高档数控机床的发展趋势
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高档数控机床的发展趋势范文第1篇
关键词：数控机床; 技术路线; 路线图
机床行业建国后一直是重点发展行业之一。2008年，我国机床产值列世界第三位，数控化率达20％。然而放眼世界，我们与国际先进技术差距仍然很大。我国机床行业产量世界第一，而产值才达到第三，实是大而不强，技术上仅居世界二流水平。2008年，我国机床进口75.8亿美元，居世界各国首位，而出口仅为21亿美元，国产机床在国内市场的占有率仅为61％。
1 我国数控机床技术水平的现状分析
我国机床质量大致上列于瑞士、德、日、意、法、美、英、西班牙之后。上世纪60年代末，在精密机床专案的推动下，我国生产的坐标镗床、齿轮磨床还是具有一定的技术含量。80年代，有的机床厂为德、日企业来图制造质量较为严格的机床，并且做得很好，还出口了相当数量。在那时的基础之上，如今我国的齿轮磨床产品在国际上属上流水平。品种数似居德、日之后，近年来有长足的进步，如发展了多坐标联动、数控复合加工机床等高档数控产品。但仍难满足军工、汽车等行业的需要。机床行业要发展，就得增强竞争力，努力提高质量，大力发展品种，提升技术水平，以替代进口,扩大出口。多年前机床行经济情况不大好时，有的企业曾提出"以质量求生存，以品种来发展"我们以此作为行业的长期发展方针。
2 数控机床技术发展的瓶颈
长久以来，我国制造业企业大多都存在着“重设计、重管理、轻工艺”的状况，企业在设计部门投入的资金往往是工艺领域的很多倍。企业的各种资源都在向设计研发、生产管理部门倾斜。但是无法回避的一个事实是：我们可以花大价钱购买国外的产品设计图纸而买不来他们的制造工艺方案。因为如何生产和制造是企业最核心的价值点所在。所以，目前我国制造企业工艺部门的水平和效率的低下已经成为企业发展的现实瓶颈。很多的制造企业在具备大量的3D设计分析工具与现场自动化生产设备(PLC、现场总线、工业机器人等)的同时依然在用很传统的手段(AutoCAD、Project等)处理诸如：工艺计划排定、资源设备的整合、工厂生产线布局设计和各种各样的工艺文档。各种来自上有产品设计的3D信息和制造车间先进的自动化生产设备(如5轴机床)所需要的数字指令都由于中间工艺设计阶段的低效率和低集成性而失去它们的本来的价值;另外一方面，传统的工艺设计阶段的低下率使得工艺准备阶段变得十分漫长而充满不确定因素，很多的工艺问题需要到车间进行物理试生产来验证工艺的质量。让昂贵的制造工厂成为企业低效率工艺设计环境下的实验室;更为头痛的是：所有的试生产必须是物理样机和制造设备(主、辅设备)就绪后才能开始进行，如果发现设备在配合或者加工上存在问题(如干涉、超差等)则需要进行设备制造的返工，无论是在时间还是资金成本上都是巨大的毫无意义的浪费。
为了解决工艺数字化的问题，上世纪九十年代开始很多的制造企业尝试着引入CAPP系统(计算机辅助工艺规划)来解决工艺环节的低效率和落后手段的挑战。但是，由于国内CAPP系统天生的制约和限制，所有国内商业CAPP系统都不能称之为严格意义上的“辅助工艺设计”，而是更多的起到将传统手写编辑工艺文档在电脑中格式化处理和录入和归档管理。CAPP 系统的确帮助企业提高了工艺编制的效率，减少了重复劳动。但是，CAPP 解决的主要是工艺文件的编制和工艺汇总等问题，而没有解决如何提高企业的工艺设计水平，如何验证编制的工艺是否合理，如何对加工和装配工艺进行优化、如何提炼典型工艺、如何更有效地利用工艺资源、如何有效传承工艺经验等问题。随着信息化时代带来工业化的高速发展，信息化产品的结构、性能和复杂程度越来越高，工艺知识的积累和重用变得越来越重要。而这一切的期望都使得我们应该把目光投向更为专业的数字化制造系统，学术上称为MPM(制造过程管理)的工艺设计、分析优化和数据管理IT平台。
3 数控机床领域技术路线图范式
高档数控机床与基础制造装备领域主机产品根据其加工特点可以分为冷加工和热加工。其中冷加工包括高速精密复合数控金切机床、重型数控金切机床、数控特种加工机床、大型数控成形冲压设备等，热加工包括重型锻压设备、清洁高效铸造设备、新型焊接设备与自动化生产设备、大型清洁热处理与表面处理设备、数控系统等，此外还包括功能部件、刀具、测量仪器等，设备的加工技术差别较大，关联性不强。如果把所有种类的机床和基础制造装备技术路线图画在一张图表里重点不突出。也没有实际意义。因此本课题分别针对冷加工和热加工涉及的九个领域编制技术路线图。“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项明确指出针对重点研究航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造四大用户需要的高档数控机床。国内外技术路线图的研究中还没有类似满足定向的用户需求的高档数控机床与基础制造装备领域的技术路线图研究。
