數控加工發展范文第1篇
1、數控高速切削加工的含義
高速切削理論由德國物理學家Carl.J.Salomon在上世紀三十年代初提出的。他通過大量的實驗研究得出結論:在正常的切削速度范圍內, 切削速度如果提高, 會導致切削溫度上升, 從而加劇了切削刀具的磨損;然而, 當切削速度提高到某一定值后, 只要超過這個拐點, 隨著切削速度提高, 切削溫度就不會升高, 反而會下降, 因此只要切削速度足夠高, 就可以很好的解決切削溫度過高而造成刀具磨損不利于切削的問題, 獲得良好的加工效益。
隨著制造工業的發展, 這一理論逐漸被重視, 并吸引了眾多研究目光, 在此理論基礎上逐漸形成了數控高速切削技術研究領域, 數控高速切削加工技術在發達國家的研究相對較早, 經歷了理論基礎研究、應用基礎研究以及應用研究和發展應用, 目前已經在一些領域進入實質應用階段。
關于高速切削加工的范疇, 一般有以下幾種劃分方法, 一種是以切削速度來看, 認為切削速度超過常規切削速度5-10倍即為高速切削。也有學者以主軸的轉速作為界定高速加工的標準, 認為主軸轉速高于8000r/min即為高速加工。還有從機床主軸設計的角度, 以主軸直徑和主軸轉速的乘積DN定義, 如果DN值達到 (5~2000) ×105mm.r/min, 則認為是高速加工。生產實踐中, 加工方法不同、材料不同, 高速切削速度也相應不同。一般認為車削速度達到 (700~7000) m/min, 銑削的速度達到 (300~6000) m/min, 即認為是高速切削。
另外, 從生產實際考慮, 高速切削加工概念不僅包含著切削過程的高速, 還包含工藝過程的集成和優化, 是一個可由此獲得良好經濟效益的高速度的切削加工, 是技術和效益的統一。
高速切削技術是在機床結構及材料、機床設計、制造技術、高速主軸系統、快速進給系統、高性能CNC系統、高性能刀夾系統、高性能刀具材料及刀具設計制造技術、高效高精度測量測試技術、高速切削機理、高速切削工藝等諸多相關硬件和軟件技術均得到充分發展基礎之上綜合而成的。因此, 高速切削技術是一個復雜的系統工程, 是一個隨相關技術發展而不斷發展的概念。
2、數控高速切削加工的優越性
由于切削速度的大幅度提高, 高速切削加工技術不僅提高了切削加工的生產率, 和常規切削相比還具有一些明顯的優越性:第一、切削力小:在高速銑削加工中, 采用小切削量、高切削速度的切削形式, 使切削力比常規切削降低30%以上, 尤其是主軸軸承、刀具、工件受到的徑向切削力大幅度減少。既減輕刀具磨損, 又有效控制了加工系統的振動, 有利于提高加工精度。第二、材料切除率高:采用高速切削, 切削速度和進給速度都大幅度提高, 相同時間內的材料切除率也相應大大提高。從而大大提高了加工效率。第三、工件熱變形小:在高速切削時, 大部分的切削熱來不及傳給工件就被高速流出的切屑帶走, 因此加工表面的受熱時間短, 不會由于溫升導致熱變形, 有利于提高表面精度, 加工表面的物理力學性能也比普通加工方法要好。第四、加工精度高:高速切削通常進給量也比較小, 使加工表面的粗糙度大大降低, 同時由于切削力小于常規切削, 加工系統的振動降低, 加工過程更平穩, 因此能獲得良好的表明質量, 可實現高精度、低粗糙度加工。第五、綠色環保:高速切削時, 工件的加工時間縮短, 能源和設備的利用率提高了, 加工效率高, 加工能耗低, 同時由于高速切削可以實現干式切削, 減少甚至不用切削液, 減少污染和能耗。
3、數控高速切削技術的應用領域研究
鑒于以上所述高速切削加工的特點, 使該技術在傳統加工薄弱的領域有著巨大應用潛力。首先, 對于薄壁類零件和細長的工件, 采用高速切削, 切削力顯著降低, 熱量被切屑帶走, 可以很好的彌補采用傳統方法時由于切削力和切削熱的影響而造成其變形的問題, 大大提高了加工質量。其次, 由于切削抗力小, 刀具磨損減緩, 高錳鋼、淬硬鋼、奧氏體不銹鋼、復合材料、耐磨鑄鐵等用傳統方法難以加工的材料, 可以研究采用數控高速切削技術來加工。另外, 在汽車、模具、航天航空等制造領域, 一些整體構件需要比較大的材料切除率, 由于數控高速切削的進給速度可隨切削速度的提高而相應提高, 使得單位時間內的材料切除率大大提高, 因而在模具制造、汽車制造、航空航天制造中, 數控高速切削技術的應用將產生巨大的經濟效益。第四, 由于高速切削時, 加工過程平穩、振動小, 與常規切削相比, 高速切削可顯著提高加工精度1~2級, 完全可以取消后續的光整加工, 同時, 采用數控高速切削技術, 能夠在一臺機床上實現對復雜整體結構件同時進行粗、精加工, 減少了轉工序中可能的定位誤差, 因而也有利于提高工件的加工精度。因此, 高速切削技術在精密制造中有著廣闊的應用前景。如某企業加工的鋁質模具, 模具型腔長達1500mm, 要求尺寸精度誤差±0.05mm, 表面粗糙度Ra0.8μm, 原先的制造工藝為:粗刨—半精刨—精刨—手工鏟刮—手工拋光, 制造周期要60小時。采用高速銑床加工后, 經過半精加工和精加工, 加工周期僅需6小時, 不僅效率提高, 而且模具質量也大大提高。
