導(dǎo)語：如何才能寫好一篇溫控技術(shù)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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進(jìn)入新世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，勞動生產(chǎn)率也得到了顯著的提高，現(xiàn)代社會發(fā)展追求的目標(biāo)是更加高效與節(jié)能的發(fā)展模式，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率這一命題也正是在這種背景下提出的。因此，我們可以得知提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率是適應(yīng)時代潮流的產(chǎn)物，對于提高勞動生產(chǎn)率，促進(jìn)社會發(fā)展有著極其重要的意義。另一方面，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率可以降低勞動強(qiáng)度，降低成本投入，這也是響應(yīng)國家節(jié)能減排政策的具體體現(xiàn)。最后需要認(rèn)識到的是提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率對于促進(jìn)加工企業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步也有著十分重要的意義和價值。綜上所述，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率對于現(xiàn)代社會的發(fā)展有著極其重要的理論意義與現(xiàn)實價值。

2影響數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的相關(guān)因素

1）規(guī)章制度不完善。

近些年，數(shù)控機(jī)床取得了一定的發(fā)，但是針對某些方面仍然存在一定的問題，一些設(shè)備與零件仍然存在很大的問題，在實際的工作之中數(shù)控機(jī)床還沒有制定合理科學(xué)的規(guī)章制度保障數(shù)控機(jī)床的正常工作，這是影響數(shù)控機(jī)床發(fā)展最為主要的因素之一。

2）編制程序有失規(guī)范。

數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比較最為突出的有點就是增加了數(shù)字與計算機(jī)控制的部分，這就必然需要相關(guān)軟件的支撐，由此可見，軟件的編制程序?qū)τ谔岣邤?shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率也有著十分重要的理論意義與現(xiàn)實價值。程序的編制在很大程度上可以對數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率產(chǎn)生最為直接的影響。

3提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的策略

3.1軟件系統(tǒng)

1）專業(yè)操作人員。

在實際的工作之中，專業(yè)的操作人員對于提高控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率有著十分重要的作用，他們是對數(shù)控機(jī)床軟件進(jìn)行實際操作的人員，其專業(yè)能力與業(yè)務(wù)素養(yǎng)對于控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率有著直接的關(guān)系。因此，加工企業(yè)應(yīng)該充分的重視數(shù)控機(jī)床操作人員業(yè)務(wù)能力的提高。具體的實施方式有很多，其中比較重要的方式可以分為以下幾種：①加工企業(yè)應(yīng)該針對操作人員進(jìn)行定期的培訓(xùn)，不斷的提高他們的綜合素質(zhì)與業(yè)務(wù)能力，讓員工掌握相關(guān)的理論知識與注意事項；②應(yīng)該不斷引進(jìn)相關(guān)的專業(yè)人才整體提高數(shù)控機(jī)床操作人員的整體素質(zhì)，保障數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的提高。

2）進(jìn)一步規(guī)范操作流程。

與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床在的操作流程更加復(fù)雜，操作工藝相對較多。因此，在實際的工作之中，為了進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率，我們應(yīng)該嚴(yán)格的規(guī)范數(shù)控機(jī)床的操作流程，減少數(shù)控機(jī)床工作之中的冗雜流程，制度嚴(yán)格的工作步驟與檢驗步驟，真正實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床工作的科學(xué)化與規(guī)范化，以此來提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率。

3）創(chuàng)新管理模式。

數(shù)控機(jī)床有著其自身的特點，其中最為突出的特點就是需要進(jìn)行科學(xué)的管理，只有這樣才能更好的發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢，促進(jìn)加工企業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。因此，在實際的工作之中一定要注重數(shù)控機(jī)床管理模式的創(chuàng)新，對不同工藝的數(shù)控機(jī)床制定不同的管理模式，實現(xiàn)管理模式的與時俱進(jìn)，只有這樣才能更好的促進(jìn)數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的提高。

3.2硬件方面

在提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率過程中最為重要的方式就是注重硬件方面措施的采取，要充分的分析數(shù)控機(jī)床的工作特點，針對其具體的工作環(huán)境采取相應(yīng)的措施，在實際的工作中需要注意的方面很多其中比較重要的方面主要是以下幾個方面。

1）恒定的電網(wǎng)供電水平。

數(shù)控機(jī)床依靠科技技術(shù)與電腦尖端技術(shù)，對電網(wǎng)供電系統(tǒng)有著極為苛刻的限制。就目前應(yīng)用較為廣泛的數(shù)控機(jī)床來說，其裝置內(nèi)部欠壓保護(hù)裝置的報警系統(tǒng)在不穩(wěn)定的電網(wǎng)系統(tǒng)中很難維持恒定的工作狀態(tài)，要解決這個問題最直接的辦法就是根據(jù)運(yùn)行中數(shù)控機(jī)床的自身特性，有方向有策略的針對的配置交流穩(wěn)壓器，以減少高峰及低谷時段供電不穩(wěn)定對整個加工高效所產(chǎn)生的后果。

2）加強(qiáng)對設(shè)備選型的研究。

在實際的工作中，我們應(yīng)該注重加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床設(shè)備選型的研究，尤其是針對數(shù)控系統(tǒng)方面也更是需要重視。在具體的工作之中，應(yīng)該根據(jù)工作的具體環(huán)境和具體條件，結(jié)合生產(chǎn)的產(chǎn)品等因素對設(shè)備的型號進(jìn)行選擇。另外，一個加工企業(yè)購買多種控機(jī)床的過程中應(yīng)該買一個廠家出產(chǎn)額設(shè)備，方便維修，有利于工藝之間的連接，從而實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率的提高。

3）做好機(jī)床的維護(hù)和管理。

數(shù)控機(jī)床的管理與維護(hù)對于保障數(shù)控機(jī)床正常工作，提高數(shù)控機(jī)床的使用壽命有著極其重要的作用與價值。機(jī)床是對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)最為重要的方式之一，要結(jié)合機(jī)床實際的工作環(huán)境與工作狀態(tài)，對機(jī)床進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)。另外，還應(yīng)該針對不同型號的機(jī)床選擇不同的油，只有這樣才能保障機(jī)床的正常工作，提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械技術(shù)加工效率。

4結(jié)束語

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1.1數(shù)控技術(shù)的概念

數(shù)控技術(shù)，也就是通過計算機(jī)編碼的形式，實現(xiàn)同設(shè)備的對接，并且進(jìn)行自動化操作和遠(yuǎn)程運(yùn)行過程的技術(shù)。這是一個將機(jī)械化同信息化相結(jié)合的技術(shù)，可以說比較廣泛的運(yùn)用在工業(yè)生產(chǎn)的過程中。而現(xiàn)階段，由于信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，計算機(jī)的操作水平也有了飛躍性的提高，數(shù)控技術(shù)的復(fù)雜程度和精密程度也有了進(jìn)一步的增強(qiáng)，在工業(yè)生產(chǎn)實踐過程中能夠發(fā)揮作用的領(lǐng)域也越來越廣，因而能夠進(jìn)一步的在生產(chǎn)生活的過程中發(fā)揮自己的作用。

1.2數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用狀況

現(xiàn)階段的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)不僅僅是機(jī)床加工而已了，可以說從機(jī)械制造到使用方面，都可以有數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用。相對而言，自動化運(yùn)行的成果，也是由于數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生而帶來的，因而機(jī)械自動化方面，可以說是運(yùn)用比較廣泛的領(lǐng)域。就我國的現(xiàn)實情況來說，在工業(yè)生產(chǎn)方面本身已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，但就技術(shù)水平來說，還具有一定的差距。數(shù)控技術(shù)實際上也處于這樣的狀況，發(fā)展迅速但是距離高端水平尚有距離，因而在重視程度方面的加強(qiáng)，以及我國信息技術(shù)的發(fā)展，都可以說從環(huán)境方面加強(qiáng)了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展空間。

2數(shù)控技術(shù)在煤炭工業(yè)中的意義

2.1對于精度和效率的提高

應(yīng)當(dāng)說在精度方面的提高也是很明顯的，數(shù)控技術(shù)之下實現(xiàn)了機(jī)械的自動化運(yùn)作，因而實際上誤差相對于一般的人工操作就會有很大的緩解。由于自動化操作本身只是對于指令的重復(fù)執(zhí)行，基本上只會因為機(jī)械本身為誤差而出現(xiàn)問題，就精度來說，可以有效地避免人工操作失誤的狀況，對于精度也是有提升的。效率方面同樣也是如此，數(shù)控技術(shù)本身的傳導(dǎo)和操作都運(yùn)轉(zhuǎn)自如，也可以說是渾然一體，因而從煤的采集到輸送方面實際上都是完全的數(shù)字控制，對于生產(chǎn)效率來說，必然的也是大幅度地進(jìn)行了節(jié)約的功能。

2.2對于安全生產(chǎn)的促進(jìn)

安全性的提升可以說也是顯而易見的，由于數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用，使得操作人員能夠相對遠(yuǎn)離操作一線，從而使得相對有一定危險性的采煤行業(yè)在對于人員的威脅方面有顯著的下降。數(shù)控技術(shù)一般而言更加適用于露天的煤礦開采，在露天開采方面的使用也更加廣泛，因而就這方面來說，對于開采的本身危險性的降低，以及通過精密化的操作來減少運(yùn)行風(fēng)險，都可以說不可忽視[1]。即使在井下開采，數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用同樣對于及時的預(yù)警以及危險操作的替代，有著不可忽視的作用。即使需要特定人員對于數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，也并非親臨一線，靠近生產(chǎn)的最前沿，因而在環(huán)境方面也可以說有一定的安全保障。再加上自動監(jiān)測系統(tǒng)的出現(xiàn)，也進(jìn)一步使得生產(chǎn)系統(tǒng)的故障排除有了更多的依靠。

