数控机床的发展趋势毕业论文

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我国数控机床的现状及发展趋势摘要：论述我国数控机床发展的过程与现状，对数控机床的发展趋势进行了探讨，提出了我国数拉机床发展的对策。

关键词：数控机床；发展加工 数控机床是数字控制的工作母机的总称，由主机、数控系统和相关配套件组成。其最大优点是提高了机床的自动化。

从而减少甚至消除了操作人员对正在加工中的零件的干扰。许多数控机床可以在没人照顾的情况下完成整个加工过程，这样既节省了人力资源又同时带来了诸如减轻操作人员的疲劳度，减少人为错误以及准确的对每个加工件的加工时间进行预侧等优点。

因为数控机床在运行的过程中是由程序控制的，所以数控机床对其操作人员的技术水平的要求也相对要低得多。第二大优点是其加工的一致性和精确性。

因为一且控制机床的程序得到验证以后，成千上万个-模一样的加工件就可以被准确无误地加工出来。所以由数控机床生产出来的加工件规格都特别精确。

第三大优点是其灵活性。要加工不同的加工件，只要通过简单的加载不同的控制程序就可以实现，只要某个加工件的控制程序被脸证过，而且被用来加工过该加工件，那么下次要再加工此加工件时，只要再把该控制程序加载就行了，这样带来的另一个好处是数控机床可以很快的从加工一个加工件转到加工另外一个加工件。

我国数据机床历史回顾我国数控机床产业的发展一直受到国家经济状况、数控技术发展水平与国家扶持政策的制定等三大因素的影响，自1958年以来，中国数控机床的发展划分为三个阶段：l、初始阶段。中国的数控机床发展起步于1958年，经历了20余年的初始阶段。

到1979年，中国的数控机床发展仍十分缓慢，特别是受到电子技术发展的限制，国产数控系统的可靠性差，使中国的数控机床在20年内难于打开局面，未能形成产业。2、稳步发展阶段一引进、消化吸收、国产化与自行开发阶段。

自从1980年以来，中国执行了‘六五”、‘七五”、‘，/又丑，三个五年计划。在这个期间，在改革开发的政策指导下，国家大力支持机床行业，通过引进技术发展数控机床产业。

自‘六五”以来，中国有80余家企业通过许可证贸易、合作生产、购进样机、来料加工或合资生产等方式，先后从日本、西德、美国等10多个国家引进与数控机床生产及应用有关的技术，其中引进数控系统和伺服系统20项、数控机床109项、机床电器18项、机床附件U项、数控刀具系统巧项、测量技术10项，总用汇额已超过亿美元。3.曲折发展阶段。

1994年至1998年由于东南亚金融危机，我国经济软着陆及国内消费市场疲软等综合因素的影响，事实上，国内机床市场容量呈下降趋势，而且国产机床的市场占有早有所下降，机床工具行业连续五年负增长。1999年3月份，全行业开始恢复性增长，1999年至6月份开始出现两位数增长，其中数控产品增长占主导地位.到2000年一年全行业总产值将已经到320亿元，其中金属切削机床产值达到120亿元，数控金属切削机床产值达到20亿元，出口刨汇达7亿美元。

2001年比2000年销舍产值增长2o%，全行业的金属切削机床和锻压设备重点联系企业的产值数控化率从2000年的21.1%提高到2001年的26.2%。2.数据机床发展方向由于计算机技术的飞速发展，推动数控机床技术更快的更新换代‘世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统，开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，并向智能化、网络化方向大大发。

近几年许多国家纷纷研究开发这种系统，如美国科学制造中心（NeMs）与空军共同领导的‘下一代工作站/机床控制器体系结构”ONGC。欧共体的/自动化系统中开放式体系结构00SAC-A，日本的OSEC计划等。

开发研究成果已得到应用。如Cincinnati一Mn二ron公司从1995年开始在其生产的加工中心、数控铣床、数控车床等产品中采用了开放式体系结构的A2100系统。

新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床性能向高精度、高速度、高柔性化方向发展，具体说来表现为以下几个方面：2.1离速、离效、高精度、商可靠性机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能。不但可大幅度提高加工效率！降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度；要提高加工效率。

首先必须提高切削和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度.对数控系统的可靠性而言，一般要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，它是高速、高效、高精度的基本保证。但也不是可靠性.越高越好，仍然是适度可靠，因为是商品，受性能价格比的约束。

