机床的数控化改造及其未来发展趋势
数控机床技术发展现状及趋势
数控机床技术发展现状及趋势赵学明（广东工业大学，广东广州５10006)摘要：现在世界上很多发达的工业化国家在生产中广泛应用数控机床。
随着电子技术和控制技术的飞速发展,当今的数控系统功能已经非常强大，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。
随着科学技术的发展,世界先进技术的兴起和不断成熟，对数控技术提出了更高的要求。
当今数控机床正在不断采用最新成果,朝着高速化、超精度化、多功能化、智能化、系统化、网络化、高可靠性与环保等方向发展。
关键字：数控机床、技术、现状、发展趋势引言从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。
数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
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。
随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。
１数控机床的简单介绍车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。
能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。
浅谈数控机床技术与发展趋势
技术改造浅谈数控机床技术与发展趋势戴佳豪（广西科技大学，广西 柳州 545000）摘 要：现如今，我国经济迅速发展，其中工业占据重要的位置，但对于工业而言，数控机床的使用和数控机床的关键技术发展是重中之重。
在世界各国的制造领域中，数控机床关键技术研究和发展成为了一个国家制造业发展水平的重要衡量标准。
，同时数控机床技术的发展可以带领一个产业和当地的经济发展，故对数控机床的关键技术的研究具有一定的战略意义。
本文是讨论对数控机床根据关键技术的不同进行不同的分类，并对数控机床未来发展趋势进行适当的研究讨论，希望能对与数控机床相关的业界同行带来一定的启发，共同提高我国在数控机床领域方面的技术和使用能力。
关键词：数控机床；制造业；关键技术；分类；特点；发展趋势我国在工业的生产过程中，国内数控机床在其中的占比相较于国外发达国家仍然很低，在数控机床的普及上，我们也要奋力追赶。
我国大部分的制造业和生产企业在生产和加工技术上都使用传统的机床生产技术，传统机床普遍落后于时代，这关系到所生产的产品的质量、种类、成本和质量。
上述存在着一些问题和缺陷，在国际市场上难以形成良好的市场竞争力。
因此提高对数控机床的应用能力和掌握数控机床的主要技术特性，准确应对机床的变革，加强数控机床发挥更大的价值，我的国家的工业生产可以促进进步的必要。
1数控机床关键技术分类1.1按照系统的特点分类按照系统的特点来进行数控机床的分类可以包括：直线数控系统、点位数控系统、轮廓数控系统三种机床类型。
不同的机床运动轨迹不同，点位数控系统是需要对数控机床移动部件进行点位式的位置移动，运动轨迹几乎没有要求，只要求点位的准确；直线数控系统必须保持两次位移之间的轨迹准确和点位准确；轮廓数控系统则需要以轴的方式对数控系统进行控制，运动的过程可以通过精准的调整来实现加工轨迹的曲线化以及加工结果的曲面化[1]。
1.2按进给伺服系统类型分类按数控系统的进给伺服系统有无位置测量装置，可分为开环数控系统和闭环数控系统。
数控机床的发展趋势
数控机床的发展趋势【内容摘要】随着科学技术的发展、世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技术的应用，对数控机床的数控系统、伺服性能、主轴驱动、机床结构等提出了更高的性能指标。
制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
如今数控机床正在不断采用最新技术成果，朝着高速化、多功能化、智能化、数控系统小型化、数控编程自动化、更高可靠性等方向发展。
【关键词】：数控技术发展趋势机械制造智能功能从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了半个世纪历程。
随着电子技术和控制技术的飞速发展，当今的数控系统功能已经非常强大，与此同时加工技术以及一些其他相关技术的发展对数控系统的发展和进步提出了新的要求。
一、性能的发展方向1、高速度、高精度化高速化是指数控机床的高速切削和高速插补进给，目标是在保证加工精度的前提下，提高加工速度。
高精度是指数控机床能够达到的分辨率、定位精度、重复定位精度等。
效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争力。
近年来，电主轴、直线电机以及新型刀具的应用，使数控机床的加工速度得到了极大的提高，车削和铣削速度已达到5000~8000m/min以上；主轴转数在30000r/min(有的高达100000r/min)以上；进给速度在分辨率为1um时，达到100m/min(有的到200m/min)以上；分辨率为0.1um时，达到24m/min以上；自动换刀速度在1s 以内；小时段插补进给速度达到12m/min。
