【正文】 用 在信息產業(yè)中，從計算機到網(wǎng)絡、移動通信、遙測、遙控等設備，都需要采用基于超精技術、納米技術的制造裝備，如芯片制造的引線鍵合機、晶片鍵合機和光刻機等，這些裝備的控制都需要采用 數(shù)控技術。慣性越大，帶寬越窄。采用伺服系統(tǒng)主要是為了達到下面幾個目的：① 以小功率指令信號去控制大功率負載。同時為了獲得更好的空氣動力學以及碰撞安全，以減少行車阻力和提高安數(shù)控機床的發(fā)展及應用研究 8 全性，使得汽車車身形狀越來越復雜，曲面高次方程越來越多。這些都大大提高了配合精度?；钊彩窍辱T造，再數(shù)控加工，最后精磨。自動化生產線中應用最多的就是機械手和傳輸裝置，使工人裝配更方便快捷。除了汽車制造商采用了先進的新產品開發(fā)方法，虛擬制造，同步工程等先進開發(fā)技術外，很重要的一點是得益于為汽車制造提供制造裝備的設備供應商的努力，尤其是這些設備供應商提供了各種數(shù)控機床，這些數(shù)控機床允許汽車制造商以最快的速度提供滿足市場需求的產品。一句話，國內數(shù)控機床普遍存在加工效率不高的現(xiàn)狀。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換 工作臺 、數(shù)控轉臺和數(shù)控分度頭， 還包括 刀具 及監(jiān)控檢測裝置等。與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點： 加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質量 ； 可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件； 加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產準備時間； 機床本身的精度高、剛性大 ,可選擇有利的加工用量，生產率昆明冶金高等專科學校機電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 5 高（一般為普通機床的 3~5 倍）； 機床自動化程度高，可以減輕勞動強度； 對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術要求更高。 2 數(shù)控機床的簡介 隨著科學技巧和社會消費的敏捷開展，機械產品日趨龐雜，對機械產品德量和消費率的請求越來越高。 中國發(fā)展數(shù)控機床存在的主要問題：中國于 1958 年研制出第一臺數(shù)控機床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。 還要指出的是，雖然國外早已改稱為計算機數(shù)控（即 CNC）了，而我國仍習慣稱數(shù)控（ NC）。這是因為小型計算機功能太強，控制一臺機床能力有富裕（故當時曾用于控制多臺機床，稱之為群控），不如采用微處理器經(jīng)濟合理。近半個世紀以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展。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。s CNC machine manufacturing technology is moving in the direction of highefficiency, highspeed, highprecision, high integration and high intelligence, of processing intelligent and virtual manufacturing has bee the most important part of the modern manufacturing and development direction, and improve product international petition the force of the key technologies. Keywords: CNC machine tools 。 本文簡要分析了數(shù)控機床的發(fā)展簡史及趨勢，并簡要說明數(shù)控機床在在工業(yè)制造中的應用 ，并提出了我國數(shù)控機床發(fā)展中存在的一些問題。而目前 ， 數(shù) 控技術正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式 動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。而機床是國民經(jīng)濟中具有戰(zhàn)略意義的基礎工業(yè)，所以機床工業(yè)的發(fā)展和機床技術水平的提 高 ，必然對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著重大的推動作用。班 論 文 工 作 起 始 日 期 2021 年 12 月 15 日 提 交 日 期 2021 年 01 月 03 日 昆明冶金高等?？茖W校畢業(yè)設計（論文）成績評定表 設計（論文）題目 ： 數(shù)控機床的發(fā)展及應用研究 學生姓名： 學號： 電氣學院 學院 機電一體化技術 專業(yè) 2021 年級 指導教師評分 ： 序號 評價內容 分數(shù) 序號 評價內容 分數(shù) 1 調查論證（ 8分） 4 工作量、工作態(tài)度（ 10分） 2 方案設計與技術路線（ 15分） 5 論文質量（ 15分） 3 分析與解決問題 能力（ 15分） 6 創(chuàng)新（ 7分） 指導教師評分 ： 分 2 指導教師評語 ： 該同學按照論文任務書要求認真開展了論文研究工作，結合專業(yè)重點知識進行選題，查閱資料充分，論文撰寫規(guī)范，論文思路清晰，內容充實，論述充分，結論明確，按進度安排提交了所有論文成果。當前，機械產品在國內外市場是否具有競爭力，很大程度取決于數(shù)控技術的發(fā)展 、推廣與應用。特別是在通用微機數(shù)控機床領域，以 PLC 為平臺的國產數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走向世界的前列。 