数控转台国内外研究现状综述

数控转台国内外研究现状综述制造业是整个国尺经折申的支tt产业.艮水平宜接怵现了一个国家的生产力水1r而装笛制造观是制遣业的核心.最能体现笹个尺彖綜合制造能力的高低. 荐密数控机床星装舔制造业的重娶组成部分,是军事、进船、电子电力、航空s 工程机械、石油化工奪行业发展的关键设备。

电是国内大多数数控桩床厂家尘产的都是中低端机乐,对F高精度及特殊数控机床严重依赖于从国外引进-同时,国内敷控机康在技术上峡乏自主創»i・W>A-ff竞争力品牌的数控sa,导敎数控机垛杼业发展比牧缓慢.因此.有必藝将一些先进技术应用到数控机床制遗上,能极大奥高数揑机床的整体性能和加工产話质堆・曲着数捽机床的发股•大型的数控转台在蜒床和加工中心应用得越来越广泛. 对于复杂空间曲閒零件,如叶轮叶片的毓削柱往还需婪轉台参与播补轴的联动* 奚现频繁的正反转仪梢准的位覽闭环控制.但是大型的数控转台的控制系统绍拘申存在很渺的非线性环节+如弄级齿轮佟动的何腺及谋差、席撮力矩等等・对系统的静动恵特件产出巨大的影响.由于各种IE綫性环节的存在,数控转育的拎制精度和运动平穏性很难提高,因此消除数控转台档动申非线性坏节的膨响,提寫其静动态响应特性的要求是很筑切的°要尖现数控转台高精度的控制’首-姜条件是必须具备离性能的伺眼系统+數控转台只有真有高定位特度、高抗干扰性r 响应速度及高稳定性的恫胭案统.才能虚保证蒂淮可耗的位置控制,应用在大功率场合的数控转台还需尺备平稳输岀低速大扭矩的能力样在数控机味伺服駅动系统中•为了菽得低遠大扭矩的输出能力,经常買在电机和負战Z 间加入黄轮减逵箱.在减遽箱的鲨配过程中,人为预留一定同隙来满足齿轮间形成油膜润滑层。

而正是因为这些齿轮间的间隙.何服驱动系统性陡急遠下降°为了碱少齿跟善非线性因盍带來的崽响.人们从机械结构、何胆控制结构、控制方法等方而进行了大址有盍义的摄畫和研究.直接駆动口】可以避免齿轮驱豹系统中的齿原、摩撩等卄线性问题”但是由于成本控制、机械结构、驱动力矩等原因,齿轮传动坯是较妤的选样*齿標的存在能保证适肖的润滑湘膜“带走干摩擦过粽中产生大曲的热,提高齿轮的使用莽命. 在一般的传动机构中.诲瞭对控制影响并不明望.但腿在崗靜度的数控荐台控制中F频需换向将带來位置偏差以及伺脈系统闭环振荡,且趙调量人,恢复到稔态的时何较长・总而苜乙齿轮减速箱齿陳的存在,形成的齿间润淸泊膜可以减少传动摩攥* 降低齿轮传动囁畜,但是宙于J5祁在.严重影响控制系统的动态特性和定位精度" 如果间服系貌聽将难以消除的齿轮间瞩加以调艷和控制.碱少其带来的换向也置误差和传动溟差.嘶定能提髙词服控制系统的动态响应特性和植宦性B用立将11岛IS度数控转台双电机驱动票统为背最’对实际转自同庭驰动系统崔之数孕模St采用件坯的汝Hi机何服竖动控制算法,并进抒转台控制系统仿真与分析,对转台控制系统的的开发和应用具有十分氫要的意文.机械传动机构几乎衽所有的工业休系中祁痔到了广泛的应用,其生餐组成为原动机、传动机构和执行机构.原动机是机械系统的动力提供闸分,执行机构足机械亲统的功般部分,挨动机构楚根据执行机构的功能要求.将原动机的动力通过恃定的结构输送给执行机构来完成所需的功能。

