我国的数控机床研究
- 作者:admin 来源:网络 日期:2009-4-7 22:11:17
为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式，实现了变频电动机与机床主轴一体化，主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。目前，陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。
（二）多功能化
配有自动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工，现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式，即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的“前台加工，后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求，数控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信，也可以直接对多台数控机床进行控制。
（三）智能化
现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。
（四）数控编程自动化
随着计算机应用技术的发展，目前CAD／CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样，再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而自动生成NC零件加工程序，以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展，当前又出现了CAD／CAPP／CAM集成的全自动编程方式，它与CAD／CAM系统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与，直接从系统内的CAPP数据库获得。
（五）可靠性最大化
数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，来提高可靠性。通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化，使得既提高硬件生产批量，又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示，及时排除故障；利用容错技术，对重要部件采用“冗余”设计，以实现故障自恢复；利用各种测试、监控技术，当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。
（六）控制系统小型化
数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成元件、多层印刷电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装，较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。
四、未来五年我国数控机床产业发展的任务突出集中在以下四个方面
（一）加快高档数控机床品种开发
为了缩短与世界先进水平的差距，提升我国机床工具行业整体水平，“十一五”期间对市场急需的高档数控机床品种，要集中力量，重点突破。未来五年要加大科技投入，加强基础研究和开发研究，提高原始创新和集成创新能力。要促进重点企业技术开发能力建设，加快高档数控机床品种开发。掌握一批高档数控关键产品开发的核心技术，推出一批高档数控机床品种，满足重点用户急需，精心培育高档数控机床市场。
（二）积极促进功能部件产业化
“十一五”期间，要培育一批功能部件的龙头企业。加大政策支持力度，重点发展高档数控系统、高速主轴单元、精密滚动功能部件、动力刀架、精密转台、高速导轨防护装置等高水平的功能部件，加快产业化进程，培育国产品牌，实现功能部件与数控机床同步发展。
（三）进一步发展普及型数控机床
国产普及型数控机床产品技术已经成熟，产业化迫在眉睫。急需进一步提高可靠性和质量，及时供应市场，提高产业集中度，实现稳定、可靠、快速地满足市场。以提高制造能力和生产集中度为重点，支持骨干企业快速发展。
（四）努力提高国产数控机床市场占有率
提高国产数控机床市场占有率是“十一五”期间行业发展的重中之重。要从质量、可靠性、服务等方面入手，创品牌、扩市场、挡进口、争出口。争取在五年内国产数控机床国内市场占有率有较大提高。
五、结语
20世纪50年代初出现的数控机床，在经历半个世纪的发展，现已成为当今制造业的主流设备。尤其是20世纪90年代高速加工中心的诞生，使数控机床得到了更为广泛的应用。随着FMC和FMS迅速发展及CIMS的成熟，又将对我国数控机床的可靠性、通信功能、人工智能等技术提出更高的要求，使国产数控机床逐步缩小与工业发达国家的差距。http://www.dxlww.net代写论文网
参考文献
[1]吴祖育,秦鹏飞．数控机床（第三版）[M]．上海：上海科技出版社，2003．
[2]刘小敏,王元生．我国数控机床的现状与发展[J]．机械研究与应用，2006，（8）.
[3]胡亚波，吴玉文．我国数控机床的状况与发展[J]．机床与液压，2004，（1）.
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