2.3對于采煤成本的節(jié)約

成本方面也可以說有相當(dāng)?shù)慕Y(jié)約。首先是人力成本方面，在機(jī)械大量使用之前可以說是典型的人力密集型產(chǎn)業(yè)需要大量的人力成本，而在機(jī)械使用之后則會對于人力成本有明顯的需求降低。而在數(shù)控技術(shù)發(fā)展普及之后，需要進(jìn)行操作的人員需求則會進(jìn)一步降低，從而更多的減少人力資源成本。而在技術(shù)成本上也可以這么說，大量的設(shè)備操作被簡化到計算機(jī)控制，可以對于機(jī)械操作方面作出很大的節(jié)約。而智能控制之下也能夠提高采煤的效率，從而減少對于原煤的篩選工作，進(jìn)一步的減少成本支出。

3數(shù)控技術(shù)在采煤生產(chǎn)中的具體實用

3.1采煤機(jī)械制造方面

在機(jī)械制造方面，可以說數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)以及大范圍的使用進(jìn)一步加強(qiáng)了采煤機(jī)械制造的效能，從而可以在重工業(yè)的源頭方面有著更進(jìn)一步的發(fā)展。就采煤行業(yè)來說，采煤機(jī)是其主要的工作機(jī)械，而數(shù)控技術(shù)運(yùn)用在機(jī)械制造方面，最主要的還是加強(qiáng)了機(jī)械本身的精密程度，并且能夠進(jìn)一步將一些需要更高精度的技術(shù)運(yùn)用在新的機(jī)械方面，從而加強(qiáng)采煤機(jī)械的效能[2]。比如說對于氣割的控制就屬于數(shù)控運(yùn)用的典型方面，通過這些方面的使用，可以說對于采煤行業(yè)本身來說，作用是不可忽視的。

3.2采煤機(jī)械運(yùn)行方面

而在采煤機(jī)械的運(yùn)用方面，可以說數(shù)控技術(shù)的使用則是更加的廣泛，通過數(shù)控技術(shù)的有效使用，可以使得采煤機(jī)械真正的實現(xiàn)系統(tǒng)化的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且完全實現(xiàn)自動化的效率使用?？梢哉f對于控制來說，最主要的幾方面包括對于數(shù)控的自動關(guān)停、以及對于采用量的控制以及傳輸?shù)囊惑w化方面都是可以看得見的。而同樣的，在數(shù)控技術(shù)的自動故障檢測方面，也可以說是大幅度的排除了安全風(fēng)險，使得效率和安全水平有了進(jìn)一步的提高。

4結(jié)語

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1報警

將供、配電系統(tǒng)中的自動化技術(shù)與移動客戶端相結(jié)合，內(nèi)嵌手機(jī)短消息報警裝置，從而能夠?qū)?、配電系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控管理，一旦出現(xiàn)問題，能夠在第一時間通知運(yùn)行人員及管理人員，對設(shè)備問題及時處理，避免電器設(shè)備發(fā)生故障。在自動化系統(tǒng)中支持各種綜合自動化監(jiān)控單元通訊接口，實現(xiàn)在線操作，獲取斷路器及隔離開關(guān)的實時狀態(tài)信息，當(dāng)狀態(tài)信息不對應(yīng)時裝置報警。

2全方位數(shù)據(jù)采集與指令管理

在集控站自動化系統(tǒng)中，各站安裝了微機(jī)保護(hù)、測控一體化設(shè)備以及其它的電子設(shè)備，采用分層式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)通信管理機(jī)與設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，而且該系統(tǒng)配置了數(shù)字錄音系統(tǒng)，能夠?qū)φ{(diào)度指令進(jìn)行存儲、記錄、錄音以及查詢，具有全方位數(shù)據(jù)采集的特點，具有良好的擴(kuò)充性與維護(hù)性。

3煉油供、配電系統(tǒng)中集控站自動化技術(shù)的應(yīng)用特點

3.1綜合操作屏操作直觀

采用嵌入式技術(shù)支撐的綜合操作屏能夠?qū)鹘y(tǒng)的常規(guī)控制屏、信號顯示屏于一體，從而在同一界面下實現(xiàn)信號顯示、遙控以及模擬操作功能，操作人員能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行有效操作，因為煉油供、配電低通需要頻繁的對設(shè)備進(jìn)行操作，采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)需要更多的人力資源。采用集控站自動化技術(shù)，能夠通過屏幕對配、供電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、模擬與操作，在可視的情況下實現(xiàn)遙控控制。

3.2確保操作唯一性

集控站自動化系統(tǒng)的建設(shè)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、后臺操作與管理，在運(yùn)行過程中，一旦進(jìn)行某項操作，必須禁止其它操作。采用集控站自動化技術(shù)，采用電子碼鑰匙進(jìn)行控制管理，能夠確保操作的唯一性，避免多箱操作引發(fā)雙系統(tǒng)錯誤。相比于傳統(tǒng)的“五防”邏輯判斷的方式實現(xiàn)閉鎖，集控站自動化技術(shù)能夠通過設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集進(jìn)行邏輯判斷，并且采用接點串連閉鎖技術(shù)，具有遙控、強(qiáng)制性閉鎖的功能，能夠確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，有效杜絕站間防誤閉鎖、雷擊等影響。

3.3預(yù)演、操作、告警圖像聯(lián)動

集控站自動化系統(tǒng)能夠?qū)b控操作進(jìn)行判斷，通過模擬或操作現(xiàn)場設(shè)備時，從而最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)功能。采用自動化系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行自動跟蹤與定位，提升培訓(xùn)的有效性，當(dāng)出現(xiàn)告警事件時，系統(tǒng)能夠調(diào)出相應(yīng)區(qū)域的參數(shù)及圖像，從而更加直觀地了解系統(tǒng)的情況。

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論文摘要：本文首先介紹了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性，而重點在于介紹如何進(jìn)行機(jī)床數(shù)控化改造，包括數(shù)控系統(tǒng)的選擇、數(shù)控改造中對主要機(jī)械部件改裝探討和機(jī)床數(shù)控改造主要步驟，并列舉了幾個數(shù)控改造的實例，最后說明了數(shù)控改造中的問題并提出了建議。

1機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的必要性

微觀上看，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性，而且些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機(jī)的威力。

由于計算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時準(zhǔn)確地計算出每個坐標(biāo)軸瞬時應(yīng)該運(yùn)動的運(yùn)動量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。

可以實現(xiàn)加工的自動化，而且柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。

由于計算機(jī)有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化。數(shù)控機(jī)床只要更換一個程序，就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動化，故被稱為實現(xiàn)了“柔性自動化”。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。

可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)時間無看管加工。由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了勞動力（一個人可以看管多臺機(jī)床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。

以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。

宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機(jī)械工業(yè)）進(jìn)行技術(shù)改造。除在制造過程中采用數(shù)控機(jī)床、FMC、FMS外，還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行MIS（管理信息系統(tǒng)）、CIMS等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強(qiáng)。而我們在信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國家約落后20年。如我國機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重（數(shù)控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達(dá)20.8％，因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說明了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性。

2如何進(jìn)行機(jī)床數(shù)控化改造

2．1數(shù)控化改造的內(nèi)容。機(jī)床與生產(chǎn)線的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點：其一是恢復(fù)原功能，對機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；其二是NC化，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床、CNC機(jī)床；其三是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新；其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

2．2數(shù)控系統(tǒng)的選擇

數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。

步進(jìn)電機(jī)拖動的開環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置主要是步進(jìn)電機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)、電液脈沖馬達(dá)等。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動執(zhí)行部件。只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率以及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運(yùn)動的位移量、速度和運(yùn)動方向。這種系統(tǒng)不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端，故稱之為開環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進(jìn)電機(jī)的角位移精度，齒輪絲杠等傳動元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。

異步電動機(jī)或直流電機(jī)拖動，光柵測量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號，隨時與給定值進(jìn)行比較，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運(yùn)動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等于零為止。閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，對環(huán)境室溫要求嚴(yán)。設(shè)計和調(diào)試都比開環(huán)系統(tǒng)難。但是可以獲得比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅(qū)動功率更大的特性指標(biāo)?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。

交/直流伺服電機(jī)拖動，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)檢測元件安裝在中間傳動件上，間接測量執(zhí)行部件的位置。它只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡單。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機(jī)作成一個整體時則無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國外著名公司的如德國SIEMENS公司、日本FANUC公司；國內(nèi)公司如中國珠峰公司、北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司、華中數(shù)控公司和沈陽高檔數(shù)控國家工程研究中心。選擇數(shù)控系統(tǒng)時主要是根據(jù)數(shù)控改造后機(jī)床要達(dá)到的各種精度、驅(qū)動電機(jī)的功率和用戶的要求。3數(shù)控改造中主要機(jī)械部件改裝探討。

一臺新的數(shù)控機(jī)床，在設(shè)計上要達(dá)到：有高的靜動態(tài)剛度；運(yùn)動副之間的摩擦系數(shù)小，傳動無間隙；功率大；便于操作和維修。機(jī)床數(shù)控改造時應(yīng)盡量達(dá)到上述要求。不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起就達(dá)到了數(shù)控機(jī)床的要求，還應(yīng)對主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。

滑動導(dǎo)軌副。對數(shù)控車床來說，導(dǎo)軌除應(yīng)具有普通車床導(dǎo)向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。同時要有足夠的剛度，以減少導(dǎo)軌變形對加工精度的影響，要有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和。

齒輪副。一般機(jī)床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度，數(shù)控機(jī)床上使用的齒輪精度等級都比普通機(jī)床高。在結(jié)構(gòu)上要能達(dá)到無間隙傳動，因而改造時，機(jī)床主要齒輪必須滿足數(shù)控機(jī)床的要求，以保證機(jī)床加工精度。