I®着H益高涨的零部件加工T 艺要求.高速商荊爲效的机械系统应f大第所需°机械件动系统有带传动、链传动及各种齿轮传动零传动方式.其中齿轮便动输出扭矩人、使用方梗及件动速度平稳成为了机械传动的首选,从而加强对机械传动结枸中齿轮传动的研究,能械著挺髙数控转台的速度稳定性和定位精度•随着工业控制中需嬰越来越名的趨大型机械设备,从而需耍大型数控转台对其进行加工和检测.必然需宴販动机提供足够大的驱动力矩,但是作为原动机类舉Z—的电机*单就从取轴输出扭矩来看,还难以满足工业过程的应用鑿求.又因此按胞机械系统的常规方袪,需要在擬胡机和孰存机构叩间加入减連机构来获得所需的大力矩.在机拢系统的传动机构中,存在各种各样的帶线性因索,如齿轮间隙、摩擦駆熱和死区效应&打等.直接降低了伺嵐骊动系统的动态响应帯度和稳定性.崔上述的#种非线性影中IS索中,齿隙作为典型的非线性问题,众多学者从未创断过对其控制性能的研究"齿隙能形成齿轮何润带油膜、减少摩按利掘动噪音,但足同样也障低了伺服控制系统的动态性胧.菊了齿轮能够顺利瓏合传动,预留的齿隙大小往往无法进行楕确调整和控制'并且随若不新变化的载荷作用下出现不同程座的磨损而増大.曲子齿隙的菲践性影响*伺服驱动奈统控制更为复杂,还出现了速度冲11*闭环报躅和栓定性降低等现彖.在髙精度数控转台控制中,需耍驰动元件提供低速大扭矩afrffiffi的定他和谡差控制【“】.但是•般的电机驱动只具备高速小扭锤矩.而负质对象數控转台需要的足低速大转矩,因此必须加入减迷结构进行速度和扭矩的变换。

为了消除减遼结构中齿隙肉执行机构频靈换向造成的位置误差,比较可行的措施就危采用双电机伺服驱动.通过采用台适的电气控制方法进行消隙〜其实现方法就是采用阿套克全相同的减堪结构齿轮与转台主轴大齿轮相反的齿面啮合,转台大齿轮在作用方向拥反的力矩作用匚不能随意在传和齿隙中摆动.从向实现无谍塞借动* 122含齿隙非线性因素伺服驱动系统的研究现状从上个世紀开蛤,人们就开焰对齿轮伐功结构的齿隊菲线性系统开展大呈的研究与探索I从不同的垃计和挖制角度捉出了各种8■样的消除芮蹴方寰・口前,最主要的两种就是眾用机械消晾和电气拧制消腺猱处弼,齿轮传动结构中的齿隙非鏡性问题"常用的机戚潸隙方法⑺包括双斜齿轮消隙、凿轮中右距调整消除f烈鏈加毀戏片齿轮泊隙、观甥杆消隙、陳擦消陳答方法*下面简要描述下前三种消陳方注。

双斜齿轮消瞰方法通过在同轴的两个劇齿轮朧加轴向力「使作JH衽观唇轮两髓的齿轮览主矗向偏移*从仙在齿条上巔囁不同的齿面.达到间陳消除的冃的,主奧用在传动惜度要求低的场合.齿轮中出韭调方法中—对齿轮副因定一个齿轮,另一个齿轮左一眾范国内可调,在装配时调蹩两苗轮中心轴线间距,消除齿轮呱合阖隙后再固定两个齿辂。

苗轮屮心距可以週幕两齿轮阖的中心距课差和炼个齿轮的齿厚視差,但对僞心别起的泯差补偿无效.弹黄血蝦狀片齿轮消隙的摹木原理是利用扭力弹貧连搖需耍调节埼陳的两齿轮.通过调盤弾貧力来获得不同程度的齿限,使两个齿轮的两(H分别骷合在大竝轮的两面+达到消隙的日的,谖方注在一些楮密的数控转台中用用广泛。