加工精度方面，普通机床的加工精度已经由10um提高到5um，紧密级加工中心则由3~5um提高到1~1.5um，而超精密加工精度已经开始进入纳米级（0.001um）。
数控技术的发展趋势
数控技术的发展趋势 中国作为⼀个制造⼤国，主要还是依靠劳动⼒、价格、资源等⽅⾯的⽐较优势，⽽在产品的技术创新与⾃主开发⽅⾯与国外同⾏的差距还很⼤。
下⾯，店铺就为⼤家讲讲数控技术的发展趋势，⼀起来了解⼀下吧! 数控技术的发展趋势 数控技术不仅给传统制造业带来了⾰命性的变化，使制造业成为⼯业化的象征，⽽且随着数控技术的不断发展和应⽤领域的扩⼤，它对国计民⽣的⼀些重要⾏业的发展起着越来越重要的作⽤。
尽管⼗多年前就出现了⾼精度、⾼速度的趋势，但是科学技术的发展是没有⽌境的，⾼精度、⾼速度的内涵也在不断变化，正在向着精度和速度的极限发展。
从世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下⼏个⽅⾯： 1.机床的⾼速化、精密化、智能化、微型化发展 随着汽车、航空航天等⼯业轻合⾦材料的⼴泛应⽤，⾼速加⼯已成为制造技术的重要发展趋势。
⾼速加⼯具有缩短加⼯时间、提⾼加⼯精度和表⾯质量等优点，在模具制造等领域的应⽤也⽇益⼴泛。
机床的⾼速化需要新的数控系统、⾼速电主轴和⾼速伺服进给驱动，以及机床结构的优化和轻量化。
⾼速加⼯不仅是设备本⾝，⽽且是机床、⼑具、⼑柄、夹具和数控编程技术，以及⼈员素质的集成。
⾼速化的最终⽬的是⾼效化，机床仅是实现⾼效的关键之⼀，绝⾮全部，⽣产效率和效益在“⼑尖”上。
2.五轴联动加⼯和复合加⼯机床快速发展 采⽤五轴联动对三维曲⾯零件进⾏加⼯，可⽤⼑具最佳⼏何形状进⾏切削，不仅光洁度⾼，⽽且效率也⼤幅度提⾼。
⼀般认为，1台五轴联动机床的效率可以等于2台三轴联动机床，特别是使⽤⽴⽅氮化硼等超硬材料铣⼑进⾏⾼速铣削淬硬钢零件时，五轴联动加⼯可⽐三轴联动加⼯发挥更⾼的效益。
但过去因五轴联动数控系统主机结构复杂等原因，其价格要⽐三轴联动数控机床⾼出数倍，加之编程技术难度较⼤，制约了五轴联动机床的发展。
当前数控技术的发展，使得实现五轴联动加⼯的复合主轴头结构⼤为简化，其制造难度和成本⼤幅度降低，数控系统的价格差距缩⼩。
机床数控技术的发展现状与发展趋势探析
机床数控技术的发展现状与发展趋势探析机床数控技术自20世纪50年代开始出现以来，经历了多项重大技术变革和发展，不断提高着生产效率、精度和自动化程度。
近年来，随着制造业的数字化、网络化和智能化转型加速，机床数控技术在这一背景下又迎来了新一轮的发展机遇。
本文将从机床数控技术的发展现状和未来趋势两方面进行探析。
1.技术水平不断提高在机床数控技术方面，高速、高精度、高可靠性已经成为技术的重点发展方向。
在数控加工、先进材料加工、微纳加工、光学制品加工、航空航天零部件加工等领域中，得益于国内外先进技术的应用，数控加工机床的代表产品—数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床等，技术性能差距缩小，而在性能上也达到了一定的水平。
部分数控加工机床的精度已经达到了微米级，速度加快了10倍以上。
柔性生产线、高效加工中心等新一代数控机床也正在发展中。
整个机床数控技术的发展呈现出智能化、高效化的趋势。
2.应用范围不断扩大机床数控技术的应用范围不断扩大，除了传统的航空、航天、船舶、汽车、工程机械等行业的需求外，还涉及新能源、新材料、电子信息等行业的加工需求，也服务于国防军工、以及生活消费领域的智能家居、智能健康等领域。
3.智能化和自动化水平提高机床数控技术的智能化和自动化水平也在不断提高。
柔性生产线、智能加工中心、智能机器人等新技术、新产品陆续推出，可以实现方便快捷的自动化生产。
智能机器人可以负责数控加工与自动化生产的更多工作，提高了生产效率和节约了人力资源。
1.智能化发展趋势随着人工智能、大数据等新兴技术的快速发展，机床数控技术很有可能进一步智能化，实现自我调节、自我检测和自我诊断，同时实现产业链的协同、数据智能的应用，以及更加高效的产品研发和生产。
未来机床数控技术将更加人性化，对于操作者和用户有更友好的界面和互动方式。
机床数控技术的绿色化发展趋势也将越来越显着。
加强机床能效监测与管理，选择具有高能效、低污染的数控加工设备以及低能耗、低污染的可再生能源发电，以此减少环境污染和节省能源消耗，这也是未来的一个发展趋势3.生产数字化趋势当前，传统生产模式日益被数字化、模块化的生产模式所取代。
国内外数控系统现状及发展趋势
国内外数控系统现状及发展趋势
数控系统是一种通过计算机控制机床运动的自动控制系统，其发展经历了几个阶段。
目前，国内外数控系统的最新发展趋势包括：
1. 智能化：随着人工智能技术的发展，数控系统也在向智能化方向发展。
智能化包括自适应控制、智能优化算法、故障诊断等方面。
2. 高速化：数控系统的高速化主要表现在快速的加工速度和高精度。
目前，高速、高精度的五轴联动数控系统已经成为主流。
3. 大数据：数控系统也需要应用大数据技术进行数据分析和处理，以实现更好的加工效率和质量控制。
4. 可视化：数控系统的可视化技术已经越来越成熟，这使得操作人员可以更直观、更方便地进行操作和控制。
5. 云计算：通过云计算技术，可以将数控系统的数据存储、计算和处理移到云端，实现远程监控和管理。
总之，随着数控系统技术的不断发展，其应用领域也在不断拓展，未来数控系统将成为工业自动化和智能制造的核心技术之一。