研究需要对数控机床与基础制造装备产业的发展现状和趋势进行分析。明确产业发展的机遇和挑战，提出不同时期的发展目标；并根据发展目标，确定不同时期本产业需要开发的重大产品和关键要素指标：对关键技术进行评价。包括研发基础、技术路径、实现时间等。主要针对高档数控机床与基础制造装备的四个主要用户。即航空航天、船舶、汽车和发电设备需求出发。重点考虑未来5-10年主要用户对工艺与装备的重大需求。结合国内外高档数控机床与基础制造装备发展趋势。以及重点领域的需求，提出未来的重点发展方向，例如精密化、复合化、智能化、绿色化等。主要指围绕四大领域重点工艺与装备的需要。提出能支持本产业发展的重点关键技术，对选择的重点从研发基础、研发方式、产业应用时间等方向进行分析。
4 结束语
应用技术的开发推广，反映数控机床制造水平的重要技术指标，如主轴最高转速、快速移动速度、换刀速度、切削能力等参数正在向国际水平接近，一批关键技术获得重大突破，缩小了与世界先进水平的差距。
参考文献
高档数控机床的发展趋势范文第2篇
关键词：数控技术 现状 发展趋势
数控技术具有可以解决高精度复杂零件加工问题；可以为产品增强市场竞争力；改进产品质量、提高生产效率；可以降低成本、提高生产安全；可以自动编程、减轻工人负担等特点而广泛应用于装备制造业。
1 我国数控技术的现状
1.1 数控产业基地初步形成 如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂，在攻关成果和技术商品化的基础上，建立了一批数控厂家。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地，包括若干数控主机生产厂等，如州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产等。
1.2 基本掌握了现代数控技术 我国大部分技术已具备进行商品化开发的基础，掌握了数控系统、伺服驱动、专机及其配套件的基础技术，部分技术已商品化、产业化。
2 存在的问题
2.1 数控系统和功能部件发展滞后 数控系统和功能部件发展滞后已成为制约行业发展的瓶颈。国产中档数控系统国内市场占有率只有35%，而高档数控系统95%以上依靠进口。功能部件国内市场总体占有率约为30%，其中高档功能部件市场占有率更低。台湾地区品牌功能部件约占国内市场的50%，其余20%为欧盟、日本等品牌产品。据国家海关统计数据，2010年我国进口数控系统金额达18.1亿美元，机床附件（含功能部件和夹具）类产品达16.2亿美元。
2.2 高档数控机床关键技术仍有较大差距 以高速、高精、复合、智能等为特征的高档数控机床关键技术虽然已经取得明显进步，一批共性、基础技术和新产品研发也有了新的进展，但与国际先进水平相比，还存在较大差距。有些关键技术，如：高速高精运动控制技术、动态综合补偿技术、多轴联动和复合加工技术、智能化技术、高精度直驱技术、可靠性技术等尚需进一步突破，有些重大技术离产业化还有一段路程。以企业为主体、以市场为导向、产学研用相结合的研发体系尚未真正建立，行业的自主创新发展缺乏高新技术支撑。
2.3 自主开发能力薄弱，自主品牌缺乏综合竞争力 当前国内数控机床企业自主开发能力建设存在着研发基础薄弱、研发资金使用效率低、持续投入能力不足、缺乏关键性技术储备和重大技术突破、人才结构不均衡、零部件支撑能力弱、缺乏完整产业研究开发体系等问题。
3 我国数控技术的发展趋势
3.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 为缩短生产周期和提高市场竞争能力，提高产品的质量和档次，高速、高精加工技术可极大地提高效率，效率、质量是先进制造技术的主体。为此，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一，日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一。
在轿车工业领域，多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，在航空和宇航工业领域，加工的零部件多为薄壁和薄筋，要对这些筋、壁进行加工，必须保证高切削速度和切削力很小的情况下，这样这样才能使这些刚度很差，材料为铝或铝合金达到很好的切割效果。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高，机身等大型零件来替代多个零件联结方式拼装，这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年来，超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm），精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm。在可靠性方面，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，表现出非常高的可靠性。应用领域进一步扩大，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，主要是为了实现高速、高精加工。