机挾消隙的方法设计亘亲,在传动力矩较小的情况下适合使用.对于输出大州範和何賢犢度娶求高的场合,其稳定性和传动蒂度都鞍逹.机械常隙只能消除齿轮传动间隙.对于传动机构中的其他间障无法消除、适应廁较窄.电气消隙主樊是通过慕电机在负戏机构中腿加偏泄力矩柬消除齿轮闸隙师椁动机构中的其他非线性羽响因累.人怕对歯隙非线性对传动机构的胧响和控制方面进厅了大母的理论研究*翅是有驴仅仅是理论上的分析’晏将其转换为应用有一定的难度令井比,由于齿隙非线件的影响開素较客’分析往徒艮是针对其中一种罢响闵素,如只考球齿隙或廉擦等.只有空数文献同时分析了两者同时存在如何控制的间踊.由F单电机消隙难度比较大且穂定性差”因此国内外的文就大多将荐力点放在礙电枫或芳电机同歩消隔方面,下面就当丽収得的一弐相先成呆竝行阐述.R,3.Bapbo S a等血播述了一种经典的齿晾迟滞模罄,该橈型将负疲議的转动橫量转换到歯轮机构輸入躺*再将倏算后的齿轮迟湍摸壁加鞍到齿艳结构辙出端= 由于该齿隙模型没有考电齿轮间的矗攫损RSEft,貝能称上为静态模型.同时復文还研究了宙隙动态模型,根握能量寻恒罡律建立齿轮速鹿方程.从仙确定最大转动連底的阀恒・K. Menon等曰同时右虑了在低魂情况下的非线性问題「通过判斷主动轮和賊动轮的哺合狀态来确定0!用何种控制貶菇,当柬合无间I®时采用PD 控制甌法#当两音之间岀现间晾时采用丽锁揑制算法,并在实验申验证了控制第略切换前合理性再Hl Yotigli等〔回建嵌了苗跟的迟滞榄犁并设计了一种控制算法. 速腔制算法分两歩进行,首先利垢損型枷步消除齿際菲线性的亳响.然后再通过ADRC进--步更犒确地消除世轮机构余隙.陈庆伟零〔小在大型雷达转台驱动控制系统中采用施加偏胃力距的电气消晾方法,便主从两个齿轮在大轮的两侧緊密啮合.从而大轮在諦止剰运动及换向过程中不僉出现空稈来消除齿隙。

控劃方戍为主电机输出电流挖制莹給从牡机的电流坏,井反绩主动电机速度差,避免出现速度差提荡~赵国锋馨(也时戒电机驻动齿轮施加傾置力矩' 來用反步控制策略。

该控制器可以跟髓输入借号’但需摄计算的数籍量校人,难以在絵控制器上集陽, 且加匝了何腮邹动系统的蔓杂程度和陆低了英穂宦性利控制構度■ Cadiou季根粥主从动轮所霸转矩兀小*披黒-崔向分比施加偲置涓晾转矩*并井析達度与加速度肿数学关荼.可以庄控制器上实理齿駅消除*该控制算法相对于恒定转矩消隙”猛少了偏置转葩的能最,井町以棍据荻鎰情况实时调整,不失为一种好的控制算怯,和雒礼等1切采用臼适应的驱动系统数学槌塑,曲以在线实现速度修训,并尿用神汗M络及F【D共同控制的g合控涮簾畸前方A调整输岀电压.消除T尢部7:齿原晁.Me^iiki ^tli]设计了齿晾靡擦补楼欖犁的控制算法「井逬行了系揍型的仿真和分析.齿療井线性采用的是死区模型.井将直近似处理成最小郴位环节,与实际贴合比较紧密才而且生仿真中验证了近似处即的最<1、相便死区模里十賢百熾口 C.W.Tao 齿隙非载性问删摊出了欖糊控制第法.对齿馴搜型前擊数变化不敏櫛*但星能槻大提高駆动系统的稳定性利减少系统振翡・載天华I®时职电机驰动伺嵐系统进行理论分析与总结.建立了消晾駅动®®.L.T.A4uilar 等31采用Lyapunov方法分析了齿隙非线性系统的穩定性,将死区棧型近似为最小相位系统,提高了系统在负载短的稳粽性,械少了负载端的外部干拥振§5fl i>irk Geblcr駅呦针对齿陳同魅噩用单此机进行控制*井刑用系统辨识的方社设计了控制算法.在建渤方向变换时,采用BANG-BANG,F时间毘优的控制寡法,避免了齿轮换向逑程中的碰憧与振荡”具有一定的应用价價。