滑動絲杠與滾珠絲杠。絲杠傳動直接關(guān)系到傳動鏈精度。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動扭矩要求。被加工件精度要求不高時可采用滑動絲杠，但應(yīng)檢查原絲杠磨損情況，如螺距誤差及螺距累計誤差以及相配螺母間隙。一般情況滑動絲杠應(yīng)不低于6級，螺母間隙過大則更換螺母。采用滑動絲杠相對滾珠絲杠價格較低，但難以滿足精度較高的零件加工。

篇5

數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造業(yè)中扮演著一個重要的角色。本論文介紹了THY5940型立式加工中心設(shè)計思想和設(shè)計過程。主要敘述了數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)的傳動設(shè)計及主要傳動件滾珠絲杠及其支承的設(shè)計計算。并對進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了校驗，取得了預(yù)期的效果。

該機(jī)床適用于摩托車、汽車、輕工機(jī)械等行業(yè)提高生產(chǎn)率。不僅對刀具的位置或軌跡進(jìn)行控制，而且還具有自動換刀和補(bǔ)償功能，具有很高的強(qiáng)度，剛度和抗震性。以前采用的專用機(jī)床加工零件，雖然效率較高，但制約被加工零件的改進(jìn)。而加工中心具有柔性，從而能適應(yīng)產(chǎn)品在最短時間內(nèi)達(dá)到商品化。本加工中心的設(shè)計擬采用主機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)(包括伺服和驅(qū)動系統(tǒng))及相關(guān)配套件三部分組成。在對以前研究成果分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，按照技術(shù)要求指標(biāo)，對初步擬訂的方案進(jìn)行細(xì)化，論證，完善和總結(jié)。

加工中心的進(jìn)給系統(tǒng)承擔(dān)加工中心各直線坐標(biāo)軸的定位和切削進(jìn)給，進(jìn)給系統(tǒng)的好壞將直接影響整機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和精度指標(biāo)。設(shè)計過程中應(yīng)使進(jìn)給穩(wěn)定性和快速響應(yīng)的特性。同時，要求有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對驅(qū)動元件和機(jī)械傳動裝置的參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，使整個進(jìn)給系統(tǒng)工作時的動態(tài)特性相匹配。

THY5940型立式加工中心機(jī)床解決了單件，小批量，特別是復(fù)雜型面的零件的加工自動化問題。對于提高企業(yè)的生產(chǎn)率，提高工件的加工精度以及提高機(jī)床的使用壽命都具有十分重要的意義。

經(jīng)過研究，本論文基本取得了預(yù)期效果，完成了進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算。同時，對數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計方法的研究也取得一定的效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給系統(tǒng)；滾珠絲杠

Abstract

Numericalcontrolmachinetoolsplayanimportantroleinnowadaysmanufacturing.ThisarticleintegratethedesignmethodanddesignprocessoftheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940.Itspecifiesthedrivingdesignandimportantdrivingaccessory–ballbearingandit，sbearingoftheenteringsystemofNCmachiningcenter.Inthesameway,checkouttheenteringsystem.Wehaveachievedthemethodofintelligentdesign.

Thismachineappliestocar/motorcycleandlightindustryofengineinordertoimprovetheirproductionratio.Itisnotonlycontrolthepositionandtrackofthefalchion,butalsohasthefunctionofchangethefalchionautomaticallyandcompensates;havehighintension/Steeltonandnon-shake.Intheolddays,peopleoftenusespecialmachinetoproductaccessories.Althoughhaveahighproductionratio,hobbletheimprovingofproducingaccessories.ButNCmachiningcenterisflexible,soitcanadoptthechangedproductionandorganizeproductionandshortenregulateperiodofproductionpossibly.TheNCmachinecenterdesignadoptmain–frame\NCmachiningcentersystemandcorrelativeaccessories,onthebaseoftheformerstudyprogeny.

TheenteringsystemofNCmachiningbearsNCmachiningalllinecoordinateordinationandcuttingentering.Theadvantageanddisadvantageofenteringsystemwillinfluencethedrivingstationofthewholemachineandprecisionguideline.Intheprocessofdesign,weshouldmakesurethattheinterringsystemmeetsthestabilityandresponsequickly.Contemporary,requirereasonablecontrolsystem.Furthermore,havealogicalchoosefortheparameterofdrivingsettings.Sothewholeenteringsystemcanmatchthemachinewhenitisworking.

TheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940settletheproblemsoftheproductautomaticallyofoneaccessorysmallproductionandcomplexaccessories.Thismachinehasanimportantroleinimprovingtheproductionofenterprisetoimprovetheproductprecisionandadvancethelongevityofmachine.

Afterthisstudy,wehaverealizedtheanticipatepurpose.Wehavecompletedtheantitypeoftheintelligentdesignsystem,andwehaveachievedthemethodofintelligentdesign.

Keywords：Numericalcontroltechnology；Numericalcontrolmachinetool；Feedsystem；Ballbearingguidescrew

THY5940型立式加工中心是為汽車/摩托車/輕工機(jī)械等行業(yè)提高生產(chǎn)效率而開發(fā)的新產(chǎn)品。該機(jī)床總體布局為工作臺固定，立柱移動式。主運(yùn)動采用數(shù)字交流伺服電機(jī)拖動，可無機(jī)調(diào)速。該加工中心除針對汽車零件的加工外，還可以對其它種類的零件進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、攻絲、平面及任何曲面的加工，它是輕工機(jī)械領(lǐng)域較為理想的設(shè)備，特別適合于汽車、摩托車行業(yè)以及輕工機(jī)械行業(yè)大批量生產(chǎn)的需要。該產(chǎn)品既可單機(jī)使用，也可以通過小的改動與柔性生產(chǎn)線聯(lián)機(jī)使用。因此，產(chǎn)品使用范圍廣。

根據(jù)加工特點及提高生產(chǎn)率的要求，采用加工和裝夾同時進(jìn)行。使工作臺的一側(cè)為加工區(qū)，另一側(cè)為卸載區(qū)。加工時工作臺固定，加工完工作后，只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，代替交換工作臺的功能。機(jī)床的三個移動坐標(biāo)(X、Y、Z)均由主軸實現(xiàn)。主軸箱側(cè)掛于立柱上，并實現(xiàn)Z向進(jìn)給。立柱在滑座上移動實現(xiàn)Y向進(jìn)給。滑座在床身上移動實現(xiàn)X向進(jìn)給。在工作臺兩側(cè)設(shè)有螺旋排屑槽，將切屑排至機(jī)床的后面，在通過鏈?zhǔn)脚判计?與冷卻水箱一體)傳至切屑集中處。整機(jī)設(shè)有防護(hù)間，電器柜在防護(hù)間一側(cè)便于操作，液壓站安置在電器柜后面，從整體上設(shè)計較為合理。

目前我國數(shù)控機(jī)床的數(shù)量和品種，尚不能完全滿足國內(nèi)市場需求，自2000年以來，我國數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量以平均37%的速度增長，2003年國產(chǎn)數(shù)控金屬切削機(jī)床年產(chǎn)量達(dá)到36000多臺。但由于進(jìn)口機(jī)床的大量涌入，國產(chǎn)金切數(shù)控機(jī)床在國內(nèi)市場的占有率明顯下降。2003年我國國內(nèi)機(jī)床總消費為67.3億美元，其中進(jìn)口機(jī)床41.3億美元，已連續(xù)三年成為世界最大的機(jī)床進(jìn)口國。進(jìn)口依存率113%，國內(nèi)市場自我滿足率僅為44%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于日本的86%，意大利的67%和德國的59%，可以說已威脅到我國機(jī)械制造基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的安全。同時僅2003年1年，就有德國吉特邁集團(tuán)，日本牧野銑床，日本豐田工，意大利利雅路集團(tuán)及韓國大宇機(jī)床等在我國開辦獨資企業(yè)。在開拓國際市場的同時，中國機(jī)床企業(yè)在國內(nèi)卻面臨著越來越嚴(yán)峻的競爭形式。2004年我國機(jī)床進(jìn)口突破了55億美元大關(guān)。[1]

分析表明，中國機(jī)床市場目前仍分為中低端和高端兩個領(lǐng)域。眾多中國企業(yè)，通常是國有企業(yè)占據(jù)低端市場，“低端混戰(zhàn)“愈演愈烈，但高端市場則主要由外國制造商，特別是被歐洲，日本的制造商壟斷。我國汽車，航空和航天，發(fā)電，船舶，特別是軍工等行業(yè)急需的高技術(shù)數(shù)控機(jī)床75%甚至100%依賴進(jìn)口。部分高檔數(shù)控機(jī)床仍然被作為戰(zhàn)略物資在國際市場上受到禁運(yùn)限制。

但如今這一切正發(fā)生改變，新產(chǎn)品開發(fā)有了很大突破，技術(shù)含量高的產(chǎn)品山主導(dǎo)地位。沈陽機(jī)床集團(tuán)機(jī)床股份有限公司中捷友誼)為上海磁懸浮快速列車線生產(chǎn)的s臺數(shù)控銼銑床組成的軌道梁生產(chǎn)線就是一個例子。數(shù)控機(jī)床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品通過政府的支持有了突破和快速發(fā)展，如北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺;煙臺第_機(jī)床附件)開發(fā)為數(shù)控機(jī)床配套的多種動力卡盤和過濾排屑裝置。我國機(jī)床市場正形成以數(shù)控機(jī)床為主流的消費，但我國在數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化方面與國外仍然有很大差別。

本機(jī)床為THY5940型立式銑鏜加工中心，產(chǎn)品規(guī)格為400*630*2。

技術(shù)參數(shù)