3.2 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 智能化的内容包括在数控系统中的各个方面，21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。包括：智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修；如智能化的自动编程、智能化的人机界面等，为简化编程、简化操作方面的智能化；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，主要是为提高驱动性能及使用连接方便的智能化；如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成，这样做主要是为追求加工效率和加工质量方面的智能化。
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，形成具有鲜明个性的名牌产品。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），面向机床厂家和最终用户，形成系列化，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，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，目前数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心，除此之外，还有结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库等。
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，如日本山崎马扎克（Mazak）公司的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC）；日本大隈（Okuma）机床公司的“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场）；德国西门子（Siemens）公司的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
3.3 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两台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。
3.4 自动编程技术的应用 数控自动编程技术受到广泛关注，各国的专家学者都在潜心研究自动编程系统。数控加工是指在数控机床上按事先编制好的程序，对零件进行自动加工的一种加工工艺方法，零件加工的最终效果直接取决于数控程序编制的效率和准确率。数控编程是目前提高加工精度、表面加工质量、加工效率以及实现生产自动化最重要的一环，在制造业中应用广泛。数控编程分为手工编程和自动编程，对于那些程序量大、轨迹计算复杂的零件，根本不可能采用手工编程，即使能编制出加工程序，其低下的效率亦根本不能满足市场的需求。受飞速发展的技术革命的巨大冲击，传统的机械设计和制造方式发生了根本性的变化，产品的设计生产周期越来越短，逐渐向小批量、多品种、高精高效加工的方向发展。特别是随着计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的推广和计算机数控加工技术的广泛应用，计算机辅助自动编程势在必行。自动编程是用计算机代替编程人员完成编程工作，自动生成加工指令，解决一些人工编程难以解决的难题，充分利用计算机计算速度快而准的特点，可极大地提高编程的效率和准确率。
4 结束语
在今后的发展中，应重点攻克数控系统、功能部件的核心关键技术，增强我国高档数控机床和基础制造装备的自主创新能力，实现主机与数控系统、功能部件协同发展，重型、超重型装备与精细装备统筹部署，打造完整产业链。提高国产高档数控系统国内市场占有率，提高数控机床主机的可靠性，满足我国航天、船舶、汽车、发电设备制造等重点领域所需的高端装备。
参考文献：
[1]琚素英.我国数控技术的发展和产业战略思考[J].山西焦煤科技，2007，6.
