数控机床的发展前景

《数控机床的发展前景》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床的发展前景（14页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、河南农业职业学院毕 业 论 文（我国数控技术的发展和发展前景）院 系： 河南农业职业学院 专 业： 数控技术 姓 名： 谭喜贵 学 号： 指导老师： 马永杰 2012 年 月 日目 录摘要1第一章 机床行业经济运行的特点3第二章 中国机床工业的三个阶段3第三章 我国机床工业已跨入世界第一方阵43.1 总量供给能力不凡43.2 产品品种达3500种无重要缺门空白43.3 数控机床进入成熟期5第四章 中国机床工业展望6第五章 什么是数控技术75.1 数控技术的发展历程85.2 我国数控技术的发展及现状8第六章 数控技术的发展趋势106.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势10 6.2 5轴联动加工

2、和复合加工机床快速发展11 6.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势116.4 重视新技术标准、规范的建立12结论与展望.13致谢.13参考文献.13摘要机床是机械工业的基本生产设备，机械产品的零件通常都是用机床加工出来的，机床的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平，因此，机床工业的现代化水品和规模，是一个国家工业发达的重要表示之一。在公元前两千多年前树木车床可以说是机床最早的雏形了。公元十二世纪和十三世纪后半期，出现了装有绳索擒纵机构的原始钟和天平式钟，表明时钟齿轮系统有了进一步发展。这个时期曲柄连杆机构原理已经用于机械。加工机械方面出现了手动车床。十

3、五世纪由于钟表制造的发展，推动了机械技术的发展，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床。十八世纪的工业革命带来了机械工业的大发展，此后各种自动化的机床开始发展起来并且朝着精密化的方向迈进。近几年来，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的基础。数控机床在各个机械制造企业已成为

4、大、中型企业的主要技术装备。 机床数控系统，即计算机数字控制(cnc)系统是在传统的硬件数控(nc)的基础上发展起来的。它主要由硬件和软件两大部分组成。通过系统控制软件与硬件的配合，完成对进给坐标控制、主轴控制、刀具控制、辅助功能控制等。cnc系统利用计算机来实现零件程序编辑、坐标系偏移、刀具补偿、插补运算、公英制变换、图形显示和固定循环等,使数控机床按照操作设计要求，加工出需要的零件。The engine bed is the mechanical industry basic production equipment, the mechanical product components u

5、sually all are process with the engine bed, the engine bed variety, the quality and the processing efficiency are directly affecting other mechanical product production technical level, therefore, machine tool industry modernization Shui Pin and the scale, are one of national industry developed impo

6、rtant expressions.In the B.C.E. more than 2000 years ago the trees lathe may say was the engine bed earliest embryonic form.A.D. 12 centuries and 13 century second halves of, appeared were loaded with the rope escapement mechanism primitive clock and the balance type clock, indicated the clock gear

7、system had has further developed.This time crank link motion gear principle already used in the machinery.The processing mechanical aspect appeared the manual lathe.Because 15 centuries the clock and watch makes the development, impelled the mechanical technical development, appeared the thread cutt

8、ing lathe and the gear finishing lathe which the clockmaker uses.The 18th century Industrial Revolution have brought the mechanical industry big development, and hereafter each kind of automated engine bed starts to develop faces the precision direction to make great strides forwardIn the last few y

9、ears, the mechanical processing industry uses the numerical control engine bed substitution tradition the ordinary engine bed to carry on the machine-finishing massively, the ordinary machinery is replaced gradually by the numerical control machinery. The numerical control engine bed synthesized the

10、 micro electron, the computer, the information processing, the automatic detection, the automatic control, the electrical machinery and the dragging. Has the high accuracy, the high efficiency, characteristics and so on flexible automation had decided the next development numerical control engine be

11、d will be our country mechanical manufacturing industry technological transformations way that must be taken, will be the factory automation foundation.The numerical control engine bed has in a big way become in a big way, the medium enterprises main technical equip in each machine manufacture enter

12、prise.Through the systems control software and the hardware coordination, completes to feed coordinates control, the main axle control, the cutting tool control, the assistance function control and so on. The cnc system realizes the components procedure edition, the coordinate system displacement, t

13、he cutting tool compensation, the interpolation operation, the male British system transformation, the graphical display and the fixed cycle using the computer and so on, causes the numerical control engine bed according to the operation design request, processes components which needs关键词：机床 机床工业 数控