4、實現數控高速切削加工的關鍵技術研究
數控高速切削加工是一個復雜的系統工程, 涉及到切削機理、切削機床、刀具、切削過程監控及加工工藝等諸多相關的硬件與軟件技術, 數控高速切削技術的實施和發展, 依賴于此系統中的各個組成要素的, 這些實現數控高速切削技術離不開的關鍵技術, 具體體現在以下方面:
1) 高速切削機理:有關各種材料在高速加工條件下, 切屑的形成機理, 切削力、切削熱的變化規律, 刀具磨損規律及對加工表面質量的影響規律, 對以上基礎理論的實驗和研究, 將有利于促進高速切削工藝規范的確定和切削用量的選擇, 為具體零件和材料的加工工藝制定提供理論基礎, 屬于原理技術。目前, 黑色金屬及難加工材料的高速切削工藝規范和切削用量的確定, 是高速切削生產中的難點, 也是高速切削加工領域研究的焦點。
2) 高速切削機床技術模塊:高速切削機床需要高速主軸系統、快速進給系統和高速C NC控制系統。高速加工要求主軸單元能夠在很高的轉速下工作, 一般主軸轉速10000 r min以上, 有的甚至高達60000-100000r/min, 且保證良好動態和熱態性能。其中關鍵部件是主軸軸承, 它決定著高速主軸的壽命和負載容量, 也是高速切削機床的核心部件之一, 主軸結構的改進和性能的提高是高速機床的一項重要單元技術。另一項重要的單元技術是高速進給系統。隨著機床主軸轉速的提高, 為保證刀具每齒或每轉進給量不變, 機床的進給速度和進給加速度也相應提高, 同時空行程速度也要提高。因此, 機床進給系統必須快速移動和快速準確定位, 這顯然對機床導軌、伺服系統、工作臺結構等提出了新的更高要求, 是制約高速機床技術的關鍵單元技術。
3) 高速切削刀具技術模塊:由機床、刀具和工件組成的高速切削加工工藝系統中, 刀具是最活躍的因素。切削刀具是保證高速切削加工順利進行的最關鍵技術之一。隨著切削速度的大幅度提高, 對切削刀具材料、刀具幾何參數、刀體結構等都提出了不同于傳統速度切削時的要求, 高速切削刀具材料和刀具制造技術都發生了巨大的變化, 高速切削加工時, 要保證高的生產率和加工精度, 更要保證安全可靠。因此, 高速切削加工的刀具系統必須滿足具有良好的幾何精度和高的裝夾重復定位精度, 裝夾剛度, 高速運轉時良好的平衡狀態和安全可靠。盡可能減輕刀體質量, 以減輕高速旋轉時所受到的離心力, 滿足高速切削的安全性要求, 改進刀具的夾緊方式。刀具系統的技術研究和發展是數控高速切削加工的關鍵任務之一。
4) 數控高速切削工藝:高速切削作為一種新的切削方式, 要應用于實際生產, 缺乏可供參考的應用實例, 更沒有實用的切削用量和加工參數數據庫, 高速加工的工藝參數優化是當前制約其應用的關鍵技術之一。另外, 高速切削的零件NC程序要求必須保證在整個切削過程中載荷穩定, 但是現在使用的多數CNC軟件中的自動編程功能都還不能滿足這一的要求, 需要由人工編程加以補充和優化, 這在一定程度上降低了高速切削的價值, 必須研究采用一種全新的編程方式, 使切削數據適合高速主軸的功率特性曲線, 充分發揮數控高速切削的優勢。
高速切削加工技術的發展和應用有賴于以上原理方面、機床、刀具、工藝等各項關鍵單元技術的發展和綜合。
5、高速切削技術應用方面研究狀況和發展趨勢
由于高速切削在提高生產效益方面具有巨大潛力, 早己成為美、日、德等國競相研究的重要技術領域。美國日本等國早在60年代初, 就開始了超高速切削機理的研究。上世紀70年代, 美國已經研制出最高轉速達20000r/min的高速銑床。如今, 歐美等發達國家生產的不同規格的各種超高速機床已經商業化生產并進入市場, 在飛機、汽車及模具制造行業實際應用。例如, 在美國波音公司等飛機制造企業, 已經采用數控高速切削加工技術超高速銑削鋁合金、鈦合金等整體薄壁結構件和波導管、撓性陀螺框架等普通方法難加工的零件。近年來, 美、歐、日等國對新一代數控機床、高速加工中心、高速工具系統的研究和產業化進程進一步加快, 高性能的電主軸技術及其產品的專業化生產步伐加大;高性能的刀具系統技術也進展迅速;直線電機技術應用于高速進給系統。
我國在研究和開發高速切削技術方面, 許多高校和研究所作了努力和探索, 包括切削機理、刀具材料、主軸軸承、等方面, 也取得了相當大的成就。然而, 與國外工業發達國家相比, 仍存在著較大的差距, 基本上還處在實驗室的研究階段。為適應社會經濟發展需要, 滿足航空航天、汽車、模具等各行業的制造需求, 數控高速切削技術應用研究任重道遠。
