數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與前景zhang

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與前景張書賢目錄摘要第一章緒論1.1前言1.2數(shù)控加工及其優(yōu)勢(shì)1.2.2加工精度高。1.2.3勞動(dòng)強(qiáng)度低。1.2.4適應(yīng)能力強(qiáng)。61.2.5工作環(huán)境好。1.2.6就業(yè)容易、待遇高。第二章數(shù)控機(jī)床自身系統(tǒng)的發(fā)展72.1數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀72.2數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀72.3數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件發(fā)展現(xiàn)狀82.4中國(guó)加速數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路9第三章我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)103.1開(kāi)放性103.2運(yùn)動(dòng)并聯(lián)化113.3極端化、大型化和微型化113.4信息交互網(wǎng)絡(luò)化113.5新型功能部件123.6高可靠性123.7加工過(guò)程綠色化12第四章數(shù)控機(jī)床的主要發(fā)展體系134.1高速、高效134.2高精度134.3高可靠性144.4復(fù)合化144.5多軸化144.6智能化154.7網(wǎng)絡(luò)化16第五章結(jié)論17致謝18參考文獻(xiàn)19摘要

從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。本文從數(shù)控系統(tǒng)的市場(chǎng)化需求和本身系統(tǒng)兩方面入手簡(jiǎn)要介紹了數(shù)控裝備及加工技術(shù)的現(xiàn)狀與未來(lái)。第一章緒論

1.1前言

目前，中國(guó)機(jī)床工業(yè)廠多人眾。但是非常專業(yè)的人員過(guò)少，機(jī)床數(shù)量過(guò)少，總的來(lái)說(shuō)：數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，消費(fèi)量增加較快，產(chǎn)量滿足不了社會(huì)發(fā)展的需求。

數(shù)控加工及其優(yōu)勢(shì)數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,其技術(shù)范圍復(fù)蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù),(2)信息處理.加工.傳輸技術(shù):(3)自動(dòng)控制技術(shù),(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù),(5)傳感器技術(shù):(6)軟件技術(shù)等.計(jì)算機(jī)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透.完全改變了制造業(yè).制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征.而且由于信息技術(shù)的滲透.使制造業(yè)猶如朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展天地。利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過(guò)程是由計(jì)算機(jī)控制，所以零件的互換性強(qiáng)，加工的速度快。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。勞動(dòng)強(qiáng)度低。由于采用了自動(dòng)控制方式，也就是說(shuō)加工的全部過(guò)程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。所以勞動(dòng)強(qiáng)度很低。適應(yīng)能力強(qiáng)。數(shù)控加工系統(tǒng)就象計(jì)算機(jī)一樣，可以通過(guò)調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運(yùn)作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴(kuò)展。工作環(huán)境好

