【導(dǎo)讀】重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行選題，查閱資料充分，論文撰寫(xiě)規(guī)范，論文思路清晰，內(nèi)容充實(shí)，論述充分，結(jié)論明確，按進(jìn)度安排提交了所有論文成果。的主要技術(shù)難題、進(jìn)一步研究的工作重點(diǎn)等；求內(nèi)容豐富，條理清楚，格式規(guī)范，富有創(chuàng)新，字?jǐn)?shù)不少于一萬(wàn)字；隨著改革開(kāi)放和中國(guó)。加入世貿(mào)組織后，我國(guó)機(jī)床工業(yè)取得了巨大的發(fā)展。當(dāng)前，機(jī)械產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)是否具有競(jìng)爭(zhēng)力，很大程度取決于數(shù)控技術(shù)的發(fā)。因此，大力推廣發(fā)展數(shù)控技術(shù)、用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)、有著深遠(yuǎn)意義?？煽啃缘玫綐O大提高。在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。發(fā)展趨勢(shì)的思考，按照科技論文的撰寫(xiě)規(guī)范按時(shí)完成任務(wù)。

　　

【正文】 由 10μ m 提高到 5μ m，精密級(jí)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(kāi)始進(jìn)入納米級(jí) ( m)。 高效能發(fā)展新趨勢(shì) 對(duì)機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對(duì)加工工件制造速度的要求提高。同時(shí)，由于產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品生命周期快速縮短，模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間必須具備的條件。對(duì)制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床朝著高效能專(zhuān)業(yè)化機(jī)種發(fā)展。 開(kāi)放化發(fā)展新趨勢(shì) 數(shù) 控機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品?，F(xiàn)在可以用一臺(tái)電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間，還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。如前所述，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范 (OMAC、 OSACA、OSEC)的研究和制定，世界 3 個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和技術(shù)規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在 2021 年也開(kāi)始進(jìn)行中國(guó)的 ONC 數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。 昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校機(jī)電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 13 復(fù)合化發(fā)展新趨勢(shì) 產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級(jí)，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。新日本工機(jī)的 5 面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn) 4 個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得 5 面加工和 5 軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó) DMG 公司展出 DMUVoution 系列加工中心，可在一次裝夾下 5 面加工和 5 軸聯(lián)動(dòng)加工，可由CNC 系統(tǒng)控制或 CAD/CAM 直接或間接控。 虛擬數(shù)控機(jī)床的研究 隨著虛擬制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 的深入，仿真技術(shù)已廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的評(píng)估工藝計(jì)劃和設(shè)備，以及新產(chǎn)品設(shè)計(jì)。虛擬數(shù)控機(jī)床 (VirtualMachineTool， VMT)是虛擬制造的執(zhí)行單元，是虛擬制造的一個(gè)底層關(guān)鍵技術(shù)和前提條件。它的最終目的是為虛擬制造建立一個(gè)真實(shí)的加工環(huán)境，在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的仿真，以增強(qiáng)制造過(guò)程的各級(jí)決策與控制能力，優(yōu)化制造過(guò)程。通過(guò)虛擬機(jī)床不僅可以全面、逼真地反映現(xiàn)實(shí)的加工環(huán)境和加工過(guò)程，還能對(duì)加工中出現(xiàn)的碰撞、干涉提供報(bào)警信息，對(duì)產(chǎn)品的可加工性、工藝規(guī)程的合理性和加工精度進(jìn)行評(píng)估、預(yù)測(cè)，達(dá)到節(jié)省資源、避免風(fēng)險(xiǎn) 的目的。 虛擬數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及功能 1. 虛擬數(shù)控機(jī)床應(yīng)具備的特點(diǎn) a)良好的結(jié)構(gòu)：包括三個(gè)方面： 1)與真實(shí)機(jī)床相似的結(jié)構(gòu)。具有與真實(shí)機(jī)床相似的結(jié)構(gòu)使虛擬機(jī)床能模仿真實(shí)機(jī)床的任何功能而不致因?yàn)椴捎媚撤N近似代替而導(dǎo)致某種結(jié)構(gòu)的失真或丟失 。2)機(jī)床各模塊的顆粒性。