1、網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本科 生畢業(yè) 大作業(yè)題 目：淺析數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程及趨勢學(xué)習(xí)中心：層 次：?？破瘘c(diǎn)本科專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年 級(jí)：年 季學(xué) 號(hào)：學(xué) 生：指導(dǎo)教師：完成日期：年 月 日內(nèi)容摘要本文以數(shù)控機(jī)床為研究對象，首先闡述了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程，尤其對其進(jìn)給 伺服系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展過程進(jìn)行了詳細(xì)描述，接下來對我國數(shù)控機(jī)床的 發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行了介紹，并分析了其存在的問題，最后提出了針對我國 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給伺服系統(tǒng)；機(jī)床加工程序目 錄內(nèi)容摘要前 言01數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程11.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng)11.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)11.3 數(shù)控機(jī)床加工程序的結(jié)構(gòu) 22數(shù)

2、控機(jī)床的發(fā)展趨勢23數(shù)控機(jī)床發(fā)展中所存在的問題 24數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略4參考文獻(xiàn)6前言自 20 世紀(jì)末開始，我國制造業(yè)就開始了逐漸由制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)了腳步，機(jī)床制造業(yè)也跟著取得數(shù)控機(jī)床快速增長的業(yè)績。機(jī)床是先進(jìn)制造技術(shù)和制造信息集成的重要元素，既是生產(chǎn)力要素，又是重要商品。機(jī)床的發(fā)展和創(chuàng)新在一定程度上能映射出加工技術(shù)的主要趨勢。 近年來 , 我國在數(shù)控機(jī)床和機(jī)床工具行業(yè)對外合資合作進(jìn)一步加強(qiáng) , 無論在精度、速度、性能 , 還是智能化方面都取得了相當(dāng)?shù)某煽? 。在國際貿(mào)易中 , 很多發(fā)達(dá)國家把數(shù)控機(jī)床視為具有高技術(shù)附加值、 高利潤的主要機(jī)電出口產(chǎn)品。因此，對數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展歷程進(jìn)行總結(jié)

3、分析，將有助于推進(jìn)我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的目標(biāo)。1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程自上世紀(jì)50年代以來，世界數(shù)控機(jī)床主要經(jīng)歷了數(shù)控 NC Numerical Control ) 和計(jì)算機(jī)數(shù)控 CNC(Computer Numerical Control ) 2 個(gè)階段 2。數(shù)控NCB段主要經(jīng)歷了以下3代：第1代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代初年，系統(tǒng)全部采用電子管元件，邏輯運(yùn)算與 控制采用硬件電路完成。第2代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應(yīng)用于數(shù) 控系統(tǒng)為標(biāo)志。第3代數(shù)控系統(tǒng)，始于60年代中期，由于小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使其體積 變小、功耗降低，可靠性提高，推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展

4、。計(jì)算機(jī)數(shù)控CNO段也經(jīng)歷了 3代：第4代數(shù)控系統(tǒng)，始于70年代，當(dāng)首個(gè)采用小型計(jì)算機(jī)的 CNCg置芝加哥展 覽會(huì)上露面時(shí)，標(biāo)志著CNCK術(shù)的問世。第5代數(shù)控系統(tǒng)，70年代后期，中、大規(guī)模集成電路技術(shù)所取得成就，促使 價(jià)格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片的產(chǎn)生，并逐步應(yīng) 用于數(shù)控系統(tǒng)。第6代數(shù)控系統(tǒng)，始于90年代初，受通用微機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，數(shù)控系 統(tǒng)正朝著以個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)為基礎(chǔ)，向著開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面進(jìn)一步 發(fā)展。數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其他 輔助系統(tǒng)組成。其中進(jìn)給伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的重要功能部件，其性能是決定 數(shù)控

5、機(jī)床加工性能的極其重要的技術(shù)指標(biāo)。因此提高進(jìn)給伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性與 靜態(tài)特性的品質(zhì)是人們始終追求的目標(biāo)。接下來主要介紹一下進(jìn)給伺服系統(tǒng)和機(jī) 械傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程。1.1 進(jìn)給伺服系統(tǒng)1.2 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)本部分介紹機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，包括機(jī)械機(jī)構(gòu)實(shí)體包含哪幾部分，每部 分的作用等。1000字符左右，寫好后，本段加黃底色顏色的文字請刪去。1.3 數(shù)控機(jī)床加工程序的結(jié)構(gòu)2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)與國際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)