目前, 針對高速切削技術的研究已從實驗階段轉向應用階段。在應用方面的研究包括兩個層面:一是高速加工關鍵技術的基礎理論研究, 包括高速主軸單元和高速進給單元等, 實現高速機床國產化。另一方面, 在現有實驗室實踐技術基礎上, 進行工藝性能和工藝范圍的應用研究。其中, 關于高速切削工藝的研究是當前最活躍的研究領域之一, 主要目標是通過試驗或引進的先進設備直接進行工藝研究, 努力解決關鍵零部件的加工工藝問題, 開發和完善特種材料的高速切削工藝方法;研究開發適應高速加工的CAD/CAM軟件系統和后處理系統, 建立在新型檢測技術基礎上的加工狀態安全監控系統。
摘要：本文系統介紹了數控高速切削加工的基礎理論及發展過程, 分析了高速加工的優點和應用領域, 總結了發展數控高速切削加工需要的關鍵技術和研究方向。
關鍵詞：高速切削,關鍵技術,應用研究
參考文獻
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數控加工發展范文第2篇
2013年9月份開學以來，我一直從事實習教學工作，工作上勤勤懇懇、兢兢業業，從沒有絲毫的懈怠和馬虎，實習教學認真負責，備好每一節課，上好每一節次課，在教學工作中做到口勤、手勤、腿勤，時時刻刻高度關注學生和設備的安全，經常親自排除可能的事故隱患。一年來在工作中沒有發生過一次安全事故，圓滿的完成了兩個班的實習教學任務。下面我對自己一年來的工作做一個回顧和總結。
一、政治思想方面
認真學習馬列主義毛澤東思想，堅持黨的四項基本原則，認真貫徹黨的“十七大精神”和“三個代表”的和重要思想，積極參加學院組織的各項政治學習，認真寫好讀書筆記，遵守學院各項規章制度，不遲到、不早退，與時俱進、愛崗敬業、尊敬領導、認真完成領導交辦的各項任務，團結同事，熱愛學生，努力讓每一個學生通過實習提高自己的技能水平，達到或超過學院規定的技能要求。
二、教學方面
平時注意提高自己專業技術知識。常常利用課外時間，翻閱大量專業書籍，將與教學有關的內容與實習教學相結合，整理出一套適合本院設備條件和學生水平的實習教學課題，使實習教學效果大大提高，并降低了實習成本，節約了實習原材料百分之三十。例如：在實習教學中，將中級工模擬件的外圓和螺紋長度減小到原來的二分之一，練習件
(一)實習完成后在練習件
(一)的基礎上設計練習件
(二)
的尺寸,依此類推。
在實習教學中，注意向有經驗老教師和同事學習，并結合自己教學經驗，研究設計出一些較好的實習課題。例如：鋼制葫蘆練習和陀螺練習，既能激發學生的學習興趣同時又能提高學生實習操作技能水平，取得了很好的教學效果，得到了領導和學生的一致好評。
2013學年秋期，我帶數控技術應用一班和數控技術應用二班的學生，在實習教學中，經常出一些操作失誤，經常造成現場指導跟不上，影響教學進程，還會造成安全隱患。怎樣解決這一矛盾呢?在教學實踐中，我采取了優等生和學習稍差的學生互相結成對子，互相幫助，教師積極指導共同搞好實習教學的辦法。具體辦法如下：一個技術熟練的學生與兩個技術生疏的學生結成對子。這一組學生在一個車床上進行實習;當技術生疏學生實習時，技術熟練的學生要負責傳、幫、帶以及安全;如不允許技術生疏學生在實習中按不懂的按鈕、手柄，練習與教學無關內容。如遇安全隱患或異常情況，應立即按急停按鈕并找老師現場解決問題。這樣采取一幫一，一對紅的辦法，能有效加快學生掌握操作技能的步伐，有利于技術熟練學生，更有利于技術生疏學生，安全系數也大為提高。對優秀學生，每天實習開始對他們的優點進行表揚，對實習較差的學生，讓其明白實習存在的問題和解決的辦法，并監督他們改正，到鑒定時，數控一班和數控三班基本都達到了高級工操作水平。
三、教學研究方面
我平時積極參加專業組織的教研活動，向同事們學習教學心得和
經驗，翻閱了學院圖書館大量相關專業書籍，作成讀書筆記，平時上網查詢專業知識和本專業最新動態，與同事們交流研究，共同學習、共同提高。平時利用業余時間去新華書店等地，購買回了大量專業技術書籍。很多重要的書籍購回多本，回來和同事一起研究。將書中一些比較好的課題總結出來，在實習教學中應用，取得了有效提高學生技能又節約實習材料的雙贏的效果;將教研活動中總結出的學生管理經驗應用與實習管理之中，取得了良好的效果。
我在教學中認真鉆研業務，對技術精益求精。在工作實踐中刻苦學習。擅長運用宏程序進行數控加工，在工作中總結出數控快速加工多頭蝸桿和多線梯形螺紋法，提高了我校教學質量。具體方法是：運用G92指令編程，每次將刀尖x向、z向同時斜向進刀，先向左側斜向進刀至粗加工規定槽寬，如此反復呈“s”型下刀，與傳統代碼加工相比，具有如下特點：(1)兩側刀刃均勻承受切削負荷，車刀兩切削刃磨損均勻，大大減小了扎刀、讓刀現象。(2)縮短了加工路線，節約了工作時間，提高了生產效率和教學質量。
平時對于工作中存在的問題，和同事們一塊研究，集思廣益，找到有效的解決辦法。如在實習中發現學生一開始實習機床快速倍率100%易出危險，共同研究出了先將機床刀臺放到機床中間，然后把機床快速倍率修調到25%，從而大大減少了安全隱患。