虛擬機(jī)床各模塊的顆粒性使每個(gè)模塊數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及應(yīng)用研究 14 能彼此獨(dú)立的被開(kāi)發(fā)和工作，從而增強(qiáng)了虛擬機(jī)床的可操作性和可管理性 。3)各模塊合適的顆粒度。虛擬機(jī)床各模塊顆粒度的合適與否取決于每個(gè)模塊的抽象度是否定義合適，以便使虛擬機(jī)床既是一個(gè)能概括各種類(lèi)型數(shù)控 機(jī)床的抽象框架，又能方便的掛接具體的模塊來(lái)仿真某種特定類(lèi)型的數(shù)控機(jī)床 。 b)完善的圖形接口：完善的圖形接口使用戶(hù)既能像在真實(shí)環(huán)境中那樣完全操作數(shù)控機(jī)床，又能完全真實(shí)地以圖像的形式觀察機(jī)床運(yùn)行的各種狀態(tài)和各種機(jī)床運(yùn)行參數(shù)，從而最大限度的提高人機(jī)融合度 。 c)完全的符號(hào)數(shù)據(jù)接口：完全的符號(hào)數(shù)據(jù)接口能使虛擬機(jī)床的各種靜止和運(yùn)行狀態(tài)以符號(hào)數(shù)據(jù)的形式被外界感知，從而提供了與其他制造軟件的無(wú)縫鏈接。外界也能通過(guò)輸人符號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)虛擬機(jī)床進(jìn)行控制 。 d)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持功能：強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持功能能使虛擬機(jī)床為各種真正的制 造資源服務(wù)，從而在連接意義上提供與外界制造資源的相互操作性 。 e)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式：虛擬機(jī)床由于采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)、傳輸和處理數(shù)據(jù)因而能夠在語(yǔ)義意義上提高與外界制造資源的相互操作性。 2. 虛擬數(shù)控機(jī)床的功能 虛擬數(shù)控機(jī)床應(yīng)該能夠仿真不同的加工方法和不同的加工材料，能夠完成數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)操作，逼真地顯示數(shù)控機(jī)床的各種動(dòng)作，并且能夠顯示和評(píng)估加工結(jié)果。因此系統(tǒng)要求具有如下功能： a)模擬加工過(guò)程：顯示和仿真 CNC 控制功能、動(dòng)畫(huà)加工過(guò)程，檢查刀具軌跡和干涉、過(guò)切、碰撞等并給予警告 。 b)評(píng)估工 件品質(zhì)：顯示工件 3D 實(shí)體表面的拓?fù)潢P(guān)系、尺寸、公差和表面品質(zhì) 。 c)估算加工成本：通過(guò)仿真加工過(guò)程，能進(jìn)行加工成本的估算 。 d)加工過(guò)程的監(jiān)控：監(jiān)控加工過(guò)程的各個(gè)方面。 昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校機(jī)電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 15 虛擬數(shù)控機(jī)床的體系結(jié)構(gòu) 虛擬機(jī)床與實(shí)際機(jī)床一樣，可以認(rèn)為是一組相互連接的活動(dòng)部件的集合，它們完成要求的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提供工件和工件刀具系統(tǒng)上相關(guān)點(diǎn)的瞬間空間位置關(guān)系。因?yàn)闄C(jī)床的類(lèi)型各式各樣，品種千變?nèi)f化，要想能夠表達(dá)各種機(jī)床，就需要采用模塊化的原理，定制各種標(biāo)準(zhǔn)的模塊，這樣經(jīng)過(guò)少量的修改就可以建立各種機(jī)床的模型 。各模塊應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟(jì)化、并具有互換性、相容性和相關(guān)性，使系統(tǒng)具有開(kāi)放性和適應(yīng)性。根據(jù)虛擬數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與功能，可以將虛擬數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的功能模塊作如下劃分 (圖 1)： a)NC 編譯模塊：為了使虛擬數(shù)控機(jī)床能夠識(shí)別 NC 程序，開(kāi)發(fā)了 NC 編譯模塊，它 的功能是接受數(shù)控代碼并將其翻譯為機(jī)床部件、刀具等運(yùn)動(dòng)的信息 。 b)運(yùn)動(dòng)控制模塊：運(yùn)動(dòng)控制模塊根據(jù) NC 程序決定機(jī)床刀具和各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，向各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令并采集各軸的反饋信息 。 c)操作面板模塊：操作面板模塊包括真實(shí)數(shù)控機(jī)床的操作面板按鈕功能和虛擬數(shù)控機(jī)床的菜單 。 d)切削計(jì)算模塊：根據(jù)工件與刀具的相對(duì)位置，進(jìn)行干涉判斷，對(duì)發(fā)生干涉的工件進(jìn)行切削計(jì)算并重新生成工件模型 。 e)機(jī)床場(chǎng)景模塊：建立虛擬機(jī)床的工作環(huán)境。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及應(yīng)用研究 16 虛擬機(jī)床不能脫離實(shí)際機(jī)床而獨(dú)立存在，它是真實(shí)機(jī)床在計(jì)算機(jī)內(nèi)的模擬，虛擬機(jī) 床與真實(shí)機(jī)床是密不可分的。虛擬機(jī)床的結(jié)論是需要由真實(shí)機(jī)床來(lái)檢驗(yàn)的，只有與真實(shí)機(jī)床相一致的結(jié)論才是正確的結(jié)論。 虛擬數(shù)控機(jī)床的的應(yīng)用及展望 虛擬數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用將給制造業(yè)帶來(lái)革命性的飛躍。