6、展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。數(shù)控機(jī)床正向高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等方面發(fā)展。3 數(shù)控機(jī)床發(fā)展中所存在的問題由于我國的技術(shù)水平和基礎(chǔ)工業(yè)相對其他發(fā)達(dá)國家相比比較落后 , 數(shù)控機(jī)床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比差距還很大。因此, 加速進(jìn)行中國數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān), 盡快建成與完善我國數(shù)控機(jī)床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成了我國的主要任務(wù)5 。 目前， 我國在發(fā)展數(shù)控機(jī)床業(yè)中存在的主要問題主要有以下幾點(diǎn)：1) 缺乏實(shí)

7、事求是的科學(xué)精神，忽視了數(shù)控機(jī)床本身的技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律，沒有實(shí)事求是地制定數(shù)控機(jī)床發(fā)展的規(guī)劃，盲目性大。2) 缺乏系統(tǒng)深入的科研工作難以對各種技術(shù)資料進(jìn)行積累，設(shè)計(jì)方法陳舊，僅靠類比模仿進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，既缺乏機(jī)床創(chuàng)新的基本理論，又缺乏豐富的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對高效自動(dòng)化機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的剛度、振動(dòng)、熱變形、噪聲、精度補(bǔ)償?shù)然A(chǔ)技術(shù)缺乏深入研究，對各類機(jī)床加工工藝、布局、結(jié)構(gòu)、導(dǎo)軌、卡軸、卡具等應(yīng)用技術(shù)又缺乏認(rèn)真試驗(yàn)，難以創(chuàng)新設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)適銷的先進(jìn)產(chǎn)品。3) 沒有合理地運(yùn)用資源這主要表現(xiàn)在兩點(diǎn)，第一，對于所涉及到的研究所、廠房等沒有綜合應(yīng)用、取長補(bǔ)短，往往見到的是他們孤軍作戰(zhàn)，而且各單位忙于生存，普遍缺

8、乏深入系統(tǒng)的科研工作，更沒有做到生產(chǎn)一代、研制一代、預(yù)研一代等可持續(xù)的發(fā)展；第二，機(jī)床行業(yè)人員素質(zhì)低，缺乏各方而人才，而且各研究單位、企業(yè)、人才流失嚴(yán)重，科研、設(shè)計(jì)力量十分虛弱，往往呈現(xiàn)低效運(yùn)行狀態(tài)。4) 我國制造業(yè)大環(huán)境的制約。 由于沒有在全國范圍內(nèi)發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化，對高效自動(dòng)化機(jī)床的卞機(jī)設(shè)計(jì)的基本功較差，而機(jī)床的品種結(jié)構(gòu)發(fā)展，全靠主機(jī)設(shè)計(jì)本領(lǐng)加以變化，因此，依靠引進(jìn)和合作生產(chǎn)來發(fā)展各類卞機(jī)，至今我國許多高性能、新結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床大都為合作產(chǎn)品，基本處于仿制階段。5) 缺乏吸引高層次、高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，高速、柔性、精密機(jī)床配套技術(shù)的自主研發(fā)能力低。6) 對國外技術(shù)重引進(jìn)、輕消化吸

9、收的問題仍很突出。 “消化”在整個(gè)資金投入中所占的比例相對其他工業(yè)發(fā)達(dá)國家來講太低。4 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略從上世紀(jì) 80 年代起 , 我國機(jī)床制造業(yè)對數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床一直給予較大的關(guān)注。但是由于我們的數(shù)控技術(shù)與其他工業(yè)發(fā)達(dá)國家差距較大，與國外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比，仍存在著很大劣勢, 使得我們總是處于技術(shù)跟蹤階段。面對這種情況，為了加速振興我國的機(jī)床制造業(yè)，提高我國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的研究工作：1） 以高速化為先導(dǎo)，提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能數(shù)控機(jī)床的高速化是提高其高效柔性和高精化的一個(gè)重要措施。分析中型加工中心的高速化與高精化的發(fā)展歷程，可以得出，作為表征其切削運(yùn)動(dòng)高速化的主軸最高