關鍵詞 數(shù)控機床 。 Application 昆明冶金高等專科學校機電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 1 0 前 言 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。以及本行業(yè)在近期的研究目標虛擬數(shù)控機床的一些特點 、功能、結構及應用與展望。隨著元器件的發(fā)展，這個階 段歷經(jīng)了三代，即 1952 年的第一代－－電子管； 1959 年的第二代－－晶體管； 1965 年的第三代－－小規(guī)模集成電路。由于微處理器是通用計算機的核心部件，故仍稱為計算機數(shù)控。特別是最近幾年，我國數(shù)控產業(yè)發(fā)展迅速， 1998～ 2021 年國產數(shù) 控機床產量和消費量的年平均增長率分別為 %%。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學精神。為處理上述問題，一種靈巧、通用、高精度、高效的“柔性”主動化消費設備一數(shù)控機床在這種狀況下應運而生。 數(shù)控裝置 ： 是數(shù) 控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、 CRT 顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、 插補 運算以及實現(xiàn)各種控制功能。 3 數(shù)控機床的應用 數(shù)控機床在國內外的應用現(xiàn)狀 在汽車等大批量生產行業(yè)，生產準備和生產組織管理等工作的效率相對較高，其數(shù)控設備的應用效率也相對比較高。汽車工業(yè)的發(fā)展既依賴于機床工業(yè)的技術進步，又帶動了機床工業(yè)的發(fā)展。更重要的是提高汽車的品質和質量。最值得一提 的是美國通用的無人汽車生產車間，整個生產車間不需工人，完全自動運行。發(fā)動機上最復 雜的氣缸蓋就更要用數(shù)控機床加工了。 驅動橋也是很重要的傳動機構。比如 大批量汽車發(fā)動機， 變速箱 ，底盤主要零部件 需要中五軸的加工中心加工。 ③ 使輸出機械位移精確地跟蹤電信號，如記錄和指示儀表等。伺服系統(tǒng)的精度主要決定于所用的測量元件的精度。 4 數(shù)控機床的思考發(fā)展趨勢及展望 隨著微電子技術，傳感器技術，精密機械技術，自動控制技術以及微型計算機技術，人工智能技術等新 技術的發(fā)展，致使數(shù)控機床不斷升級而逐漸成為評價現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要指標，我國在加入 WTO 參與世界市場激烈競爭中，國內外市場對數(shù)控機床的需求逐漸增多，數(shù)控機床的發(fā)展前景非常廣闊。有些企業(yè)派出的人員對生產的數(shù)控機床缺乏足夠了解，不會使用或使用不好數(shù)控機床，更不能指導用戶使用好機床；有的對先進高效刀具缺乏基本了解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶自然對制造商缺乏信心。 高速化發(fā)展新趨勢 目前高速加工中心進給速度最高可達 80m/min，空運行速度可達 100m/min 左右。 在加工精度方面，近 10 年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由 10μ m 提高到 5μ m，精密級加工中心則從 3～ 5μ m，提高到 1～ m，并且超精密加工精度已開始進入納米級 ( m)。我國在 2021 年也開始進行中國的 ONC 數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。 虛擬數(shù)控機床的特點及功能 1. 虛擬數(shù)控機床應具備的特點 a)良好的結構：包括三個方面： 1)與真實機床相似的結構。外界也能通過輸人符號數(shù)據(jù)對虛擬機床進行控制 。 昆明冶金高等?？茖W校機電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 15 虛擬數(shù)控機床的體系結構 虛擬機床與實際機床一樣，可以認為是一組相互連接的活動部件的集合，它們完成要求的相對運動，提供工件和工件刀具系統(tǒng)上相關點的瞬間空間位置關系。 數(shù)控機床的發(fā)展及應用研究 16 虛擬機床不能脫離實際機床而獨立存在，它是真實機床在計算機內的模擬，虛擬機 床與真實機床是密不可分的。虛擬數(shù)控機床的網(wǎng)絡功能為真正實現(xiàn)遠程合作提供保證。 在競爭面前，數(shù)控技術方面必須強調創(chuàng)新，強調研究開發(fā)具有自主知識產權的技術和產品，為我國數(shù)控產業(yè)，裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。代老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，開拓進取的精神和高度的責任心讓我學到了很多，這將使學生受益數(shù)控機床的發(fā)展及應用研究 18 終生。所以我們要時刻加強自己對現(xiàn)代科學技術方面的了解，這樣才不會被這個發(fā)展 的社會所淘汰！ 致謝 本論文的完成是在代若愚老師精心指導下進行的。虛擬機床軟件的發(fā)展目標應該是根據(jù)國內的現(xiàn)實情況和國外軟件的發(fā)展趨勢，針對具體的機床開發(fā)面向工程的實用化小型軟件。采用虛擬數(shù)控機床技術，可以為產品設計過程中的可制造性分析提供關鍵數(shù)據(jù)，能夠迅速完成在機床上不方便操作的各項任務，如完成數(shù)控程序的調試、測量產品加 工誤差、評定加工效率和檢驗干涉碰撞情況等。 b)運動控制模塊：運動控制模塊根據(jù) NC 程序決定機床刀具和各個軸的運動狀態(tài)，向各個運動部件發(fā)送運動指令并采集各軸的反饋信息 。因此系統(tǒng)要求具有如下功能： a)模擬加工過程：顯示和仿真 CNC 控制功能、動畫加工過程，檢查刀具軌跡和干涉、過切、碰撞等并給予警告 。3)各模塊合適的顆粒度。 虛擬數(shù)控機床的研究