浅析数控机床的发展进程及趋势1
数控机床的发展历史及其技术的发展趋势
3、在关键技术的应用方面，伺服驱动技术、数控系统技术和机械结构技术 都在不断发展，其中伺服驱动技术和数控系统技术的数字化、高频化、集成化， 以及机械结构技术的高刚度、高精度、高可靠性都是当前发展的主要方向。
综上所述，数控机床的关键技术和发展趋势对制造业的发展至关重要。未来， 随着科学技术的不断进步和创新，我们有理由相信，数控机床的关键技术和发展 趋势将会有更大的突破和创新。
2、虚拟现实/增强现实技术在数 控机床上的应用
虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的引入，为数控机床的操作和维护提 供了全新的视角。通过VR技术，可以将加工过程进行模拟仿真，帮助操作人员提 前发现潜在的错误和问题，提高实际加工过程中的安全性。而AR技术则可以将加 工信息实时叠加到实际场景中，使操作人员能够更加直观地了解设备状态和加工 进度，提高生产效率。
高速化指的是数控机床的加工速度不断提高，高精度化则是指数控机床的加 工精度不断提高。复合化是指数控机床具备多种加工功能，能够实现一机多能。 智能化则是指数控机床具备智能化的加工能力和自我诊断修复功能。
三、数控机床关键技术分析
1、伺服驱动技术：伺服驱动技术是数控机床的重要组成部分，其性能直接 影响到数控机床的加工精度和速度。目前，伺服驱动技术正朝着数字化、高频化、 集成化方向发展，其中数字化伺服驱动技术通过提高脉冲频率和采样率，能够大 幅度提高伺服系统的性能。
四、结论
数控机床作为现代制造业的核心设备，其性能和使用寿命直接影响到生产效 率和产品质量。本次演示通过对数控机床的关键技术和发展趋势进行分析，得出 以下结论：
1、数控机床的关键技术包括伺服驱动技术、数控系统技术、机械结构技术 等，这些技术的发展程度直接决定了数控机床的性能和使用寿命。
浅析数控机床的发展进程与趋势
数控机床的发展历程和趋势
现代数控机床的应用领域拓展
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航空航天领域
用于加工飞机和航天器的复杂 零部件，如发动机叶片、机翼
等。
汽车制造领域
用于加工汽车零部件，如发动 机缸体、曲轴等。
模具制造领域
用于加工各种模具零部件，如 注塑模、压铸模等。
医疗器械领域
用于加工各种医疗器械零部件 ，如人工关节、牙科种植体等
高精度直线导轨和滚珠丝 杠
高精度直线导轨和滚珠丝杠的 应用提高了数控机床的定位精 度和重复定位精度，进一步提 升了加工质量。
智能化技术
中期发展阶段开始引入智能化 技术，如自适应控制、模糊控 制等，使数控机床能够根据不 同的加工条件自动调整参数， 提高加工过程的稳定性和效率 。
中期发展的主要应用领域
高速发展阶段
21世纪初，中国数控机床 产业进入高速发展阶段， 技术水平不断提高，产品 种类日益丰富。
中国数控机床的产业现状
产业规模
中国数控机床产业规模不断扩大， 已经成为全球最大的数控机床生 产国之一。
技术水平
中国数控机床的技术水平不断提高， 已经具备了国际竞争力。
产品种类
中国数控机床的产品种类日益丰富， 涵盖了各种加工中心、数控车床、 数控铣床等。
新兴领域应用 数控机床在新兴领域如新能源、 新材料、生物医药等领域的应用 不断拓展，为数控机床的发展提 供了新的机遇。
技术创新驱动 数控机床技术的不断创新和发展， 将推动其在高效、高精度、智能 化等方面取得更大突破。
如何应对数控机床发展的挑战和机遇
加强技术研发和创新
企业应加大技术研发和创新投入，提升 数控机床的技术水平和核心竞争力。
浅析数控机床的发展进程及趋势
浅析数控机床的发展进程及趋势自20世纪末开始，我国制造业就开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步，机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。
机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素，既是生产力要素，又是重要商品。
机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。
数控机床的发展进程自上世纪50年代以来，世界数控机床主要经历了数控NC（NumericalControl）和计算机数控CNC（ComputerNumericalControl）2个阶段。
始于90年代初，受通用微机技术飞速发展的影响，数控系统正朝着以个人计算机(PC)为基础，向着开放化、智能化、网络化等方面进一步发展。
数控机床通常由控制系统、进给伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。
其中进给伺服系统作为数控机床的重要功能部件，其性能是决定数控机床加工性能的极其重要的技术指标。
数控机床的发展趋势进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。