平時注重與學生交流，詢問學生技能掌握情況，及時發現學生對本課題的掌握程度，對于學生不易掌握的技術難點和技術要點，重復講解，加深學生印象。并將這些情況進行總結，在下一屆學生的實習
中作為重點進行強調，取得了較好的教學效果。
踏踏實實做人、兢兢業業做事是我的座右銘。在我們南江縣小河職業中學快速發展的關鍵時期，我會一如既往地努力工作，為數控實習教學添磚加瓦。同時懇切的希望各位領導和同事對我工作中存在的不足之處，給予幫助和指正，以使自己綜合素質進一步提高。
數控加工發展范文第3篇
1.1 數控機床的產生
隨著社會生產和科學技術的不斷進步, 各類工業新產品層出不窮, 機械制造業作為國民工業的基礎, 其產品更是日趨精密復雜, 特別是在航天、航海、軍事等領域, 所需的機械零件精度要求更高、形狀也更為復雜、多品種, 并且往往批量較小, 加工這類產品需要經常改裝或調整設備, 普通機床或專業化精度高的自動化機床顯然無法適應這些要求。同時隨著市場競爭的日益加劇, 企業生產也迫切需要進一步提高其生產效率、提高產品質量及降低生產成本。一種新的生產設備———數控機床就誕生了。
1.2 數控機床的發展
1952年美國麻省理工學院成功地研制出一套三坐標聯動, 利用脈沖乘法器原理的試驗性數控系統, 并把它裝在一臺立式銑床上, 當時用的電子元件是電子管, 這就是第一代世界上的第一臺數控機床。
我國是從1958年開始研究數控技術, 一直到60年代中期處于研制、開發時期, 一些高等院校、科研院所研制出試驗樣機, 開發也是從電子管開始的, 1965年國內開始研制晶體管數控系統。從70年代開始, 數控技術在車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工等領域全面展開。數控加工中心在北京研制成功。在這一時期, 數控線切割機床由于結構簡單、使用方便、價格低廉, 在模具加工中得到了推廣。
到20世紀80年代, 總體發展趨勢是:
數控系統的可靠性不斷提高;增強通信功能;采用新型的自動編程系統;驅動裝置向交流、數字化方向發展;為便于裁剪、擴展和功能升級, 滿足不同類型數控機床的需求, 提高系統的集成度、縮小體積, 采用模塊化結構;廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統;數控裝置由NC向CNC發展?？傊? 數控機床技術不斷發展, 性能價格比也越來越高, 可靠性越來越高, 功能越來越完善, 使用越來越方便。
1.3 數控機床的組成及工作原理
數控機床一般由機床本體、輔助裝置、伺服驅動系統、計算機數控裝置、控制介質等部分組成。
1.3.1 控制介質
要對數控機床進行控制, 就必須在人與數控機床之間建立某種聯系, 這種聯系的中間媒介物就是控制介質, 又稱為信息載體。在使用數控機床之前, 先要根據零件圖上規定的尺寸、形狀和技術條件, 編出工件的加工程序, 將加工工件時刀具相對于工件的位置和機床的全部動作順序, 按照規定的格式和代碼記錄在信息載體上。需要在數控機床上加工該工件時, 把信息即工件加工程序輸入計算機控制裝置。常用的控制介質有穿孔帶、穿孔卡、磁盤和磁帶等。
1.3.2 伺服驅動系統
為使工作臺按規定軌跡移動或精確定位, 加工出符合圖樣要求的工件, 把來自數控裝置的運動指令轉變成機床移動部件的運動, 需要進行伺服驅動。
伺服系統由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電機組成, 常用的伺服電機有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機。伺服系統的性能是決定數控機床加工精度和生產效率的因素之一。
1.3.3 計算機數控裝置
數控裝置是數控機床的中樞。其作用是:從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序, 輸出幾種控制信息和指令, 控制機床各部分的工作, 經過數控裝置的邏輯電路或軟件進行編譯運算處理后, 使其進行規定的有序運動。
1.3.4 輔助控制裝置
輔助控制裝置的作用是把計算機送來的輔助控制指令經機床接口電路轉換成強電信號, 用來控制主軸電機的起動、停止, 主軸轉速調整, 冷卻及潤滑泵起停, 轉位換刀, 工件和機床部件的松開和夾緊, 分度工作臺的轉位分度等開關輔助動作。當今數控機床已廣泛采用可編程控制器作為輔助控制裝置。
1.3.5 機床本體