2'2模块化、钾能化、柔性化和集成化为了适应数控机床多品种、小批量的特点。机床结构模块化，数控功能专门化，机床性价比显著提高并加快优化，个性化是近几年来特别明显的发展趋势；智能化体现在加工效率、加工质量、驱动性能、编程与操作、监控、诊断与维修等。

2.3开放性为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性，设计生产开放。

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数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。

数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。

它的发展是信息技术（1T）与制造技术（MT）结合发展的结果。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。

掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。

这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。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。

在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。

但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。

为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。

1 总体战略 制定符合中国国情的总体发展战略，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，我们认为以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。

1.1 以科技创新为先导 中国数控技术和产业经过40多年的发展，从无到有，从引进消化到拥有自己独立的自主版权，取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不多。

这种局面在发展初期的起步阶段，是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪，这一常规途径就很难行通了。

例如，在国外模拟伺服快过时时，我们开始搞模拟伺服，还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，我们又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。这种老是跟在别人后面走，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂，实行就地开发、就地生产和就地销售，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因此要进一步扩大市场占有率，难度自然就很大了。

为改变这种现状，我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断，大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。

这样，才不会被国外牵着鼻子，永远受别人的制约，才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。 1.2 在商品化上狠下工夫 近几年我国数控产品虽然发展很快，但真正在市场上站住脚的却不多。

就数控系统而言，国产货仍未真正被广大机床厂所接受，因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多，而装备新机床的却很少，机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。这当然不是说旧机床的数控化改造不重要，而是说明从商品的角度看，我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。

影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外，更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。以往，一些数控技术和产品的研究、开发部门，所追求的往往是一些体现技术水平的指标（如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等），而对影响实用性的一些指标和一些小问题却不太重视，在产品的稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花的精力相对较少。

从而出现某些产品鉴定时的水平都很高，甚至也获各种大奖。但这些高指标、高性能的产品到用户哪儿却由于一些小问题而表现不尽人意，最后丧失了信誉，打不开市场。

这说明，高指标、高性能的样机型的产品离用户真正需要的实用、可靠的商品是有相当大的距离的，将一个高指标、高性能的产品变为一个有市场的商品还需作出大量艰苦的努。

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既然写论文，还是这么专业的论文，我想就不用再解释什么是数控机床了把？

当前形势出奇的一塌糊涂

多寻找下 沈阳机床和大连机床 还有云南机床的发展的信息。他们是国内龙头，值得好好分析

再看看国内的一些小厂子的发展状况。虽然大环境不好，但是小厂子因为其价格低廉，状态也不算差

还有 国外机床厂在国内建厂的情况。比如 山崎小巨人 哈斯 等等

台湾的品牌

综合当前形势 讨论下关于转型和市场问题

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一下资料也可供参考

我觉得机床的价格主要可以分解成两部分：成本和附加值。

机床的成本主要包括机械部件的成本和控制系统的成本。不同功能的机床，其机械部件的加工制造成本必然不同，比如说，用来加工航空部件的龙门，由于其加工对象具有细长的特点，需要机床本身的至少长度达到工件，这样起极限原料及制造成本自然会提高。另外对于一些对精度要求较高的机床，其精密机械采购成本也会有额外的提高。如果有特殊的功能要求，需要增加满足要求的特殊部件，则增加了成本。

而控制系统的成本则完全是由机床的功能决定的。比如说机床设计用来加工固定的简单的轮廓和用来加工航空叶片所需要使用的系统的价钱完全不在一个档次上，另外，如果对机床加工的速度还有额外要求，那么就有可能需要采购更高转速的主轴电机或者电主轴，而进给电机则需要改用直线电机，这些都是提高成本的地方。

而有一些机床厂本身适应市场，提出了许多方便加工的功能。通过这些功能可以让客户提高生产效率，获得更大的利润。这样机床厂就可以在其成本的基础上再增加额外的附加成本，客户也会欣然接受，而支付的。

一些小的机床厂生产的机床往往是由很少附加价值或者根本没有附加价值的，他们的价格基本上就是如实反映了机床硬件采购与加工的成本，只有一些国际大厂，他们通过在机床上增加更多人性的、方便的功能，才能在机床的销售价格中增加附加价值，并得到客户的认可——也就是销售出去。