机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。
数控机床正向以下几个方面发展。
(1）高速化：新一代数控机床为提高生产效率，向超高速方向发展，采用新型功能部件主轴转速达15,000r/min以上。
而高速切削是指刀具切削刃相对与零件表面的切削运动速度超过普通切削5～10倍，体现在数控机床上的主轴转速、进给率、运算速度等。
(2）高精度化：当前，在机械加工高精度的要求下，世界各工业强国已经不能满足于精密加工了，而是把超精密加工作为数控机床的未来发展方向。
其精度已经从微米级发展到亚微米级，甚至纳米级。
(3）功能复合化：工件一次装夹，能进行多种工序复合加工，可大大地提高生产效率和加工精度，是机床一贯追求的。
机床已逐渐发展成为系统化产品，用一台电脑控制一条生产线的作业。
机床数控技术的现状及发展趋势
机床数控技术的现状及发展趋势1. 引言1.1 机床数控技术的重要性机床数控技术的重要性在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断进步和工业制造的发展，传统的手工操作已经无法满足复杂、精密的生产需求。
而数控技术的出现，则为实现高效、精准的生产提供了强大的支持。
机床数控技术可以实现生产过程的自动化，大大提高了生产效率。
通过预先编程设定工艺参数，机床可以自动进行加工操作，避免了人工操作中可能出现的偏差和错误，从而确保产品的质量和稳定性。
机床数控技术可以实现生产过程的数字化和信息化管理。
通过数据采集和分析，可以及时了解设备运行状态和产品加工情况，从而进行精细化管理和优化调整，提高生产过程的可控性和可预测性。
机床数控技术还可以实现生产过程的高度灵活性。
通过灵活的程序设计和参数调整，可以快速切换生产任务，适应不同产品的加工需求，提高生产线的适应性和变换性。
机床数控技术的重要性在于它不仅提高了生产效率和产品质量，还推动了工业生产的现代化和智能化发展。
随着技术的不断创新和应用，相信机床数控技术将在工业制造领域继续发挥重要作用。
1.2 机床数控技术的定义机床数控技术是指通过计算机控制系统，实现机床自动化操作的一种先进技术。
它将传统机床替代性能提高到了一个新的高度，极大地提高了机床的精度、效率和稳定性。
机床数控技术采用了数字控制系统，通过预先编程的指令指挥机床进行各种加工工序，实现复杂加工任务的高精度完成。
机床数控技术的核心是数控系统，其包括硬件和软件两部分。
硬件主要由电子设备、传感器和执行机构组成，用于接收和执行指令；软件则是指控制系统的程序，用于实现加工过程的编程和控制。
机床数控技术的出现彻底改变了传统加工方式，极大地提高了生产效率和产品质量。
它也为工业生产带来了更大的灵活性和创新性，能够满足不同行业对加工精度和效率的不同需求。
机床数控技术是一个能够推动工业生产进步的重要技术，它的发展将不断推动传统制造业向智能化、自动化方向迈进。
数控机床的发展趋势
数控机床的发展趋势一. 引言数控技术和数控装备是各个国家工业现代化的重要基础。
我国数控技术与世界先进国家相比还有一定的差距，因此了解数控技术国内外的发展状况对我国数控领域的发展有非常重要的意义。
数控技术(简称即 )应用于生产中已有二十多年的历史了，它使传统的制造业发生了质的变化，尤其是近年来．微电子技术和计算机技术的发展给技术带来了新的活力。
数控机床是现代制造业的主流设备，是体现现代机床技术水平、现代机械制造业工艺水平的重要标志，是关系国计民生、国防尖端建设的战略物资。
因此世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。
二.数控机床的发展趋势1.高速化随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。
.主轴转速：机床采用电主轴(内装式主轴电机)，主轴最高转速达；. 进给率：在分辨率为µ时，最大进给率达到且可获得复杂型的精确加工；. 运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开发出已发展到位以及位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。
由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为µ、µ时仍能获得高达～的进给速度；. 换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在左右，高的已达。
德国公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅。
2. 高精度化数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。
a. 提高系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度(日本已开发装有脉冲转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到µ脉冲)，位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；. 采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。