項目單位規(guī)格

型號THY5940

工作臺尺寸mm400x630x2

承重kg500

立柱橫向行程Xmm600

立柱縱向行程Ymm400

主軸箱垂直行程Zmm600

工作臺回轉(zhuǎn)C0°\180°

主軸錐孔ISO7:24No.40

主軸轉(zhuǎn)速r/min45-6000

主軸最大扭矩N.m

180

主電機(jī)功率kw7

主軸中心到立柱導(dǎo)軌面距離mm530

主軸端面到工作臺面最小距離mm210

切削進(jìn)給X、Y、ZMm/min1-10000

快速移動X/Y/Zm/min24/24/15

刀庫容量把16

定位精度X、Y、Zmm±0.005

重復(fù)定位精度X、Y、Zmm±0.003

機(jī)床重量kg10000

機(jī)床外形尺寸(長x寬x高)mm2760x2850x2725

目錄

摘要I

ABSTRACTII

第1章引言1

第2章THY5940簡介4

2.1機(jī)床的設(shè)計參數(shù)4

2.2機(jī)床坐標(biāo)與進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)5

第3章進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算6

3.1數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)6

3.1.1進(jìn)給傳動系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)6

3.1.2設(shè)計傳動系統(tǒng)時應(yīng)注意的問題7

3.1.3傳動過程中的關(guān)鍵元件8

3.2滾珠絲杠的選擇9

3.3絲杠拖動電機(jī)的確定9

3.3.1絲杠的轉(zhuǎn)動慣量J9

3.3.2電機(jī)的選擇10

3.4剛度計算11

第4章滾珠絲杠副的校驗與進(jìn)給系統(tǒng)誤差分析13

4.1機(jī)床定位精度與絲杠精度13

4.2滾珠絲杠的疲勞強(qiáng)度13

4.3死區(qū)誤差的分析14

4.4由傳動剛度的變化引起的定位誤差14

第5章機(jī)床的總體設(shè)計思路16

5.1主軸箱平衡和主軸箱拖動16

5.2滑座及立柱拖動16

5.3床身及滑座拖動16

5.4機(jī)床的防護(hù)系統(tǒng)17

結(jié)論18

篇6

本文作者研究的主要是數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)，這類主傳動系統(tǒng)的設(shè)計可用于對普通車床的改造，以適應(yīng)當(dāng)前我國機(jī)床工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

本文作者完成的設(shè)計主要包括根據(jù)一些原始數(shù)據(jù)（其中包括機(jī)床的類型、規(guī)格等）結(jié)合實際條件和情況對車床一些參數(shù)進(jìn)行擬定，再根據(jù)擬定的參數(shù)，進(jìn)行傳動方案的比較，確定傳動方案。然后計算各傳動副的傳動比及齒輪齒數(shù)，再估算齒輪的模數(shù)和各軸的軸徑，并對齒輪和軸的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行校核。除此之外，還要對箱體內(nèi)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，一些零件的選型，如電磁離合器的選擇等，從而完成對整個主傳動系統(tǒng)的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計

Abstract

Whatauthorofthistextstudynumericalcontrolmaintransmissionoflathemainly,themaindesignoftransmissioncanusefortoordinarytransformationoflathe,Inordertoadapttothecurrentsituationofthepresentindustrialdevelopmentoflatheofourcountry,havecertaineconomicbenefitsandsocialbenefit.

Thedesignthattheauthorofthistextfinishedincludesaccordingtosomeinitialdatamainly(type,specificationofincludingthelathe,etc.)Combineactualconditionandsituationdrafttosomeparametersoflathe,andthenaccordingtotheparameterdrafted,Carryonthecomparisonofthetransmissionscheme,confirmthetransmissionscheme.Itthencan''''tcalculateeverytransmissiontransmissionofthepacksthanandgearwheeltoothcount,estimatemodulusandtheeveryaxlefoot-pathsofaxleofgearwheelmore,Andchecktheintensity,rigidityofgearwheelandaxle.Inaddition,willdesignthemainstructureinthebodyofthecase,theselectingtypesofsomeparts,Electromagneticchoiceofclutch,etc.,finishtowholemaindesignoftransmissionforinstance.

Keywords：NCmachinetool;maindrivingsystem;design

這次畢業(yè)設(shè)計中,我所從事設(shè)計的課題是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床主傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計。此類數(shù)控車床屬于經(jīng)濟(jì)型中檔精度機(jī)床，這類機(jī)床的傳動要求采用手動與電控雙操縱方式，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)電控變速?？傮w的設(shè)計方案就是對傳動方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對箱體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，包括軸和齒輪的設(shè)計、校核等。

為什么要設(shè)計此類數(shù)控車床呢？因為隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國制造業(yè)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了許多私營企業(yè)，這些企業(yè)的規(guī)模普遍不大，沒有太多的資本。一些全功能數(shù)控系統(tǒng)，其功能雖然豐富，但成本高，對于這些中小型企業(yè)來說購置困難，但是中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，希望對原有機(jī)床進(jìn)行改造，進(jìn)行數(shù)控化、自動化，以提高生產(chǎn)效率。我國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是機(jī)床擁有量大、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，突出的任務(wù)就是用較少的資金迅速改變機(jī)械工業(yè)落后的生產(chǎn)面貌，使之盡可能提高自動化程度，保證加工質(zhì)量，減輕勞動強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益。我國是擁有300多萬臺機(jī)床的國家，而這些機(jī)床又大量是多年累積生產(chǎn)的通用機(jī)床，自動化程度低，要想在近幾年內(nèi)用自動和精密設(shè)備更新現(xiàn)有機(jī)床，不論是資金還是我國機(jī)床廠的能力都是辦不到的。因此，普通機(jī)床的數(shù)控改造，大有可為。它適合我國的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國設(shè)備技術(shù)改造主要方法之一。目前，我國經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展迅速，研制了幾十種簡易數(shù)控系統(tǒng)，有力地促進(jìn)了我國數(shù)控事業(yè)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實的生產(chǎn)實際，我國的國情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能地降低價格。

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床有許多優(yōu)點。1）其降格便宜，且性能價格比適中，與進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床相比，前者只需一萬元左右，后者則需十萬甚至幾十萬元。因此，它特別適合于改造在設(shè)備中占有較大比重的普通車床，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。從提高資本效率出發(fā)，改造閑置設(shè)備，能發(fā)揮機(jī)床的原有功能和改造后的新增功能，提高機(jī)床的使用價值。2）適用于多品種、中小批量產(chǎn)品的適應(yīng)性強(qiáng)。在普通車床上加工的產(chǎn)品，大都可在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上進(jìn)行。加工不同零件，只要改變加工程序，很快適應(yīng)和達(dá)到批量生產(chǎn)的要求。3）相對于普通車床，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床能提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品損失。數(shù)控有較高的加工精度，加工出的產(chǎn)品尺寸一致性好，合格率高。4）采用數(shù)控車床，能解決復(fù)雜的加工精度，還能節(jié)約大量工裝費用，降低生產(chǎn)成本。5）采用此類車床，還能減輕工人勞動強(qiáng)度將工人從緊張、繁重的體力勞動中解脫出來。6）可以提高工人素質(zhì)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)擴(kuò)大了工人的視野，帶動了學(xué)習(xí)微電子技術(shù)的熱潮，為工人由“體力型”向“智力型”過渡創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了工廠的技術(shù)進(jìn)步。7）增強(qiáng)了企業(yè)應(yīng)變能力，為提高企業(yè)競爭能力創(chuàng)造了條件。企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控設(shè)備對設(shè)備進(jìn)行改造后，提高了加工精度和批量生產(chǎn)的能力，同時又保持“萬能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設(shè)備自身對產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的應(yīng)變能力，增強(qiáng)企業(yè)的競爭能力。

本設(shè)計中的數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)的特點就是主電機(jī)采用雙速電機(jī)，這樣可以簡化箱體內(nèi)的結(jié)構(gòu)。操縱方式并非是完全數(shù)控，而是采用采用手動與電控雙操縱方式，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)電控變速。本設(shè)計就是對在我國應(yīng)用非常廣泛的C6型數(shù)控車床進(jìn)行的改造，具有廣泛的適應(yīng)性。C6型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會擁有量大的普通車床。實踐證明，把這種車床改造為數(shù)控車床，已經(jīng)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

總體的設(shè)計方案就是對傳動方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對箱體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，包括軸和齒輪的設(shè)計、校核等。設(shè)計時一要注意設(shè)計的科學(xué)性和條理性，另一點就是要注意和實際的結(jié)合。設(shè)計的依據(jù)主要是以經(jīng)驗或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)(經(jīng)驗)設(shè)計方法。作為一名尚未畢業(yè)的大學(xué)生，經(jīng)驗自然是我們所欠缺的，所以除了老師的指導(dǎo)，最主要的就是借鑒書上的設(shè)計方法。書上雖然不會有完全相同的示例，但一些其他類型的主軸箱設(shè)計方法在這個課題上同樣適用，適用也只是大體上的適用，具體到一些細(xì)節(jié)的設(shè)計就需我們自己查設(shè)計手冊了。比如說其中涉及到電磁離合器的設(shè)計就需自己解決。雖然我們很缺乏設(shè)計的經(jīng)驗，但還應(yīng)處處從實際出發(fā)。從大處講，聯(lián)系實際是指在進(jìn)行機(jī)床工藝可能性的分析、參數(shù)擬定和方案確定中，既要了解當(dāng)今的先進(jìn)生產(chǎn)水平和可能趨勢，更應(yīng)了解我國實際生產(chǎn)水平，使設(shè)計的機(jī)床、機(jī)器在四化建設(shè)中發(fā)揮最佳的效益。從小處講，指對設(shè)計的機(jī)床零部件的制造、裝配和維修要進(jìn)行認(rèn)真的、切實的考慮和分析，對推薦的設(shè)計數(shù)據(jù)和資料要結(jié)合實際情況進(jìn)行取舍。通過設(shè)計實踐，了解和掌握結(jié)合實際、綜合思考的設(shè)計方法。