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数控技术的现状发展趋势
数控技术的现状发展趋势
一、数控技术的现状
数控技术是将计算机技术和机械技术有机结合起来的一种技术，被广
泛应用于机床的自动化控制，以提高机床的加工精度和生产效率。
近年来，在精密加工、自动化制造等领域的发展，数控技术发挥了重要作用。
随着数控技术已经取得的重大进步，如今主要使用的数控技术有数控
加工中心、数控车床、数控刨削机、数控火花机等等。
这些设备具有自动
化操作、加工精度高、操作安全性好、节省能源、制造效率高等特点。
数控技术在特种机床、智能机床等方面也得到广泛的应用，在气动控制、电动控制、传动控制等多方面的发展，促进了数控机床的精确操作，
在计算机技术、机器人技术、伺服控制技术等方面也取得了很大的进步，
使得数控加工的技术更加成熟可靠。
二、数控技术的发展趋势
（一）智能化加工方面
数控技术在加工过程中，将会朝着更高级，更自动化，更智能化的方
向发展，精度、准确性更高，技术更成熟。
此外，智能化对加工质量的控制，将会发展成多层次的监控，如：传
感器采集参数，在计算机端进行实时监控，直接控制机床端的机器人，准
确控制加工参数，改变机床加工的运行轨迹。
数控系统发展简史及趋势
数控系统发展简史及趋势1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。
它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。
6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。
从此，传统机床产生了质的变化。
近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。
1.1、数控（NC）阶段（1952～1970年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。
人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）。
随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代--电子管；1959年的第二代--晶体管；1965年的第三代--小规模集成电路。
1.2、计算机数控（CNC）阶段（1970年～现在）到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。
于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有的"通用"两个字省略了）。
到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件--运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称CPU）。
到1974年微处理器被应用于数控系统。
这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。
而且当时的小型机可靠性也不理想。
早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。
由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。
到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。
数控机床的现状和发展趋势
我国数控机床的现状和发展数控机床是数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。
数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。
因而了解和提升数控机床对我国的制造业的发展至关重要。
一.国内外数控机床的发展（1）我国数控机床的发展我国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。
建国初期在1958—1979年间为第一阶段，第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。
改革开放，从1979年至今为第二阶段。
在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国家(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。
在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、多轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。
至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。
（2）国外数控技术的发展数控机床的起源1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。
论述数控机床的未来发展趋势论文五千字
