μ m，精密級(jí)加工中心的加工精度則從177。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(jī)床，完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù)，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。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(qiáng)國(guó)致力發(fā)展的方向。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(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（快移速度 60~120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá) 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(dá)到了新的技術(shù)水平。遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。 開放式 為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個(gè)性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢(shì)是體系結(jié)構(gòu)的開放性，設(shè)計(jì)生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國(guó)、歐共體及日本發(fā)展開放式數(shù)控的計(jì)劃等。 市原來(lái)就屬于重工業(yè)城市 ,有許 多大中小型企業(yè) ,而石油化工、機(jī)械、鋼鐵等企業(yè)都具備數(shù)控技術(shù)設(shè)備。 隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展 ,現(xiàn)代機(jī)械制造工程領(lǐng)域方面越來(lái)越多地采用智能化、自動(dòng)化 ,新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。目 錄 第一章 緒論 1 國(guó)內(nèi)外數(shù)控發(fā)展概況 1 數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì) 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(jī)床的組成及基本工作原理 6 數(shù)控機(jī)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(cè)反饋系統(tǒng)） 7 機(jī)床的機(jī)械部件 7 、按控制方式分類 8 開環(huán)數(shù) 控機(jī)床 8 半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床 8 全閉環(huán)數(shù)控機(jī)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(dòng)向 11 M1432A 型磨床 12 典型加工方法 12 機(jī)床的主要部件 13 MK1320A 型數(shù)控外圓磨床 15 機(jī)床的主要組成部件 15 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù) 16 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng) 16 液壓系統(tǒng) 18 用 PLC 改造 MZ2020自動(dòng)磨床電氣系統(tǒng) 18 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 19 軟件設(shè)計(jì) 20 結(jié)束語(yǔ) 23 第四章 畢業(yè)實(shí)踐總結(jié) 24 參考文獻(xiàn) 26 調(diào)研報(bào)告 裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用 數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。 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。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 2020428 9:21:24 中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)編輯 王曾文 網(wǎng)友評(píng)論 條 點(diǎn)擊查看 為了滿足市場(chǎng)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，為了達(dá)到現(xiàn)代制造技術(shù)對(duì)數(shù)控技術(shù)提出的更高的要求，數(shù)控未來(lái)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。 PC 機(jī)所具有的友好的人機(jī)界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。 90 年代以來(lái)，隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長(zhǎng)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(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，歐、美、日各國(guó)爭(zhēng)相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。 高精度化 精密化是為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要，也是為了提高普通機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，減少其裝配時(shí)的工作量從而提高裝配效率的需要。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)超精密加工技術(shù)不斷提出了新的要求。10μ m 提高到177。 高可靠性 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性在一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是適度可靠，因?yàn)槭巧唐?，受性能價(jià)格比的約束。 智能化 隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)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(gè)方面。 可以通過(guò)自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行。其技術(shù)關(guān)鍵是提高機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度。同時(shí)，代表精度水平的超精密的納米級(jí)機(jī)床已開始不斷涌現(xiàn)。 智能化 現(xiàn)代智能化數(shù)控機(jī)床可以根據(jù)切削條件的變化，自動(dòng)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(shí)也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。基于網(wǎng)絡(luò)連接，機(jī)床用戶可以及時(shí)獲得機(jī)床制造商的遠(yuǎn)程技術(shù)支持，機(jī)床制造商可準(zhǔn)確有效地得到用戶方的機(jī)床工況資料數(shù)據(jù)，進(jìn)行機(jī)床狀態(tài)的網(wǎng)上在線診斷，實(shí)現(xiàn)機(jī)床全生產(chǎn)周期服務(wù)的開放式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控服務(wù)，可以提高售后服務(wù)效率，并有助于及時(shí)改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量。模塊化設(shè)計(jì)將是貫穿產(chǎn)品設(shè)計(jì)全過(guò)程的一條主線，無(wú)論是機(jī)床技術(shù)發(fā)展的潮流還是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求，無(wú)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(shè)計(jì)中，切實(shí)做好模塊化的設(shè)計(jì)工作。 數(shù)控機(jī)床及由數(shù)控機(jī)床組成的制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。并采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的直線伺服進(jìn)給方式，其高速度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性相 當(dāng)優(yōu)越。 配有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu) (刀庫(kù)容量可達(dá) 100 把以上 )的各類加工中心，能在同一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)實(shí)現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴(kuò)孔、攻螺紋等多種工序加工，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床還采用了多主 軸、多面體切削，即同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切削加工。具有自診斷、自修復(fù)功能，在整個(gè)工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時(shí)對(duì) CNC 系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、檢查。 隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，目前 CAD／ CAM 圖形交互式自動(dòng)編程已得到較多的應(yīng)用，是數(shù) 控技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)模或超大規(guī)模的專用及混合式集 成電路，以減少元器件的數(shù)量，來(lái)提高可靠性。 數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機(jī)、電裝置結(jié)合為一體。 數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì) 1．高速、高效、高精度、高可靠性 要提高加工效率，必須提高切削和進(jìn)給速度，縮短加工時(shí)間；要確保加工質(zhì)量，必須提高機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)軌跡的精度，而可靠性 則是上述目標(biāo)的基本保證。超高速加工技術(shù)對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。 (2)高精度。