數控機床是高精度和高生產率的自動化加工機床, 它與傳統的普通機床似, 但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動機構及操作機構等方面都發生了很大的變化。數控機床應具有更好的抗振性和剛度, 要求相對運動面的摩擦系數要小, 進給傳動部分之間的間隙要小。所以其設計要求比通用機床更嚴格, 加工制造要求精密, 并采用加強剛性、減小熱變形、提高精度的設計措施。
1.4 數控機床的特點
數控機床有以下的特點:
1.4.1 適應性強, 適合加工單件或小批量復雜工件
在數控機床上改變加工工件時, 只需要重新編制新工件的加工程序, 就能實現新工件加工。數控機床加工工件時, 只需要簡單的夾具, 所以改變加工工件后, 也不需要制作特別的工裝夾具, 更不需要重新調整機床。因此數控機床特別適合單件、小批量及試制新產品的工件加工。
1.4.2 加工精度高
數控機床的脈沖當量普遍可達0.001mm/脈沖, 傳動系統和機床結構都具有很高的剛度和熱穩性, 工件加工精度高, 進給系統采用消除間隙措施, 并對反向間隙與絲杠螺距誤差等由計算機實現自動補償, 所以加工精度高。由于數控機床是自動進行加工的, 所以同一批工件的尺寸一致性好, 加工質量十分穩定。
1.4.3 生產率高
工件加工所需時間包括機動時間和輔助時間。數控機床能有效地減少這兩部分時間。
數控機床剛性好, 快速移動和停止采用了加速、減速措施, 因此既能提高空行程運動速度, 又能保證定位精度, 有效地降低了加工時間。
數控機床更換工件時, 不需要調整機床, 同一批工件加工質量穩定, 無需停機檢驗, 故輔助時間大大縮短, 生產效率有了更明顯的提高。
1.4.4 減輕勞動強度、改善勞動條件
數控機床加工是自動進行的, 工件加工過程不需要人的干預, 加工完畢后自動停車, 這就使工人的勞動條件大為改善。
1.4.5 良好的經濟效益
雖然數控機床很貴, 分攤到每個工件上的設備費用較大, 但是使用數控機床可節省許多其它費用。特別是不要設計專用工裝夾具, 加工精度穩定, 減少了調度環節等, 所以總體成本下降, 可獲得良好的經濟效益。
2 國產數控機床的發展現狀及發展趨勢
2.1 國產數控機床與國際先進水平差距逐漸減小
數控機床是當代機械制造業的主流裝備, 國產數控機床的發展經歷了由成長期進入了成熟期, 可提供市場各種數控機床, 覆蓋超重型機床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓設備、前沿高技術機床等領域, 產品可與日、美、德、意等國齊駕齊驅。
2.2 國內數控機床的發展趨勢
2.2.1 智能、高速、高精度化
新一代數控機床為提高生產率, 向超高速方向發展, 精密度已達微米級。
2.2.2 設計、制造綠色化
在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下, 系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響, 對環境的負面影響最小, 資源利用率最高。
2.2.3 復合化與系統化
由于產品開發周期越來越短, 對制造速度的要求也相應提高, 機床也朝高效能發展。
3 CNC裝置的工作原理
CNC裝置在其硬件環境支持下, 按照系統監控軟件的控制邏輯, 對輸入、譯碼、刀具補償、速度規劃、插補運算、位置控制、I/O接口處理、顯示和診斷等方面進行控制。
CNC裝置的主要工作包括以下內容:
3.1 輸入
輸入CNC裝置的有零件程序、控制參數和補償量等數據。
3.2 譯碼
在譯碼的過程中還完成對程序段的語法檢查。
3.3 插補
插補的任務是在一條給定起點和終點的曲線上進行“數據點的密化”。
3.4 進給速度處理
編程所給的刀具移動速度, 是在各坐標的合成方向上的速度。
3.5 刀具補償
刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。
3.6 位置控制
位置控制處在伺服回路的位置環上。
3.7 顯示
CNC裝置的顯示主要是為操作者提供方便。
3.8 I, O處理
主要處理CNC裝置面板開關信號、機床電氣信號的輸入、輸出和控制。
3.9 診斷
現代CNC裝置都具有聯機和脫機診斷的能力, 對CNC裝置進行診斷、故障定位和修復。
4 結束語
為提高在市場的適應能力和競爭能力, 現在各國制造業大都采用數控技術來提高制造能力和水平。另外世界各發達國家還將數控技術和裝備列為國家的戰略物資, 所以用盡措施來發展自己的數控技術及產業。目前, 當前研究的核心是數控系統功能軟件開發、開放式數控系統結構及配置。大力發展以數控技術為核心的先進制造技術, 為我國數控技術和產業走向世界的前列, 使我國經濟保持強勁的發展勢頭而共同努力奮斗!
參考文獻
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[2]鄧奕.現代數控機床與應用.國防工業出版社, 2010.