K. Menon等【绚采用前绩控制算法和PID控制算法相结合的方式,甘对数控机床腿动系统的传动间隙设计了前懺控制器和时间最优控制器■梁任等I川采用R-H方法和描述曲数法对齿際耶线性问軀进厅分析.确保血隙控制系统速度过渡平稳.P.RO5TALSKI導旧喋用预测齿轮换向遽度的方袪,控制齿隙驱动系统.确探建/E和加遽度桎合理的范圉内,不至于造成乘统振荡・总而言之,上述文献对齿際非蜒性的各个方面都进厅了大量的研究与宾轅. 尤其是在齿除非线性園素的迟滯模型和弹性死眩模犁上的硏究很多,提出『大暈有应用价值的理论和控制策略.但是対齿隙非线性问題进厅缘含研究的还不事,主聲是对齿隙非线性问題的认识还不嫁深入,模型建立或冬或少采用了近似的方法建立丁近的齿隙数学模型.L2.3双电机同步驱动控制算法的研究现状陆著现代工业的发展需要,数控转台的申削机无沐提供足堀大的力矩去呃动转台.而且在大功率场合骡动大型对称负载时造成负载两竭驰动力不平容龄因此弯曲和变形峙而双电机驰动系统可以同时解決低連大力建和负载端驱动不平衡的问題'贱为了大型高精度数控转台的首选方式》通过合理地设计或电机控制器的结构和控制算法可以实现墾动乘统响应速度快」运冇稳定性高.井且能洎除樓动申的倒熱获再髙精度的廻度和检置控制.众多学者对取电机同步研究涉及系统数据述楝、动力学井析r畀法研究及应用證制等方面■目前采用机械方式和电气方式址取电机同步驱动策略中常用的两种方式中机械方式主要杲利用传统的传动机构来实现力矩和功率的传遗,而电气上需要设计相应的同步控制算袪,对力葩和速度等萊统酸数进行调整和控制实现同歩运动。