论述数控机床的未来发展趋势论文五千字篇一：数控机床技术现状与发展趋势论文数控机床技术的现况与发展趋势[摘要] 数控技术和数控武器系统是各个国家工业现代化的重要基础。
我国很高数控技术与世界先进国家相比还有一定的歧异，情况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。
[关键词] 数控技术软件伺服发展方向数控技术(简称nc即numerical contro1)应用于生产中已有二十多年工业生产的建筑史了，它使传统使得的制造业发生了科泽藓的变化，尤其是近年来．微电子技术和电子技术的发展给nc技术带来了新的活力。
数控机床是现代制造业的主流设备，是体现现代机械技术水平、现代机械制造业文学语言工艺水平的重要徽标，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。
一、数控技术和数控设备国内外发展现状1.开放结构的发展数控技术从发明到现在，已有近60年的历史。
按照经济发展电子器件的发展可分为五个发展阶段：电子管数控，晶体管数控，中小规模pc数控，小型计算机数控，微处理器pc数控；从体系结构的发展，可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、计算机硬件及软件组成的cnc 数控系统，后者也称为软数控系统：从伺服及控制的方式可分为步进电机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统。
数控系统装备的机床大大提高了加工精度、速度和效率。
篇二：《毕业论文》数控机床的产业发展与趋势届本科毕业设计设计题目：数控机床的发展与趋势学生姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：完成时间：摘要数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术。
本设计简要简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等行业发展趋势，讨论谈论了国内外数控装备技术发展和产业化的现状,并分析了其存在的环境问题，提出了工业部门数控机床发展拟出的对策。
关键词：数控机床；现状；趋势；对策1NC technology development trendsAbstractCNC technology is the use of digital information on the mechanical movement and the working process control technology. A brief summary of the design analysis of high-speed CNC machine tools, precision, complex and intelligent, open, network-based, multi-axis, and green, and so on development trends, both at home and abroad to discuss the development of numerical control equipment and technology andindustrialization the status quo, and to analyze its problems. put forward the development of CNC machine tool solutions.Key words:NC machina；current situation；pevetopment trend；countemeasure目录1 引言 22 数控系统发展简史及趋势 22.1 数控（NC）阶段（1952～1970年） (2)2.2 计算机数控（CNC）阶段（1970年～现在） 32.3 数控技术及装备的发展趋势 .. 33数控系统体系结构向基于PC的全数字化开放体系结构方向发展战略 43.1 高速化 63.2 高精度化 83.3 功能复合化 83.4 控制智能化 93.5 体系开放化 103.6 驱动并联化 103.7 极端化(大型化和微型化) (10)3.8 信息交互网络化 . 103.9 新型功能部件 113.10 高可靠性 123.11 加工过程绿色化 123.12 虚拟现实的应用 124 世界数控机床产业行业及消费需求 134.1 市场需求发展和基本格局变化 (13)4.2 世界机床业的生产消费品和贸易 135 我国数控机床电子技术发展现状及思考 145.1我国数控机床的健康发展现状 (14)5.2对我国数控机床的思考 156结束语 16致谢 17参考文献 181 引言从20世纪中叶工学出现以来，数控机床给机械制造业带来了开创性革命性的变化。
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综 述机床的数控化改造及其未来发展趋势赵中敏 (淮海工学院东港学院,222069)摘要:普通机床数控化改造是综合性很强的一门机电一体化技术,本文就如何实现改造进行了分析并提供了一些方法和思路。
同时对数控设备的发展趋势作了介绍,为进一步改造提供了一些参考。
