數(shù)控機床智能化

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數(shù)控機床智能化范文第1篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；新技術(shù)；趨勢

0 引言

在世界經(jīng)濟一體化進程加快的影響下，各個國家間呈現(xiàn)出越來越激烈的競爭，并且這為企業(yè)的良好發(fā)展提供了契機，尤其是制造行業(yè)應(yīng)當把握住機會實現(xiàn)更好的發(fā)展。應(yīng)用數(shù)控機床技術(shù)促進了制造行業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機床技術(shù)的特點是質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高，因此能夠為企業(yè)帶來理想的經(jīng)濟效益。

1 數(shù)控機床的組成部分和特點

通常而言，數(shù)控機床的組成部分是：（1）主機，其屬于數(shù)控機床的主體，數(shù)控機床的機械部件是主軸、立柱、機床身等，其作用是為了對機械部件進行切削加工；（2）數(shù)控設(shè)備，其屬于數(shù)控機床的核心部分，主要有軟件和硬件（紙帶閱讀機、鍵盒、CRT顯示器、印刷電路板），用以將數(shù)字化零件程序輸入，且存儲輸入信息、插補運算、變換數(shù)據(jù)，以及進行一系列的控制；（3）驅(qū)動設(shè)備，其屬于數(shù)控機床執(zhí)行的驅(qū)動部分，主要有進給電機、主軸電機、進給單元，以及驅(qū)動單元組成。基于數(shù)控設(shè)備的控制，借助電液伺服系統(tǒng)或電氣完成進給與主軸驅(qū)動。在幾個進給聯(lián)動的情況下，能夠加工空間曲線、平面曲線、直線，定位；（4）輔助設(shè)備，其指的是數(shù)控機床的一部分配件，確保數(shù)控機床的監(jiān)測、照明、、排屑、冷卻等，這主要有監(jiān)控檢測設(shè)備、刀具設(shè)備、數(shù)控分度頭、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、交換工作臺、排屑設(shè)備、氣動設(shè)備，液壓設(shè)備等等；（5）編程和其它的一些附屬裝置，其主要作用是存儲和編制零件程序。

在數(shù)控單元當中包括數(shù)控機床的監(jiān)控與操作部分，其屬于數(shù)控機床的核心。相比較于普通的機床，數(shù)控機床的特點是：（1）生產(chǎn)效率高（通常是普通機床的幾倍）、機床的剛性大，精度高；（2）加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定；（3）機床的自動化能力強、能夠使工人的勞動強度減輕；（4）能夠?qū)嵤┒嘧鴺寺?lián)動，可以對復(fù)雜形狀的零件進行加工；（5）在改變加工零件的情況下，通常僅僅要求對數(shù)控程序進行改變，如此能夠使生產(chǎn)準備的時間減少；（6）需要操作工作者和維修工作者都具備較高的素質(zhì)。

2 數(shù)控機床新技術(shù)的特性

（1）在數(shù)控機床中應(yīng)用新型智能化的機器人。在最初的階段，智能機器人的工作主要是裝卸搬運，在日益進步的科學(xué)技術(shù)影響下，新型的智能機器人業(yè)已具備視覺與觸覺的功能，可以憑借感官完成一些人工方面的事項。應(yīng)用一些智能機器人不但使大量的物力和人力節(jié)省，而且也使大量的費用減少。

（2）復(fù)合加工技術(shù)的應(yīng)用。復(fù)合加工業(yè)已由初期的鉆、車等加工步驟向加工齒面、削磨內(nèi)外圓，以及表面助理轉(zhuǎn)變。

（3）直驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用。功率和扭矩較大的直線點擊重點用在重載機床與高速機床，這不但使高定位精度和快速度實現(xiàn)，而且力矩電機會代替普通的機械傳動。在國際機械制造領(lǐng)域當中，業(yè)已出現(xiàn)相似的成功例子，接下來的發(fā)展就是推廣與普及。

（4）應(yīng)用綠色機床技術(shù)。學(xué)術(shù)界很長一段時間以來探究的重點就是綠色機床。在注重數(shù)控機床高精度和高速度的過程中也應(yīng)當重視它的環(huán)保性。機床的環(huán)保會對人們的健康產(chǎn)生直接性的影響，怎樣節(jié)能減排以及確保工作者身體健康以及提高工作效率，這是綠色機床的根本所在。