高档数控机床的发展趋势范文第3篇
关键词：数控机床 传动结构 直线电机
直线电动机是近些年来国内外积极研究的新型电机之一。它是一种不需要中间转换装置，而能直接作直线运动的电动机械。如今，直线电机驱动技术不断的更新，已达到成熟的阶段，被广泛应用于高档数控机床，这是因为技术具有精度高、无磨损、噪音低、效率高、响应速度快、节省空间的优点，而且使机器布置更加紧凑，结构多变，易于实现高刚性，提高了机床的整体性能而倍受人们关注。随着高速加工技术的快速发展，要求越来越高的驱动和控制系统，促使直线电机驱动技术的研究力度在逐步加快。因此，本研究不仅是符合直线驱动技术向更高、更快的发展趋势，又能满足市场广大的需求，带来更大的经济效益。直线驱动机床是未来发展的必然趋势，所以我们应加紧步伐追赶。
1.直线电机在数控机床上应用的现状
为了提高生产率和提高产品的质量，高速和超高速加工技术已成为机床发展的一大趋势，直线电机具有反应灵敏，速度快，重量轻，传动系统速度可提高到40～ 50m/min以上的优势。传统的“旋转电机+滚珠丝杠”传输方式可达30m/min最高速度，加速度仅为3m/s2。直线电机驱动的工作台，它的速度比传统的传输模式快30倍，加速比是传统的传输模式的10倍，最大为10g；刚性升高了7倍；无反向工作死区是直线电机的最大特点；因其电机惯量小，所以由它构成的直线伺服系统可以达到更高的频率响应。
1993年，一台型号 HSC 240的加工中心是世界上第一台由直线电机驱动工作台的高速加工中心，由德国Z公司研发而成，其主轴转速已达到24000r/min，60m/min的进给速度更是让人惊讶，加速度则是达到的1g，当进给速度保持在20m/min时，轮廓精度可保持为0.004mm。其后，日本也成功制造出包括超高速小型加工中心、超精密镜面加工机床等[1]。
在中国，以清华大学、浙江大学、中国科学院等为代表的多家院校及研究所也一直致力于研发更快更好的直线驱动技术，通过校企联合等模式应用实践中，为此项技术在我国的应用与发展做出了不可磨灭的贡献，并取得了很大的进展。但我们也必须正视自己存在缺陷，与国际先进水平相比，当前中国的经济型机床行仍然是太多，产品技术含量不高，具有较高技术含量的高档数控机床较少，技术水平与世界先进国家还有很大的差距。因此，我们需要增加对机床基础技术和关键技术的研究工作，以赶上国际先进水平，制作出适合中国国情的高档直线电机及其控制系统和其他附属产品，以满足高端数控机床产品的需求，提高自身的综合竞争力。
2.应用难点的分析
2.1.如何防磁抗干扰
由于直线电机的磁场是敞开式的，金属粉尘、切屑粉末等各种磁性材料很容易被电机磁场吸入而干扰其正常工作，甚至损坏电机，所以要对其进行隔磁处理。此外，还需要考虑机床冷却液，油，电缆的保护，信号线屏蔽，负载扰动和系统控制。由于直线电机驱动系统省去了中间传动环节，所以电机直接承受着各种干扰力，同时，该直线电机的端部效应也为系统的控制增加了一定的难度，因此控制器必须有较强的抗干扰能力和良好的稳定性[2]。
2.2.发热问题
在工作状态下的直线电动机，由于线圈的功率损耗，将产生很多的热量，如果空间的驱动部分很小，将使电机动子温度急剧升高，而动子通常在机床导轨附近，过多的热量会导致导轨温度变化大，导致轨道变形，从而影响机床的工作精度。因此，我们必须采取有效措施来冷却，将温度控制在可接受的范围内，保证电机的正常使用。
2.3.减少磁力
目前，直线电机的定子大多数是稀土永磁体，而稀土永磁体对铁磁性材料的吸力及其强大，且对铁磁性材料有极高的磁化能力。实验结果证明，直线电机的永磁定子法向磁力为电机可以提供连续的推力的10倍，并且定子的磁力与电机动子是否通电无关。磁吸力存在于定子与动子之间及定子与安装件之间。平行的导轨是单马达装置经常使用的方式，此方法使磁吸力大部分集中在导轨上，产生更大的变形，影响数控机床的加工精度，又导致了导轨和滑块之间的压力，增大了滑动摩擦力，会影响推力的不稳定，影响机床动态性能。因此，合理降低电机的磁场力将是一个突出的问题。
3.优化直线电机在数控机床中的应用
3.1.冷却方式优化
常用水冷却措施，将液体注入直线电机动子内，液体经过动子线圈绕组旁的冷却水套迂回流出，将动子产生大量的热带走，达到冷却。在实际应用中，具体冷却参数的确定将视电机参数及其要求来确定。
3.2.加强隔磁与防护
避免直线电机的磁效应强带来不利影响，必须采取隔离磁处理。把防护罩安装在定子表面，或由直线电机磁场的折叠密封保护套完全封闭起来；也可以在驱动部分安装在内部喷气装置，从内到外喷射空气，从而达到灰尘、切屑粉末不被吸入的效果。此外，其它部件所需信号电缆及动力电缆等虽然具有屏蔽膜，仍要远离直线电机磁场区域，避免磁场给控制系统带来干扰。为了使控制系统保持稳定性，其设计必须使用闭环控制。
3.3.保证定子和动子的间距
定子动子的间距小，并且表面要求平行，当行程较远时，在加工中很难保证。因此，可在动子与移动部件间加装 10～20mm 厚垫片，不仅可以降低磁吸连接部件的动力，同时调整方便，采用配磨法进行调整，保证定子与动子间的平行及间隙。
4.小结
从机床的未来的发展方向，直线电机无论作为功能部件还是其相关技术在机床中的应用，都应重视起来。相关领域的研究应是企业或相关部门根据实际情况而定，从全局角度考虑发展直线电机及其驱动控制的机床产品，并逐步形成产业，占领高档数控机床的重要制高点。
参考文献：
[1]郭瑶瑶.机床进给系统采用永磁直线电机法向吸力的研究[J].中国机械工程，2007（10）：1174-1177.
高档数控机床的发展趋势范文第4篇
关键词：数控机床控制技术
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业普遍应用，对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。
一、数控机床的优点与缺点
(一)数控机床的优点
对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。