数控机床国内的发展进程及趋势
数控机床国内的发展进程及趋势
一、概述
数控机床是利用电子技术和计算机技术，将人机操作自动化的机械加工机控制系统。
它是一种高精度的数字控制技术，能够自动地检测和控制机械加工机床的工作状态，自动完成机床的各种加工操作，从而节约劳动力和人工，提高工作效率，节省能源，减少生产成本。
数控机床在世界机械加工领域有着重要地位，在中国机械加工行业有着重要的地位和作用。
数控机床的发展可以追溯到上世纪五十年代，数控机床已经发展出一系列从小到大，从简单到复杂的机床。
自20世纪60年代以来，数控机床的发展速度不断加快，数控机床的技术同步发展，数控机床的应用范围得到进一步扩大，它的发展已经成为机械加工行业的重要趋势。
二、国内数控机床发展历程
1、20世纪60年代：20世纪60年代是我国数控机床发展的开端。
当时，我国数控机床以厂家共同研制和先进国家转让为主，其中主要有苏联苏霍伊、德国弗洛芒等。
这一时期，数控机床的技术还比较落后，数控机床的应用也有限，主要集中在大型机械制造企业，主要是军工领域。
一些地方企业也开始引进数控机床，并在实践中不断进行技术改造，取得了一些成绩。
2、20世纪70年代：20世纪70年代，境内数控机床的发展迅速。
浅析数控机床的发展进程及趋势
浅析数控机床的发展进程及趋势引言数控机床作为现代制造业中不可或缺的重要设备，在各个行业中发挥着巨大的作用。
随着科技的不断进步，数控机床的技术水平和生产效率也不断提高，不断满足工业发展的需求。
本文将从数控机床的发展历程、现状和发展趋势三个方面，探讨数控机床的发展。
数控机床的发展历程数控机床的起源可以追溯到20世纪50年代，当时的数控技术还处于萌芽阶段，机床控制系统主要采用电气、机械和液压等方式控制。
1958年，美国麻省理工学院的约翰·塞尔文率先发明了数控系统，从而开启了数控机床的发展历程。
1960年代到1970年代，数控机床的发展进入了快速发展期，主要体现在控制系统、动力系统、检测系统、刀具系统等方面的提高。
同时，数控机床也开始被广泛应用于制造业中，取代传统机床的地位逐渐被数控机床取代。
1980年代到1990年代，数控机床的技术水平得到了极大提高，特别是在控制系统、伺服系统、在线检测等方面的发展取得了巨大进展。
同时，随着计算机和网络技术的不断进步，数控机床也开始与信息技术融合，为生产线的自动化和智能化发展奠定了基础。
21世纪以来，随着自动化和智能化的加速发展，数控机床的发展进入了新阶段，目前已经成为了现代制造业中的重要设备之一。
数控机床的现状当前，全球数控机床市场呈现快速发展的态势。
根据国际市场研究机构的数据显示，全球数控机床市场总体规模增长持续稳定，行业竞争越来越激烈。
其中，中国是全球数控机床市场的主要市场之一，数控机床制造业已成为中国制造业的重要组成部分。
当前，数控机床技术水平不断提高，各自控制系统、切削工具和刀具、自动化和智能化技术的应用不断扩展，大大提高了生产效率和产品质量。
同样，数控机床产品的发展趋势也得到了不断提高。
具体表现在以下几方面。
数控机床的发展趋势1. 智能化发展随着人工智能技术的不断发展，数控机床的智能化发展势头也日渐强劲。
从数控机床控制系统到设备自主诊断和修复，从数控机床设备交互到人机协作，人工智能的应用将使数控机床得到智能化升级和转型升级。
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网络教育学院专科生毕业大作业题目：浅析数控机床的发展进程及趋势学习中心：重庆万州奥鹏学习中心[16]VIP层次：专科起点本科专业：机械设计制造及其自动化年级： 2011年春季学号： ************学生：夏小兵指导教师：**完成日期： 2013年03月04日内容摘要从20世纪中叶数控技术出现以来,数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
各工业发达国家投入巨资,对现代技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。
在现代制造系统中,数控技术是关键技术,他集微电子,计算机,信息处理,自动检测,自动控制等高新技术于一体,具有高精度,高效率,柔性自动化等特点,对制造业实现绕性自动化,集成化,智能化起着举足轻重的作用。
目前,数控技术正在发生根本性变革,有专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展.在集成化基础上,数控系统实现了超薄型,超小型化;在智能基础上,综合了计算机,多媒体,模糊控制,神经网络等学科技术,数控系统实现了高速,高精,高效控制,加工过程中可以自动修正,调节与补偿各项参数,实现了在现诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体，数控机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