3 數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展趨勢

（1）高精度。各個工業(yè)大國都十分注重提升數(shù)控機床的加工精度，通常來講，數(shù)控機床的加工精度涵蓋數(shù)控機床生產(chǎn)的幾何精度和數(shù)控機床應(yīng)用的加工精度。在提高數(shù)控機床穩(wěn)定性以及應(yīng)用補償技術(shù)和輔助策略的基礎(chǔ)上能夠大大地提高數(shù)控機床的精度。

（2）高穩(wěn)定性。針對數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床的制造商來講，其非常重視的一個問題是數(shù)控機床的穩(wěn)定性，如果一臺數(shù)控機床的穩(wěn)定性能非常高，就會使數(shù)控機床的事故率大大地降低，這不但有利于制造工作的順利進行，而且有利于生產(chǎn)效率的大大提升。為此，衡量數(shù)控機床質(zhì)量的一個關(guān)鍵性指標是數(shù)控機床的穩(wěn)定性。

（3）高效性。具體來講，高效性是指大大地提高數(shù)控機床的運行速度，這一是能夠確保產(chǎn)品的質(zhì)量，實現(xiàn)運行效率的提升，二是能夠使投入的費用降低，在生產(chǎn)的過程中普遍性地應(yīng)用零件的高速加工。

（4）智能化。針對各種領(lǐng)域的生產(chǎn)過程而言，一致的理想是智能化。應(yīng)用一種模擬網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控與數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，憑借電子計算機編制本來人工操作的運行程序為一種既定的模式，且以機器控制代替人力控制的方法就是智能化加工。通常而言，應(yīng)用智能化重點包括智能維修、智能分析，以及智能監(jiān)控。

（5）網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控機床的網(wǎng)絡(luò)化又稱“e-制造”，是把數(shù)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制，在計算機上操作使用，虛擬設(shè)計、虛擬制造等高端技術(shù)也越來越多地為工程技術(shù)人員所追求。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當代機床發(fā)展的重要趨勢。

4 結(jié)論

總之，數(shù)控加工技術(shù)對于制造業(yè)的重要性不言而喻， 其對一國經(jīng)濟、國防、綜合實力和國際地位的推動作用是十分突出的。針對制造領(lǐng)域的重要性來講，數(shù)控加工技術(shù)舉足輕重。其有利于國家綜合實力、國防經(jīng)濟，以及國際地位的提升，當前形勢下，一個非常顯著的問題是我國的制造領(lǐng)域的發(fā)展不夠先進，依舊滯后于西方發(fā)達國家，這就要求進一步地探究數(shù)控加工這種機械制造技術(shù)。在對新型技術(shù)引進的過程中也應(yīng)當不斷地創(chuàng)新，進而不再依賴于發(fā)達國家的數(shù)控技術(shù)，自主研發(fā)有著國際先進能力的數(shù)控機床技術(shù)，從而使我國逐步地轉(zhuǎn)變成為世界性的制造業(yè)強國。

參考文獻：

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[2]楊建武.國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].制造技術(shù)與機床，2008（12）.

[3]王君，丁飛彪.淺談綠色機械加工技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技與企業(yè)，2013（04）.

[4]陸大瑋，樓上游.數(shù)控機床開放性的分析與研究[J].機械工業(yè)標準與質(zhì)量，2008（11）.

數(shù)控機床智能化范文第2篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 現(xiàn)狀 趨勢

1、前言

進入21世紀，我國的經(jīng)濟逐漸走進了全球經(jīng)濟一體化的舞臺，進入了一個嶄新的時代。我國機床制造業(yè)社會工業(yè)化進程中大規(guī)模需要的發(fā)展機遇，同時也遭受到了來自國外制造業(yè)的強勢競爭壓力，加速技術(shù)的引進和自主研發(fā)是解決機床制造業(yè)快速騰飛的關(guān)鍵。隨著計算機技術(shù)和現(xiàn)代微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床的應(yīng)用范圍還在不斷的擴大，因此，其發(fā)展前景十分廣闊。本文簡要分析了數(shù)控機床的現(xiàn)狀，并指出了未來的發(fā)展趨勢。