加工精度高，加工质量稳定。目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。
生产效率高。由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。
良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工装设计、制造费用；数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床还可实现一机多用，所以数控机床虽然价格较高，仍可获得良好的经济效益。
自动化程度高。数控机床自动化程度高，可大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。
(二)数控机床的缺点
数控机床的主要缺点如下：价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时。手工编程的工作量大。
二、数控机床的种类
数控机床的种类很多，主要分类如下：
按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。
按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类如下：点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。
按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。
按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。
三、数控机床控制技术的发展
机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前，继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代，出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制，由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善，而且减少了机械设备和占地面积，耗电少，效率局，完全取代了交磁放大机—电动机控制系统。
在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。
随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，井进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。
综上所述，机械设备控制技术的产生，并不是孤立的，而是各种技术相互渗透的结果。它代表了正在形成中的新一代的生产技术，已显示出并将越来越显示出强大的威力。
高档数控机床的发展趋势范文第5篇
【摘要】文章首先介绍了数控机床的特点，接着阐述了数控机床的种类，最后指出了数控机床控制技术的发展与数控机床控制技术的发展趋势。
【关键词】数控机床特点发展
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业普遍应用，对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。
一、数控机床的特点
对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。
加工精度高，加工质量稳定。目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。
生产效率高。由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。
良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工装设计、制造费用；数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床还可实现一机多用，所以数控机床虽然价格较高，仍可获得良好的经济效益。
自动化程度高。数控机床自动化程度高，可大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。
二、数控机床的种类
数控机床的种类很多，主要分类：
1、按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。
2、按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。
3、按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。
4、按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。
三、数控机床控制技术的发展
机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前，继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代，出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制，由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善，而且减少了机械设备和占地面积，耗电少，效率局，完全取代了交磁放大机—电动机控制系统。
在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。
随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，井进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。