14、技术 发展前景第一章 机床行业经济运行的特点1、 市场空前繁荣，较高档次的数控机床需求量不断上升，成套成线的大型项目需求量也不断提高。2、 制造企业增加迅猛，但企业间的规模、水平、质量差距明显。虽然配套日益完善，但高水平的配套件仍以国外为主。3、 进出口总量仍不断增加，但总体上没有质的变化，高端失守，低端混战的局面虽有较大的改观，但高档精加工靠进口、中低档粗加工考过捏的市场心态没有明显的变化第二章 中国机床工业的三个阶段第一阶段，新中国初期，百废待兴，人才缺乏，科技落后。在苏联专家的指导下，机床厂根据他们的图纸逐步生产一些手动普通机床，以供应生产急需。此后，在1950年1957年短短的八年时间

15、里，通过引进先进技术、并合理规划发展，我国陆续建设发展起了机床“十八罗汉”厂、七大综合机床研究所，并成为当时机床工具产业的生产骨干，为中国整个机床工业的布局、生产、管理打下了良好的基础，这可以称得上60年来中国机床工具行业发展的黄金时期。第二阶段，在经历了3年大跃进以及文革时期的惨痛教训后，中国开始走向了改革开放的道路。机床工业也随之逐步走上科学生产、大力发展的道路。在1958年1979年的21年间，由于我国微电子、计算机等基础理论薄弱，机、电、液、气各种元件技术不过关，数控机床的开发一哄而下，经历了三起三落，最终因性能不可靠，无法用于生产。第三阶段，直至1980年改革开放，开始引进日、德、美

16、数控系统、以及各类数控机床、加工中心，进行合作生产。通过边仿、边学、边造、边用，逐步掌握了数控机床的一些技术、特点与发展规律，发展比较迅速。2006年，国家又提出大力加强自主创新，中国的数控机床生产研发开始渐入佳境。第三章 我国机床工业已跨入世界第一方阵机床是装备工业的基本生产手段，机床工业是关系国计民生、国防尖端建设的基础工业和战略性产业，在世界范围内备受各方密切关注。我国机床工业在国家正确方针政策指引下，经历经济恢复时期及十个五年计划阶段，特别是改革开放20年来的艰苦努力，建立起较大的规模、较完整的体系，奠定了有利的技术基础，具备相当的竞争实力。整体上说，我国机床工业已跨入世界行列的第一方

17、阵，现就总量供给能力、产品品种阵营及性能水平、研发实力及技术开拓、企业管理中信息技术应用状况等主要方面，试做某些分析： 3.1 总量供给能力不凡 近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的必要强化，国家装备制造业对机床这种基础性、战略性生产制造手段，提出了急迫的大量的需求。特别是2002年，我国机床市场消费额上升到59亿美元，跃居世界第一位。面对这一巨大需求，我国机床工业奋力迎战，2002年市场自我满足率达到48%(世界机床工业发达国家和地区同年相应的本国、本地区市场自我满足率分别是：日本86%、意大利67%、德国59%、中国48%、西班牙44%、瑞士42%、韩国35%、法国33%、中国台湾

18、省32%、美国30%、加拿大19%、英国11%)，一定程度体现出我国机床工业在总量供给方面的能力不凡。 回顾我国机械制造业的基础装备供应的历史情况，根据全国工业普查资料，50年来经过更新后的机床拥有量约378万台，其中金切机床294万台，锻压机床84万台，拥有量中我国自供装备占绝大部分；包括重型超重型金属切削机床与锻压设备、高精度精密机床与数控机床、上千条自动半自动生产线。以装备重大工程项目为例，当年在遭受禁运与封锁的环境下，为了装备一个年产10万辆载重汽车(包括军用)的工程项目，机床工业全力以赴，提供了按台数计占96%(按投资金额计占80%)的各种装备包括专机及30条自动生产线共7664台(

19、套、线)，受到邓小平同志的赞许，称为“聚宝盆”。 对于我国这样一个泱泱大国，必需从各个方面确保国家的独立自主地位，机床工业作为基础工业过去已为之努力，今后更应继续作出贡献。 3.2 产品品种达3500种无重要缺门空白 随着科学技术发展及人民生活水平提高，制造业面对的是制造对象更新频率加快，加工对象个性化突出，因而对提供加工制造装备的机床工业，同样是要求产品品种多样化，这也成为衡量一个国家(地区)机床工业综合实力的重要标志。近年来，我国机床工业受市场需求的驱动，全行业千方百计研究开发新产品。年开发自主版权新品达400种左右，截至2002年底，全国更新后的机床品种，累计可供近3500种(特别是数控