2、我國數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀

改革開放后，我國數(shù)控技術(shù)得到了發(fā)展機遇。在80年代初，我國先后從美國、德國等發(fā)達國家引進了一些數(shù)控系統(tǒng)和伺服技術(shù)，填補了我國在這方面的空白。然后陸續(xù)研發(fā)了那個時代的的數(shù)控系統(tǒng)，通過不斷的完善，這些系統(tǒng)的可靠性得到了用戶的肯定，總而結(jié)束了我國數(shù)控技術(shù)在這一階段的瓶頸，這個時期的數(shù)控機床技術(shù)我國還是主要以借鑒國外先進技術(shù)為主，對一些知識進行消化吸收。在90年代，我國的數(shù)控機床技術(shù)已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍。在這個階段國家針對實際情況，先后安排了“柔性制造系統(tǒng)技術(shù)（FMS）開發(fā)研究”、“計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS工程）的研究”等一系列重大的科研項目，大力推動我國數(shù)控技術(shù)的自主研發(fā)進程。這樣我國數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)，也由進口發(fā)展到了自主研發(fā)的階段。目前我國已有數(shù)十家的研究所和企業(yè)可以從事各類數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)。其中比較知名的有北京的KND系統(tǒng)、南京的華興系統(tǒng)、成都的廣泰系統(tǒng)等。

但是由于我國數(shù)控機床的技術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)的起步比較晚，在一些領(lǐng)域的研究還是很存在差距。導(dǎo)致在數(shù)控機床的性能和可靠性方面與發(fā)達國家相比還是存在著距離。目前在推動數(shù)控機床發(fā)展的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的過程中，我國的數(shù)控行業(yè)還存在著很多的問題。如：缺乏核心技術(shù)、技術(shù)創(chuàng)新能力不足、缺乏有效的管理機制、在與國際企業(yè)競爭時缺乏實力等問題。

3、數(shù)控機床未來的發(fā)展趨勢

3.1 高速化和高精度化

盡管很多年前就已經(jīng)提出了數(shù)控機床的高速化和高精度發(fā)展的目標，但是在科學(xué)探索的路上是沒有盡頭的。而且目前對高精度、高速度的內(nèi)涵和需求也在不斷的變化。保障工作的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量是數(shù)控機床一直的追求。更高的速度和更精準的加工技術(shù)可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期和提高企業(yè)在市場上的競爭力。

3.2 智能化

21世紀的數(shù)控技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒁欢ㄊ侵悄芑Ｄ壳埃悄芑睦砟钜呀?jīng)滲透到了數(shù)控機床的各個部分。如加工過程的對工藝的自調(diào)節(jié)控制，工藝參數(shù)自動檢測顯示。還為了提高驅(qū)動方便的各種人性化設(shè)計，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。在故障診斷方面也擺脫了原始的人工檢修，已經(jīng)有智能診斷、智能監(jiān)控程序和感應(yīng)裝置，方便系統(tǒng)在出現(xiàn)問題時及時進行反饋和維護，減少了查找故障的時間，為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展提供了機會。

3.3驅(qū)動并聯(lián)化

并聯(lián)運動機床克服了傳統(tǒng)機床串聯(lián)機構(gòu)移動部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸（一般為動平臺）與機座（一般為靜平臺）之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機構(gòu)驅(qū)動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應(yīng)自由度的運動，可實現(xiàn)多坐標聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)在國外已經(jīng)開始嘗試對數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和試驗。就是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各個機床進行連接，可以實現(xiàn)機床的統(tǒng)一管理和在線監(jiān)測功能，同時也方便對機床程序的修改。目前數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)要具備以下幾個方面的能力：一是可以將程序從監(jiān)測室可靠的傳輸?shù)矫颗_機床，然后對其運行情況實現(xiàn)實時監(jiān)控；二是可以隨時采集到每臺機床的數(shù)據(jù)參數(shù)進行查看和備份；三是可以將不同機床間的程序進行相互交換，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性；四是可以在線提取到每臺數(shù)控機床的刀具磨損情況和估計刀具的使用壽命，然后電腦實現(xiàn)和監(jiān)控換刀程序的執(zhí)行。