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国外数控机床发展现状

国外数控机床发展现状

国外数控机床发展现状
目前,国外数控机床发展呈现出多个方面的现状。

一方面,国外数控机床的技术水平不断提升。

以欧美发达国家为代表的国外数控机床制造企业在机械结构、数控系统、刀具技术等方面进行了大量研发和创新,使得数控机床的加工精度和效率得到了显著提升。

高速加工、多轴联动、智能化等先进技术被广泛应用,使得数控机床具备更加灵活、高效的加工能力。

另一方面,国外数控机床的应用领域不断扩大。

除了传统的汽车、航空航天、模具等领域外,国外数控机床已经开始在医疗器械、智能家居、电子通信等新兴领域得到广泛应用。

随着人工智能、物联网等技术的不断进步,数控机床有望在更多领域发挥作用,推动工业智能化和数字化转型。

同时,国外数控机床制造企业间的竞争也十分激烈。

欧美发达国家的机床制造企业在技术研发、产品质量、售后服务等方面都具备较大优势,与中国等新兴国家的机床企业形成了较大竞争压力。

为了提升竞争力,国外机床制造企业纷纷加大投入力度,加强技术创新和市场开拓,同时积极寻求与其他相关领域的合作,推动机床产业的跨界融合发展。

总之,国外数控机床发展正处于快速发展的阶段。

技术的不断创新、应用领域的不断扩大以及激烈的竞争环境都将推动数控机床产业迈向更高水平的发展。

数控技术的国内外分析与发展趋势的展望

数控技术的国内外分析与发展趋势的展望

(2)加强产学研合作:推动企业与高校、科研机构之间的紧密合作,共同开 展技术研发和创新活动,提升我国数控技术的整体水平。 (3)培养和引进高 端人才:加强数控技术领域人才的培养和引进工作,建立完善的人才评价和激 励机制,吸引更多的高端人才回国发展。
五、数控技术的发展趋势与展望
1、发展历程与现状总结
1、全球数控技术的发展现状与 趋势
全球数控技术的发展已经经历了多个阶段,从早期的数控机床到现代的数字化 制造系统,技术水平不断提升。目前,以德国、美国、日本等为代表的发达国 家在数控技术领域处于领先地位,其数控机床的市场份额占全球的70%以上。 全球数控技术的发展趋势主要表现为以下几个方面:
(1)高速化:随着机床向高速化发展,加工效率大幅提高,同时对机床的动 态性能和稳定性也提出了更高的要求。
二、数控技术的基本组成和原理
数控技术的基本组成包括:计算机系统、数控装置、伺服系统和测量反馈系统。 计算机系统是数控技术的核心,它负责处理各种数据,包括零件的几何尺寸、 切削速度、冷却液流量等。数控装置则是根据计算机系统的指令来控制机床的 运动轨迹和加工过程。伺服系统作为执行机构,负责将数控装置的电信号转化 为机床的位移、速度和加速度。测量反馈系统则用于实时监测机床的位置、速 度等参数,以确保加工过程的精确性。
(3)产业结构:国内数控产业结构不够合理,中低端市场过剩,高端市场则 被国外企业占据。此外,缺乏具有国际竞争力的品牌和企业。造成这种差异的 原因主要包括以下几个方面:
(1)研发投入不足:国内企业在技术创新方面的投入相对较少,缺乏持续的 技术积累和创新动力。
(2)人才储备不足:国内数控技术领域的人才储备相对较少,尤其是高端技 术人才和管理人才的匮乏制约了企业的发展。

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

机床数控技术的现状及发展趋势机床数控技术是现代制造业中不可或缺的重要环节,它通过自动化控制和集成化管理,提高了加工精度、生产效率和产品质量,推动了制造业的发展和升级。

本文将从技术现状和发展趋势两个方面,探讨机床数控技术的现状及其未来的发展趋势。

一、技术现状1.数控机床的广泛应用:数控机床已经广泛应用于航空航天、汽车、船舶、电子、军工等领域。

随着智能制造的兴起,越来越多的企业开始引入数控机床来提高生产效率和品质。

在中国,数控机床行业也呈现出快速发展的趋势,已成为国民经济的重要组成部分。

2.高速、高精度、高可靠性:随着科技的发展,数控机床的加工速度越来越快,精度和稳定性也大大提高。

目前,国内外数控机床已经能够实现高速、高精度加工,并且具有良好的可靠性,可以满足高标准、高要求的生产需求。

3.柔性生产能力:随着制造业的转型升级,产品更新换代速度越来越快,对机床的柔性生产能力提出更高的要求。

数控机床具备良好的柔性进给、柔性加工和柔性控制能力,能够适应不同型号、不同批量的生产需求。

4.智能化和网络化:机床数控技术正朝着智能化和网络化的方向发展。

智能化是指机床具备感知、分析和决策能力,能够自主完成加工过程。

网络化是指机床之间、机床与上位系统之间可以进行实时通信和数据共享。

智能化和网络化的机床可以提高生产的灵活性和响应速度,实现工厂的智能化管理。

二、发展趋势1.高效化发展:未来机床数控技术将更加强调生产效率的提高。

通过优化切削参数和加工工艺,提高加工速度和效率,实现高效生产。

加强机床的自动化程度,提高设备的利用率和生产能力,降低人力成本和生产成本。

2.智能化发展:智能制造是未来制造业的重大趋势,也将推动机床数控技术的进一步发展。

未来的数控机床将具备更强的感知、识别和决策能力,能够自主调整工艺参数和加工路径,实现自动化加工过程。

通过人工智能和大数据分析,实现机床的智能优化和故障预测,提高生产的灵活性和效率。

3.绿色、环保化发展:随着环境污染问题的日益突出,绿色、环保化的发展成为了制造业的迫切需求。

数控转台国内外研究现状综述

数控转台国内外研究现状综述

数控转台国内外研究现状综述制造业是整个国民经济中的支柱产业,其水平直接体现了一个国家的生产力水平,而装费制造业是制造业的核心F最能休现戡个国家综合制造能力的高低. 楮密数控机床圧装备制造业的亜要组成部分,是军爭、造船、电子电力、航空、工程机械、石油化工等行业燼展的关徒设缶.但足国內大多数数控机床厂家生产的都是中催瑞机床,对F高带度及特殊数挖机床严重依赖于从国外引进.同时,国内数控机床在技术上映乏自主创新,缺少具有竞争力品牌的数控累统•导致数控机床行业发展比较缓慢.因此,有必嬰将一些先进按术应用到数控机床制造上. 能极大控机床的整体性能和加H产品质量.能着数控机床的发展,大型的数控转台在铁床和加工中心应用得越来越广泛. 对于疑杂空闻曲面零件,知叶轮叶片的铳削往往还需耍转台参与插补轴的联动,实现频驚的正反转及秸准的位谊闭坏控制。