數(shù)控加工機(jī)床是機(jī)械控制、強(qiáng)電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物，對(duì)機(jī)床的運(yùn)行溫度、濕度及環(huán)境都有較高的要求。就業(yè)容易、待遇高

由于我國(guó)處于數(shù)控加工技術(shù)的大力發(fā)展階段，大量的數(shù)控機(jī)床和先進(jìn)的加工手段的快速引進(jìn)，卻沒(méi)有大量熟練數(shù)控技術(shù)操作的人員參與，因此造成該行業(yè)嚴(yán)重缺乏人才。第二章數(shù)控控機(jī)床自身系系統(tǒng)的發(fā)展2.1數(shù)控控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的的發(fā)展現(xiàn)狀2.2數(shù)控技技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀狀2.3數(shù)控機(jī)機(jī)床關(guān)鍵部件件發(fā)展現(xiàn)狀2.4中國(guó)加加速數(shù)控機(jī)床床產(chǎn)業(yè)發(fā)展之之路數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀狀據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，，近年來(lái)數(shù)控控機(jī)床產(chǎn)量持持續(xù)地以年均均增長(zhǎng)超過(guò)30%的速度度快速增長(zhǎng)。。2004年年其產(chǎn)量達(dá)達(dá)52000臺(tái)以上上，同比年增增長(zhǎng)40%，，數(shù)控機(jī)床的的消費(fèi)量約74000臺(tái)臺(tái)，同比年年增長(zhǎng)32%。在數(shù)控機(jī)機(jī)床的技術(shù)水水平方面，由由于市場(chǎng)需求求的拉動(dòng)，中中高檔數(shù)控機(jī)機(jī)床的開(kāi)發(fā)也也取得了較大大的進(jìn)展，在在五軸聯(lián)動(dòng)、、復(fù)合加工、、高速加工、、超精加工和和數(shù)字化設(shè)計(jì)計(jì)等一批關(guān)鍵鍵技術(shù)上取得得了突破，并并形成了一批批中檔數(shù)控機(jī)機(jī)床產(chǎn)業(yè)化基基地。數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵鍵部件發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀我國(guó)滾動(dòng)功能能部件產(chǎn)業(yè)與與國(guó)外的主要要差距是：專專業(yè)生產(chǎn)水平平不高；信息息化管理滯后后；產(chǎn)業(yè)化進(jìn)進(jìn)程緩慢；個(gè)個(gè)性化服務(wù)跟跟不上。從產(chǎn)產(chǎn)品總體水平平看，我們處處于發(fā)達(dá)國(guó)家家名牌產(chǎn)品之之下，發(fā)展中中國(guó)家之上的的中偏上水平平，中低檔產(chǎn)產(chǎn)品與國(guó)外同同類產(chǎn)品差距距較小或基本本持平，但生生產(chǎn)效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外外。我國(guó)數(shù)控機(jī)床床整體技術(shù)水水平的發(fā)展和和提高，最終終離不開(kāi)先進(jìn)進(jìn)的功能部件件產(chǎn)業(yè)的支持持.國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床床缺乏核心技技術(shù)，從高性性能數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)到關(guān)鍵功能能部件基本都都依賴進(jìn)口，，即使近幾年年有些國(guó)內(nèi)制制造商艱難地地創(chuàng)出了自己己的品牌，但但其產(chǎn)品的功功能、性能的的可靠性仍然然與國(guó)外產(chǎn)品品有一定差距距。第三章我我國(guó)數(shù)控機(jī)床床的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)3.1開(kāi)放性性3.2運(yùn)動(dòng)并并聯(lián)化3.3極端化化、大型化和和微型化3.4信息交交互網(wǎng)絡(luò)化3.5新型功功能部件3.6高可靠靠性3.7加工過(guò)過(guò)程綠色化開(kāi)放性（1）向未來(lái)來(lái)技術(shù)開(kāi)放。。（2）向用戶戶特殊要求開(kāi)開(kāi)放。（3）數(shù)控標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的建立。。