4、結(jié)語

目前，數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、智能化、并聯(lián)驅(qū)動化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化已成為數(shù)控機床發(fā)展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，數(shù)控產(chǎn)品的核心技術(shù)研發(fā)方面還是與國際同行存在著很多的不足。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)在引進先進技術(shù)的同時應(yīng)該重視對國內(nèi)技術(shù)人才的培養(yǎng)，努力打造具有自主品牌的核心產(chǎn)品。力爭早日擺脫目前在高精端設(shè)備上依賴進口的局面，為把我國從一個制造大國發(fā)展成為一個研發(fā)大國而奮斗。

參考文獻

[1]秦宏偉.我國數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀及方向[M].機械制造與研究，2007.

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[3]楊紅華.數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].湖南農(nóng)機，2008（5）.

數(shù)控機床智能化范文第3篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

一、國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展狀況

世界制造業(yè)在20世紀末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復(fù)，曾一度幾乎快成為夕陽工業(yè)，所以美國人首先提出了要振興現(xiàn)代制造業(yè)。90年代的全世界數(shù)控機床制造業(yè)都經(jīng)過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經(jīng)過較大變動，從90年代初開始已出現(xiàn)明顯的回升，在全世界制造業(yè)形成新的技術(shù)更新浪潮。如德國機床行業(yè)從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同，生產(chǎn)任務(wù)飽滿。

我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國家經(jīng)濟由計劃性經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時期，那時生產(chǎn)能力降到50％，庫存超過4個月。從1995年“九五”以后國家從擴大內(nèi)需啟動機床市場，加強限制進口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進作用，尤其是在1999年以后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。從2000年8月份的上海數(shù)控機床展覽會和2001年4月北京國際機床展覽會上，也可以看到多品種產(chǎn)品的繁榮景象。

二、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。

2.1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢：效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。

在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大。

2.25軸聯(lián)動加工bsp：采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。

在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

2.3 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢：21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

三、結(jié)語

當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多市場的適應(yīng)能力和競爭能力，并將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，它對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著重大的推動作用，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

參考文獻

數(shù)控機床智能化范文第4篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

1數(shù)控機床簡介

數(shù)控機床是基于現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上的一種產(chǎn)品，其可以將科學(xué)技術(shù)融入生產(chǎn)中，并與系統(tǒng)的操作指令相結(jié)合，從而能夠?qū)崿F(xiàn)信息化的產(chǎn)品生產(chǎn)。在實際運行數(shù)控機床的操作中，信息以及數(shù)據(jù)是其中最基礎(chǔ)的部分，要一切以產(chǎn)品的需求為目標，將產(chǎn)品信息正確無差錯錄入進系統(tǒng)，保證最終產(chǎn)品生產(chǎn)的準確性。此外，在操作的過程中，要加強對數(shù)控機床的監(jiān)控，尤其是生產(chǎn)效率以及質(zhì)量；除了加強監(jiān)控，還要注重數(shù)控機床的轉(zhuǎn)型升級，并定期對設(shè)備進行檢修。PCB數(shù)控機械鉆孔是數(shù)控機床的一種具體表現(xiàn)。PCB，即印刷線路板，一般指在絕緣材料上，按照一定的方案設(shè)計，將印刷線路以及印刷元件組合形成印刷電路板。在線路板上鉆孔的方法一般有兩種，即激光鉆孔和數(shù)控機械鉆孔。與激光鉆孔相比，數(shù)控機械鉆孔一般對加工材料的適應(yīng)性較強，成本較低等明顯優(yōu)勢，因此，被廣泛使用。

2數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展動態(tài)

