数控机床的基本组成以及发展前景 - 图文

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1、简述数控机床的基本组成部分及其基本功能。

（1）信息输入

这一部分是数控机床的信息输入通道，加工零件的程序和各种参数，数据通过输入设备送进计算机系统（数控装置）。 （2）数控装置

数控装置是由中央处理单元（CPU)，存储器，总线和相应的软件构成的专用计算机，它接收到输入信息后，经过译码，轨迹计算，插补运算和补偿运算，再给各个坐标的伺服驱动系统分配速度，位移指令。它是数控机床的核心。 （3）伺服驱动装置及检测反馈装置

伺服驱动装置又称为伺服系统，它接受计算机运算处理后分配来的信号。该信号经过调解、转换、放大以后去驱动伺服电机，带动机床的执行部件运动。 （4）机床本体

机床本体也称主机，它包括机床的主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件。 （5）机电接口

机床上除了点位，轨迹控制采用数字控制外，还有许多其他控制，如主轴的启停，电磁铁的吸合，释放，离合器的开合，电磁阀的打开与关闭等。

2、数控技术的应用现状和发展趋势。

（1）应用现状

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如机械制造技术等。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。它的主要优点可体现在：

（一） 可以解决高精度复杂零件加工问题，可以加工那些比较复杂精明零件从而完成人工无法完成的零件加工 。

（二） 可以为产品增强市场竞争力，数控加工能更好的提高产品质量从而为产品提产品在市场上的竞争力 。 （三） 改进产品质量、提高生产效率，数控加工以精密的加工及快速的加工速度来提高产品质量和生产效率。

（四） 可以降低成本、提高生产安全，数控加工高效率高质量从而为企业降低成本，全自动化加工提高了生产的安全 。

（五） 可以自动编程减轻工人负担，这种编程方法是直接面向零件的几何图形，不需进行复杂的数学计算，不需要用具体的语言描述零件的几何形状，具有直观、简便、准确和便于检查的优点。

（2）发展趋势

（一）高速、高精度、高可靠性加工技术及装备的新趋势 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。

（二）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。

（三）智能化、开放式、网络化成为当代发展的主要趋势 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。 （四）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，在制造业中有应用广泛。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

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