總體設(shè)計方案擬定

1．1擬定主運(yùn)動參數(shù)

機(jī)床設(shè)計的初始，首先需要確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)，影響到產(chǎn)品是否能滿足所需要的功能要求。根據(jù)擬定的參數(shù)、規(guī)格和其他特點，了解典型工藝的切削用量，了解極限轉(zhuǎn)速、和級數(shù)Z、主傳動電機(jī)功率N。

1．2運(yùn)動設(shè)計

根據(jù)擬定的參數(shù)，通過結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的分析，確定傳動結(jié)構(gòu)方案和傳動系統(tǒng)圖。傳動方案有多種，傳動型式更是式樣眾多，比如：傳動型式上有集中傳動的主軸變速箱。分離傳動的主軸箱與變速箱；擴(kuò)大變速范圍可以用增加傳動組數(shù)，也可用背輪機(jī)構(gòu)、分支傳動等型式；變速型式上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。然后計算各傳動比及齒輪的齒數(shù)。

1．3動力計算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計

估算齒輪模數(shù)m和軸頸d，選擇和計算離合器。

將各傳動件及其它零件在展開圖和剖面圖上做初步的安排、布置和設(shè)計。

1．4軸和齒輪的驗算

在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對一根傳動軸和齒輪的剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核。

1．5主軸變速箱裝配設(shè)計

主軸變速箱裝配圖是以結(jié)構(gòu)草圖為“底稿”，進(jìn)行設(shè)計和繪制的。圖上各零部件要表達(dá)清楚，并標(biāo)明尺寸和配合。

目錄

0引言1

1總體設(shè)計方案擬定3

1．1擬定主運(yùn)動參數(shù)(、、Z)3

1．2運(yùn)動設(shè)計3

1．3動力計算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計3

1．4軸和齒輪的驗算3

1．5主軸變速箱裝配設(shè)計3

2參數(shù)擬定4

2.1車床主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)4

2.2各級轉(zhuǎn)速的確定4

3．運(yùn)動設(shè)計5

3．1主擬定傳動方案5

3．2傳動方案的比較5

3．2．1采用單速電機(jī)5

3．2．2采用雙速電機(jī)6

3．3各級傳動比的計算7

3．4各軸轉(zhuǎn)速的確定方法9

3．4．1Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速9

3．4．2中間傳動軸的轉(zhuǎn)速9

3．5轉(zhuǎn)速圖擬定10

4動力計算11

4.1齒輪的計算11

4.1.1確定齒輪齒數(shù)和模數(shù)（查表法）11

4．1.2確定齒輪的齒數(shù)和模數(shù)（計算法）并校核12

4．1.3齒輪的精度設(shè)計；15

4.2電磁離合器的選擇和使用19

5軸的設(shè)計和驗算21

5.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計21

5.2軸的強(qiáng)度校核(以Ⅰ軸為例)21

5.2.1選擇軸的材料22

5.2.2初估軸徑22

5.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計22

5．2.4軸的受力分析23

5.3軸的剛度校核(以Ⅰ軸為例)25

6主軸變速箱的裝配設(shè)計28

6.1箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點28

6.2設(shè)計的方法(以軸的布置為例)28

7結(jié)論31

致謝32

參考文獻(xiàn)33

附件清單34

附件清單

1數(shù)控車床總裝圖CK-000A3一張

2主傳動系統(tǒng)裝配圖CK-001A0一張

3內(nèi)隔套零件圖CK-101A4一張

4齒輪零件圖CK-102A3一張

5齒輪零件圖CK-103A3一張

6齒輪零件圖CK-108A3一張

7擋油環(huán)零件圖CK-114A4一張

8擋油環(huán)零件圖CK-115A3一張

9主軸零件圖CK-116A1一張

10軸承透蓋零件圖CK-117A3一張

11齒輪零件圖CK-118A3一張

12齒輪零件圖CK-120A3一張

13Ⅰ軸零件圖CK-121A3一張

14內(nèi)隔套零件圖CK-122A4一張

15內(nèi)隔套零件圖CK-123A4一張

16帶輪零件圖CK-124A3一張

17軸承透蓋零件圖CK-125A4一張

18外隔套零件圖CK-126A4一張

19齒輪零件圖CK-127A4一張

20內(nèi)隔套零件圖CK-129A4一張

21齒輪零件圖CK-131A3一張

22內(nèi)隔套零件圖CK-132A4一張

23齒輪零件圖CK-133A3一張

24外隔套零件圖CK-134A4一張

25內(nèi)隔套零件圖CK-135A4一張

26床頭箱零件圖CK-139A0一張

27端蓋零件圖CK-140A4一張

28外隔套零件圖CK-143A4一張

29軸承透蓋零件圖CK-146A3一張

30傳動鍵零件圖CK-147A4一張

31卡口墊零件圖CK-148A3一張

篇7

關(guān)鍵詞：伺服驅(qū)動技術(shù)，直線電機(jī)，可編程計算機(jī)控制器，運(yùn)動控制

1引言

信息時代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動力設(shè)備相結(jié)合，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

隨著計算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注，它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時，運(yùn)動控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個廠家相繼推出運(yùn)動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)（LinearMotorDriving）、可編程序計算機(jī)控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運(yùn)動控制卡（MotionControllingBoard）等幾項具有代表性的新技術(shù)。

2全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)

在一些定位精度或動態(tài)響應(yīng)要求比較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品中，交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流，而且調(diào)試、使用十分簡單，因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號處理器（DigitalSignalProcessor,DSP），可以對電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣，在驅(qū)動器和電機(jī)之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并充分發(fā)揮DSP的高速運(yùn)算能力，自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，甚至可以跟蹤負(fù)載變化，實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益；有的驅(qū)動器還具有快速傅立葉變換（FFT）的功能，測算出設(shè)備的機(jī)械共振點，并通過陷波濾波方式消除機(jī)械共振。

一般情況下，這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，即伺服電機(jī)上的編碼器反饋既作速度環(huán)，也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補(bǔ)償。為了獲得更高的控制精度，應(yīng)在最終的運(yùn)動部分安裝高精度的檢測元件（如：光柵尺、光電編碼器等），即實現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是：伺服系統(tǒng)只接受速度指令，完成速度環(huán)的控制，位置環(huán)的控制由上位控制器來完成（大多數(shù)全閉環(huán)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣）。這樣大大增加了上位控制器的難度，也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，使得高精度自動化設(shè)備的實現(xiàn)更為容易。其控制原理如圖1所示。

該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，伺服驅(qū)動器可以直接采樣裝在最后一級機(jī)械運(yùn)動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等)，作為位置環(huán)，而電機(jī)上的編碼器反饋此時僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動上存在的間隙（如齒輪間隙、絲杠間隙等），補(bǔ)償機(jī)械傳動件的制造誤差（如絲杠螺距誤差等），實現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能，獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動器來完成，無需增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，因而越來越多的行業(yè)在其自動化設(shè)備的改造和研制中，開始采用這種伺服系統(tǒng)。

3直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)

直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，近幾年來已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起"直線電機(jī)熱"。

在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動機(jī)直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺（拖板）之間的機(jī)械傳動環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動鏈的長度縮短為零，因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式，帶來了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點。

1.高速響應(yīng)由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的機(jī)械傳動件（如絲杠等），使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。

2.精度直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差，減少了插補(bǔ)運(yùn)動時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機(jī)床的定位精度。

3.動剛度高由于"直接驅(qū)動"，避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動滯后現(xiàn)象，同時也提高了其傳動剛度。

4.速度快、加減速過程短由于直線電動機(jī)最早主要用于磁懸浮列車（時速可達(dá)500Km/h），所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動中，要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個速度（要求達(dá)60～100M/min或更高）當(dāng)然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短。以實現(xiàn)起動時瞬間達(dá)到高速，高速運(yùn)行時又能瞬間準(zhǔn)停?？色@得較高的加速度，一般可達(dá)2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1～0.5g。

5.行程長度不受限制在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機(jī)，就可以無限延長其行程長度。

6.運(yùn)動動安靜、噪音低由于取消了傳動絲杠等部件的機(jī)械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機(jī)械接觸），其運(yùn)動時噪音將大大降低。

7.效率高由于無中間傳動環(huán)節(jié)，消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗，傳動效率大大提高。

直線傳動電機(jī)的發(fā)展也越來越快，在運(yùn)動控制行業(yè)中倍受重視。在國外工業(yè)運(yùn)動控制相對發(fā)達(dá)的國家已開始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品，其中美國科爾摩根公司（Kollmorgen）的PLATINNMDDL系列直線電機(jī)和SERVOSTARCD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng)，它能提供很高的動態(tài)響應(yīng)速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運(yùn)動；德國西門子公司、日本三井精機(jī)公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機(jī)。

4可編程計算機(jī)控制器技術(shù)

自20世紀(jì)60年代末美國第一臺可編程序控制器（ProgrammingLogicalController，PLC）問世以來，PLC控制技術(shù)已走過了30年的發(fā)展歷程，尤其是隨著近代計算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，它已在軟硬件技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)走出了當(dāng)初的"順序控制"的雛形階段?？删幊逃嬎銠C(jī)控制器（PCC）就是代表這一發(fā)展趨勢的新一代可編程控制器。

與傳統(tǒng)的PLC相比較，PCC最大的特點在于它類似于大型計算機(jī)的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運(yùn)算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小，這一結(jié)果無疑是同I/O通道中高實時性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問題，它采用分時多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺，這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長短無關(guān)，而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此，它將應(yīng)用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開來，滿足了實時控制的要求。當(dāng)然，這種控制周期可以在CPU運(yùn)算能力允許的前提下，按照用戶的實際要求，任意修改。