全球經(jīng)濟以及工業(yè)化的不斷發(fā)展，促使了科技的不斷創(chuàng)新和進步。在這一大的時代背景下，數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計以及制造技術(shù)也在不斷的完善與發(fā)展。就現(xiàn)階段而言，數(shù)控技術(shù)正朝著智能化、高精度的方向邁進。在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控機床是非常重要的一個環(huán)節(jié)，更多的是應(yīng)用與機械生產(chǎn)中，這就對機床的穩(wěn)定性以及完整性提出了很高的要求。數(shù)控機床的廣泛使用能夠有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，對保證產(chǎn)品的性能也有一定的促進作用。主軸的帶動是數(shù)控機床的主要部分，其原理是利用設(shè)備的機械傳動從而實現(xiàn)對其余部分的輔助支撐，從而進一步達到整體控制數(shù)控機床的目的。科學(xué)的數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計對提高其工作效率起到了至關(guān)重要的作用，尤其是主軸的部分，因此，這就需要我們利用現(xiàn)代科技以及現(xiàn)代的工業(yè)制造技術(shù)不斷的改進數(shù)控機床的主軸部分，特別是其運轉(zhuǎn)速度。以PCB數(shù)控鉆孔為例，其原理是利用X、Y、Z三個坐標軸，當X以及Y軸達到指定的目標坐標后，Z軸遵循計算機發(fā)出的指令，執(zhí)行精密鉆孔操作。與其余工業(yè)發(fā)達國家相比，我國的PCB數(shù)控鉆孔的出現(xiàn)較晚，但是發(fā)展卻相對更迅速一些。從上世紀80年代開始，經(jīng)過了三十多年的發(fā)展，我國的PCB數(shù)控鉆孔技術(shù)有了長足的發(fā)展，尤其是在精密孔的加工、運轉(zhuǎn)速度等方面。就現(xiàn)階段我國的實際情況而言，PCB數(shù)控鉆孔的發(fā)展主要朝著以下幾個方向發(fā)展。（1）超高精度、超高運轉(zhuǎn)速度。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機床的發(fā)展也十分迅速。為了能夠與工業(yè)發(fā)展的速度相匹配，數(shù)控機床必須要具備超高精度以及超高運轉(zhuǎn)速度的優(yōu)勢，這兩點是評價數(shù)控PCB數(shù)控鉆孔的最為關(guān)鍵的因素，其好壞對產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率有著決定性的作用。（2）提高可靠性。除了上述的運轉(zhuǎn)速度以及精度外，可靠性也是評價數(shù)控機床的重要指標之一。以國外的標準為例，數(shù)控機床中數(shù)控系統(tǒng)的MTBF（平均故障間隔時間）已達到6000h以上，平均無故障時間大于10000h，具有相當大的可靠性。但是，就我國目前可達到的水平而言，數(shù)控系統(tǒng)的MTBF只有3000h小時左右，達到5000h的非常少。除此之外，數(shù)控機床整機的平均無故障時間可以達到800h；而我國，目前已知的最長時間只有300h。因此，提高數(shù)控機床的可靠性非常有必要。在之后的發(fā)展道路上，數(shù)控機床可以充分利用現(xiàn)代高科技，包括集成電路等，提高其可靠性。其次，還要增強數(shù)控機床自身的故障診斷排除系統(tǒng)、自我修復(fù)系統(tǒng)、以及自我保護系統(tǒng)等進一步提高其可靠性。（3）實時智能化。以PCB鉆孔為例，其發(fā)展的早期較為簡單，只需滿足簡單的數(shù)控機械鉆孔的目的。而隨著智能化的不斷發(fā)展，PCB數(shù)控鉆孔也與其結(jié)合并發(fā)展。PCB數(shù)控機械鉆孔的實時智能化的方法主要是對相關(guān)影響運行精度和運行速度的因素進行實時監(jiān)控、建模等，并根據(jù)得到的數(shù)據(jù)做出及時準確的判斷以及決策。通過這一流程，可以對數(shù)控鉆孔的精度不斷改進，從而得到相對最為精確的結(jié)果。此外，實時智能化還能提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率以及自我修復(fù)功能。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，實時智能可以第一時間判斷故障位置、故障原因，進行故障報警，并自動脫離故障模塊，接入備用模塊，實施系統(tǒng)的自我修復(fù)。因此，實時智能化是數(shù)控機床的未來重要的發(fā)展趨勢之一。（4）控制系統(tǒng)小型化。在數(shù)控機床未來的發(fā)展趨勢中，應(yīng)該會采取超高集成度的印刷電路板，使得控制系統(tǒng)更加小型化。此外，還可以采用新型超薄液晶顯示屏，更進一步的縮小控制系統(tǒng)的體積，更便于數(shù)控機床的實際操作。（5）創(chuàng)新能力的不斷提高。雖然我國數(shù)控機床的發(fā)展速度較快，但是創(chuàng)新能力明顯不足。目前而言，我國數(shù)控機床的發(fā)展主要處于模仿國外階段，自主創(chuàng)新只占了比較小的一部分。因此，為了促進我國數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造技術(shù)的快速發(fā)展，必須提高自主創(chuàng)新能力，將更多的科技與信息化融入其中，才能提高相關(guān)企業(yè)的市場競爭力。