至于国内和国外机床厂的区别主要也就在这个附加价值的方面，国外机床大厂（也包括一些国内机床大厂）往往在产品中增加一些附加的，方便实用的功能来提高客户的工作效率；另外这些大厂的产品定位也非产明确。而反观国内一些小一些的厂家，产品系列缺乏规划性，而且附加值很小甚至没有。

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一、数控机床的定义：

1.数控――即数字控制（Numerical Control），是数字程序控制的简称。由于数控中的控制信息是数字化信息，而处理这些信息离不开计算机因此将通过计算机进行自动控制的技术通称为数控技术。

2.计算机数控（Computer Numerical Control），简称CNC

二、机床数控与数控机床

机床数控：指各种形式的机床可成为数控。如车、刨、铣、钻、磨、镗等机床。

数控机床：数控机床是一种通过数字信息、控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备。

三、数控机床的应用

1.具有高柔性

2.加工精度高 0.005-0.1mm

3.加工质量稳定、可靠

4.生产率高

5.改善劳动条件

6.利于生产管理现代化

四、数控机床与普通机床的区别

数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。它是一种高效能自动或半自动机床，与普通机床相比，具有以下明显特点：

1.适合于复杂异形零件的加工

数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用。

2.加工精度高

3.加工稳定可靠

实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一致性好，质量稳定可靠。

4.高柔性

加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，可大大节省生产准备时间。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS。

5.高生产率

数控机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高，一般为普通机床的 3~5 倍，对某些复杂零件的加工，生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。

6.劳动条件好

机床自动化程度高，操作人员劳动强度大大降低，工作环境较好。

7.有利于管理现代化

采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。

8.投资大，使用费用高

9.生产准备工作复杂

由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。

10.维修困难

数控机床是典型的机电一体化产品，技术含量高，对维修人员的技术要求很高。

五、数控机床的适用范围

由于数控机床的上述特点，适用于数控加工的零件有：

1.批量小而又多次重复生产的零件；

2.几何形状复杂的零件；

3.贵重零件加工；

4.需要全部检验的零件；

5.试制件。

对以上零件采用数控加工，才能最大限度地发挥出数控加工的优势。

六、数控技术的发展

1.高速化 用微处理器 输入 计算 输出 多轴控制

2.多功能 监控 检测 补偿

3.智能化 自适应控制技术

4.高精度化 定位精度 重复定位精度

5.高可靠性 系统硬件质量 模块化 标准化 通用化

5.论文《数控技术的应用与发展趋势》

数控机床技术的应用与发展趋势初探樊小年（岳阳职业技术学院，湖南岳阳414(X)0）摘要：根据数控机床的工作原理与本身性能特点，讨论了数控机床的应用特性，分析了数控加工与传统加工工艺之间的联系以及数控加工中出现的新的加工工艺问题，并提出了提高数控加工机床应用效率的几点建议。

关键词：数控机床技术；现状；应用；发展趋势中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1672一738X(2005)04一0069一以1数控机床技术概述通信；（4）通过因特网与服务中心通信，传递维修数机床的数控技术由机床、数控系统及外围技术据；（5）通过因特网与另一个工厂的系统进行交互通三部分组成。机床由基础件（床身、立柱、导轨、工作信、远程登录，传送和交换制造数据。

随着制造业自台）、配套件（刀架、刀库、传动件）组成；数控系统包动化技术的进步，NC通信将向“开放、集成和智能化括控制系统、驱动系统、测试反馈系统；外围技术包的方向发展。”括工具技术和编程技术以及管理技术。

2.3集成化2数控机床技术的特点数控系统集成化表现在：（l）使用更新的IC器数控（NC）技术已成为制造技术发展的基础。现件，将NC系统进行高密度立体安装，以减少占有空代机床制造技术的发展趋势表现在：（1）高生产率加间，提高可靠性；（2）使用光缆传递信号，减少铜缆；工；（2）更高的加工精度；（3）新结构机床，包括彩虚（3）无线连接，为了进一步减少NC系统内部连接电拟轴机床及直线电机的机床；（4）微机械加工系统，缆的数目，可利用无缆广频谱通信的方法进行通信，这种机械大小约为lmm以下，表面粗糙度为纳米数传送的数据由伪随机信号解调，这种无缆传输方法量级。