基于這樣的操作系統(tǒng)，PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成，給工程項目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求，如運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)采集、報警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通信控制等，分別編制出控制程序模塊（任務(wù)），這些模塊既獨立運(yùn)行，數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián)，這些模塊經(jīng)過分步驟的獨立編制和調(diào)試之后，可一同下載至PCC的CPU中，在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運(yùn)行，共同實現(xiàn)項目的控制要求。

PCC在工業(yè)控制中強(qiáng)大的功能優(yōu)勢，體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計算機(jī)及DCS（分布式工業(yè)控制系統(tǒng)）技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流，雖然這還是一項較為年輕的技術(shù)，但在其越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域中，它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

5運(yùn)動控制卡

運(yùn)動控制卡是一種基于工業(yè)PC機(jī)、用于各種運(yùn)動控制場合（包括位移、速度、加速度等）的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因為：（1）為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求；（2）在各種工業(yè)設(shè)備（如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等）、國防裝備（如跟蹤定位系統(tǒng)等）、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個運(yùn)動控制模塊的硬件平臺；（3）PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用，也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機(jī)的強(qiáng)大功能。

運(yùn)動控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動控制核心，大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地，運(yùn)動控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等）。運(yùn)動控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運(yùn)動控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動化的各個領(lǐng)域。

這種運(yùn)動控制模式在國外自動化設(shè)備的控制系統(tǒng)中比較流行，運(yùn)動控制卡也形成了一個獨立的專門行業(yè)，具有代表性的產(chǎn)品有美國的PMAC、PARKER等運(yùn)動控制卡。在國內(nèi)相應(yīng)的產(chǎn)品也已出現(xiàn)，如成都步進(jìn)機(jī)電有限公司的DMC300系列卡已成功地應(yīng)用于數(shù)控打孔機(jī)、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設(shè)備上。

篇8

20世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計算機(jī)的出現(xiàn)，給自動化技術(shù)帶來了新的概念，用數(shù)字化信號對機(jī)床運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制，推動了機(jī)床自動化的發(fā)展。

采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安的一個小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實現(xiàn)的。他們在制造飛機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動機(jī)翼時，利用全數(shù)字電子計算機(jī)對機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到±0.0381mm（±0.0015in），達(dá)到了當(dāng)時的最高水平。

1952年，麻省理工學(xué)院在一臺立式銑床上，裝上了一套試驗性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實現(xiàn)了同時控制三軸的運(yùn)動。這臺數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺數(shù)控機(jī)床。

這臺機(jī)床是一臺試驗性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產(chǎn)出來。

在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因為數(shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。

然而，由于當(dāng)時的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。

到了1960年以后，點位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因為點位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計資料表明，到1966年實際使用的約6000臺數(shù)控機(jī)床中，85%是點位控制的機(jī)床。

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來的。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動選擇刀具，并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上，對工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。

1967年，英國首先把幾臺數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。1974年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡稱為CNC機(jī)床），進(jìn)一步推動了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。

80年代，國際上出現(xiàn)了1～4臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動裝卸和監(jiān)控檢驗裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。這種單元投資少，見效快，既可單獨長時間少人看管運(yùn)行，也可集成到FMS或更高級的集成制造系統(tǒng)中使用。

目前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。

所以機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動化的基礎(chǔ)技術(shù)。

那什么是車床呢？據(jù)資料所載，所謂車床，是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。

古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年，英國機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。

為了提高機(jī)械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床；20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨電機(jī)驅(qū)動的帶有齒輪變速箱的車床。

第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各種高效自動車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時，多刀車床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。

車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。

普通車床的加工對象廣，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍大，能加工工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產(chǎn)效率低，適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。

轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產(chǎn)。

自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工，能自動上下料，重復(fù)加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。

多刀半自動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)率比普通車床提高3～5倍。

仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動完成工件的加工循環(huán)，適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率比普通車床高10～15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型

立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺上，刀架在橫粱或立柱上移動。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。

鏟齒車床在車削的同時，刀架周期地作徑向往復(fù)運(yùn)動，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨電動機(jī)驅(qū)動的小砂輪鏟磨齒面。

專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯(lián)合車床主要用于車削加工，但附加一些特殊部件和附件后，還可進(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機(jī)多能”的特點，適用于工程車、船舶或移動修理站

看機(jī)床的水平主要看金屬切削機(jī)床，其他機(jī)床技術(shù)和復(fù)雜性不高，就是近幾年很流行的電加工機(jī)床，也只是方法的改變，沒什么復(fù)雜性和科技含量。

我國的數(shù)控磨床水平不錯，每年都有大量出口，因為它簡單，基本屬于勞動密集型。

金屬加工主要是去除材料，得到想得到的金屬形狀。去除材料，主要靠車和銑，車床發(fā)展為數(shù)控車床，銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機(jī)床，可以讓復(fù)雜零件在精度和形狀上一次到位，例如，飛機(jī)上的一個復(fù)雜零件，以前由很多種工人：車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個月干，其中還有報廢的，最新的復(fù)合數(shù)控機(jī)床幾天甚至幾個小時就全干好了，而且精度比你設(shè)計的還高。零件精度高就意味著壽命長，可靠性好。

由普通發(fā)展到數(shù)控，一個人頂原來的十個，在精度上，更是沒法說，適應(yīng)性上，零件變了，換個程序就行。把人的因素也降為最低，以前在工廠，誰要時會車渦輪、蝸桿，沒個10年8年的不行，要是誰掌握了，那牛得很?，F(xiàn)在用數(shù)控設(shè)備，只要你會編程，把參數(shù)輸進(jìn)去就可以了，很簡單，剛畢業(yè)的技校學(xué)生都會，而且批量的產(chǎn)品質(zhì)量也有保證。

自美國在50年代末搞出世界一臺數(shù)控車床后，機(jī)床制造業(yè)就進(jìn)入了數(shù)控時代，中國在六十年代也搞出了第一代數(shù)控機(jī)床，但后來中國進(jìn)入了什么年代，大家都知道。等80年代我們再去看世界的數(shù)控機(jī)床水平，差距就是20年了，其實奮起直追還有希望，但國營工廠不思進(jìn)取，到了90年代，我們再去看世界水平，已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯(lián)的路子，什么叫蘇聯(lián)的路子，舉個例子來講：比如，生產(chǎn)一根軸，蘇聯(lián)的方式是建一個專用生產(chǎn)線，用多臺專用機(jī)床，好處是批量很容易上去，但一旦這根軸的參數(shù)發(fā)生了變化，這條線就報廢了，生產(chǎn)人員也就沒事做了。在1960－1980年代，國營工廠一個產(chǎn)品生產(chǎn)幾十年不變樣。到了1980年代后，當(dāng)時搞商品經(jīng)濟(jì)，這些廠不能迅速適應(yīng)市場，經(jīng)營就困難了，到了90年代就大量破產(chǎn)，大量職工下崗?，F(xiàn)代的生產(chǎn)也有大批量生產(chǎn)，但主要是單件小批量，不管是那種，只要你的設(shè)備是數(shù)控的，適應(yīng)起來就快。專業(yè)機(jī)床的路子已經(jīng)到頭了，;西方走的路和前蘇聯(lián)不一樣，當(dāng)年的“東芝”事件，就是日本東芝賣給蘇聯(lián)了幾臺五軸聯(lián)動的數(shù)控銑床，讓蘇聯(lián)在潛艇的推進(jìn)螺旋槳上的制造，上了一個檔次，讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了，所以美國要懲處東芝公司。由此也可見，前蘇聯(lián)的機(jī)床制造業(yè)也落后了，他們落后，我們就更不用說了。雖然，美國搞出了世界第一臺數(shù)控機(jī)床，但數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，還是要數(shù)德國。德國本來在機(jī)械方面就是世界第一，數(shù)控機(jī)床無非就是搞機(jī)電一體化，機(jī)械方面德國已沒問題，剩下的就是電子系統(tǒng)方面，德國的電子系統(tǒng)工業(yè)本來就強(qiáng)大，所以在上世紀(jì)六、七十年代，德國就執(zhí)機(jī)床界的牛耳了。

但日本人的強(qiáng)項就是仿造，從上世紀(jì)70年代起，日本大量從德國引進(jìn)技術(shù)，消化后大量仿造，經(jīng)過努力，日本在90年代起，就超越了德國，成為世界第一大數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國，直到現(xiàn)在還是。他們在機(jī)床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在機(jī)床復(fù)合（一機(jī)多種功能）化方面，是世界第一。數(shù)控機(jī)床的核心就在數(shù)控系統(tǒng)方面，日本目前在系統(tǒng)方面也排世界第一，主要是它的發(fā)拿科公司。第一代的系統(tǒng)用步進(jìn)電機(jī)，我們現(xiàn)在也能造，第二代用交流伺服電機(jī)?，F(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)的核心就是交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)內(nèi)的邏輯控制軟件，交流伺服電機(jī)我們國家目前還沒有誰能制造，這是一個光學(xué)、機(jī)械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機(jī)床的各軸運(yùn)動，而這些軸是用伺服電機(jī)驅(qū)動的，一般的系統(tǒng)能同時控制3軸，高級系統(tǒng)能控制五軸，能控5軸的，五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統(tǒng)，但“做秀”的成份多，還沒實用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機(jī)床，100％進(jìn)口。