程是大型的数控转台的控制系统结构中存在很多的非线性环节*如名级齿轮传动的間隙&误差.捧擦力矩澤等,对系统的静动态特性产出巨大的形响。

由于各种非线性环节的存在,数控转台的控制精度和远动平稳性很难提高”丙此消除数控转台传动中非线性坏节的影响,提高臥静动态响应待性的要求是很迫切的.藝实现数控转台高梢度的控制,首要条件是必须具备离性能的何服系统。

數控转台只有具育高定也持度、高抗干扰性、高响应速度及商榻進性的倒服系统,才能在探证箱准可菲的谊置控制.応用在大功率场合的数控转台还需具备平稳输出低速大枫矩的能力*在数控机床伺服驱动系统中'为了获得低連大扭矩的输出能力.经常要在电机和负戎Z间抑入齿轮减速箱.在减速箱的装配过程中*人为预留一定闾隙来满足齿轮间形成油般涧滑层.而正是因为这些齿轮囲的【可隙•何服驱动系统性能急連下降。

为了减少齿隙専非歧性因素带来的題响*人们从机械结构、伺眼控制结构*控制方法等方面进行了大毘有匾义的探畫和研究.£1接歩动⑻可以避免齿轮驱动系统中的齿際、摩擦等非线性问題,但是由于成本控制、机械结构、軀动力矩等原因,齿轮餐动还是较好的选择。

数控技术的发展及国内外现状

数控技术的发展及国内外现状

数控技术的发展及国内外现状数控技术的发展及国内外现状摘要:数控技术(Numerical Contrl)是一种采用计算机对生产过程中各种控制信息进行数字化运算、处理,并通过高性能的驱动单元对机械执行构件进行自动化控制的高新技术。

本文对数控技术的发展经行了研究,并比较对比了国内外数控技术的发展现状,对国内数控未来的发展提出了建议。

关键词:数控技术;发展;国内外现状数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光、电技术于一体的现代制造业的基础技术。

它具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。

数控技术是制造自动化的基础,是现代制造装备的灵魂核心,是国家工业和国防工业现代化的重要手段,关系到国家战略地位,体现国家综合国力水平,其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。

1.数控技术的发展概述1948年,美国帕森斯公司接受美国空军委托,研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。

由于样板形状复杂多样,精度要求高,一般加工设备难以适应,于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。

1949年,该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究,并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床,当时的数控装置采用电子管元件。

1959年,数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板,出现带自动换刀装置的数控机床,称为加工中心( MC Machining Center),使数控装置进入了第二代。

60年代末,先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC),又称群控系统;采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC),使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。

1974年,研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC),这是第五代数控系统。

20世纪80年代初,随着计算机软、硬件技术的发展,出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置;数控装置愈趋小型化,可以直接安装在机床上;数控机床的自动化程度进一步提高,具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。

数控技术研究现状及发展趋势

数控技术研究现状及发展趋势

数控技术研究现状及发展趋势1国内外数控技术发展状况 20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用,计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。

自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。

数控设备包括:车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机,形成庞大的数控制造设备家族,每年全世界的产量有10~20万台,产值上百亿美元。

世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复,曾一度几乎快成为夕阳工业,所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。

90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。

如美国、德国等几大制造商都经过较大变动,从90年代初开始已出现明显的回升,在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。

如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同,生产任务饱满。

我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段,许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。

但总的来说,技术水平不高,质量不佳,所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整,经历了几年最困难的萧条时期,那时生产能力降到50%,库存超过4个月。

从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场,加强限制进口数控设备的审批,投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关,对数控设备生产起到了很大的促进作用,尤其是在1999年以后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。

“十五“刚刚开始,国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6.8亿元,用于对1.2 -1.8万台机床的数控化改造。

目前,国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司,1年生产5万套以上系统,占世界市场约40%左右,其次是德国的西门子公司约占15%以上,再次是德海德汉尔、西班牙发格、意大利菲地亚、法国的NUM、日本的三菱、安川。