关键词：数控机床；进给伺服系统，机床加工程序目录内容摘要 (I)前言 (1)1 数控机床的发展进程 (2)1.1 进给伺服系统 (2)1.2 机械传动系统 (4)1.3 数控机床加工程序的结构 (4)1.3.1 程序开始部分 (4)1.3.2 程序内容部分 .................................... 错误!未定义书签。
1.3.3程序结尾部分..................................... 错误!未定义书签。
2 数控机床的发展趋势 (6)2.1高速化 (6)2.2高精度化 (6)2.3功能复合化............................................. 错误!未定义书签。
2.4控制智能化............................................. 错误!未定义书签。
2.5体系开放化............................................. 错误!未定义书签。
2.6驱动并联化 (6)2.7极端化(大型化和微型化) (6)2.8信息交互网络化......................................... 错误!未定义书签。
2.9新型功能部件........................................... 错误!未定义书签。
2.10高可靠性.............................................. 错误!未定义书签。
2.11多媒体技术的应用...................................... 错误!未定义书签。
3 数控机床发展中所存在的问题 (7)3.1缺乏实事求是的科学精神 (7)3.2缺乏系统深入的科研工作 (7)3.3没有合理地运用资源..................................... 错误!未定义书签。
3.4我国制造业大环境的制约................................. 错误!未定义书签。
3.5缺乏吸引高层次、高素质人才创新创业的环境............... 错误!未定义书签。
3.6对国外技术重引进、轻消化吸收的问题仍很突出............. 错误!未定义书签。
4 数控机床的发展策略 (8)4.1以高速化为先导，提高数控机床的综合性能 (8)4.2推进μm 工程，研制高效精密数控机床 (8)4.3发展复合加工数控机床、缩短制造过程链................... 错误!未定义书签。
4.4高效柔性化的新一代制造系统............................. 错误!未定义书签。
4.5发展网络化制造单元，推进企业制造能力的高效柔性化....... 错误!未定义书签。
4.6开展可靠性设计，加强全面质量管理，保证数控机床的可靠性增长错误!未定义书签。
4.7提高技术人员的综合素质。
............................... 错误!未定义书签。
参考文献 . (9)前言自20世纪末开始，我国制造业就开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步，机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。
机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素，既是生产力要素，又是重要商品。
机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。
近年来, 我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强, 无论在精度、速度、性能, 还是智能化方面都取得了相当的成绩[1]。
在国际贸易中, 很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的主要机电出口产品。
因此，对数控机床技术的发展历程进行总结分析，将有助于推进我国数控机床技术实现跨越式发展的目标。
本文以数控机床为研究对象，首先阐述了数控机床的发展历程，尤其对其进给伺服系统和机械传动系统的发展过程进行了详细描述，接下来对我国数控机床的发展现状与发展趋势进行了介绍，并分析了其存在的问题，最后提出了针对我国数控机床的发展策略。
1 数控机床的发展进程自上世纪50年代以来，世界数控机床主要经历了数控NC（Numerical Control）和计算机数控CNC（Computer Numerical Control）2个阶段[2]。
数控NC阶段主要经历了以下3代：第1代数控系统，始于50年代初年，系统全部采用电子管元件，逻辑运算与控制采用硬件电路完成。
第2代数控系统，始于50年代末，以晶体管元件和印刷电路板广泛应用于数控系统为标志。
第3代数控系统，始于60年代中期，由于小规模集成电路的出现，使其体积变小、功耗降低，可靠性提高，推动了数控系统的进一步发展。