數控加工發展范文第4篇
摘要 本文對計算機數控技術的發展趨勢及研究現狀進行了簡要的總結，期望對相關人員的學習起到一定作用。
關鍵詞 數控技術 發展趨勢 研究現狀
一、前言
計算機數控技術(CNC，Computer Numerical Control)集傳統的機械制造、計算機、自動控制、電氣傳動、傳感檢測和信息處理等技術于一體，是現代制造技術的基礎。數控技術是數控機床的關鍵技術，它的迅速發展和廣泛應用，使得普通機械逐漸被高效率、高精度的數控機械所代替，從而形成了巨大的生產力，其水平高低己成為衡量一個國家工業現代化的重要標志。如今，數控技術作為制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎，已成為先進制造技術的重要組成部分，是發展現代集成制造和智能制造的主體技術，是當今各種先進制造系統的基礎和前提條件。
二、現代數控系統的發展趨勢
數控技術是典型的機電一體化技術。隨著微電子技術、機械制造技術、計算機技術、現代控制技術、傳感檢測技術、信息處理技術、網絡通訊技術的發展.數控技術目前正在經歷著根本性的變革，向著開放化、軟件化、網絡化、智能化、多軸化等方向發展。
（一）數控系統向開放式體系結構發展。
20世紀90年代以來，數控系統最大的發展趨勢是開放化。開放式數控系統的突出優點是數控設備制造商可以為他們的設計優化選配組件，方便地在數控系統中融入新技術，從而在短時間內實現創造性設計。
開放式數控系統的核心思想是模塊化，模塊化把復雜系統(包括硬件和軟件)分割成更小的可管理的單元，這些單元模塊的接口以無二義性的方法被明確定義，以使來自不同供應商的模塊能夠組合在一起來完成一個規定的任務，模塊間的數據交換通過開放的通訊接口來處理?；谶@種體系結構的開放式數控系統具有可移植性、互操作性、可擴展性、可重用性等優點。
（二）數控系統向軟數控方向發展。
數控系統不但從封閉體系結構向開放體系結構發展，而且正在從硬數控向軟數控方向發展的趨勢。軟數控不使用專門的硬件板或運動控制器，而是數控系統的所有運動控制功能完全通過PC的軟件實現。用戶可以在WINDOWS NT平臺上，利用開放的CNC內核.開發所需的各種功能，構成各種類型的高性能數控系統。通過軟件智能替代復雜的硬件，正在成為當代數控系統發展的重要趨勢。
（三）數控系統控制性能向智能化方向發展。
智能化是21世紀制造技術發展的一個大方向。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且人機界面極為友好.并具有故障診斷專家系統使自診斷和故障監控功能更趨完善。
（四） 數控系統向網絡化方向發展。
數控系統的網絡化，主要指數控系統與外部的其它控制系統或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。數控系統一般首先面向生產現場和企業內部的局域網，然后再經由因特網通向企業外部，這就是所謂Internet/Intranet技術。
隨著網絡技術的成熟和發展。最近業界又提出了網絡化制造的概念。網絡化制造，又稱“e-制造”。是機械制造企業現代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。
（五）數控系統向高可靠性方向發展。
隨著數控機床網絡化應用的日趨廣泛，數控系統的高可靠性已經成為數控系統制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16小時內連續正常工作，無故障率在P(t)=99%以上，則數控機床的平均無故障運行時間淤BF就必須大于3000小時。如果對整條生產線而言，可靠性要求更高。
三、數控系統的研究現狀
進入20世紀90年代后，由于計算機技術的飛速發展，推動數控機床技術更快的更新換代。國外許多數控系統生產廠家利用PC機豐富的軟硬件資源開發開放式體系結構的新一代數控系統。開放式體系結構可以大量采用通用微機的先進技術，如多媒體技術，實現聲控自動編程、圖形掃描自動編程等。
（一）國外研究現狀簡介。
目前，歐洲各國、美國、日本各國都在開發應用新一代高速數控機床，加快機床高速化步伐。高速主軸單元(電主軸，轉速15000~100000r/min)、高速且高加減速度的進給運動部件(快移速度60~120m/min，切削進給速度高達60m/min)、高性能數控和伺服系統以及數控工具系統都出現了新的突破，已經達到了新的技術水平。
隨著計算機技術、網絡技術日益普遍運用，數控機床走向網絡化、集成化已成為必然的趨勢和方向，互聯網進入制造工廠的車間只是時間的問題。在這些系統中，除了傳統的RS232接口外，還備有以太網接口，為數控機床聯網提供了基本條件。由于國外企業的發展水平，數控機床的網絡接口功能被定義為用于遠程監控、遠程診斷。
（二）國內研究現狀簡介。
我國的數控技術從最初的引進國外技術，到消化吸收，再到自主研發，經歷了漫長的過程，不同開發機構的數控系統有著各自的優點，但從數控系統的長遠發展看還有許多要改進的地方，如相互之間兼容性。對體系結構的闡述都局限于具體的現實層面，沒有提高到一種理論的抽象層面。同時各個系統雖然模塊化了，但沒有標準化、層次化，沒有用到國際上新的技術，與國外相比在開發思想上還存在一定的差距。
四、結論
目前，我國經濟型數控系統(低檔數控系統)的發展有了較大的改觀，無論從產品的性能或者是可靠性方面都有了較大的提高。但在中、高檔數控機床方面，與國外一些先進產品相比，仍存在較大差距，這是由于歐美日等先進工業國家于20世紀80年代先后完成了數控機床產業進程，其中一些著名機床公司致力于科技創新和新產品的研發，引導著數控機床技術發展。相比之下，我國大部分近代數控機床產品在技術上處于跟蹤階段。