国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等,国产数控生产厂家规模都较小,年产都还没有超过300~400套。

数控技术国内外的发展现状与研究成果-机械工程论文-工程论文

数控技术国内外的发展现状与研究成果-机械工程论文-工程论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:随着我国现代化建设水平的不断提升, 如何实现从中国制造到中国智造的大踏步迈进, 成为我国制造业发展面临的重大课题。

数控技术作为高端制造业的核心技术之一, 其在机械结构和控制系统等方面的设计已成为关注的焦点。

本文概述了国内外数控技术的发展现状与研究成果, 分析了数控技术的发展趋势。

关键词:数控技术; 现状; 发展趋势;随着我国工业现代化建设水平的不断提升, 制造业对数控技术提出了更高的要求。

为了迎合时代发展的需求, 必须加强对数控技术的改进与创新, 确保其符合实际需求, 在提升生产效率的同时, 也确保整体质量的提高。

为了进一步分析数控技术的优化策略, 总结出数控技术的发展方向, 现就国内外的发展现状与研究成果进行概述。

1、数控技术的发展现状(1) 国外数控技术的发展现状。

1952年, 美国麻省理工学院开发出世界上第1台数控系统, 开创了数控技术的先河。

在随后的30年里, 数控技术进入了快速发展的时代。

三菱(MITSUBISHI) 与发那科(FANUC) 公司先后于1986年、1987年推出了32位CPU数控系统, 使系统内部数据的交换速度有了显着提高。

90年代后, 随着计算机技术的推广, 数控技术朝着开放式系统的方向发展。

这种系统使数控技术有了良好的通用性, 也为网络化和智能化打下了技术基础。

欧洲和日本相继开展OSACA与OSEC计划, 抢先建立开放式的数控系统。

21世纪后, 数控技术在控制精度上有了大幅度的突破。

2010年国际制造机床展览会(IMTS 2010) 上, FANUC公司展出Series 30i/31i/32i/35i-MODEL B数控系统。

这套系统运用AI纳米级控制, NURBS插补控制等先进原理, 大幅度提高了工件表面的光洁度与轮廓的精确度。

目前, 国外的数控技术领域主要有两大阵营:一个是以西门子(SIEMENS) 、FANUC为代表的数控系统厂商;另一个是以德玛吉(DMG) 、山崎马扎克(MAZAK) 为代表的大型机床制造商。

论国内外数控系统发展现状探析

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从1952年美国麻省理工学院研制出第1台实验性数控系统,到现在已走过了半个世纪。

数控系统也由当初的电子管式起步,发展到了今天的开放式数控系统。

数控系统确保了数控机床具有高精、高速、高效的功能,可以使装备制造业实现数字化、柔性化和网络化制造。

随着我国航空航天、船舶、汽车、电站设备和国防工业等制造业的高速发展,数控机床在装备制造业中的重要性愈来愈明显,中高档数控系统的需求也越来越大。

以往中高档数控系统基本被国外厂商占领,因此我国中高档数控系统技术必须加快发展。

一、国外数控系统现状在国际市场,德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。

国外的主要数控系统制造商有西门子(Siemens)、发那克(FANUC)、三菱电机(Mitsubishi Electric)、海德汉(HEIDENHAIN)、博世力士乐(Bosch Rexroth)、日本大隈(Okuma)等。

1.纳米插补与控制技术已走向实用阶段纳米插补将产生的以纳米为单位的指令提供给数字伺服控制器,使数字伺服控制器的位置指令更加平滑,从而提高了加工表面的平滑性。

将“纳米插补”应用于所有插补之后,可实现纳米级别的高质量加工。

在两年一届的美国芝加哥国际制造技术(机床)展览会(IMTS 2010)上,发那克就展出了30i/31i/32i/35i-MODEL B数控系统。

除了伺服控制外,“纳米插补”也可以用于Cs轴轮廓控制;刚性攻螺纹等主轴功能。

西门子展出的828D所独有的80bit浮点计算精度,可使插补达到很高的轮廓控制精度,从而获得很好的工件精度。

此外,三菱公司的M700V系列的数控系统也可实现纳米级插补。

国内外数控机床的发展情况分析论文

国内外数控机床的发展情况分析论文国内外数控机床的发展情况分析论文当今世界,工业发达国家对机床工业高度重视,竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床,以加速工业和国民经济的发展。