3數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化策略

數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造技術(shù)在工業(yè)的發(fā)展中起到了十分重要的作用，可以促進國民經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。因此，我們要不斷的對數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計以及制造技術(shù)進行優(yōu)化。以PCB數(shù)控鉆孔為例，主要可以從以下幾個方面進行優(yōu)化：（1）提高機床的穩(wěn)定性。提高這一類型數(shù)控機床的穩(wěn)定性，主要從系統(tǒng)的加速度控制以及結(jié)構(gòu)設(shè)計方面考慮。PCB數(shù)控鉆孔的運動位移較小，起止時間間隔很短，因此，就造成了定位不準確的結(jié)果。因此，在機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，必須采用合理的方式，提高運行的穩(wěn)定性以及定點的準確性，減少操作中的慣性；此外，還可以使用一些特殊的材料，提高系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性，達到定點準確的目的。具體來說，可以采用以下措施：盡量使用剛性結(jié)構(gòu)設(shè)計、減少各方向軸移動物體質(zhì)量、加大靜態(tài)物體質(zhì)量以及適當使用防震材料等。（2）提高主軸的運行精度和速度。主軸的運行精度以及速度是評價PCB數(shù)控鉆孔機床的重要指標之一。在數(shù)控機械結(jié)構(gòu)中，如果主軸運行精度以及速度較低，往往實現(xiàn)不了機械加工的精密化，會造成鉆孔精密度差、鉆孔質(zhì)量不高的結(jié)果，給后續(xù)加工帶來很大的困難。在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計以及制造技術(shù)中，可以采用靜壓空氣軸承主軸。靜壓空氣軸承主軸的運行速度可以達到200Krpm，精度最高是0.03μm級，具有較高的運行精度，能夠?qū)崿F(xiàn)微小孔的高速加工。此外，靜壓空氣軸承主軸的使用壽命較一般主軸長、動態(tài)特性更好。（3）采用三維穩(wěn)定性仿真技術(shù)。隨著現(xiàn)代工業(yè)以及信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對印制電路板的要求也越來越高，需要更加精細、更加快速的鉆孔技術(shù)。然而，目前我國最小只可以達到0.2mm的孔徑，與國外0.08mm還有較大的距離；在運行速度方面，國外可以達到75m/min，是我國的2.5倍。因此，亟需采取一定的手段提高機床的整體機械性能，三維穩(wěn)定性仿真技術(shù)就是其中比較好的一種。三維穩(wěn)定性仿真技術(shù)具體來說是指，采用仿真測量建立相關(guān)模型，減少鉆床在操作運行時，由于高速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的偏離，提高鉆頭定點的準確性，進而提高鉆頭的三維穩(wěn)定性。（4）采取自適應(yīng)跟蹤控制器。鉆孔精度是PCB數(shù)控鉆孔的重要評價指標之一，電氣又是影響鉆孔精度的最重要的影響因素之一。電氣因素導(dǎo)致的鉆孔精度可以通過提高伺服系統(tǒng)的性能加以控制。在實際的操作中，伺服系統(tǒng)對鉆孔精度的控制主要體現(xiàn)在三個方面，即反應(yīng)速度快、運行精度高以及轉(zhuǎn)矩小。由于在運轉(zhuǎn)過程中，存在很多外界干擾，例如摩擦等，會影響機床的精度。為了解決這一問題，課題采用自適應(yīng)跟蹤控制器。自適應(yīng)跟蹤控制器包括基本控制器、前饋控制器、摩擦補償控制器、位置反饋控制器等幾部分，對減少外部的干擾、提高加工精度起到了積極的作用。（5）采用帶GA功能的貪婪算法。隨著印刷電路板的不斷發(fā)展，電路板上的鉆孔數(shù)量也在不斷增多。傳統(tǒng)的算法一般有較多的空行程，因此，就必須采用一種全新的算法改善這一缺點。帶GA功能的貪婪算法恰恰能解決這一問題。貪婪算法的運行處理速度一般較快，在其中加入GA功能可以進一步對這一算法進行優(yōu)化，改善鉆孔的運行軌跡，減少空行程的運行，最終達到提高運行速度以及生產(chǎn)效率的目的。