（作者：內蒙古交通職業技術學院，助理講師，碩士，主要從事機械數控方面的研究）
參考文獻：
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數控加工發展范文第5篇
數控技術及裝備是目前發展新興高新技術產業和尖端工業最基本的技術和裝備, 數控系統又是數控技術的核心體現, 其性能的優劣直接影響到數控設備加工質量的高低和加工效率。作為體現一個國家數控技術水平的數控系統的發展, 歷來都受到各國的高度重視和大力支持。
隨著計算機及電子技術、自動控制技術、軟件技術等的飛速發展, 數控系統在硬件上已經經歷了由硬件電路構成的硬件數控 (Hard NC) 到由專用計算機代替的計算機數控系統 (CNC) 的過度;在系統軟件上, 傳統數控系統所采用的專用的、封閉式的體系結構已經不能適應當今制造業市場變化與競爭, 也不能滿足現代制造業向信息化、敏捷制造模式發展的需要。歐美各國為了適應機床制造業的這一變化, 于20世紀80年代末90年代初提出了開放性體系結構數控系統的概念, 目的是建立一種嶄新的控制系統的設計框架, 使系統朝智能化、開放式、網絡化、方向發展。
隨之而來的是數控加工技術的變革。高速高精加工技術成為數控加工技術發展的一個主要方向。高速化和高精度的方向發展要求數控系統高速處理并計算出伺服電機的位移量, 并要求伺服電機能夠高速地作出反應。為使在極短的時間內達到高速度并能夠在高速行程下保持高定位精度, 必須具備高加、減速度和高精度的位置檢測系統和伺服品質。并行計算機的出現為如空系統向著高速化的方向發展提供了硬件支持。在荊于計算比七可以通過對數控程序的預先處理, 從而使得系統能夠提前了解數控程序的未來走向, 而能夠提前調整當前的加工速度等參數, 從而能夠使得系統在整個加工過程中達到一個最優狀態。如華中科技大學 (原華中理工大學) 生產的CNC系統中有多個并行處理器。為了提高機床的加工速度, 必須提高測量原件和測量系統的精度, 不同的機床對測量元件和測量系統的精度不同, 一般清況下, 要求測量元件的分辨率在0.0001~0.01mm之間, 運動速度為24m/min。由于位置測量系統的特殊工作環境, 數控機床對測量系統有如下要求:a.受溫度、濕度影響小, 工作可靠、能長期保持測量精度, 抗干擾能力強;b.在機床部件移動范圍內、能滿足測量精度和速度的要求;c.便于維護和使用;d.成本低。
CAD/CAM技術是計算機技術和制造技術相結合的產物, 它從根本上改變去手工繪圖, 按圖組織整個生產過程的技術管理方式, 對生產過程的組織形管理方法、產品體系結構及人才的知識構成等都產生了深遠的影響。數控編目前CAD/CAPP/CAM系統中最能明顯發揮效益的環節之一, 其在實現設計自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研制周期等方面發揮著重要作數控加工編程技術到目前大致經歷了四個階段的發展:a.手工編程階段。b.APT語言。c.交互式圖形編程系統。d.智能編程系統。
2 數控技術教學現狀及發展途徑
數控技術是提高勞動生產率和產品質量必不可少的物質手段。100多年來, 我國機械制造業的發展對鋼鐵工業、軍事工業、汽車工業等國民經濟基礎產業的不斷發展發揮了重要的戰略作用。特別是數控技術的廣泛應用, 普通機械逐漸被高效率、高精度的數控機械所代替, 形成了推動國民經濟發展的巨大生產力。先進工業國家的機床業都很重視數控化, 目前歐美日的金屬切削機床的產值數控化率均在80%以上, 數量數控化率也在60%以上。經過多年的發展, 我國的數控機床已經取得了很大進步, 遠高于普通機床的發展速度, 2002年國產數控金屬切削機床24803臺, 2006年達到了82024臺, 數量數控化率從9%提高到20%, 產值數控化率為44%, 而且每年都以30%以上的速度發展, 2007年數控機床產量更是突破了10萬臺大關, 過11萬多臺, 但是相對于發達國家, 我國的機床數控化率還是比較低的。其原因是多方面的, 而數控人才的匱乏無疑是主要原因之一。這充分說明我們要加大數控人才培養的力度, 滿足社會需求。目前, 雖然我國各類職業院校加大了培養數控人才的力度, 但始終不能滿足我國數控人才的需求, 主要有以下幾方面的原因:
2.1 課程設置和教學內容不能滿足企業需求
2.1.1 我國機電類專業的課程設置近幾年雖然有所改進, 但教學內容仍較陳舊。學生所學到的知識技能與企業的要求尚存在差距。如數控加工刀具和工藝的教學還比較薄弱, 部分學校因實訓條件不夠, 仍以理論講授為主, 企業急需的數控機床的編程、操作、維護人員的培訓效果較差。
2.1.2 在實踐技能培訓方面, 很多院校把實訓的重點放在數控機床簡單操作上, 面對數控加工工藝 (如工藝路線選擇、刀具選擇等) 、模具設計、數控機床維護等的能力訓練不足。
2.1.3 現有數控技術教育專業教材形態單一、內容陳舊、實踐性差。適合數控系統原理、數控機床機電控制技術和數控實訓等課程的教材非常有限, 嚴重脫離生產實際。
2.2 職業學校數控專業師資數量不足, 素質不高
數控專業師資, 特別是同時具備相應理論知識和豐富實踐經驗的數控專業師資嚴重不足。尤其缺乏熟悉企業生產實際, 并能夠承擔數控教學工作的雙師 (教師、工程師) 級專業教師, 嚴重制約著現代數控技術人才培養水平的提高。
2.3 數控實訓設備條件差, 數量嚴重不足
近年來, 受數控人才需求增長的拉動, 各職業院校均建有不同規模的數控實訓基地, 但由于每臺數控設備非常昂貴, 學校購置的設備數量有限, 每個學生的獨立動手實際操作機會很少, 實訓效果并不好。這種安排, 不能適應普及性的教學實驗, 只能用來給學生作演示。因此, 研制一種能完全仿真數控加工的仿真教學系統必然成為解決這一問題的有效途徑。