運(yùn)動(dòng)并聯(lián)化并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床床克服了傳統(tǒng)統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)機(jī)構(gòu)移動(dòng)部件件質(zhì)量大、系系統(tǒng)剛度低、、刀具只能沿沿固定導(dǎo)軌進(jìn)進(jìn)給、作業(yè)自自由度偏低、、設(shè)備加工靈靈活性和機(jī)動(dòng)動(dòng)性不夠等固固有缺陷，在在機(jī)床主軸（（一般為動(dòng)平平臺(tái)）與機(jī)座座（一般為靜靜平臺(tái)）之間間采用多桿并并聯(lián)聯(lián)接機(jī)構(gòu)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)過(guò)控制桿系中中桿的長(zhǎng)度使使桿系支撐的的平臺(tái)獲得相相應(yīng)自由度的的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工工、裝配和測(cè)測(cè)量多種功能能，更能滿足足復(fù)雜特種零零件的加工，，具有現(xiàn)代機(jī)機(jī)器人的模塊塊化程度高、、重量輕和速速度快等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。并聯(lián)機(jī)床作為為一種新型的的加工設(shè)備，，已成為當(dāng)前前機(jī)床技術(shù)的的一個(gè)重要研研究方向，受受到了國(guó)際機(jī)機(jī)床行業(yè)的高高度重視，被被認(rèn)為是“自自發(fā)明數(shù)控技技術(shù)以來(lái)在機(jī)機(jī)床行業(yè)中最最有意義的進(jìn)進(jìn)步”和“21世紀(jì)新一一代數(shù)控加工工設(shè)備”。極端化、大型型化和微型化化國(guó)防、航空、、航天事業(yè)的的發(fā)展和能源源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)業(yè)裝備的大型型化需要大型型且性能良好好的數(shù)控機(jī)床床的支撐。而而超精密加工工技術(shù)和微納納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)戰(zhàn)略技術(shù)，需需發(fā)展能適應(yīng)應(yīng)微小型尺寸寸和微納米加加工精度的新新型制造工藝藝和裝備，所所以微型機(jī)床床包括微切削削加工（車、、銑、磨）機(jī)機(jī)床、微電加加工機(jī)床、微微激光加工機(jī)機(jī)床和微型壓壓力機(jī)等的需需求量正在逐逐漸增大。信息交互網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化對(duì)于面臨激烈烈競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)業(yè)來(lái)說(shuō)，使數(shù)數(shù)控機(jī)床具有有雙向、高速速的聯(lián)網(wǎng)通訊訊功能，以保保證信息流在在車間各個(gè)部部門間暢通無(wú)無(wú)阻是非常重重要的。既可可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)資源共享，，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、控控制、培訓(xùn)、、教學(xué)、管理理，還可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)數(shù)控裝備的的數(shù)字化服務(wù)務(wù)（數(shù)控機(jī)床床故障的遠(yuǎn)程程診斷、維護(hù)護(hù)等）。例如如，日本Mazak公司司推出新一代代的加工中心心配備了一個(gè)個(gè)稱為信息塔塔（e-Tower）的的外部設(shè)備，，包括計(jì)算機(jī)機(jī)、手機(jī)、機(jī)機(jī)外和機(jī)內(nèi)攝攝像頭等，能能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音音、圖形、視視像和文本的的通信故障報(bào)報(bào)警顯示、在在線幫助排除除故障等功能能，是獨(dú)立的的、自主管理理的制造單。。新型功能部件件為了提高數(shù)控控機(jī)床各方面面的性能，具具有高精度和和高可靠性的的新型功能部部件的應(yīng)用成成為必然。