关键词:机床;数控化改造;数控设备;新特征中图分类号:TG659 文献标识码:B 文章编号:1004-0420(2006)02-0005-03NC tran sforma ti on and developm en t trend of mach i n e toolZ HAO Zhong-m in(Huahai Engineering College,222069)Abstract:The common machine t ool NC transf or mati on is a synthet electr omechanical integrati on technol ogy,this text p r ovided s ome methods and trains of thought t o realize the transf or mati on,and intr oduced the devel opment trend of NC equi p2 ment at the sa me ti m e.Key words:machine t ool;NC transf or mati on;NC equi pment;new characteristic0 前言有关资料表明,目前我国机床总拥有量为378万台,其中数控机床只有8万多台,远远低于美国、日本、德国、韩国等制造业发达国家机床数控化率20%以上的水平。
主要表现在设备老化陈旧、自动化水平低、技术水平落后、劳动生产率低,严重影响了生产力的发展。
采用先进的工艺设备,逐步增加数控机床所占比重,已经成为我国制造技术发展的总趋势,也是企业走出困境、提升水平,实现跨越式发展的必由之路。
提高机床数控化率有两个途径:a1购买新的数控机床;b1把普通型的旧机床改造成数控机床。
平均测算,购买一台数控车床12万左右,数控改造一台只需3万元左右。
考虑到我国企业的经济状况,靠投入大量资金购买更新数控机床不太现实。
如何少投资多收益,利用有限的设备改造资金引进数控技术,笔者认为第2种方法比较适合我国企业的实际情况,普通机床的数控改造应成为我国企业数控技术推广应用的基本做法。
1 机床的数控化改造普通机床的数控改造,是指将普通机床配置上数控系统,并对机床的某些部位做一定的改造,使机床具有数控加工能力。
改造的项目随机床种类和精度要求而不同,现以经济型数控车床为例说明。
111 数字控制系统进口数控系统有日本F ANUC系统、德国Sie mens 系统、美国MCS-8051系统等;国产数控系统主要有华中数控系统、广州数控系统等。
这些数控系统均具有直线插补、圆弧插补、车公/英制螺纹、刀具补偿、间隙补偿、刀具自动转位等功能,性能稳定、价格适中。
操作面板简单直观,主要有起动键、暂停键、单段/连续开关、连续进给键、急停键、键盘、显示屏等。
不但控制弱电,对主轴变速、刀架转位、主轴起停与换向及其他一些辅助性动作也能通过指令控制。
112 滚珠丝杠螺母副改造普通车床的进给丝杠都是滑动丝杠,即丝杠与螺母之间的摩擦为滑动摩擦。
为了更好地消除丝杠与螺母之间的转动间隙,保证机床的加工精度,需要将原机床的滑动丝杠螺母副改换成滚珠丝杠螺母副。
此项改造不属于必改项,对机床精度要求不高时,可以通过预紧原螺母的方法消除转动间隙。
113 步进电机选用车床进给传动部分改造一般是拆除原机床的机械传动机构,用步进电机经齿轮或同步带机构,减速驱动丝杠,带动刀架纵向或横向移动。
纵向步进电机固定在床身上,横向步进电机固定在床鞍上。
综 述———机床的数控化改造及其未来发展趋势机床电器200612114 减速驱动机构在机床改造中,步进电机和丝杠传动副之间装有减速机构,其主要目的是为了得到所需的脉冲当量和增大驱动力矩,一般采用齿轮传动机构或同步带传动机构。
此项改造不属于必改项,在步进电机的转矩足够大,结构许可的情况下,也可以不用减速驱动机构,由步进电机直接与丝杠副相连。
115 自动刀架安装刀架改造是数控改造的重要内容,即将原普通车床的手动转位刀架替换成自动转位刀架。
卧式车床自动转位刀架最常见的型式是螺旋型四转位刀架,拆除小拖板后将刀架调整好高度安装在中拖板上,由数控系统直接控制,效率高、工艺性能可靠。
116 光电编码器加工螺纹时为了保证步进电机进给与主轴的旋转相配合,切削出固定螺距、固定起点、多头螺纹等量分度的螺纹,通常在主轴尾部安装增量式光电编码器。
切制螺纹时,编码器与主轴同步旋转,同时发出与主轴转角相对应的脉冲信号,控制刀架纵向移动。
117 导轨改造普通车床均为滑动导轨,这种导轨的缺点是静摩擦系数大,低速时易产生爬行现象,影响运动平稳性和定位精度。
为了克服这一缺点,数控改造时,一种是将原导轨贴塑,使其成为贴塑导轨;另一种是将原滑动导轨换成滚动导轨。
当机床精度要求不高时,一般不做导轨改造,以降低数控改造成本。
118 主轴变速机构主轴变速改造一般采用交流异步电动机变频调速系统,由CNC控制变频器,变频器驱动交流异步电动机,实现自动无级变速。
在自动化程度要求不高的情况下,机床主轴变速部分可不做改动,仍采用原手动变速机构,这样可大大降低改造成本。
2 数控设备新发展211 数控系统结构体系的发展数控系统是数控机床和数字化设备的核心,经过50多年的发展,数控系统已由原来传统的封闭体系结构系统发展到了采用微型计算机的开放式结构数控系统,并且进一步与网络技术、信息技术和控制技术相结合,向网络化、集成化和智能化方向发展。