长期以来,欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争,已形成一条无形战线,特别是随微电子、计算机技术的进步,数控机床在20世纪80年代以后加速发展,各方用户提出更多需求,早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。

中国加入WTO后,正式参与世界市场激烈竞争,今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展,实是紧迫而又艰巨的任务。

数控机床的技术特点及其发展条件1948年美国空军部门为制造飞机杂零件,提供设备研经费,由G&L公司与MIT合作研究四年,于1952年试制出世界第一台数控铣床,立即生产100台交付军工使用。

在成果上显示了它是社会需求、科技水平、人员素质三者的结晶;在技术上则显示出机电一体化机床在控制方面的巨大创新。

数控机床的技术特点数控机床具有以下三大突出的特点:利用二进制数学方式输入,加工过程可任意编程,主轴及进给速度可按加工工艺需要变化,且能实现多座标联动,易加工杂曲面。

对于加工对象具有“易变、多变、善变”的特点,换批调整方便,可实现杂件多品种中小批柔性生产,适应社会对产品多样化的需求。

但价格较昂贵,需要正确分析其使用的经济合理性;利用硬件和软件相组合,能实现信息反馈、补偿、自动加减速等功能,可进一步提高机床的加工精度、效率、自动化程度;是以电子控制为主的机电一体化机床,充分发挥了微电子、计算机技术特有的优点,易于实现信息化、智能化、网络化,可较易地组成各种先进制造系统,如FMS、FTL、FA,甚至将来的CIMS,能最大限度地提高工业的生产率、劳动生产率。

数控机床发展的条件任何事物都有其特点与发展条件,人们掌握后才能加速其发展。

数控机床的发展条件主要包括:它是机、电、液、气、光多学科各种高科技的综合性组合,特别是以电子、计算机等现代先进技术为基石,必须具有巩固的技术基础,互相配套,缺一不可。

国内外数控系统现状及发展趋势


2、数控系统的市场规模
随着制造业的快速发展,国内外数控系统的市场规模不断扩大。根据相关统 计数据,全球数控系统的市场规模预计在2025年将达到1200亿美元。中国作为制 造业大国,其数控系统的市场规模也在不断增长,成为全球最大的数控系统市场 之一。
3、数控系统的技术水平
经过多年的发展,国内外数控系统的技术水平已经有了很大的提高。从最初 的机械传动式数控系统到现在的计算机数控系统,数控系统的精度、速度和稳定 性得到了极大的提升。同时,人工智能、物联网等技术的融入也使得数控系统的 智能化程度越来越高。
展望
展望未来,数控系统将继续在制造业中发挥重要作用。随着技术的不断进步 和应用场景的不断扩展,未来的数控系统将更加注重智能化、多功能化和灵活性。 同时,随着云计算、物联网等技术的发展,数控系统将能够实现更加广泛的数据 采集和分析,从而为制造业的发展带来更多的价值。
结论
总的来说,数控系统的发展趋势是数字化、智能化、多功能化和灵活性。尽 管目前数控系统在技术、经济和人才等方面还面临着一些挑战,但随着科技的不 断进步和应用场景的不断扩展,相信这些挑战也将得到逐步解决。因此,我们有 理由相信,数控系统将继续在制造业中发挥重要作用,为现代制造业的发展带来 更多的机遇和价值。
4、数控系统未来的发展趋势和 机遇
未来,数控系统将朝着更加智能化、自主化、网络化的方向发展。随着工业 4.0、智能制造等概念的推广,数控系统将与各种先进技术更加深入地融合,实 现更加高效、智能的生产模式。同时,随着各种新兴行业的发展,数控系统也将 拥有更多的应用场景和机遇。
三、结论
本次演示对国内外数控系统的现状及发展趋势进行了详细的探讨。目前,数 控系统已经广泛应用于各个领域,市场规模不断扩大,技术水平不断提高,应用 前景广阔。未来,数控系统将朝着更高精度、更高速度、更稳定可靠的方向发展, 同时将融合更多的、物联网、5G等技术,实现更加智能化、自主化的控制。
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