4結(jié)語

數(shù)控機床是工業(yè)化進程中最為基礎(chǔ)的一個環(huán)節(jié)，而運行速度以及運行精度又是其中的重中之重。根據(jù)以上的分析，以PCB數(shù)控鉆孔機床為例，從機械結(jié)構(gòu)設(shè)計以及制造技術(shù)兩個方面入手，對提高數(shù)控機床的運行精度和速度、穩(wěn)定性等提出了相應(yīng)優(yōu)化策略，包括機械的優(yōu)化以及控制系統(tǒng)的優(yōu)化，以期能夠促進我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快我國的工業(yè)化進程。

參考文獻：

[1]姚小群,姚錫凡,張潔.數(shù)控機床多領(lǐng)域建模與設(shè)計優(yōu)化的研究及發(fā)展[J].機械制造,2015,11:1-5.

數(shù)控機床智能化范文第5篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢

一、數(shù)控技術(shù)概述

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作的過程進行控制的一種技術(shù)，數(shù)控技術(shù)是綜合了計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、電力電子技術(shù)以及現(xiàn)代機械制造技術(shù)等的柔性制造自動化技術(shù)。數(shù)控技術(shù)也被稱為計算機數(shù)控技術(shù)，現(xiàn)階段它是采用計算機來實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)是用計算機按事先設(shè)置的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能。由于是采用了計算機來替代原先用的硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使得輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運算和邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可以通過計算機軟件來完成。

二、我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國的國產(chǎn)數(shù)控機床一直以來都是處于低迷的階段，低檔產(chǎn)品發(fā)展的速度較快，而中檔進展卻很緩慢，高檔卻完全依靠國外進口，尤其是國家重點需要的關(guān)鍵設(shè)備都是依靠進口產(chǎn)品，技術(shù)受到了很大程度的制約。而且中國在應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)集成方面的能力的研發(fā)水平還是相對比較低的，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標準的研究相比于國外還是有很大的差距，國產(chǎn)的數(shù)控機床因而沒有形成品牌效應(yīng)。同時中國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)方面還沒有相對完善的技術(shù)培訓(xùn)和服務(wù)體系等一系列的支撐體系，市場營銷和經(jīng)營管理的水平也沒有很大程度的提高。這其中最主要的原因是自主創(chuàng)新能力還相對比較匱乏，能夠完全的依靠自主研發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控產(chǎn)品實在是很少，這在很大程度上制約了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。現(xiàn)階段國外的公司在中國的數(shù)控系統(tǒng)銷售中有80%以上都是普及型數(shù)控系統(tǒng)，在這樣的情況下，如果我們能夠加大對普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)力度，中國的數(shù)控系統(tǒng)也會有希望從根本上實現(xiàn)快速發(fā)展，進而實現(xiàn)對國外產(chǎn)品的戰(zhàn)略反擊。同時還要建立起比較完善的高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)體系，增強自主創(chuàng)新能力，以此來整體提高中國的自主設(shè)計、研發(fā)和生產(chǎn)的能力。

我國的數(shù)控技術(shù)與國外差距較大的原因有以下幾個方面：首先是認識不足，對我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所存在的艱巨性、復(fù)雜性和長遠問題的認識不足;對國內(nèi)市場存在的不規(guī)范現(xiàn)象、國外技術(shù)的封鎖、體制方面所存在的困難估計不足;沒有清楚的認識到我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的水平和領(lǐng)域。而且只是單純的的從技術(shù)層面來關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的問題，沒有從整個系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)鏈的角度來進行綜合的考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的問題;沒有建立起完善的高質(zhì)量的相關(guān)配套系統(tǒng)和較為完善的培訓(xùn)和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等一系列的支撐體系。機制方面也存在著較大的問題，造成大量的人才流失，這樣在很大程度上制約了技術(shù)的創(chuàng)新和產(chǎn)品的創(chuàng)新，規(guī)劃也不能夠有效的實施，一個理想的規(guī)劃方案實施起來卻較為困難。而且企業(yè)的自主創(chuàng)新能力還是不夠，核心技術(shù)的研發(fā)能力不強，數(shù)控的機床標準也較為落后，水平較低，對于數(shù)控系統(tǒng)的新標準研發(fā)力度不夠。