20、及其他高新技术产品达1500种)，就我国产品品种而言，基本上已无重要缺门空白，这在世界范围也是位居前列的；我国的锻压机床、重型与超重型机床、高精度精密机床、电加工与特种加工机床、直齿与弧齿齿轮加工机床(滚、铣、插、剃、珩、拉，特别是磨齿)，品种门类齐全，最为突出。 3.3 数控机床进入成熟期 数控机床是当代机械制造业的主流装备，是市场热门商品，部分高档数控机床仍然被当成战略物资在国际市场上受到禁运限制。我国数控机床的发展经历了30年的跌宕起伏，已经由成长期进入成熟期。 我国可供市场的1500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，领域之广，可与美、

21、日、德、意并驾齐驱。 五轴联动数控机床是数控机床技术制高点的重要标志。用于大型螺旋浆空间曲面加工的五轴联动铣床，曾引发轰动一时的美日制裁原苏联的“东芝事件”；8年前美国国会因当时我国进口16台用于飞机制造的此类旧机床而泡制所谓要求制裁的考克斯报告。 这些至今仍受到禁运的数控五轴联动产品的开发技术，我国都已陆续掌握。如属于数控五轴联动的重型落地镗铣床、重型复合车铣床、龙门式铣镗床、加工中心等。10年来已一一推向市场，2001年的第七届国际机床展览会(CIMT)上展出我国五种此类商品陆续供应市场投入生产使用，当时德国某企业因此类商品进入中国市场需经其政府审查，未能如愿展出，坐失商机，事后十分抱怨。

22、而今年4月的第八届CIMT展会上，我国则更进一步展出了18台数控五轴联动机床，包括三种重型龙门移动式五轴联动镗铣床，适合航天航空、造船、冶矿用户使用。 数控超重型机床是水、火、核电电站设备制造，造船、冶金矿山等重大装备制造业，及重兵器制造的关键设备。武汉重型机床集团开发出的加工件直径可达16米的数控立式车床已生产5台，可以代表我国超重型机床生产能力和水平。第一台曾在岩滩水电站水轮发电设备制造中满足了用户急迫需要，此后8年来，在生产使用中屡创佳绩，被用户称之为“功勋设备”，其后几台为电站设备国家关键工程继续发挥重要作用，其中因保证了号称世界最大的三峡电站550吨重巨型水轮机转轮的加工完成，得到用

23、户表扬。已开发成功投入使用的超重型机床还有数控落地镗铣加工中心，数控龙门式、桥式、固定横梁式、复合功能镗铣床，加工工件重300吨、直径4.5米的卧式车床，工件重200吨、直径2200毫米的数控轧辊磨床，国际间只二三家生产，我国自主版权达到世界先进水平，我国成为少数几个超重型机床供应国之一。 立式卧式加工中心，由于汇集了落地镗床、床身式铣床、坐标钻镗床的基本功能，且具备按数控程序自动换刀或自动更换工件托盘的特性，也是组成柔性生产线的基本设备，成为机械制造业中需要量比重最大的一类加工装备(约占数控金切机床需求总量30%左右)，是世界机床市场热门商品，我国近年发展较快，约有40家进行生产，几百个通用

24、品种批量生产，少数厂家已有高精度型、大规格型进入市场。 数控车床同样是数控机床中占比重最大者之一，我国约有近50家生产，品种齐全，质量稳定可靠，沈阳机床集团、大连机床集团、济南第一机床厂、宝鸡机床厂、云机、长城、通力等等企业都已批量生产，有的已跨过月产百台的门槛。 数控齿轮加工机床是我国机床产品强项之一，成系列六轴五联动数控滚齿机、七轴五联动蜗杆型砂轮磨齿机、七轴六联动弧齿锥齿轮磨齿机，都是最近3年来进入批量生产的世界先进水平的机床新品。 我国数控机床产品已延伸到成套、复合领域：中捷机床厂按7个月交货期为上海磁悬浮列车工程项目，交出四条以数控镗铣床为主体的生产线是体现我国机床工业提供成套设备能