计算机数控CNC阶段也经历了3代：第4代数控系统，始于70年代，当首个采用小型计算机的CNC装置芝加哥展览会上露面时，标志着CNC技术的问世。
第5代数控系统，70年代后期，中、大规模集成电路技术所取得成就，促使价格低廉、体积更小、集成度更高、工作可靠的微处理器芯片的产生，并逐步应用于数控系统。
第6代数控系统，始于90年代初，受通用微机技术飞速发展的影响，数控系统正朝着以个人计算机(PC)为基础，向着开放化、智能化、网络化等方面进一步发展。
数控机床通常由控制系统、进给伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。
其中进给伺服系统作为数控机床的重要功能部件，其性能是决定数控机床加工性能的极其重要的技术指标。
因此提高进给伺服系统的动态特性与静态特性的品质是人们始终追求的目标。
接下来主要介绍一下进给伺服系统和机械传动系统的发展历程。
1.1 进给伺服系统进给伺服系统是以运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，它是一个很典型的机电一体化系统，主要由位置控制单元、速度控制单元、驱动元件(电机)、检测与反馈单元和机械执行部件几个部分组成。
是以运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，它是一个很典型的机电一体化系统，主要由位置控制单元、速度控制单元、驱动元件(电机)、检测与反馈单元和机械执行部件几个部分组成。
1.1.1步进伺服系统在20世纪60年代以前，步进伺服系统是以步进电机驱动的液压伺服电动机或是以功率步进电机直接驱动为特征，伺服系统采用开环控制。
步进伺服系统接受脉冲信号，它的转速和转过的角度取决于指令脉冲的频率或个数。
由于没有检测和反馈环节，步进电机的精度取决于步距角的精度，齿轮传动间隙等，所以它的精度较低。
而且步进电机在低频时易出现振动现象，它的输出力矩随转速升高而下降。
又由于步进伺服系统为开环控制，步进电机在启动频率过高或负载过大时易出现“丢步”或“堵转”现象，停止时转速过高容易出现过冲的现象。
另外步进电机从静止加速到工作转速需要的时间也较长，速度响应较慢。
但是由于其结构简单，易于调整，工作可靠，价格较低的特点，在许多要求不高的场合还是可以应用的。
1.1.2 直流伺服系统60～70年代后，数控系统大多采用直流伺服系统。
直流伺服电机具有良好的宽调速性能。
输出转矩大，过载能力强，伺服系统也由开环控制发展为闭环控制，因而在工业及相关领域获得了更加广泛的运用。
但是，随着现代工业的快速发展，其相应设备如精密数控机床、工业机器人等对电伺服系统提出越来越高的要求，尤其是精度、可靠性等性能。
而传统直流电动机采用的是机械式换向器，在应用过程中面临很多问题，如电刷和换向器易磨损，维护工作量大，成本高;换向器换向时会产生火花，使电机的最高转速及应用环境受到限制;直流电机结构复杂、成本高、对其他设备易产生干扰。
1.1.3 交流伺服系统针对直流电动机的缺点，人们一直在努力寻求以交流伺服电动机取代具有机械换向器和电刷的直流伺服电动机的方法，以满足各种应用领域，尤其是高精度、高性能伺服驱动领域的需要。
但是由于交流电机具有强耦合，非线性的特性，控制非常复杂，所以高性能运用一直受到局限。
自80年代以来，随着电子电力等各项技术的发展，特别是现代控制理论的发展，在矢量控制算法方面的突破，原来一直困扰着交流电动机的问题得以解决，交流伺服发展地越来越快。
1.1.4 直线伺服系统永磁同步直线电机在推力、动态性能、定位精度方面比其他直线电机更具优越性，因而PMLSM越来越多的用于直线伺服系统中。
但由于直线伺服系统存在很大的参数摄动和负载扰动，此外还存在“边端效应”等问题，因此，采用传统的比例(P)或比例积分(PI)位置调节器的矢量控制系统很难满足高性能伺服系统的要求。
1.2 机械传动系统机械传动系统由数控机床的主传动系统，进给运动系统，回转工作台与导轨组成。
数控机床主传动系统的作用就是产生不同的主轴切削速度以满足不同的加工条件要求。
主传动系统由动力源：电机，传动系统：定比传动机构、变速装置，运动控制装置：离合器、制动器等，执行件:主轴。
进给运动是以保证刀具与工件相对位置关系为目的，被加工工件的轮廓精度和位置精度都受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的直接影响。
进给运动是数字控制系统的直接控制对象。
对于闭环控制系统，还要在进给运动的末端加上位置检测系统，并将测量的实际位移反馈到控制系统中，以使运动更准确。
回转工作台的作用是：按照数控装置的指令做回转分度或连续回转进给。
导轨的作用：起导向及支承作用，它的精度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有直接影响。
为了保证数控机床具有较高的加工精度和较大的承载能力，要求其导轨具有较高的导向精度、足够的刚度、良好的耐磨性、良好的低速运动平稳性，同时应尽量使导轨结构简单，便于制造、调整和维护。