數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與趨勢

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與趨勢自從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)創(chuàng)立以來，他給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家通過發(fā)展數(shù)控技術(shù)、建立數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)促使機(jī)械加工工業(yè)跨入一個新的“現(xiàn)代化”的歷史發(fā)展階段，從而給國民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來了巨大的變化?，F(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)，現(xiàn)代的FMS、CAD/CAM、CIMS、敏捷制造和智能制造等先進(jìn)制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。它不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段，而且是現(xiàn)代各種新興技術(shù)或尖端技術(shù)得以存在或發(fā)展的“使能技術(shù)?！币运鼮榛A(chǔ)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)水平高低已成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志?，F(xiàn)在世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國正在逐步成為世界加工廠。數(shù)控機(jī)床的大力發(fā)展將有力的推動我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。關(guān)鍵詞:數(shù)控工業(yè)化發(fā)展機(jī)床趨勢高速化高精度化摘要：本文主要論述了現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢及其一些特點(diǎn)。正文：在機(jī)械制造工業(yè)中很大批量的產(chǎn)品零件制造很少，但單件與小批量生產(chǎn)的零件加工制造很多，約占到機(jī)械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、機(jī)床、重型機(jī)械以及國防工業(yè)更是如此。所以為了滿足多品種，小批量的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活且通用的，能夠適用產(chǎn)品頻繁變化生產(chǎn)的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它為單件、小批量生產(chǎn)的零件提供了自動化的加工手段。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8129-1997,對機(jī)床數(shù)字控制的定義：用數(shù)字控制的裝置（簡稱數(shù)控裝置），在運(yùn)行過程中，不斷地引入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動控制，叫數(shù)字控制，簡稱數(shù)控。用計(jì)算機(jī)控制加工功能，稱計(jì)算機(jī)數(shù)控（computerizednumerical，縮寫CNC）。數(shù)控機(jī)床即采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。從應(yīng)用來說，數(shù)控機(jī)床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機(jī)床自動加工出所需要的零件。從1952年第一臺數(shù)控機(jī)床問世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計(jì)算機(jī)、微處理器和基于工控PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數(shù)控，簡稱NC系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計(jì)算機(jī)軟件數(shù)控，簡稱CNC系統(tǒng)。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。數(shù)控機(jī)床總的發(fā)展趨勢是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。（1）工序集中20世紀(jì)50年代末期，在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心，即自備刀具庫的自動換刀數(shù)控機(jī)床。在加工中心機(jī)床上，工件一次裝夾后，機(jī)床的機(jī)械手可以自動更換刀具，連續(xù)的對工件進(jìn)行多種工序加工。目前，加工中心機(jī)床的刀具庫容量可達(dá)到100多把刀具，自動換刀裝置的換刀時(shí)間僅需0.5?2秒。加工中心機(jī)床使工序集中在一臺機(jī)床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時(shí)也減少了機(jī)床的臺數(shù)與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時(shí)間，有效的提高了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率和數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)效益。（2）高速、高效、高精度高速、高效、高精度是機(jī)械加工的目標(biāo)，數(shù)控機(jī)床因其價(jià)格昂貴，在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。（3）方便使用數(shù)控機(jī)床制造廠把建立友好的人機(jī)界面、提高數(shù)控機(jī)床的可靠性作為提高競爭能力的主要方面。1）加工編程方便手工編程和自動編程已經(jīng)使用了幾十年，有了長足的發(fā)展，在手工編程方面，開發(fā)了多種加工循環(huán)、參數(shù)編程和除直線、圓弧以外的各種插補(bǔ)功能，CAD/CAM的研究發(fā)展，從技術(shù)上來講可以替代手工編程。但是一套適用的CAD/CAM軟件加上計(jì)算機(jī)硬件，投資較大，學(xué)習(xí)、掌握時(shí)間較長，對大多數(shù)的簡單工件很不經(jīng)濟(jì)。近年來，發(fā)展起來的圖形交互式編程系統(tǒng)（WOP，又稱面向車間編程），很受用戶歡迎。這種編程方式不使用G、M代碼，而是借助圖形菜單，輸入整個圖形塊以及相應(yīng)參數(shù)作為加工指令，形成加工程序，與傳統(tǒng)加工時(shí)的思維方式類似。圖形交互編程方法在制定標(biāo)準(zhǔn)后有可能成為各種型號的數(shù)控機(jī)床統(tǒng)一的編程方法。2）使用方法數(shù)控機(jī)床普遍采用彩色顯示器進(jìn)行人機(jī)對話、圖形顯示和圖形模擬的。有的數(shù)控機(jī)床還將使用說明書、編程指南、潤滑指南等資料存入系統(tǒng)共使用者調(diào)閱，從而使機(jī)械加工更加方便。結(jié)語：數(shù)控機(jī)床已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造等先進(jìn)制造技術(shù)，先后應(yīng)優(yōu)于數(shù)控機(jī)床。不但使產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不斷提高，而且以它為基礎(chǔ)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)水平高低已成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。參考文獻(xiàn)：宋本基等.《數(shù)控技術(shù)》.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1999王永章等.《機(jī)床的數(shù)字控制技術(shù)》.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1999畢锍杰等.機(jī)床數(shù)控技術(shù).北京:機(jī)械出版社,1999李愛平等.現(xiàn)代機(jī)床的控制技術(shù).上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1999周文玉.數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ).北京:中國輕工業(yè)出版社,1999劉躍南.機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控及其應(yīng)用.北京:機(jī)械出版社,1997林弈鴻等.機(jī)床數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994;林其駿.機(jī)床數(shù)控體統(tǒng).北京:中國科技技術(shù)出版社,1991吳祖育等.數(shù)控機(jī)床.上海:上?？萍汲霭嫔?1990田風(fēng)桐.機(jī)電設(shè)備及其控制.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998王志平.機(jī)床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用.北京:高等教育出版社,1998