【正文】 參考文獻(xiàn) [1] 杜家熙 .數(shù)控機床編程與結(jié) 構(gòu) [M]. 中國國際商務(wù)出版社 2021. [2] 孫德茂 .數(shù)控機床銑削加工直接編程技術(shù) [M].機械工業(yè)出版 . [3] 張超英 ,謝富春 .數(shù)控編程技術(shù) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021． [4] 張華 .數(shù)控設(shè)備與編程 [M]．電子工業(yè)出版社， 2021. [5] 孫德茂 .機床數(shù)控系統(tǒng)編程能力的現(xiàn)狀與展望 39。在此向代老師表示衷心的感謝！代老師辛苦了。在每一次論文遇到問題的時候，是代老師不辭辛苦的講解才是我的論文順利的進(jìn)行。同時也使自己認(rèn)識到自己在現(xiàn)代科學(xué)方面認(rèn)識的不足。 總結(jié)與體會 本論文主要闡述了數(shù)控機床的發(fā)展 ，并從數(shù)控機床技術(shù)的應(yīng)用等方面闡述了數(shù)控機床技術(shù)在工業(yè)制造中的應(yīng)用和重要性。 昆明冶金高等專科學(xué)校機電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 17 5 結(jié)束語 目前數(shù)控機床技術(shù)已被推廣應(yīng)用于工業(yè)制造，軍用武器航天技術(shù)等多個領(lǐng)域，帶來了巨大效益。把某一類型的虛擬機床作為該類型數(shù)控機床的附件，提高數(shù)控機床的市場競爭力、增加機床產(chǎn)品的附加值。虛擬機床是虛擬加工技術(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。 虛擬數(shù)控技術(shù)是由許多先進(jìn)學(xué)科、先進(jìn)知識形成的綜合技術(shù)系統(tǒng)，是一個極具潛力的前沿研究領(lǐng)域。為制造業(yè)提供最佳的發(fā)展以及為加工過程的優(yōu)化提供決策依據(jù)。還可以利用虛擬機床優(yōu)化切削參數(shù)，優(yōu)化刀具路徑，提高機床設(shè)備的生產(chǎn)效率。由于虛擬數(shù)控機床是數(shù)字模型，所以容易實現(xiàn)對數(shù)字模型進(jìn)行顯示、分析、傳遞和迭代更新，為設(shè)計提供并行作業(yè)的可能，用經(jīng)濟快捷的方式提高產(chǎn)品設(shè)計品質(zhì)，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。虛擬機床的結(jié)論是需要由真實機床來檢驗的，只有與真實機床相一致的結(jié)論才是正確的結(jié)論。 e)機床場景模塊：建立虛擬機床的工作環(huán)境。 c)操作面板模塊：操作面板模塊包括真實數(shù)控機床的操作面板按鈕功能和虛擬數(shù)控機床的菜單 。根據(jù)虛擬數(shù)控機床的特點與功能，可以將虛擬數(shù)控機床系統(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)控機床能夠識別 NC 程序，開發(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床部件、刀具等運動的信息 。因為機床的類型各式各樣，品種千變?nèi)f化，要想能夠表達(dá)各種機床，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)過少量的修改就可以建立各種機床的模型 。 d)加工過程的監(jiān)控：監(jiān)控加工過程的各個方面。 b)評估工 件品質(zhì)：顯示工件 3D 實體表面的拓?fù)潢P(guān)系、尺寸、公差和表面品質(zhì) 。 2. 虛擬數(shù)控機床的功能 虛擬數(shù)控機床應(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)控機床的各項操作，逼真地顯示數(shù)控機床的各種動作，并且能夠顯示和評估加工結(jié)果。 d)強大的網(wǎng)絡(luò)支持功能：強大的網(wǎng)絡(luò)支持功能能使虛擬機床為各種真正的制 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 。 c)完全的符號數(shù)據(jù)接口：完全的符號數(shù)據(jù)接口能使虛擬機床的各種靜止和運行狀態(tài)以符號數(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縫鏈接。虛擬機床各模塊顆粒度的合適與否取決于每個模塊的抽象度是否定義合適，以便使虛擬機床既是一個能概括各種類型數(shù)控 機床的抽象框架，又能方便的掛接具體的模塊來仿真某種特定類型的數(shù)控機床 。虛擬機床各模塊的顆粒性使每個模塊數(shù)控機床的發(fā)展及應(yīng)用研究 14 能彼此獨立的被開發(fā)和工作，從而增強了虛擬機床的可操作性和可管理性 。