三、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)將會朝向高速、高效、高精度和高可靠性的趨勢發(fā)展。要想提高數(shù)控技術(shù)的加工效率，首先就要提高提高切削和進給的速度，還要縮短加工的時間，要保障加工的質(zhì)量，就必須提高機床部件運動軌跡的精度，同時可靠性也是以上目標的最基本的保障。在一定程度上來講，效率和質(zhì)量是先進制造技術(shù)的核心，而高速度和高精度是提高效率的有效保障，可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量的檔次。

數(shù)控技術(shù)也在朝向復(fù)合加工和多軸化的方向發(fā)展。多軸聯(lián)動加工和減少工序輔助時間的復(fù)合加工，正在朝向多軸和多系列控制功能的方向在發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上進行一次裝夾后，采取自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或者是轉(zhuǎn)臺等各項措施，以此來完成。數(shù)控機床復(fù)合技術(shù)的進一步發(fā)展，復(fù)合加工技術(shù)會日益成熟，包括車磨復(fù)合、成形復(fù)合加工和特種復(fù)合加工等，復(fù)合加工的精度和效率在一定程度上有了很大的提高。越來越多的人正在接受“一次裝卡，完全加工”等理念，復(fù)合加工的多軸機床的發(fā)展有多樣化的發(fā)展態(tài)勢。

隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化水平也在不斷的提高，不僅要在生產(chǎn)加工的全過程中體現(xiàn)智能化，在產(chǎn)品的售后服務(wù)和維修的過程中也要應(yīng)用到智能化。主要有以下幾個方面的應(yīng)用，為了追求加工效率和加工質(zhì)量方面而應(yīng)用的智能化;為了提高驅(qū)動性能和在使用連接方面的智能化，同時還有職能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷和維修等。今后的數(shù)控系統(tǒng)是將計算機智能技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)融為一體，形成了一個相對較為嚴密的制造過程，也被稱為智能閉環(huán)控制體系。這種技術(shù)能夠很好的利用傳感器來獲取適時地信息，以此來增強制造者獲取最佳性能產(chǎn)品的能力。

數(shù)控技術(shù)趨向網(wǎng)絡(luò)化能夠便于遠距離的操作和監(jiān)控，同時也有利于遠程故障的診斷和調(diào)整，這樣在很大程度上利于數(shù)控系統(tǒng)生成廠商對產(chǎn)品的及時監(jiān)控和維修，也可以實現(xiàn)大規(guī)模無人生產(chǎn)車間的網(wǎng)絡(luò)管理，也可以在對人體有害的環(huán)境中工作。數(shù)控設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化可以很大極大地滿足生產(chǎn)線和制造企業(yè)對信息的需求，同時也是實現(xiàn)新的制造模式和全球制造的基礎(chǔ)單元。通過機床的聯(lián)網(wǎng)，可以再任何一臺的機床上對其他相關(guān)的機床進行編程、設(shè)定、操作和運行，而且不同機床的工作畫面可以同時顯示在每一臺的機床屏幕上。

四、總結(jié)

綜上所述，目前世界上各個國家在制造業(yè)中都廣泛地應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，以此來提高制造的能力和水平， 也提高了對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭水平。現(xiàn)階段我國的數(shù)控技術(shù)還存在著很多的問題，研發(fā)能力還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標準的研究相比于國外還是有很大的差距，國產(chǎn)的數(shù)控機床因而沒有形成品牌效應(yīng)，沒有相對完善的技術(shù)培訓(xùn)和服務(wù)體系等一系列的支撐體系。因而中國要大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的高效、高精度、高速、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展。

參考文獻