由于虛擬數(shù)控機(jī)床是數(shù)字模型，所以容易實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字模型進(jìn)行顯示、分析、傳遞和迭代更新，為設(shè)計(jì)提供并行作業(yè)的可能，用經(jīng)濟(jì)快捷的方式提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)品質(zhì)，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。采用虛擬數(shù)控機(jī)床技術(shù)，可以為產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的可制造性分析提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，能夠迅速完成在機(jī)床上不方便操作的各項(xiàng)任務(wù)，如完成數(shù)控程序的調(diào)試、測(cè)量產(chǎn)品加 工誤差、評(píng)定加工效率和檢驗(yàn)干涉碰撞情況等。還可以利用虛擬機(jī)床優(yōu)化切削參數(shù)，優(yōu)化刀具路徑，提高機(jī)床設(shè)備的生產(chǎn)效率。利用機(jī)床加工的全過(guò)程與用戶(hù)的交互功能，可以為企業(yè)、學(xué)校的數(shù)控人才培訓(xùn)提供快速、安全且不消耗資源的有效手段，并幫助機(jī)床制造商向遠(yuǎn)程客戶(hù)逼真地演示其產(chǎn)品。為制造業(yè)提供最佳的發(fā)展以及為加工過(guò)程的優(yōu)化提供決策依據(jù)。虛擬數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)功能為真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程合作提供保證。 虛擬數(shù)控技術(shù)是由許多先進(jìn)學(xué)科、先進(jìn)知識(shí)形成的綜合技術(shù)系統(tǒng)，是一個(gè)極具潛力的前沿研究領(lǐng)域。由于多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬數(shù) 控技術(shù)將獲得更快的發(fā)展。虛擬機(jī)床是虛擬加工技術(shù)的核心，網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化是虛擬制造技術(shù)的發(fā)展方向。虛擬機(jī)床軟件的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)該是根據(jù)國(guó)內(nèi)的現(xiàn)實(shí)情況和國(guó)外軟件的發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)具體的機(jī)床開(kāi)發(fā)面向工程的實(shí)用化小型軟件。把某一類(lèi)型的虛擬機(jī)床作為該類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的附件，提高數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、增加機(jī)床產(chǎn)品的附加值。虛擬數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，將為制造技術(shù)帶來(lái)勃勃生機(jī)，并將虛擬數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)推向一個(gè)更加嶄新的階段。 昆明冶金高等專(zhuān)科學(xué)校機(jī)電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 17 5 結(jié)束語(yǔ) 目前數(shù)控機(jī)床技術(shù)已被推廣應(yīng)用于工業(yè)制造，軍用武器航天技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，帶來(lái)了巨大效益。 在競(jìng)爭(zhēng)面前，數(shù)控技術(shù)方面必須強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)，裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 總結(jié)與體會(huì) 本論文主要闡述了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 ，并從數(shù)控機(jī)床技術(shù)的應(yīng)用等方面闡述了數(shù)控機(jī)床技術(shù)在工業(yè)制造中的應(yīng)用和重要性。通過(guò)本次畢業(yè)論文我收獲很大，在此過(guò)程中我查閱了很多相關(guān)資料豐富了自己在數(shù)控機(jī)床技術(shù)方面的知識(shí)，也使自己對(duì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)有了更深的了解。同時(shí)也使自己認(rèn)識(shí)到自己在現(xiàn)代科學(xué)方面認(rèn)識(shí)的不足。所以我們要時(shí)刻加強(qiáng)自己對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)方面的了解，這樣才不會(huì)被這個(gè)發(fā)展 的社會(huì)所淘汰！ 致謝 本論文的完成是在代若愚老師精心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在每一次論文遇到問(wèn)題的時(shí)候，是代老師不辭辛苦的講解才是我的論文順利的進(jìn)行。從論文的選題到開(kāi)題報(bào)告及搜集資料至最后論文修改的整個(gè)過(guò)程，花費(fèi)了代老師工作以外的很多寶貴時(shí)間和精力，看到老師白天工作了之后晚上還在線上等待給我們修改論文，幫助我們完成畢業(yè)論文工作到很晚 ，我們非常的感動(dòng)。在此向代老師表示衷心的感謝！代老師辛苦了。代老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心讓我學(xué)到了很多，這將使學(xué)生受益數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及應(yīng)用研究 18 終生。 參考文獻(xiàn) [1] 杜家熙 .數(shù)控機(jī)床編程與結(jié) 構(gòu) [M]. 中國(guó)國(guó)際商務(wù)出版社 2021. 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