具有與真實機床相似的結(jié)構(gòu)使虛擬機床能模仿真實機床的任何功能而不致因為采用某種近似代替而導(dǎo)致某種結(jié)構(gòu)的失真或丟失 。通過虛擬機床不僅可以全面、逼真地反映現(xiàn)實的加工環(huán)境和加工過程，還能對加工中出現(xiàn)的碰撞、干涉提供報警信息，對產(chǎn)品的可加工性、工藝規(guī)程的合理性和加工精度進(jìn)行評估、預(yù)測，達(dá)到節(jié)省資源、避免風(fēng)險 的目的。虛擬數(shù)控機床 (VirtualMachineTool， VMT)是虛擬制造的執(zhí)行單元，是虛擬制造的一個底層關(guān)鍵技術(shù)和前提條件。德國 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)動加工，可由CNC 系統(tǒng)控制或 CAD/CAM 直接或間接控。 昆明冶金高等專科學(xué)校機電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 13 復(fù)合化發(fā)展新趨勢 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，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范 (OMAC、 OSACA、OSEC)的研究和制定，世界 3 個最大的經(jīng)濟體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和技術(shù)規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨?，F(xiàn)在可以用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間，還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。對制造速度的要求致使加工模具的機床朝著高效能專業(yè)化機種發(fā)展。 高效能發(fā)展新趨勢 對機床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對加工工件制造速度的要求提高。以電腦輔助生產(chǎn) (CAM)系 統(tǒng)的發(fā)展帶動數(shù)控控制器的功能越來越多。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機種 (每分鐘 萬轉(zhuǎn)以上的機種 )，現(xiàn)在已成為必備的機械產(chǎn)品要件。加工一薄壁飛機零件，只用 30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需 3 小時，在普通銑床加工需 8 小時。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。 數(shù)控技術(shù)及裝備的發(fā)展趨勢 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象 征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，對國計民生的一些重要行業(yè)國防、汽車等的發(fā)展起著越來越重要的作用，這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢，如：橋式三、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門銑床、龍門移動式五座標(biāo) AC 擺角數(shù)控龍門銑床、龍門移動式三座標(biāo)數(shù)控龍門銑床等。數(shù)控機床的擁有量及其性能水平的高低，是衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)志。我國應(yīng)根據(jù)需要有目標(biāo)的加大人才培養(yǎng)力度，為我國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)提供強大的技術(shù)人才支撐。制造商的服務(wù)應(yīng)從研究用戶的加工產(chǎn)品、工藝、生產(chǎn)類型、質(zhì)量要求入手，幫助用戶進(jìn)行設(shè)備選型，推薦先進(jìn)工藝與工輔具，配備專業(yè)的培訓(xùn)人員和良好的培訓(xùn)環(huán)境，幫助用戶發(fā)揮機床的最大效益、加工出高質(zhì)量的最終產(chǎn)品，這樣才能 逐步得到用戶的認(rèn)同，提高國產(chǎn)數(shù)控機床的市場占有率。 （ 3） 服務(wù)水平與能力欠缺也是影響國產(chǎn)數(shù)控機床占有率的一個重要因素 由于數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速， 一部分企業(yè)不顧長遠(yuǎn)利益，對提高自身的綜合服務(wù)水平不夠重視，甚至對服務(wù)缺乏真正的理解，只注重推銷而不注重售前與售后服務(wù)。