保密性好。2.1智能化2.4微机电控制系统智能控制的特点为：（l）控制对象的数学模型复当前，微机电系统应用非常广泛，它可以在信杂，具有高度的非线性，或是难于建模的系统；（2）任息、空间、生物、医学、仪器仪表、化学化工和光学等务复杂，要求具有规划、决策能力；（3）具有故障自动方面发挥重要作用。

微机电系统的加工除了采用硅诊断功能。另外，高速高精加工的智能控制还可以进体微加工、硅表面微加工和晶片键合技术外，还需要行多程序段预处理，预计算出刀具轨迹，按机床的机非常精密的微加工及控制系统，采用高分辨率的传械性能，选择最佳的允许进给率和最大的允许加速度感器，分辨率一般要求0.01林m及0.001林m，高精度工作，还具有特殊的控制功能，比如自适应控制、学习的控制是该系统的特点。

控制、虚拟轴机床的平行轴控制等。25数字化2.2网络化制造的数字化也可以称为“数字制造”（digi曰数控机床作为车间的基本设备，它的通信包括：manufact盯e）。

采用DNC技术把CNC与通信网络联（1）NC内部CNC装置与数字伺服间的通信；（2）与系在一起，进而把制造厂家联系在一起。构成虚拟制上级主计算机的通信，一般通过以太网；（3）与车间造网络。

CNC还可以对CAD/CAM/CAPP以及CNC现场设备及UO装置通信，主要通过现场总线进行的程序进行传送和分级管理。在计算机的世界里可收稿日期：2005一06一21作者简介：樊小年（1964一），男，湖南岳阳人，岳阳职业技术学院机电系副教授，主要从事机械教学与研究。

岳阳职业技术学院学报入ICALCOLLEGE20()5年12月以产生各种各样的信息，通过计算机把制造的物理过程虚拟化；现在的挑战是如何把这些信息从计算机“下载”到生产线，在生产的过程中利用这些信息控制机械，使它生产出产品，这个全过程就是“数字制造”。在这个过程中，CNC是生产的核心，它把各种专门技术聚在一起，成为系统的主导。

3我国数控机床技术的现状与前景3.1我国数控技术的现状我国从1958年起研制数控机床，起步虽只比美、日各晚6年、2年，但进展缓慢，目前与世界先进水平比大约相差巧~20年。从1981年开始，我国先后从日本FANUC、美国DYNAPATH和GE等公司购进10(X)多套数控系统，引进国外40多项数控机床生产技术引进日本FANUCS、7、3、6、O系列数控系统、美国GEMC数控系统、美国DYNAPATH10数控系统生产技术，同时还引进FANUC直流主轴电机和直流伺服电机，GE交流主轴电机和交流伺服电机，西门子直流驱动系统和电机等。

经过几年的消化吸收，我国数控机床中机械部份的国产化已达80-90%，数控系统的国产比率已达40%以上（有的达到80%），已掌握了中等规格的数控机床的设计、制造、装配及维修技术，通过消化吸收和二次开发，带动了我国数控机床制造技术的整体进步，使量大、面广中等规格的数控机床发展到工业应用阶段，挡住了部分进口，并有部份车床返销到国际市场，和国外先进技术相比，缩小了5一10年的差距。同时能够自行设计、制造中档数控系统、加工中心、柔性加工单元以及FMS用的无人自动导向运输车等，为今后发展数控机床打下了良好的基础。

3.2我国数控机床与国外相比存在的差距（l）品种少：（2）产量小；（3）门类覆盖而不全；（4）技术水平低；（5）质量。

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数控机床发展趋势浅谈

数控机床是50年代发展起来的新型自动化机床，较好解决了形状复杂、精密、小批量零件的加工问题，具有适应性强、加工精度和生产效率高的优点。由于数控机床综合了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等诸方面的先进技术，使得数控机床的发展日新月异，数控机床的功能越来越强大。数控机床的发展趋势体现在数控功能、数控伺服系统、编程方法、数控机床的检测和监控功能、自动调整和控制技术等方面的发展。