25、力的杰出代表。 数控系统装置是数控机床的神经中枢，是曾长期阻碍我国数控领域发展的关键环节，就世界范围来说，经过多年市场激烈竞争的优胜劣汰，已形成由日本发那科公司独占世界市场50%；德国西门子占据25%的垄断局面。我国从上世纪90年代末开始，掌握基于通用32位工业控制机开放式体系结构，一举登上当代同一起跑线，开发出能与加工中心复合车削机床及齿轮机床配套的数控系统，特别是能控制五轴联动(如用于桂林机床公司龙门式镗铣床、齐一车铣复合加工中心)和具备网络化远程监测、诊断、操作功能的数控系统，并开发出弧齿锥齿轮数控加工、三维激光视觉检测、螺旋浆七轴五联动和世界独创的空间曲面插补软件。目前，批量投入市场的

26、国产数控系统，具有性能价格比优势，正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面。与之匹配的数字交流伺服调速电机及主轴电机已有自主版权的商品问世。量大面广的经济型数控系统先于外商投入市场，并已形成主导产品。 数控机床的主要配套机械部件滚珠丝杠自成系列、电主轴及实现两个旋转坐标的主轴部件都有商品登场。 锻压机械方面的代表性产品有：济南第二机床厂的成系列机械压力机一直处于国际先进行列，压力吨位由20000kN已经扩展到63000kN，属于国际前沿，先后为美国通用汽车公司所提供的7条冲压自动线在美国市场上引起强烈反响；上海锻压机床厂为一汽研制的自重860吨、压制12米汽车大梁、压力吨位达50000k

27、N的液压机，国外企业具有同一水平者只有三家；天水锻压机床厂为西气东送开发的大口径钢管大型成套生产线和电力西电东输提供的30000kN 14米数控液压折弯机和20000kN液压制管机，在国际上也是屈指可数的。第四章 中国机床工业展望进入21世纪，全球经济一体化进程加快，中国经济持续保持快速增长，投资环境不断改善，市场潜力巨大，促使世界制造业不断向中国转移，中国逐步成为世界制造中心。制造业现已成为我国最大的产业和国民经济主要的组成部分，成为就业的重要市场和出口的主力军。增加值占国民生产总值近40%，工业生产值占全国工业生产总值的77%，上缴税金占国家税收总额的30%和财政收入的27%，全部从业人员

28、约占全国工业从业人员的90%，约占全国从业人员总数的11%，出口创汇占全国外贸出口总额的90%。目前我国制造业和装备制造业的工业增加值已居世界第四位。但总体规模只相当于美国的1/5和日本的1/4。.机床行业是为制造业提供装备的产业，中国制造业的崛起，必然给机床行业带来巨大的商机，给机床行业带来新的发展空间。为此，机床行业必须抓住这个大好机会，从贯彻机械生产安全标准，提高产品质量、安全、可靠性等方面入手，尽快缩短于世界先进水平的的差距，提升我国机床行业整体水平，创品牌、扩市场、当进口、争出口，争取国产机床市场占有率有较大提高。第五章 什么是数控技术数控技术，简称“数控”。英文：Numerical

29、 Control（NC）。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 现在，数控技术也叫计算机数控技术

30、，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。5.1 数控技术的发展历程自从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统以来，数控系统大致经历了以下四个阶段：19521969年研究开发阶段典型应用：数控车床、铣床、钻铣床工艺方法：简单工艺数控功能：NC控制、3轴以下驱动特点：步进、液压电机l97Ol985年推广应用阶段典型应用：加工中心、电加工、锻压工艺方法：多种工艺方法数控功能：CNC控制

31、、刀具自动交换、五轴联动较好的人-机界面驱动特点：直流伺服电机1982年系统化阶段典型应用：性制造单元（FUC）、柔性制造系统(FUS)工艺方法：完整的加工过程数控功能：多台车床和辅助设备协同。多坐标控制，高精度、高速度，友好的人-机界面驱动特点：交流伺服电机1990年性能集成化阶段典型应用：计算机集成制造系统(CIMS)、无人化工厂工艺方法：复合设计加工数控功能：多过程、多任务调度、模板化和复合化驱动特点：数字智能化直线驱动5.2 我国数控技术的发展及现状我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为三个阶段：第一阶段从19581979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技

32、术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期问以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术在研究、开发和产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50，配国产数控系统(普及型)也达到了10。目前我国一部分普及型数控机床的生产已经形成一定规模，产品技术性能指标较为成熟，价格

