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数控专业毕业论文 数控技术和装备发展趋势及对策 摘要：简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。
关键词：数控，技术，装备，发展趋势，对策 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。
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。
此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
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，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术；（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感器技术；（6）软件技术等。 1 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但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，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。 1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 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能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。
这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。
目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。
加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。 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3~5μm，提高到1~1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm）。
在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。 为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工，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5轴联动机床的效率可以等于2台3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，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。
但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍， 加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现，使得实现5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。
因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。 在EMO2001展会上，新日本。
2.数控技术毕业论文
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，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术；（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感器技术；（6）软件技术等。
1， 国内外数控技术发展状况
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。
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。从2000年8月份的上海数控机床展览会和2001年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题：
(1) 低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销；
(2) 高技术水平、全功能产品主要靠进口；
(3) 配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；
(4) 应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；
(5) 自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。
当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近300万台），但我们的机床数控化率仅达到1.9%左右，这与西方工业国家一般能达到20%的差距太大。日本不到80万台的机床却有近10倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国21世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床3000~4000台，日本1年产5万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口7000~9000台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控化改造的设备可达8~10万台，需投入80~100亿资金，但得到的经济效益将是投入的5~10倍以上。因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现，甚至还有美国公司加入。“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。
3.跪求数控专业毕业论文
机械类毕业设计目录 001机油盖注塑模具设计 m32PRO和执行程序PEwin32PRO开发工具，开发砂轮修改机的用户软件，在PLC程序支持下 实现控制面板的快捷功能通过对PID参数的优化减少自身误差.试验证明，该系统可以实现砂轮的数控成型 砂轮修形. 〔关键词〕成型砂轮；数控技术；误差调整 PMAC(ProgrammableMulti一AxisController) 可编程多轴控制器，是美国DeltaTau公司于1990 年推出的PC机平台上的运动控制器，它是集运动 轴控制、PLC控制，以及数据采集的多功能的运动 控制产品〔'口.磨削加工是零件的精加工方法之一，有 时也是精密机械加工最终工序，直接决定工件的质 量川.本文借助PMAC对成型砂轮高精度修形的关 键技术进行改造，以实现数字控制. 成型砂轮修形机数字控制系统设计 成型砂轮母线修形的数字控制原理 图1是砂轮母线修形机结构框图. 通过NC程序控制X,Y方向驱动和定位组驱 动金刚笔来修形的砂轮.CNC数控系统用设计的母 线控制X,Y方向的驱动及定位组件联动将成型砂 轮的母线修形成任意一种需要的形状.X,Y方向的 驱动及定位组件的定位部分获得的X坐标和Y坐 标，可以反馈到CNC数控系统，修正X向和Y向的 位置误差. 由图2可知运动控制器与PC机、控制面板连 接.PC机中存储了采用VC++语言编制的专门控 制软件，该软件可以读取NC程序.控制面板上设置 有X/Y轴选择、正/负方向移动、主轴电动机正转、以及快速户漫速进给倍率等按钮，可以实现对机床的 直接控制.CNC控制系统是以PMAC运动控制器 为基础开发的专用控制系统. 1.2基于PMAC运动控制器的成型砂轮修形机控 制系统设计 控制系统采用的是开放式数控系统，主控制部 分选用普通PC机.数控系统的硬件选型原则是在 满足机床功能和精度要求的前提下，保证较高的可 靠性和兼容性.机床数控系统硬件包括：主轴驱动电 动机、伺服驱动装置、PMAC运动控制器、主机. 主轴驱动电动机为砂轮母线加工提供重要的加 工参数（主轴转速S）以及数控加工的驱动力等.主 轴电动机选用朝阳单相异步电动机YLgo一4，技术参 数：功率750W，电压22OV，转速14O0r/min，电流 5.2A. 伺服驱动装置为砂轮修形提供进给速度F，直 接决定加工精度和效率.系统采用了安川伺服电动 机和驱动器作为系统X轴和Y轴的伺服驱动装置， 具有调节的时间短、高速度、高精度以及运行平稳等 优点.X轴和Y轴均选用的是E一n系列产品SG- MAH一o4AAA41伺服电动机及其SGDM一04ADA 伺服驱动器，技术参数：额定功率0.4kw，电压200 V，额定转速3ooor/min，最高转速5000r/min，额 转转矩1.27Nm，瞬间最大转矩3.82Nm. 控制核心PMAC运动控制器包括PMACZA- PC104、ACC一ZP高速数字通讯扩展板、ACGI+ ACC一2接线板、ACC一34AE等. PMACZA一PC104主要参数有：四通道SV脉冲 +方向控制伺服，也可输出12位nOV模拟量；每 通道提供2个回零、1个限位；PClo4总线，4oMHz DSP控制；RS232串口通信. ACC一ZP高速数字通讯扩展板：8个16位双端 口RAM；数字1/0板，1/0扩展板；另外提供16个 SV：自定义的1/0点，以及2个手轮通道. ACC一1+ACC一2接线板：提供4路脉冲十方向 输出；12位110V模拟量；可接4路编码器/光栅反 馈，带底板. ACC一34AE:1/0扩展板，功能主要是8路1/0， 将主卡上SV信号转换成为24V输人/输出信号接 主卡1/0. 电动机驱动设备是伺服电动机与ACC一1+ ACC一2接线板连接的中间设备，将PMAC主板控 制指令转化成电信号驱动伺服电动机转动.主要参 数有：扭距，1.27Nm；」质量，0.173kg·。
m，（可带30 倍以内的惯量）；3000r/min,13位增量式码盘. 板卡选型完毕之后，在控制柜的各部分连线的 过程中安装了6个保护开关和4个电磁继电器，以 保证强弱电的分离和各部分电路的安全.主机选用 普通PC机，方便开发和扩展；使用普通USB数据 线或者PMAC专用RS232数据线实现普通PC机 与该控制系统的通信. 2误差补偿控制 误差补偿包括刀具补偿、间隙补偿、丝杆补偿和 PID补偿.其中刀具补偿、间隙补偿、丝杆补偿受加 工过程中使用刀具以及选用的滚珠丝杠精度的影 响[，：. 2.1PID控制原理 PMAC控制器提供一个PID位置环伺服滤波 器，通过设置每个电动机的适当的1变量来调节.下 面是PID调节时涉及到的主要参数及其作用： Ix3o,P参数，比例增益，提供系统的刚性； Ix31,D参数，微分增益，提供稳定需要的阻 尼； Ix33,I参数，积分增益，消除稳态误差. PID的实际算法： 伺服周期n内所得的跟随误差 FE(n)=CP(n)一A尸（n）； 伺服周期n内的实际速度 AV(n)=A尸（n）一八尸（n一1）； 伺服周期n内的指令速度 CV(n)一（沪（n）一CP(n一1)； 伺服周期n内的指令加速度 〔风（n）一CV(n)一〔y(n一1). 其中：CP(n)为n周期内的指令位置；A尸（n）为n周 期内的实际位置；CV(n)为n周期内的指令速度. 2.2调节系统PID参数前后系统响应分析 执行一个脉冲响应.等主机下传数据，进行数据 采集并将采集到的数据画成位置曲线与命令曲线比 较。
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