具具有代表性的的新型功能部部件包括：（1）高頻電電主軸（2）直線電電動(dòng)機(jī)（3）電滾珠珠絲桿高可靠性數(shù)控機(jī)床與傳傳統(tǒng)機(jī)床相比比，增加了數(shù)數(shù)控系統(tǒng)和相相應(yīng)的監(jiān)控裝裝置等，應(yīng)用用了大量的電電氣、液壓和和機(jī)電裝置，，易于導(dǎo)致出出現(xiàn)失效的概概率增大；工工業(yè)電網(wǎng)電壓壓的波動(dòng)和干干擾對(duì)數(shù)控機(jī)機(jī)床的可靠性性極為不利，，而數(shù)控機(jī)床床加工的零件件型面較為復(fù)復(fù)雜，加工周周期長(zhǎng)，要求求平均無(wú)故障障時(shí)間在2萬(wàn)萬(wàn)小時(shí)以上。。為了保證數(shù)數(shù)控機(jī)床有高高的可靠性，，就要精心設(shè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、嚴(yán)嚴(yán)格制造和明明確可靠性目目標(biāo)以及通過(guò)過(guò)維修分析故故障模式并找找出薄弱環(huán)節(jié)節(jié)。國(guó)外數(shù)控控系統(tǒng)平均無(wú)無(wú)故障時(shí)間在在7～10萬(wàn)萬(wàn)小時(shí)以上，，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系系統(tǒng)平均無(wú)故故障時(shí)間僅為為10000小時(shí)左右，，國(guó)外整機(jī)平平均無(wú)故障工工作時(shí)間達(dá)800小時(shí)以以上，而國(guó)內(nèi)內(nèi)最高只有300小時(shí)。。加工過(guò)程綠色色化隨著日趨嚴(yán)格格的環(huán)境與資資源約束，制制造加工的綠綠色化越來(lái)越越重要，而中中國(guó)的資源、、環(huán)境問(wèn)題尤尤為突出。因因此，近年來(lái)來(lái)不用或少用用冷卻液、實(shí)實(shí)現(xiàn)干切削、、半干切削節(jié)節(jié)能環(huán)保的機(jī)機(jī)床不斷出現(xiàn)現(xiàn)，并在不斷斷發(fā)展當(dāng)中。。在21世紀(jì)紀(jì)，綠色制造造的大趨勢(shì)將將使各種節(jié)能能環(huán)保機(jī)床加加速發(fā)展，占占領(lǐng)更多的世世界市場(chǎng)。第四章當(dāng)前前數(shù)控機(jī)床的的主要發(fā)展體體現(xiàn)4.1高速、、高效4.2高精度度4.3高可靠靠性4.4復(fù)合化化4.5多軸化化4.6智能化化4.7網(wǎng)絡(luò)化化高速、高效機(jī)床向高速化化方向發(fā)展，，不但可大幅幅度提高加工工效率、降低低加工成本，，而且還可提提高零件的表表面加工質(zhì)量量和精度。超超高速加工技技術(shù)對(duì)制造業(yè)業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、、優(yōu)質(zhì)、低成成本生產(chǎn)有廣廣泛的適用性性。20世紀(jì)紀(jì)90年代以以來(lái)，歐、美美、日各國(guó)爭(zhēng)爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)應(yīng)用用新一代高速速數(shù)控機(jī)床，，加快機(jī)床高高速化發(fā)展步步伐。高速主主軸單元（電電主軸，轉(zhuǎn)速速15000－100000r/min）、高高速且高加/減速度的進(jìn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件件（快移速度度60～120m/min，切削進(jìn)進(jìn)給速度高達(dá)達(dá)60m/min）、高高性能數(shù)控和和伺服系統(tǒng)以以及數(shù)控工具具系統(tǒng)都出現(xiàn)現(xiàn)了新的突破破，達(dá)到了新新的技術(shù)水平平。隨著超高高速切削機(jī)理理、超硬耐磨磨長(zhǎng)壽命刀具具材料和磨料料磨具，大功功率高速電主主軸、高加/減速度直線線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)進(jìn)給部件以及及高性能控制制系統(tǒng)（含監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)）和和防護(hù)裝置等等一系列技術(shù)術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵鍵技術(shù)的解決決，為開(kāi)發(fā)應(yīng)應(yīng)用新一代高高速數(shù)控機(jī)床床提供了技術(shù)術(shù)基礎(chǔ)。