【正文】 .......................................................9 數(shù)控技術(shù)及裝備的發(fā)展趨勢 ............................................................ 11 高速化發(fā)展新趨勢 ...................................................................... 11 精密化加工發(fā)展新趨勢 .............................................................. 12 高效能發(fā)展新趨勢 ...................................................................... 12 開放化發(fā)展新趨勢 ........................................................................ 12 復(fù)合化發(fā)展新趨勢 ...................................................................... 13 虛 擬數(shù)控機床的研究 ....................................................................... 13 虛擬數(shù)控機床的特點及功能 ...................................................... 13 虛擬數(shù)控機床的體系結(jié)構(gòu) .......................................................... 15 虛擬數(shù)控機床的的應(yīng)用及展望 .................................................. 16 5 結(jié)束語 .................................................................................................... 17 總結(jié)與體會 .................................................................................................... 17 致謝 ............................................................................................................... 17 參考文獻 ....................................................................................................... 18 數(shù)控機床的發(fā)展及應(yīng)用研究 （ 昆明冶金高等?？茖W(xué)校電氣學(xué)院，昆明 650033） 摘 要 ： 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)。 討論了國內(nèi)外數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀 ,并分析了其存在的問題，提出了我國數(shù)控機床發(fā)展的對策。 關(guān)鍵詞 數(shù)控機床 。發(fā)展 。s CNC machine tools and a brief description. Domestic and foreign the CNC equipment technology development and industrialization of the status quo, and its problems, and proposed countermeasures of the development of China39。 industrial manufacture 。 Application 昆明冶金高等?？茖W(xué)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(shù)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。數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求 100%檢驗的零件。 進入 21 世紀 ，我國經(jīng)濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。隨著制造業(yè)對數(shù)控機床的大量需求以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的飛速進步，數(shù)控機床的應(yīng)用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。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(jié)構(gòu)及應(yīng)用與展望。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質(zhì)的飛 躍，為人類進入信息社會奠定了基礎(chǔ)。從此，傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。 數(shù)控機床的發(fā)展及應(yīng)用研究 2 數(shù)控（ NC）階段 （ 1952～ 1970 年） 早期計算機的運算速度低，對當(dāng)時的科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應(yīng)機床實時控制的要求。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。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進入了計算機數(shù)控（ CNC）階段。 到 1974 年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。而且當(dāng)時的小型機可靠性也不理想。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。數(shù)控系統(tǒng)從此進入了基于 PC 的階段。即 1970 年的第四代－－小型計算機； 1974年的第五代－－微處理器和 1990 年的第六代－－基于 PC（國外稱為 PCBASED）。所以我們?nèi)粘Ｖv的“數(shù)控”，實質(zhì)上已是指“計算機數(shù)控”了。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速， 1998～ 2021 年國產(chǎn)數(shù) 控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為 %%。 1999 年機床進口額為 億美元 (7624臺 )， 2021 年達 億美元 (23320 臺 )，相當(dāng)于同年國內(nèi)數(shù)控機床產(chǎn)值的 倍。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。在 1958~1979 年間為第一階段，從 1979 年至今為第二階段。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學(xué)精神。 在 20 余年間，數(shù)控機床的設(shè)計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產(chǎn)先進數(shù)控機床，使設(shè)計、制造、使用水平大大提 高，縮小了與世界先進技術(shù)的差距；通過利用國外先進元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。存在的主要問題包數(shù)控機床的發(fā)展及應(yīng)用研究 4 括：缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引；嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本 上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。在航空航天、軍工和盤算機等工業(yè)中，零件精度高、外形龐雜、批量少、常常修正，加工艱難，消費效力低，休息強度大，質(zhì)量難以保障。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(shè)備一數(shù)控機床在這種狀況下應(yīng)運而生。 數(shù)控機床的概 念 數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（ Computer numerical control）的簡稱，是一種裝有 程序控制系統(tǒng) 的自動化機床。 數(shù)控機床的特點和組成 數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控 機床的大腦。 它由以下幾個部分組成： 主機 ： 他是數(shù)控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部件。 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(yīng)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。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。 輔助裝置 ： 指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。 編程及其他附屬設(shè)備 ： 可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。 3 數(shù)控機床的應(yīng)用 數(shù)控機床在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀 在汽車等大批量生產(chǎn)行業(yè)，生產(chǎn)準備和生產(chǎn)組織管理等工作的效率相對較高，其數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用效率也相對比較高。 飛機制造業(yè)，因其產(chǎn)品的批量遠遠達不到大批量生產(chǎn)的規(guī)模，頻繁的技術(shù)和生產(chǎn)準備等因素造成數(shù)控設(shè)備的停機和輔助時間延長，在一定程度上導(dǎo)致了設(shè)備利用率相對較低，同時，對于國內(nèi)的飛機制造企業(yè)，還存在著多品種、小批量和離散程度高等問題，數(shù)控設(shè)備維 護、數(shù)控工藝技術(shù)、數(shù)控程編技術(shù)和 刀具 技術(shù)等方面與國外存在著數(shù)控機床的發(fā)展及應(yīng)用研究 6 較大的差距，數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用效率明顯低于世界先進的飛機零部件制造企業(yè)。 據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計，目前，國外數(shù)控機床在使用兩班制工作情況下開機率達 60％～ 70％，而國內(nèi)用戶的開機率僅有 20％～ 30％，數(shù)控機床的開機 率在很大程度上代表了數(shù)控機床的加工效率， 出現(xiàn) 過把德國生產(chǎn)的 DMU125P 型（馬豪，五軸四聯(lián)動）機床當(dāng)普通鏜床使用的情況，另外，也 出現(xiàn)了 許多企業(yè)十分嚴重的數(shù)控機床常年閑置不用的現(xiàn)象。 數(shù)控機床在汽車行業(yè)的應(yīng)用 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機床在汽車發(fā)展中起著越來越重要的作用。汽車工業(yè)的發(fā)展既依賴于機床工業(yè)的技術(shù)進步，又帶動了機床工業(yè)的發(fā)展。數(shù)控機床也需要汽車工業(yè)的支撐 。 現(xiàn)今的汽車生產(chǎn)，新產(chǎn)品的開發(fā)周期不斷縮短，成本也不斷降低，有資料顯示，十年前需要四年開發(fā)周期的汽車產(chǎn)品；今天只需要兩年就可以完成。 汽車工業(yè)生產(chǎn)的特點及數(shù)控機床的優(yōu)點 隨著社會的發(fā)展，人 民生活水平的提高，億萬家庭要求擁有自己的汽車，汽車走進千家萬戶。更重要的是提高汽車的品質(zhì)和質(zhì)量。數(shù)控車床在汽車制造業(yè)中主要用來加工軸類零件和盤類零件，昆明冶金高等?？茖W(xué)校機電 1020班 陶興健畢業(yè)論文 7 如曲軸、凸輪軸、飛輪、前輪轂、后輪轂、制動盤、一軸