如國外機床制造商能做到每周裝調(diào)出產(chǎn)品，而國內(nèi)的生產(chǎn)周期過長且很難控制。 （ 2） 制造水平與管理手段依然落后 一 些國產(chǎn)數(shù)控機床制造商不夠重視整體工藝與制造水平的提高，加工手段基本以普通機床與低效刀具為主，裝配調(diào)試完全靠手工，加工質(zhì)量在生產(chǎn)進(jìn)度的緊逼下不能得到穩(wěn)定與提高。 對我國數(shù)控機床的思考 從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠數(shù)控機床的發(fā)展及應(yīng)用研究 10 主導(dǎo) 21 世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展 （ 1） 不斷加強技術(shù)創(chuàng) 新是提高國產(chǎn)數(shù)控機床水平的關(guān)鍵 國產(chǎn)數(shù)控機床缺乏核心技術(shù)，從高性能數(shù)控系統(tǒng)到關(guān)鍵功能部件基本都依賴進(jìn)口，即使近幾年有些國內(nèi)制造商艱難地創(chuàng)出了自己的品牌，但其產(chǎn)品的功能、性能的可靠性仍然與國外產(chǎn)品有一定差距。 在輕工行業(yè)，采用多軸伺服控制 (最多可達(dá) 50 個運動軸 )的印刷機械、紡織機械、包裝機械以及木工機械等；在建材行業(yè)，用于石材加工的數(shù)控水刀切割機；用于玻璃加工的數(shù)控玻璃雕花機；用于席夢思加工的數(shù)控行縫機和用于服裝加工的數(shù)控繡花機等。 數(shù)控機床技術(shù)在其他行業(yè)的應(yīng)用 在信息產(chǎn)業(yè)中，從計算機到網(wǎng)絡(luò)、移動通信、遙測、遙控等設(shè)備，都需要采用基于超精技術(shù)、納米技術(shù)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(shù)。采用這種方案的伺服系統(tǒng)稱為精測粗測系統(tǒng)或雙通道系統(tǒng)。因此，在伺服系統(tǒng)中必須采用高精度的測量元件，如精密電位器、自整角 機和旋轉(zhuǎn)變壓器等。自 20 世紀(jì) 70 年代以來，由于發(fā)展了力矩電機及高靈敏度測速機，使伺服系統(tǒng)實現(xiàn)了直接驅(qū)動，革除或減小了齒隙和彈性變形等非線性因素，使帶寬達(dá)到 50 赫，并成功應(yīng)用在遠(yuǎn)程導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、精密指揮儀等場所。慣性越大，帶寬越窄。帶寬越大，快速性越好。 衡量伺服控制系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)有頻帶寬度和精度。② 在沒有機械連接的情況下，由輸入軸控制位于遠(yuǎn)處的輸出軸，實現(xiàn)遠(yuǎn)距同步傳動。采用伺服系統(tǒng)主要是為了達(dá)到下面幾個目的：① 以小功率指令信號去控制大功率負(fù)載。 數(shù)控機床技術(shù)在軍事的應(yīng)用 現(xiàn)代的許多軍事裝備，都大量采用伺服運動控制技 術(shù)，如火炮的自動瞄準(zhǔn)控制、雷達(dá)的跟蹤控制和導(dǎo)彈的自動跟蹤控制等。 數(shù)控機床在汽車工業(yè)中的應(yīng)用前景 隨著汽車工業(yè)和數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，我深信：數(shù)控機床會更加深入地應(yīng)用到汽車生產(chǎn)中，加速汽車工業(yè)發(fā)展，為汽車工業(yè)服務(wù)。在汽車中還有許多難加工的零部件，它們用普通機床往往無法加工，只能用數(shù)控機 床加工。同時為了獲得更好的空氣動力學(xué)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(yīng)用研究 8 全性，使得汽車車身形狀越來越復(fù)雜，曲面高次方程越來越多。橋殼在鑄造后還有銑端面及孔，端面上的幾個螺栓孔由專用機床一次加工完成。驅(qū)動橋中的主減速器兩個準(zhǔn)雙曲面齒輪必須由數(shù)控機床加工。就連凸 緣的淬火也是在淬火機長完成。這些都大大提高了配合精度。數(shù)控機床在加工齒輪時有很大的優(yōu)勢，現(xiàn)在常采用插齒、剃齒、滾齒等工藝加工齒輪，加工精度高，生產(chǎn)效率高。發(fā)動機的油底殼采用薄鋼板沖壓而成，看似與數(shù)控機床無關(guān)，但是你可曾想過沖壓用的模具也是由數(shù)控機床加工出來的呢？ 變速箱最為汽車中最重要的傳動機構(gòu)，擁有大量的齒輪和軸類零件。曲軸的動平衡要求很高，凸輪軸的凸輪型線精度要求很高，必須數(shù)控加工?；钊彩窍辱T造，再數(shù)控加工，最后精磨。氣缸體是發(fā)動機中的最大零件，也是