目前前，在超高速速加工中，車車削和銑削的的切削速度已已達(dá)到5000～8000m/min以上；主主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分（有的的高達(dá)10萬(wàn)萬(wàn)r/min）以上；工工作臺(tái)的移動(dòng)動(dòng)速度（進(jìn)給給速度）：在在分辨率為1微米時(shí)，在在100m/min（有有的到200m/min）以上，，在分辨率為為0.1m時(shí)，在24m/min以上；自動(dòng)動(dòng)換刀速度在在1秒以內(nèi)；；小線段插補(bǔ)補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)達(dá)到12m/min高精度從精密加工發(fā)發(fā)展到超精密密加工，是世世界各工業(yè)強(qiáng)強(qiáng)國(guó)致力發(fā)展展的方向。其其精度從微米米級(jí)到亞微米米級(jí)，乃至納納米級(jí)（#lt;10nm），其應(yīng)應(yīng)用范圍日趨趨廣泛。當(dāng)前前，在機(jī)械加加工高精度的的要求下，普普通級(jí)數(shù)控機(jī)機(jī)床的加工精精度已由±10m提高高到±5m；精密級(jí)加加工中心的加加工精度則從從±3～5m，提高到到±1～1.5m，甚甚至更高；超超精密加工精精度進(jìn)入納米米級(jí)（0.001m），，主軸回轉(zhuǎn)精精度要求達(dá)到到0.01～～0.05m，加工圓圓度為0.1m，加工表表面粗糙度Ra=0.003微米等等。這些機(jī)床床一般都采用用矢量控制的的變頻驅(qū)動(dòng)電電主軸（電機(jī)機(jī)與主軸一體體化），主軸軸徑向跳動(dòng)小小于2m，，軸向竄動(dòng)小小于1m，，軸系不平衡衡度達(dá)到G0.4級(jí)。高高速高精加工工機(jī)床的進(jìn)給給驅(qū)動(dòng)，主要要有#quot;回轉(zhuǎn)伺伺服電機(jī)加精精密高速滾珠珠絲杠#quot;和#quot;直線電機(jī)直直接驅(qū)動(dòng)#quot;兩兩種類型。此外，新興的的并聯(lián)機(jī)床也也易于實(shí)現(xiàn)高高速進(jìn)給。滾滾珠絲杠由于于工藝成熟，，應(yīng)用廣泛，，不僅精度能能達(dá)到較高（（ISO34081級(jí)）），而且實(shí)現(xiàn)現(xiàn)高速化的成成本也相對(duì)較較低，所以迄迄今仍為許多多高速加工機(jī)機(jī)床所采用。。當(dāng)前使用滾滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)動(dòng)的高速加工工機(jī)床最大移移動(dòng)速度90m/min，加速度1.5g。滾滾珠絲杠屬機(jī)機(jī)械傳動(dòng)，在在傳動(dòng)過(guò)程中中不可避免存存在彈性變形形、摩擦和反反向間隙，相相應(yīng)地造成運(yùn)運(yùn)動(dòng)滯后和其其它非線性誤誤差，為了排排除這些誤差差對(duì)加工精度度的影響，1993年開(kāi)開(kāi)始在機(jī)床上上應(yīng)用直線電電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)，由于是沒(méi)沒(méi)有中間環(huán)節(jié)節(jié)的#quot;零傳動(dòng)動(dòng)#quot;，不僅運(yùn)運(yùn)動(dòng)慣量小、、系統(tǒng)剛度大大、響應(yīng)快，，可以達(dá)到很很高的速度和和加速度，而而且其行程長(zhǎng)長(zhǎng)度理論上不不受限制，定定位精度在高高精度位置反反饋系統(tǒng)的作作用下也易達(dá)達(dá)到較高水平平，是高速高高精加工機(jī)床床特別是中、、大型機(jī)床較較理想的驅(qū)動(dòng)動(dòng)方式。目前前使用直線電電機(jī)的高速高高精加工機(jī)床床最大快移速速度已達(dá)208m/min，加速速度2g，并并且還有發(fā)展展余地。高可靠性隨著數(shù)控機(jī)床床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用用的發(fā)展，數(shù)數(shù)控機(jī)床的高高可靠性已經(jīng)經(jīng)成為數(shù)控系系統(tǒng)制造商和和數(shù)控機(jī)床制制造商追求的的目標(biāo)。對(duì)于于每天工作兩兩班的無(wú)人工工廠而言，如如果要求在16小時(shí)內(nèi)連連續(xù)正常工作作，無(wú)故障率率在P（t））＝99%以以上，則數(shù)控控機(jī)床的平均均無(wú)故障運(yùn)行行時(shí)間MTBF就必須大大于3000小時(shí)。我們們只對(duì)一臺(tái)數(shù)數(shù)控機(jī)床而言言，如主機(jī)與與數(shù)控系統(tǒng)的的失效率之比比為10:1（數(shù)控的可可靠比主機(jī)高高一個(gè)數(shù)量級(jí)級(jí)）。