21111 传统数控系统a1传统数控系统是采用专用的封闭体系结构的数控系统,如F ANUC0系统、M itsubishiM50系统和Si2 e mens810系统等;b1由于其封闭的软硬件结构,系统功能的扩展、改变和维修都比较困难,一般须由系统供应商进行;c1目前,由于开放体系结构数控系统的发展,传统数控系统的市场正受到挑战,已逐渐缩小。
21112 “PC嵌入NC”结构的开放式数控系统a1这是一种专用数控软硬件技术与通用计算机结合而开发的产品,如F ANUC18i、16i系统、Sie mens 840D系统、Nu m1060系统和AB9/360等数控系统;b1它具有一定的开放性,但由于它的NC部分仍然是传统的数控系统,其体系结构仍是不开放的。
因此,用户无法介入数控系统的核心。
这类系统结构复杂、功能强大,但价格昂贵。
21113 “NC嵌入PC”结构的开放式数控系统a1由“开放体系结构运动控制卡+PC机”构成。
这种运动控制卡通常选用高速处理器作为CP U,具有很强的运动控制和P LC控制能力。
如美国DeltaTau 公司用P MAC多轴运动控制卡构造的P MAC-NC数控系统、日本MAZ AK公司用三菱电机的M ELDAS MA2 GI C64构造的MAZ ATROL640CNC等;b1这类系统具有较好的开放性,它开放的函数库供用户在W indow s平台下自行开发构造所需的控制系统。
因而这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各个领域。
21114 软件开放式数控系统a1系统的CNC功能基本上由计算机软件实现,而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用接口。
其典型产品有美国MDSI公司的OpenCNC、德国Power Aut omati on公司的P A8000NT等;b1这种系统的开放性非常好,用户可以在其系统平台上,利用开放的CNC内核,开发所需的各种功能,构成各种类型的高性能数控系统,软件开放式数控系统具有最高的性价比,成为当今数控技术发展的方向。
212 数控系统性能和功能方面的发展21211 开放性系统可通过光纤与PC机连接,采用W indows兼容软件和开发环境。
功能以高速、超精(具有高精纳米插补功能)为核心,并具有智能控制。
特别适合于加工航空机械零件、汽车及家电的高精零件、各种模具和需5轴加工的复杂零件,以及用作超精机械控制。
21212 高级复杂的功能可进行各种数学的插补,如直机床电器200612综 述———机床的数控化改造及其未来发展趋势线、圆弧、螺旋线、渐开线、螺旋渐开线和样条等插补,也可以进行NURBS插补。
采用NURBS插补可以大大减少NC程序的数据输入量,减少加工时间,特别适合于模具加工。
NURBS插补不需任何硬件。
21213 强大的联网通信功能适应工厂自动化需要,支持标准F A网络与DNC的连接。
可联接工厂干线或控制层通信网络、设备层通信网络、RS-485接口传送I/ O信号或采用Prellbus-DP进行高速通信。
21214 高速内装P MC由专用的P MC处理器控制梯形图和顺序程序,可用C语言在PC机上编程,基本P MC指令执行时间为01085p s;最大步数为32000步。
21215 友好的用户界面,操作、维护方便,普遍采用触摸屏、2D和3D彩色图形显示、软件硬件的模块化结构等,给操作和系统维护带来很大方便。
213 新一代数控加工设备的特征21311 高速化目前车床和车削中心主轴转速达到8000r/m in,加工中心的主轴转速一般都在15000r/m in～20000r/m in,高的达到60000r/m in,切削进给速度一般达到20m/m in,高的甚至达到60m/m in,为充分发挥刀具材料性能、提高加工效率、降低加工成本,并且提高加工精度和表面加工品质,数控装备将进一步向更高速度或超高速方向发展。
21312 高精度在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm;精密级加工中心则从±(3～5)μm,提高到±(1～115)μm;超精密加工精度已开始进入纳米级(01001μm)。
21313 高可靠性国外数控装置M T BF己达6000h以上,伺服系统M T BF达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
21314 柔性化、网络化、集成化为适应制造自动化的发展,向F MC、F M S和C I M S 提供基础设备,要求数控系统不仅能完成通常的加工功能,而且还能够具备自动测量、自动上下料、自动换刀、自动更换主轴头(有时带坐标变换)、自动误差补偿、自动诊断、进线和联网功能,特别是依据用户的不同要求,可方便灵活地配置和集成。
21315 智能化a1为追求加工效率和加工品质方面的智能化,设备有自适应控制、工艺参数自动生成的功能;b1为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,具有前馈控制、电机参数自适应运算、自动识别负载自动选定模型和自整定等功能;c1简化编程和简化操作方面的智能化,有智能化的自动编程和智能化的人机界面等功能;d1具有智能诊断和智能监控方面的内容,方便系统的诊断及维修;e1此外,还具有许多特别的智能功能,如加工运动规划、推理和决策能力,以及加工环境的感知能力、制造网络通信能力(包括与人的交互)、智能编程、智能数据库和智能监控等。