1. 数控功能的扩展

1）数控系统插补和联动轴数的增加，有的数控系统能同时控制几十根轴。

2）数控系统中微处理器处理字长的增加，目前广泛采用32位微处理器。

3）数控系统中实现人机对话、进行交互式图形编程。

4）基于PC的开放式数控系统的发展，使数控系统得到更多硬件和软件的支持。

2. 数控伺服系统的发展

1）交流伺服系统替代直流伺服系统。

2）前馈控制技术的发展 增加了速度指令控制，使跟踪滞后误差减小。

3） 高速电主轴和程序段超前处理技术（LOOK AHEAD）使高速小线段加工得以实现。

4）多种补偿技术的发展与应用 如机械静摩擦与动摩擦非线性补偿，机床精度误差的补偿和切削热膨胀误差的补偿。

5）位置检测装置检测精度的提高 采用细分电路大大提高了检测装置的分辧率。

3. 编程方法的发展

1）在线编程技术的发展，实现前台加工操作，后台同时编程。

2）面向车间编程方法（WOP）的发展，即输入加工对象的加工轨迹，数控系统自动生成加工程序。

3)CAD/CAM技术的发展，实现计算机辅助设计与辅助制造。

4.数控机床的检测和监控功能的增强

数控机床在加工过程中对刀具和工件在线检测，发现工件超差，刀具磨损和破损及时反馈或报警处理。

5. 自动调整控制技术的应用

按加工要求，数控系统动态调整工作参数，使加工过程始终达到最佳工作状态。

综上所述，由于数控机床不断采纳科学技术发展中的各种新技术，使得其功能日趋完善，数控技术在机械加工中的地位也显得越来越重要，数控机床的广泛应用是现代制造业发展的必然趋势。

答案补充

7.求数控技术的发展趋势论文

4.1数控技术发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。

在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。

加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。

在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。

4.2数控技术发展趋势 一、性能发展方向 1.高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

2.柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。 3.工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。

数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。

4.实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。

科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。

例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。 二、功能发展方向 1.用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。

由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。

图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。 2.科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。

可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

3.插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺。

8.求一篇 数控机床的历史、现状与未来 的论文 非常感谢

数控机床的历史、数控机床的历史、现状及其发展趋势前言在工程训练中心的两周实习， 经过对各项工种的体验， 我深深体会 到了科技的力量。

在钳工和车工实习时，劳累三天，就只做出来那么 几件不是很合格的产品；可是在数控车间，一两个小时内，通过编程 可以轻松的做出很多高精度的产品。 这使我对数控机床产生了浓厚兴 趣，所以开始上网浏览关于数控机床的前世今生，增加我对数控机床 的了解。

一、数控机床数控机床是数字控制机床 （Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系 统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序， 并将其 译码，从而使机床动作。

过去的数控机床经历了一个由单一向多元转 换的一个过程，数控机床的快速发展是整个世界经济、科技发展的重 要体现。数控机床在现代工业中占据着不可替代的位置，与我们生活 的各个方面都有直接或间接的关系。

未来数控机床将会有一个前所未 有的发展， 世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究 和发展.二、数控机床的历史2.1 第一台数控机床的诞生 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。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一 般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。

1949 年， 该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下， 开始数控机床 研究，并于 1952 年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的 三坐标数控铣床，不久即开始正式生产。 2.2 早期的发展历史 1965 年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功 率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。

60 年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机 床的直接数控系统（简称 DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制 的计算机数控系统（简称 CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为 特征的第四代。 1974 年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的 微型计算机数控装置（简称 MNC），这是第五代数控系统。

第五代与第 三代相比， 数控装置的功能扩大了一倍， 而体积则缩小为原来的 1/20， 价格降低了 3/4，可靠性也得到极大的提高。80 年代初，随着计算机 软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控 装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自 动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功 能。

三、数控机床的现状3.1 高速化 随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新 材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。 （1）主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转 速达 200000r/min; (2)进给率：在分辨率为 0.01μm 时，最大进给率达到 240m/min 且 可获得复杂型面的精确加工； （3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方 向发展提供了保障， 开发出 CPU 已发展到 32 位以及 64 位的数控系统， 频率提高到几百兆赫、上千兆赫。

由于运算速度的极大提高，使得当 分辨率为 0.1μm、0.01μm 时仍能获得高达 24~240m/min 的进给速 度； （4）换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在 1s 左右，高的已达 0.5s。德国 Chiron 公司将刀库设计成篮子样式，以 主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅 0.9s。