此時(shí)數(shù)數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要要大于33333.3小小時(shí)，而其中中的數(shù)控裝置置、主軸及驅(qū)驅(qū)動(dòng)等的MTBF就必須須大于10萬(wàn)萬(wàn)小時(shí)。當(dāng)前前國(guó)外數(shù)控裝裝置的MTBF值已達(dá)6000小時(shí)時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置達(dá)30000小時(shí)時(shí)以上，但是是，可以看到到距理想的目目標(biāo)還有差距距。復(fù)合化在零件加工過(guò)過(guò)程中有大量量的無(wú)用時(shí)間間消耗在工件件搬運(yùn)、上下下料、安裝調(diào)調(diào)整、換刀和和主軸的升、、降速上，為為了盡可能降降低這些無(wú)用用時(shí)間，人們們希望將不同同的加工功能能整合在同一一臺(tái)機(jī)床上，，因此，復(fù)合合功能的機(jī)床床成為近年來(lái)來(lái)發(fā)展很快的的機(jī)種。柔性性制造范疇的的機(jī)床復(fù)合加加工概念是指指將工件一次次裝夾后，機(jī)機(jī)床便能按照照數(shù)控加工程程序，自動(dòng)進(jìn)進(jìn)行同一類工工藝方法或不不同類工藝方方法的多工序序加工，以完完成一個(gè)復(fù)雜雜形狀零件的的主要乃至全全部車、銑、、鉆、鏜、磨磨、攻絲、鉸鉸孔和擴(kuò)孔等等多種加工工工序。就棱體體類零件而言言，加工中心心便是最典型型的進(jìn)行同一一類工藝方法法多工序復(fù)合合加工的機(jī)床床。事實(shí)證明明，機(jī)床復(fù)合合加工能提高高加工精度和和加工效率，，節(jié)省占地面面積特別是能能縮短零件的的加工周期。。數(shù)控機(jī)床向柔柔性自動(dòng)化系系統(tǒng)發(fā)展的趨趨勢(shì)是：從點(diǎn)點(diǎn)（數(shù)控單機(jī)機(jī)、加工中心心和數(shù)控復(fù)合合加工機(jī)床））、線（FMC、FMS、FTL、、FML）向向面（工段車車間獨(dú)立制造造島、FA））、體（CIMS、分布布式網(wǎng)絡(luò)集成成制造系統(tǒng)））的方向發(fā)展展，另一方面面向注重應(yīng)用用性和經(jīng)濟(jì)性性方向發(fā)展。。柔性自動(dòng)化化技術(shù)是制造造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)態(tài)市場(chǎng)需求及及產(chǎn)品迅速更更新的主要手手段，是各國(guó)國(guó)制造業(yè)發(fā)展展的主流趨勢(shì)勢(shì)，是先進(jìn)制制造領(lǐng)域的基基礎(chǔ)技術(shù)。其其重點(diǎn)是以提提高系統(tǒng)的可可靠性、實(shí)用用化為提，以以易于聯(lián)網(wǎng)和和集成為目標(biāo)標(biāo)；注重加強(qiáng)強(qiáng)單元技術(shù)的的開(kāi)拓、完善善；CNC單單機(jī)向高精度度、高速度和和高柔性方向向發(fā)展；數(shù)控控機(jī)床及其構(gòu)構(gòu)成柔性制造造系統(tǒng)能方便便地與CAD、CAM、、CAPP、、MTS聯(lián)結(jié)結(jié)，向信息集集成方向發(fā)展展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)向開(kāi)放、集集成和智能化化方向發(fā)展。。多軸化隨著5軸聯(lián)動(dòng)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和和編程軟件的的普及，5軸軸聯(lián)動(dòng)控制的的加工中心和和數(shù)控銑床已已經(jīng)成為當(dāng)前前的一個(gè)開(kāi)發(fā)發(fā)熱點(diǎn)，由于于在加工自由由曲面時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)控制制對(duì)球頭銑刀刀的數(shù)控編程程比較簡(jiǎn)單，，并且能使球球頭銑刀在銑銑削3維曲面面的過(guò)程中始始終保持合理理的切速，從從而顯著改善善加工表面的的粗糙度和大大幅度提高加加工效率，而而在3軸聯(lián)動(dòng)動(dòng)控制的機(jī)床床無(wú)法避免切切速接近于零零的球頭銑刀刀端部參予切切削，因此，，5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)機(jī)床以其無(wú)可可替代的性能能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成成為各大機(jī)床床廠家積極開(kāi)開(kāi)發(fā)和競(jìng)爭(zhēng)的的焦點(diǎn)。