機(jī)床是一個國家制造業(yè)水平高低的象征，其核心就是數(shù)控系統(tǒng)。我們目前不要說系統(tǒng)，就是國內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點的數(shù)控機(jī)床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進(jìn)口的，主要是買日本的，我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內(nèi)的各大機(jī)床廠，數(shù)控系統(tǒng)100％外購，各廠家一般都買日本發(fā)那科、三菱的系統(tǒng)，占80％以上，也有德國西門子的系統(tǒng)，但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng)，我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠，西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進(jìn)了不少，價格方面還是略高。德國人很不重視中國，所以他們的系統(tǒng)漢語化最近才有，不像日本，老早就有漢語化版的。

就國產(chǎn)高級數(shù)控機(jī)床而言，其利潤的主體是被外國人拿走了，中國只是掙了一個辛苦錢。美國為什么沒有能成為數(shù)控機(jī)床制造大國呢？這個和他們當(dāng)時制定產(chǎn)業(yè)政策的人有關(guān)，再加上當(dāng)時美國的勞動力貴，買比制造劃算。機(jī)床屬于投資大，見效慢，回報率底的產(chǎn)業(yè)，而且需要技術(shù)積累。不太附和美國情況。但后來美國發(fā)現(xiàn)，機(jī)床屬于戰(zhàn)略物資，沒有它，飛機(jī)、大炮、坦克、軍艦的制造都有問題，所以他們重新制定政策，扶植了一些機(jī)床廠，規(guī)定了一些單位只能買國產(chǎn)設(shè)備，就是貴也得買，這就為美國保留了一些數(shù)控機(jī)床行業(yè)。美國機(jī)床在世界上沒有什么競爭力。

歐洲的機(jī)床，除德國外，瑞士的也很好，要說超高精密機(jī)床，瑞士的相當(dāng)好，但價格也是天價。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流，中國很少買他們的機(jī)床。西班牙為了讓中國進(jìn)口他們的機(jī)床，不惜貸款給中國，但買的人也很少??借錢總是要還的。

韓國、臺灣的數(shù)控機(jī)床制造能力比大陸地區(qū)略強(qiáng)，不過水平差不多。他們也是在上世紀(jì)90年代引進(jìn)日本技術(shù)發(fā)展的。韓國應(yīng)該好一點，它有自己制造的、已經(jīng)商業(yè)化了的數(shù)控系統(tǒng)，但進(jìn)口到中國的機(jī)床，應(yīng)我們的要求，也換成了日本系統(tǒng)。我們對他們的系統(tǒng)信不過。韓國數(shù)控機(jī)床主要有兩家：大宇和現(xiàn)代。大宇目前在我國設(shè)有合資企業(yè)。臺灣機(jī)床和我們大體一樣，自己造機(jī)械部分，系統(tǒng)采購日本的。但他們的機(jī)床質(zhì)量差，壽命短，目前在大陸影響很壞。其實他們比我們國產(chǎn)的要好一點。但我們自己的差，我們還能容忍，臺灣的機(jī)床是用美金買來的，用的不好，那火就大了。臺灣最主要的幾家機(jī)床廠已打算把工廠遷往大陸，大部分都在上海。這些廠目前在國內(nèi)的競爭中，也打著“國產(chǎn)”的旗號。

近來隨著中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也引起了世界一些主要機(jī)床廠商的注意，2000年，日本最大的機(jī)床制造商“馬扎克”在中國銀川設(shè)立了一家數(shù)控機(jī)床合資廠，據(jù)說制造水平相當(dāng)高，號稱“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠，和世界同步。今年日本另外一家大機(jī)床廠大隈公司在北京設(shè)立了一家能年產(chǎn)1000臺數(shù)控機(jī)床的控股公司，德國的一家很有名的企業(yè)也在上海設(shè)立了工廠。

目前，國家制定了一些政策，鼓勵國民使用國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，各廠家也在努力追趕。國內(nèi)買機(jī)床最多的是軍工企業(yè)，一個購買計劃里，80％是進(jìn)口，國產(chǎn)機(jī)床滿足不了需要。今后五年內(nèi)，這個趨勢不會改變。不過就目前國內(nèi)的需要來講，我國的數(shù)控機(jī)床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。

美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特點。

1.美國的數(shù)控發(fā)展史

美國政府重視機(jī)床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床，其存在的教訓(xùn)是，偏重於基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo)，致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢，于1982年被后進(jìn)的日本超過，并大量進(jìn)口。從90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱茫a(chǎn)量又逐漸上升。

2.德國的數(shù)控發(fā)展史

德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，德國特別注重科學(xué)試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實用，其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。

3.日本的數(shù)控發(fā)展史

日本政府對機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀(jì)80年代開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研，向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工3,674人，科研人員超過600人，月產(chǎn)能力7,000套，銷售額在世界市場上占50%，在國內(nèi)約占70%，對加速日本和世界數(shù)控機(jī)床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用。4.我國的現(xiàn)狀

我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，中國于1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機(jī)床特點、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。 

 在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。

2003年開始，中國就成了全球最大的機(jī)床消費國，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999年，我們國家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是5－8％，目前預(yù)計是15－20％之間。一、什么是數(shù)控機(jī)床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國目前各種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年，但如果國家支持，追趕起來也不是什么問題，例如：去年，沈陽機(jī)床集團(tuán)收購了德國西思機(jī)床公司，意義很大，如果大力消化技術(shù)，可以縮短不少差距。大連機(jī)床公司也從德國引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購買日本著名的機(jī)床制造商池貝。，近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟(jì)不景氣，有不少在80年代很出名的機(jī)床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。二、數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向六個方面：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國和瑞士的機(jī)床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產(chǎn)值最大。美國的機(jī)床業(yè)一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4名。三、數(shù)控系統(tǒng) 由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機(jī)床業(yè)進(jìn)軍，但機(jī)床的硬件方面不行，質(zhì)量精度一般。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。廣州機(jī)床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯。我們國家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。

四、機(jī)床精度1、機(jī)械加工機(jī)床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復(fù)定位精度等5種。2、機(jī)床精度體系：目前我們國家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系：德國VDI標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)GB，國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)差不多。3、看一臺機(jī)床水平的高低，要看它的重復(fù)定位精度，一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計法),就是一臺高精度機(jī)床，在0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計法)以下，就是超高精度機(jī)床，高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。;4、加工出高精度零件，不只要求機(jī)床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。五、目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況1、2000年，世界最大的專業(yè)機(jī)床制造商馬扎克（MAZAK）在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機(jī)床公司”的機(jī)床公司，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復(fù)合中心。機(jī)床質(zhì)量不錯，目前效益良好，年產(chǎn)600臺，目前正在建2期工程，建成后可以年產(chǎn)1200臺。2、2003年，德國著名的機(jī)床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立式加工中心120臺左右。3、2002年，日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機(jī)床廠合資建廠，年生產(chǎn)能力為1000臺，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心。4、韓國大宇在山東青島投資建廠，目前生產(chǎn)能力不知。5、臺灣省的著名機(jī)床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠，年生產(chǎn)能力800臺。5、民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況1、浙江日發(fā)公司，2000年投產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心。年生產(chǎn)能力300臺。2．2004年，浙江寧波著名的鑄塑機(jī)廠商海天公司投資生產(chǎn)機(jī)床，主要是從日本引進(jìn)技術(shù)，目前剛開始，起點比較高。3．2002年，西安北村投產(chǎn)，名字象日本的，其實老板是中國人，采用日本技術(shù)。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床，水平相當(dāng)不錯。六、軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當(dāng)年“大使館被炸”，后來臺灣上臺后，大規(guī)模技改開始了，軍工企業(yè)進(jìn)入新一輪的技改高峰，我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設(shè)備。尤其是近3年來，我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進(jìn)數(shù)控機(jī)床。也從國內(nèi)機(jī)床廠哪里采購了大批普通數(shù)控機(jī)床，國內(nèi)機(jī)床廠商為了迎接這次大技改，也引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)，爭取軍工企業(yè)的高端訂單。聽在軍工企業(yè)的朋友講，如果再能“頂”三年，我們的整體水平會上一個臺階。 其實，總書記掌權(quán)以來，已經(jīng)把國防事業(yè)提到了和經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣的高度上，他說，我們要建立和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的國防能力，相信再過10年，隨著我國國防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國家會誕生世界水平的機(jī)床制造商，也將會超越日本，成為世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國。

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8《機(jī)電新產(chǎn)品導(dǎo)報》2005年第12期