3.2 高精度化 数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度， 机床的 运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。（1）提高 CNC 系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实 现连续进给， CNC 控制单位精细化， 使 并采用高分辨率位置检测装置， 提高位置检测精度（日本已开发装有 106 脉冲/转的内藏位置检测器 的交流伺服电机，其位置检测精度可达到 0.01μm/脉冲），位置伺 服系统采用前馈控制与非线性控制等方法； （2）采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和 刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补 偿。

研究结果表明， 综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少 60%~ 80%; (3)采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过 仿真预测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度， 使其性能长期稳定，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保 证零件的加工质量。 3.3 功能复合化 复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成 品的多种要素加工。

根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型 两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车 削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等；工序复合型机床如多面 多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。

采用复合机床进行加 工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产 生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产 效率和制造商的市场反应能力， 相对于传统的工序分散的生产方法具 有明显。

9.数控机床的发展趋势是什么

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，它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。

当前数控车床呈现以下发展趋势。1高速、高精密化 高速、精密是机床发展永恒的目标。

随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。

另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。数控车床采用电主轴，取消了皮带、带轮和齿轮等环节，大大减少了主传动的转动惯量，提高了主轴动态响应速度和工作精度，彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。

采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。直线电机驱动速度高，加减速特性好，有优越的响应特性和跟随精度。

用直线电机作伺服驱动，省去了滚珠丝杠这一中间传动环节，消除了传动间隙（包括反向间隙），运动惯量小，系统刚性好，在高速下能精密定位，从而极大地提高了伺服精度。直线滚动导轨副，由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦，磨损小，发热可忽略不计，有非常好的热稳定性，提高了全程的定位精度和重复定位精度。

通过直线电机和直线滚动导轨副的应用，可使机床的快速移动速度由原来的10~20m/min提高到60~80m/min，甚至高达120m/min。2高可靠性 数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。

数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。3数控车床设计CAD化、结构设计模块化 随着计算机应用的普及及软件技术的发展，CAD技术得到了广泛发展。

CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计，可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。

采用CAD，还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低设计成本，提高市场竞争能力。通过对机床部件进行模块化设计，不仅能减少重复性劳动，而且可以快速响应市场，缩短产品开发设计周期。

4功能复合化 功能复合化的目的是进一步提高机床的生产效率，使用于非加工辅助时间减至最少。通过功能的复合化，可以扩大机床的使用范围、提高效率，实现一机多用、一机多能，即一台数控车床既可以实现车削功能，也可以实现铣削加工；或在以铣为主的机床上也可以实现磨削加工。

宝鸡机床厂已经研制成功的CX25Y数控车铣复合中心，该机床同时具有X、Z轴以及C轴和Y轴。通过C轴和Y轴，可以实现平面铣削和偏孔、槽的加工。

该机床还配置有强动力刀架和副主轴。副主轴采用内藏式电主轴结构，通过数控系统可直接实现主、副主轴转速同步。

该机床工件一次装夹即可完成全部加工，极大地提高了效率。5智能化、网络化、柔性化和集成化21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。

智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控等方面的内容，以方便系统的诊断及维修等。网络化数控装备是近年来机床发展的一个热点。

数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式，如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点（数控单机、加工中心和数控复合加工机床）、线（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段车间独立制造岛、FA）、体（CIMS、分布式网络集成制造系统）的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。

柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标，注重加强单元技术的开拓和完善。

CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展。数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP及MTS等联结，向信息集成方向发展。

网络系统向开放、集成和智能化方向发展。

10.数控机床毕业论文

数控机床电气设计字数：8717，页数：22 论文编号：JX076摘 要

数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平，近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发 展， 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。

关键词：

数控机床、电气控制系统、控制软件总体结构设计、机电一体化、机电传动、电子技术、传感器技术、数控加工、CAD/CAM技术、电力电子技术、机械设计原理、电气控制系统、单片机、PLC;

目 录

第一章 绪 论 3

1.1课题的来源 3

1.2目的和意义 3

1.3机电一体化系统的简介 3

1.3.1机电传动概述 4

1.3.2数控加工的概述 4

1.3.3数控加工的设备 5

1.4国内外动态 7

1.4.1国内研究的状况 7

1.4.2国外研究的状况 8

1.5机电一体化技术的发展与展望 9

第二章 系统的总体设计 10

2.1机械部分 10

2.2电气控制系统方案 11

注：附图（共七张；元器件清单1份） 以上回答来自： /44-3/3052.htm

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