33、合理，在国际市场上具有一定的竞争力。我国数控机床行业所掌握的五轴联动数控技术较成熟，并已有成熟产品走向市场。同时，我国也已进人世界高速数控机床生产国和高精度精密数控机床生产国的行列。我国现有数控机床生产厂家100多家，生产数控产品几千种以上。产品主要分为经济型、普及型和高档型三种类型。在CIMT2003上，中国内地共展出机床700多台，在600多台金属切削机床和近100台金属成形机床展品中，数控机床分别占75和54。这既体现了中国机床市场的需求趋势，也反映了中国在数控机床产业化方面取得了突破性进展。虽然我国在数控产品的研究开发生产各方面有了较大的进步，但目前我国占据市场的产品主要集中在经济型产

34、品上，而在中档、高档产品上市场比例仍然很小，与国外一些先进产品相比，在可靠性、稳定性、速度和精度等方面均存在较大差距。与发达国家相比，我国数控机床行业在信息化技术应用上仍然存在很多不足。其主要表现在以下三个方面：信息化技术基础薄弱，对国外技术依存度高。我国数控机床行业总体的技术开发能力和技术基础薄弱，信息化技术应用程度不高。行业现有的信息化技术来源主要依靠引进国外技术，对国外技术的依存度较高，对引进技术的消化仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上，没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。具有高精、高速、高效、复合功能、多轴联动等特点的商l生能数控机床基本上还依赖进口。产品成熟度较低，

35、可靠性不高。国外数控系统平均无故障时问在10000h以上，国内自主开发的数控系统仅30005000h；整机平均无故障工作时间国外达800h以上，国内最好只有300h。创新能力低，市场竞争力不强。我国生产数控机床的企业虽达百余家，但大多数未能形成规模生产，信息化技术利用不足，创新能力低，制造成本高，产品市场竞争能力不强。第六章 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

36、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。 6.1 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

37、。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60000r/min。加工一薄壁飞机零件，

38、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10m提高到5m，精密级加工中心则从35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01m)。 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。 6.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展 采

39、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EMO2

40、001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联 动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。 6.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 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便的智能化，如前馈控制、电机参数的

41、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、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environ

42、ment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个

43、新亮点。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。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向

44、网络化方向发展的趋势。 6.4 重视新技术标准、规范的建立 （1） 关于数控系统设计开发规范 如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。 （2） 关于数控标准 数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述

45、如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEPNC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个 生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。 STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的

46、方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75）、加工程序编制时间（约35）和加工时间（约50）。 目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.12001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数

47、控系统的原型样机上进行了验证。结论与展望：我国在中高档数控机床关键技术研究方面有了较大突破，创造了一批具有自主知识产权的研究成果和核心技术，打破国外的技术封锁，在五轴联动加工机床、车铣复合加工机床、高速加工机床、纳米级分辨率数控车床等重大数控装备上均有突破。开发出多种中档数控机床产品，多轴控制的开放式数控系统等实现了商品化。各类功能部件，如转塔刀架、电主轴、刀库、滚珠丝杠等发展迅速，数控机床的技术水平、质量水平、可靠性、外观及工艺水平等取得了长足进步，促进了数控机床产品的结构升级和产业化。致谢通过这次课题的研究，确确实实让我了解到了数控机床的现状和以后所需要的发展，让我知道了，实践才是硬道理，

48、在经过了一段时间的学习，了解，我知道了任何知识都需要实践才能发挥它的更大的作用，要付诸于行动才能得到。在马老师的领导下，经过我自身的不停的努力，不论是思想上还是别的方面都取得了长足的成长和很大的收获，让我知道了很多，明白了很多书本上学不到的知识，在这次论文的完成过程中，学到了查找知识，并加以阅读理解的，并转化为自己所用的道理，不想书本上这么古板，经过这次论文的准备，让我知道了学无止境的道理，在单位的领导同事的帮助下，我学到了很多实用的，有价值的东西，并有了很多实际工作的经验，为我以后的工作奠定了坚实的基础。也知道了自己的一些缺点和不足，我会改正他们的，让自己做的更好。参考文献杨琳主编 数控机床应用基础 第一版 济南 山东大学出版社 2004年8月华承恩 现代数控机床 北京 机械工业出版社 1991年王贵明 数控实用技术 北京 机械工业出版社 2000年