最近近，國(guó)外還在在研究6軸聯(lián)聯(lián)動(dòng)控制使用用非旋轉(zhuǎn)刀具具的加工中心心，雖然其加加工形狀不受受限制且切深深可以很薄，，但加工效率率太低一時(shí)尚尚難實(shí)用化。。智能化智能化是21世紀(jì)制造技技術(shù)發(fā)展的一一個(gè)大方向。。智能加工是是一種基于神神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制制、模糊控制制、數(shù)字化網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理理論的加工，，它是要在加加工過(guò)程中模模擬人類專家家的智能活動(dòng)動(dòng)，以解決加加工過(guò)程許多多不確定性的的、要由人工工干預(yù)才能解解決的問(wèn)題。。智能化的內(nèi)內(nèi)容包括在數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中的的各個(gè)方面：：為追求加工工效率和加工工質(zhì)量的智能能化，如自適適應(yīng)控制，工工藝參數(shù)自動(dòng)動(dòng)生成；為提提高驅(qū)動(dòng)性能能及使用連接接方便的智能能化，如前饋饋控制、電機(jī)機(jī)參數(shù)的自適適應(yīng)運(yùn)算、自自動(dòng)識(shí)別負(fù)載載自動(dòng)選定模模型、自整定定等；簡(jiǎn)化編編程、簡(jiǎn)化操操作的智能化化，如智能化化的自動(dòng)編程程，智能化的的人機(jī)界面等等；智能診斷斷、智能監(jiān)控控，方便系統(tǒng)統(tǒng)的診斷及維維修等。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化，主要要指機(jī)床通過(guò)過(guò)所配裝的數(shù)數(shù)控系統(tǒng)與外外部的其它控控制系統(tǒng)或上上位計(jì)算機(jī)進(jìn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接接和網(wǎng)絡(luò)控制制。數(shù)控機(jī)床床一般首先面面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)和企業(yè)內(nèi)部部的局域網(wǎng)，，然后再經(jīng)由由因特網(wǎng)通向向企業(yè)外部，，這就是所謂謂Internet/Intranet技術(shù)。。隨著網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)的成熟和和發(fā)展，最近近業(yè)界又提出出了數(shù)字制造造的概念。數(shù)數(shù)字制造，又又稱#quot;e-制制造#quot;，是機(jī)機(jī)械制造企業(yè)業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)標(biāo)志之一，也也是國(guó)際先進(jìn)進(jìn)機(jī)床制造商商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配配置的供貨方方式。隨著信信息化技術(shù)的的大量采用，，越來(lái)越多的的國(guó)內(nèi)用戶在在進(jìn)口數(shù)控機(jī)機(jī)床時(shí)要求具具有遠(yuǎn)程通訊訊服務(wù)等功能能。機(jī)械制造造企業(yè)在普遍遍采用CAD/CAM的的基礎(chǔ)上，越越加廣泛地使使用數(shù)控加工工設(shè)備。數(shù)控控應(yīng)用軟件日日趨豐富和具具有#quot;人性化化#quot;。虛擬設(shè)設(shè)計(jì)、虛擬制制造等高端技技術(shù)也越來(lái)越越多地為工程程技術(shù)人員所所追求。通過(guò)過(guò)軟件智能替替代復(fù)雜的硬硬件，正在成成為當(dāng)代機(jī)床床發(fā)展的重要要趨勢(shì)。在數(shù)數(shù)字制造的目目標(biāo)下，通過(guò)過(guò)流程再造和和信息化改造造，ERP等等一批先進(jìn)企企業(yè)管理軟件件已經(jīng)脫穎而而出，為企業(yè)業(yè)創(chuàng)造出更高高的經(jīng)濟(jì)效益益。第五章結(jié)結(jié)論本課題所論述述的數(shù)控裝備備及加工技術(shù)術(shù)的現(xiàn)狀與未未來(lái)，主要從從機(jī)床設(shè)備硬硬件和加工技技術(shù)應(yīng)用兩個(gè)個(gè)方面來(lái)論述述，其主要內(nèi)內(nèi)容包括：機(jī)機(jī)床床身結(jié)構(gòu)構(gòu)形式、傳動(dòng)動(dòng)部件、伺服電機(jī)、主主軸單元、控控制系統(tǒng)及新新型刀具、涂涂層材料技術(shù)術(shù)、高速加工工技術(shù)、快速速成型技術(shù)、、特種加工技技術(shù)