9.《瞭望》2007年第37期

篇9

1.控制目標(biāo)和策略

在實際工作中，極其的作業(yè)形式和作業(yè)方法都存在著一定的差異，所以智能控制技術(shù)在控制目標(biāo)和控制策略的選擇上也存在著很大的不同。在智能控制技術(shù)應(yīng)用于挖掘機(jī)領(lǐng)域方面，其主要要實現(xiàn)的控制目標(biāo)就是要實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，同時也要提高機(jī)械生產(chǎn)的效率。智能控制技術(shù)使用在壓路機(jī)領(lǐng)域方面主要就是要實現(xiàn)碾壓的質(zhì)量和壓實的速度。當(dāng)前挖掘機(jī)主要有兩種控制策略,一是“負(fù)載適應(yīng)控制”另一種是“動力適應(yīng)控制”。負(fù)載適應(yīng)控制主要就是指在發(fā)動機(jī)發(fā)出功率已經(jīng)穩(wěn)定的情況下，液壓系統(tǒng)能夠根據(jù)實際的需要對自身的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而使其能夠以最佳的狀態(tài)來完成工作。動力適應(yīng)控制就是在實際的工作中發(fā)動機(jī)要根據(jù)運(yùn)行的具體情況支持發(fā)動機(jī)的動力輸出，這也極大的節(jié)約了能源。采用“負(fù)載適應(yīng)控制”技術(shù)的挖掘機(jī),一般設(shè)有幾種動力選擇模式,如最大功率模式,標(biāo)準(zhǔn)功率模式和經(jīng)濟(jì)功率模式,每種模式下的發(fā)動機(jī)輸出功率基本恒定,同時液壓泵業(yè)設(shè)有幾條恒功率曲線與之匹配。由于系統(tǒng)中采用了發(fā)動機(jī)速度傳感控制技術(shù)（ESS控制技術(shù)）,在匹配時將每種功率模式下的泵的吸收功率設(shè)定為大于或等于該模式下的發(fā)動機(jī)輸出功率,這樣可以使液壓系統(tǒng)充分吸收利用發(fā)動機(jī)的功率,減少能量損失。還可以通過對泵的吸收功率的調(diào)節(jié),協(xié)調(diào)負(fù)載與發(fā)動機(jī)的動力輸出,避免發(fā)動機(jī)熄火。在實際的工作中，操作人員需要根據(jù)作業(yè)面的具體情況選擇發(fā)動機(jī)電費模式，所以這種方式在實行的過程中還需要一定的人工參與，如果操作不當(dāng)，非常容易造成浪費的現(xiàn)象。采用動力適應(yīng)控制以后挖掘機(jī)就能夠開啟自動控制的模式，在作業(yè)的過程中，該技術(shù)可以根據(jù)實際的需要為發(fā)動機(jī)的運(yùn)行提供一定的動力，這樣也有效的避免了資源和能源的浪費現(xiàn)象，該系統(tǒng)可以根據(jù)機(jī)械運(yùn)行的實際需要來供給動力，在運(yùn)行的過程中不需要過多人工的操作和參與，在經(jīng)濟(jì)性和高效性上都有著很好的表現(xiàn)。這一系統(tǒng)的運(yùn)行思路是讓機(jī)器對施工的具體情況進(jìn)行有效的識別，同時根據(jù)其分析的具體狀況制定適當(dāng)?shù)慕鉀Q辦法，發(fā)動機(jī)和該系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中會對運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這樣就能夠保證其在運(yùn)行的過程中處于良好的狀態(tài)。在挖掘機(jī)智能控制技術(shù)中還需要一些節(jié)能和為操作提供方便的方法，采用這些方法能夠更好的對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，能夠更加有效的提升整個系統(tǒng)的性能和運(yùn)行質(zhì)量。智能壓路機(jī)在使用智能控制技術(shù)的過程中需要根據(jù)設(shè)定的質(zhì)量和目標(biāo)對壓實的效果進(jìn)行有效的檢測和控制，同時還要通過系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)來尋找最佳的解決方案。

2.控制方法

任何智能控制系統(tǒng)包含三個過程：

（1）采集信息；

（2）處理信息并做出決策和思考；

（3）決定執(zhí)行。挖掘機(jī)是通過檢測液壓系統(tǒng)得運(yùn)行參數(shù)來識別載荷大小的,如檢測液壓系統(tǒng)中泵的控制壓力,泵的輸油壓力和各機(jī)構(gòu)（行走,回轉(zhuǎn),動臂提升和斗桿收回）的工作壓力等。有的還檢測先導(dǎo)手柄的位移量和系統(tǒng)流量等。挖掘機(jī)控制器根據(jù)采集的信息,通過模糊控制理論推理出所需功率的大小和發(fā)動機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速。執(zhí)行決定的過程是由控制器驅(qū)動發(fā)動機(jī)油門執(zhí)行器,使發(fā)動機(jī)設(shè)定到理想的轉(zhuǎn)速和輸出功率。而壓路機(jī)是通過連續(xù)檢測振動輪的振動加速來識別地面壓實質(zhì)量的。振動輪內(nèi)的旋轉(zhuǎn)偏心快產(chǎn)生的振動,理論上是一條正弦曲線。當(dāng)振動輪在地面上振動時,曲線總是被擾動的,在軟地面上額度擾動小,在硬地面上的擾動大。通過對壓路機(jī)振動輪的加速度進(jìn)行快速傅立葉變換處理,能夠計算出地面壓實的數(shù)據(jù)。

二、結(jié)語

篇10

通常情況下，數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)一般由三種系統(tǒng)構(gòu)成，分別為反饋檢測系統(tǒng)、NC控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)對于數(shù)控機(jī)床的加工方面會產(chǎn)生不同程度和不同方面的影響。從數(shù)控機(jī)床的加工精度方面來看，其中位置伺服控制系統(tǒng)能夠?qū)τ跈C(jī)床加工的精度方面產(chǎn)生很大程度上的影響。所以，位置精度屬于比較重要的指標(biāo)之一。要想保持位置精度的準(zhǔn)確性，不僅需要在系統(tǒng)使用的時候選擇正確的開環(huán)放大的倍數(shù)，還需要對于位置檢測中的元件能夠有一定的精度上的要求。另外，由于數(shù)控機(jī)床屬于精度高且效率也很高的一種自動化的設(shè)備，它能夠為數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)提供更高的生產(chǎn)效率，但是如果這個系統(tǒng)出現(xiàn)問題和重大故障，那么其所帶來的損失也是不可估量的。因此，數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的可靠性和安全性也是值得關(guān)注的一方面。

2數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題

數(shù)控機(jī)床在電器控制系統(tǒng)方面的故障一般都是強(qiáng)電故障和弱電故障兩種，具體如下所述。

2.1弱電故障弱電指的是數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的電子的元器件以及集成電路為主要的控制的部分。弱電故障中又可以分為硬件發(fā)生的故障和軟件發(fā)生的故障。硬件故障主要是指各種集成電路內(nèi)部的芯片或者是接插件等出現(xiàn)的事故。軟件故障指的是在硬件都屬于正常的情況下，內(nèi)部發(fā)生的各種動作性的問題或者是數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失等問題，一般比較常見的例子有加工程序出現(xiàn)錯誤或者是計算機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)錯誤以及系統(tǒng)的程序或者是參數(shù)出現(xiàn)錯誤等。

2.2強(qiáng)電故障強(qiáng)電部分指的是控制系統(tǒng)之中出現(xiàn)的主回路或者是大功率的回路中的繼電器或者是電源變壓器等一系列的電氣的元件以及其中組成的控制電路。強(qiáng)電故障雖然在維修或者是診斷問題的部分較為簡單，但是因為其處于一種高壓以及大電流的工作狀態(tài)之下，所以一般強(qiáng)電發(fā)生故障的次數(shù)要多于弱點故障，因此需要相關(guān)的維護(hù)和維修人員能夠予以重視。

3解決方法

3.1調(diào)節(jié)法在解決數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的眾多辦法中，調(diào)節(jié)的方法是其中最為簡單的一種。調(diào)節(jié)法主要是通過對于電位計進(jìn)行調(diào)整，以此來達(dá)到修復(fù)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障的目的。最佳的調(diào)整辦法是對于伺服驅(qū)動系統(tǒng)和被拖動的機(jī)械系統(tǒng)來進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)整，并實現(xiàn)最佳的匹配的一種較為綜合性的調(diào)節(jié)的辦法。這種調(diào)節(jié)的辦法也較為簡單，可以使用一臺但是多線的記錄儀來或者是雙蹤示波器來對于觀察指令和速度反饋的一種相互響應(yīng)的關(guān)系。一般都是通過對于速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)以及積分的時間進(jìn)行調(diào)整，促使伺服系統(tǒng)能夠達(dá)到比較高的動態(tài)響應(yīng)的一種特征，但是又不會出現(xiàn)振蕩的一種最恰當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。另外，在現(xiàn)場如果沒有示波器的情況下，相關(guān)的工作人員可以根據(jù)自己以往的工作經(jīng)驗，調(diào)節(jié)來使得電機(jī)起振并向反方向慢慢進(jìn)行調(diào)節(jié)，一直調(diào)節(jié)到消除振蕩狀態(tài)為止。

3.2復(fù)位法如果數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)由于突發(fā)性故障而引起系統(tǒng)報警的情況，那么可以是他呀復(fù)位法患者是開關(guān)系統(tǒng)電源來進(jìn)行依次地操作來消除故障。但是如果系統(tǒng)內(nèi)部的工作存儲的區(qū)域掉電并且插拔電路板以及電池欠壓，而造成系統(tǒng)出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象，那么就需要對于系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作來進(jìn)行清除，但是在清除之前需要提前做好數(shù)據(jù)和信息的拷貝，以免丟失數(shù)據(jù)。但是如果初始化操作之后故障依舊沒有排除，那么就需要進(jìn)行硬件方面的檢查和診斷。

3.3更正法所謂的更正法指的是對于系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行修改，程序更正的辦法。系統(tǒng)的參數(shù)主要是用來確定系統(tǒng)的功能的一種依據(jù)，如果系統(tǒng)的參數(shù)在設(shè)定的時候出現(xiàn)錯誤那么就很可能造成系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者是系統(tǒng)中的某一項的功能失去作用。有的時候可能會因為用戶的程序出現(xiàn)錯誤而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障而停止運(yùn)作。在這種情況下，系統(tǒng)修復(fù)可以使他系統(tǒng)的搜索功能進(jìn)行檢查，來對于用戶的程序中出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行搜索，在搜索完成之后依次改正，這樣才能在發(fā)現(xiàn)錯誤之后進(jìn)行改正，系統(tǒng)才能恢復(fù)運(yùn)行。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展在未來的發(fā)展道路中將不斷走向開放式的發(fā)展形式，由于其可靠性和低成本等一系列的優(yōu)點，將會促使更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)的商家逐步走向甲方是的發(fā)展形勢。其中，數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)在速度方面也將走向高速化的發(fā)展道路，精度方面也會得到一定的發(fā)展。另外，數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)還會向智能化方面進(jìn)行轉(zhuǎn)變。人工智能機(jī)在我國的研究和發(fā)展已經(jīng)走向了一定的程度，其在計算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展也在不斷深入，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度也將趕上時代的潮流，走向智能化的發(fā)展道路。

4結(jié)語