10、轉(zhuǎn)速和最大進(jìn)給速度，大致持續(xù)地以每 10 年增長 1 倍的比率上升，而表征壓縮機(jī)床輔助時(shí)間的快移速度（ 指以滾珠絲杠和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)） 和自動(dòng)換刀/工作臺(tái)轉(zhuǎn)位速度，基本上以每1215年翻一番的速度增長，1993年后逐步推廣用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的新技術(shù)，使加工中心的快移速度比用滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)時(shí)又提高了 1 倍。高速化的發(fā)展還要多注意2 個(gè)問題：從先進(jìn)適用出發(fā)確定高速范圍；高速化要和機(jī)床的結(jié)構(gòu)和控制性能相匹配。2）推進(jìn)m工程，研制高效精密數(shù)控機(jī)床目前國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床尚缺少高效、高可靠性且加工精度達(dá)微米級(jí)的產(chǎn)品。為此，需研發(fā)一些能兼顧高效化和高精化的數(shù)控制造裝備以適應(yīng)汽車制造業(yè)加工關(guān)鍵零件的需求

11、。由于這些數(shù)控制造裝備的加工精度主要在微米級(jí)（小項(xiàng)范圍內(nèi),因此可稱為m m級(jí)制造裝備及技術(shù)研究，簡稱“仙m工程”。3） 發(fā)展復(fù)合加工數(shù)控機(jī)床、縮短制造過程鏈加快復(fù)合數(shù)控機(jī)床的發(fā)展步伐，提高工序的集中度，使加工過程鏈集約化，可以提高多品種單件和中小批量加工的工效，也有利于加工精度的穩(wěn)定性。復(fù)合數(shù)控機(jī)床可以減少在不同數(shù)控機(jī)床間進(jìn)行工序的轉(zhuǎn)換而引起的待工以及多次上下料等時(shí)間。通常這些時(shí)間占零件整個(gè)生產(chǎn)周期的40%-60%即使在信息管理良好的情況下，仍將占20%左右。因此，復(fù)合數(shù)控機(jī)床具有明顯的技術(shù)效果。為了避免復(fù)合機(jī)床因功能的擴(kuò)展而過多地引起結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和成本的增加，還需要探求兩個(gè)問題：通過創(chuàng)新技術(shù)

12、擴(kuò)大功能部件的適用面來簡化結(jié)構(gòu)；發(fā)展模塊化和可重構(gòu)化的復(fù)合機(jī)床。4） 高效柔性化的新一代制造系統(tǒng)1995 年開始研究的在可重構(gòu)制造技術(shù)支持下，構(gòu)建具有適應(yīng)大批量高效柔性化生產(chǎn)的可重組制造系統(tǒng)（RMS混一個(gè)值得注意的發(fā)展動(dòng)向。其核心為制造系統(tǒng)能物理組態(tài)，即根據(jù)加工對象的變化方便地進(jìn)行布局和設(shè)備配置的調(diào)整，發(fā)展了能對多變的市場需求做出合理的配置規(guī)劃和易于調(diào)整的布局方式、適應(yīng)重構(gòu)的控制軟件、開放式控制系統(tǒng)和規(guī)范化接口以及能快速提升系統(tǒng)重組后制造質(zhì)量的診斷系統(tǒng)等技術(shù)，使其兼具專用生產(chǎn)線的高效性能和適用的柔性以取得更佳的經(jīng)濟(jì)性，已在生產(chǎn)中取得了初步成功的應(yīng)用。5） 發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元，推進(jìn)企業(yè)制造能力的

13、高效柔性化當(dāng)前，國內(nèi)外一些機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造企業(yè)在從分布式網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)盟制造的角度出發(fā)研究相適應(yīng)的制造單元， 強(qiáng)化其自治管理能力， 能與企業(yè)的資源計(jì)劃（ ERP） ，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造/計(jì)算機(jī)輔助工程（CAD/CAPP/CAM勺信息集成，進(jìn)而通過與客戶關(guān)系管理（CRM和供應(yīng)鏈管理（SCM） 的聯(lián)系做出智能決策，實(shí)施并行工程、可視化監(jiān)控等以提高機(jī)床利用率，實(shí)現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)。6） 開展可靠性設(shè)計(jì)，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，保證數(shù)控機(jī)床的可靠性增長為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮其功能和力學(xué)特性，還要進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，根據(jù)可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標(biāo)，在配套件采購和制造過程中重視質(zhì)量要求，加強(qiáng)全面質(zhì)量