參考文獻
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數控加工發展范文第6篇
1 木材加工機械數控技術的特點
在金屬加工的數控技術不斷進步和轉變的同時, 產生了木工機械數控技術。其結合木工機械的相關要求, 通過計算機對整個木工生產過程進行信息的整合和監管, 處理好在木質產品進行批量生產時, 復雜性、精密性的加工問題。保證自動化進程的順利實施, 這是在木工機械設備運作中, 最難以掌握的技術, 而數控技術的運用, 使木質材料機械加工的能力和其自動化進程大幅提高。
在控制方式上, 數控技術和通用機床加工可以使不同明確的表現出來:通用機床在進行木材加工時, 都是由工作人員進行操作, 包括步驟的設定, 走刀的路線等等, 在一定程度上來講, 這些工作進程會根據工作人員的個人經驗和對工作的熟練程度而有所不同, 并用通過手工操作加以控制。比如仿型銑床, 它是通過氣動或者機械和模壓緊仿形機構來進行, 但其加工過程卻可以運用自動化;而在運用數控機床對木材進行加工時, 就可以根據木材加工的過程進行相應程序的編寫, 將其書寫在特定的控制介質上, 來對機床動作進行操控, 創建人機相連的新方式, 只要輸入相應信息, 就能夠執行相應操作, 然后就可以自動生產零件, 節省了很多人力, 并統一了工作效率。
2 木材加工機械數控技術的戰略思考
我國的木工企業規模較小、發展緩慢, 單靠自身品牌效應和能力很難進行數控設備的開發。中國很少運用數控鏤銑機, 所以國外生產這批數控鏤銑機幾乎無法進行銷售, 更何況是暢銷。國內的木工機械數控的大市場, 雖然已被跨國公司控制, 但是它們卻無法包攬整個市場, 這是由于我國的特殊國情決定的。數控技術自出現以來, 其發展已經與木工機械數控相適應。
2.1 數控技術產業的人才缺乏
我國所有的木工機械生產企業共有1000多家, 然而只有不足20家企業, 可以進行自主研發, 不足100家企業有測繪仿制能力。而我國木材加工企業共有3萬多家, 不足300家企業購買了數控木工機械, 若要在其中找出能進行設備二次開發能力并且能夠進行生產的企業, 還不及總數的一半。除此之外, 木材加工的相關企業的薪資水平較低, 很少有人愿意嘗試其生產、銷售和操控設備的工作, 又進一步地阻礙了數控木材加工設備在我國的發展。另有一些企業以裝點門面為由, 購買數控木材加工設備, 而沒有真正地發揮其作用。
2.2 數控系統是木工機床的中心
我國木工機床的發展能力有限, 數控技術方面和硬件設備的開發難以取得階段性進展, 但是由金屬加工數控機床的系統所產生的數控木工機械技術還不夠完善, 有許多問題亟待解決, 沒有將木工企業的特點體現出來。而由于語言問題, 無法直接引用國外的優秀軟件, 所以, 現在的首要任務, 要根據木工數控設備的特點研究, 引進能夠適應國內數控木工機械系統的設備或軟件。
2.3 明確數控木工設備的發展方向
憑借著良好的售后服務, 國外的數控木工機械生產機構才能不斷地獲得訂單。但我國的技術水平和售后服務都還不足, 無法滿足群眾的需求。而且我國傳統的木工企業與群眾之間缺乏溝通, 所以始終達不到跨國企業的銷售量。而我國的這些企業也很少購買能夠提高產量和生產效率的先進設備, 無法獲取更高的利益。從現在木工機械數控市場的發展來看, 我國傳統的時代已經過時, 需要研究出為企業創造生產價值的數控設備。管理者需要考慮企業的開發方向是否正確, 例如現在很多用戶需求的是小批量的生產方式, 所以, 木工機械企業應準確掌握發展方向。
2.4 企業售后的重要性
數控木工機械加工企業應該對企業售后進行專項管理, 并加強售后內容培訓和技術支持, 這種方式才能打開市場, 加大企業的知名度, 吸引用戶的目光。與此同時企業自身也要給用戶提供機械系統的保修, 提高企業在用戶心中的地位。對于中、小型木工機械企業等服務, 應該根據我國的數控技術和機床的應用基礎, 采用合理的開發模式。
2.5 加強與高等院校的合作
我國應著重加強中小企業的木工機械數控技術的開發, 并以其為研究主體, 因其生產技術都是剛剛起步, 對于數控生產技術方面還有很大的空間。而經營成功的企業已經形成了技術體系, 很難創新技術, 而很多企業實際上對數控技術沒有一個全面的了解。首先要加強與各大高校的技術連接, 開發初期要以高校給出的發展方案為主, 自身進行加工工作, 購買低成本的配件, 并采用先進的生產方式。如今的市場競爭中, 沒有一家企業能夠壟斷整個市場, 也不可能生產自身產品的全部零件, 應杜絕這種落后的生產模式, 加強社會分工協作, 時刻與時俱進。以目前的數控技術發展速度, 數控設備的普及將很快到來。建立產學研合作與開發能夠加快其進度, 并且更加順利。
3 結束語
結合全球木材加工機械數控技術的發展, 我國普及木工機械數控技術將不再是夢。木工機械制造企業應明確自身最適合的產品并加以開發, 充分利用國際的技術成果, 創造中國特色, 加強木材加工數控機械的產學研合作, 在加大技術開發投資的同時, 關注和市場緊密相關的產品, 保留具有經濟前景的產品, 讓木工技術為木材加工機械制造業創造輝煌。
摘要：文章根據我國目前的木材加工數控技術的特點及發展, 要著重開發木工機械方向和技術路線。結合機械數控技術的尖端產品, 提出不但要創造我國特色的木材機械數控技術還要引進國外優秀技術, 這是我國木材加工機械數控技術發展的首要任務。
關鍵詞：木材加工機械數控技術,數控技術,木材機械
參考文獻
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