数控机床的应用与发展

数控机床的应用与发展（共11篇）

数控机床的应用与发展 篇1

1 数控机床故障处理的现状分析

目前, 机床故障诊断和排除系统的开发研究主要在机床系统的开发企业, 故障代码更为关注CNC系统本身的故障排除, 国际知名企业在机床系统的销售模式中更是频频设置技术壁垒, 技术垄断成为机床生产企业销售模式之一。例如, 鲁南机床在全国品牌效应明显, 销售规模在全国具有非常重要的地位, 但是中小机床型号多、系列多, 后期维护成本高, 现场售后技术服务纷繁复杂, 故障诊断机制往往固定于某种型号, 以单机版为主, 实质上就是一种简单的故障查询和辅助排除软件, 企业需要投入大量的人力、物力、财力。我国在机床外围机电控制系统故障码的设置中, 企业自身也是各自为政, 代码的编制没有统一标准, 这样就为故障的排除增加了难度, 往往是每个企业、每个型号都有一定的售后维护人员, 为企业的维护成本增加的不小的投入, 如何能迅速找出故障、隐患, 并及时排除, 这是数控机床维修人员所面临的最现实、最直接的问题。所以通用型、代码库全面的故障码查询系统成为一种发展趋势。

2 网络技术在数控机床故障处理应用的必要性及其前景分析

计针对故障诊断机制固定于某种型号, 以单机版为主, 的现状本着节约时间、人力的原则, 提出海量代码融合, 着力于通用性、网络化, 对故障代码进行实时更新, 采用开放式数控系统和市场常见数控系统自身的检测和故障诊断功能, 通过机床端口读取相应故障代码, 运用网络通讯模块, 借助互联网进行传输, 也可以通过网络远程监控现场数控设备的运行状态, 或将现场工作人员难以解决的数控设备的故障信息通过网络传递来进行远程分析诊断, 获得故障原因和诊断方案, 达到故障诊断领域专家虚拟到场的目的, 可以快速分析故障原因, 提出修正方案, 并反馈至机床, 进行故障排除, 从而有效地解决维修人员在地域间的奔波、提高设备利用率和生产率的问题, 因而大大缩短故障排除时间, 降低机床企业的维护服务成本, 具有很高的经济效益和社会效益。其优势显而易见:

(1) 实现故障查询的通用性。不同结构类型的机床有不同的外部故障的错误代码和报警信息, 由数控系统生产厂家根据数控系统部件所能预见的异常情况汇总后, 所编写的错误代码和报警信息, 这类故障称为系统报警 (数控系统故障) 。数控系统故障的错误代码和报警信息不会因不同结构类型的机床而改变, 不同型号的数控系统的系统报警可能会有所不同。在大规模融合机床故障代码的同时, 增加实时更新故障代码分析与处理方案功能, 实现故障查询的通用性。

(2) 故障码的网络化传输。基于现代网络的便捷功能和机床自身诊断系统, 利用现代通讯功能, 借助串口服务器, 将故障代码进行通过互联网传输, 给故障诊断注入了强大的活力, 也进一步增加了设备维护的方法。数据处理更方便、快捷、功能强大, 可跨平台, 通过网络远程监控现场数控设备的运行状态, 可以将现场工作人员难以解决的数控设备的故障信息通过网络传递给远程故障诊断专家系统来进行分析诊断, 获得故障原因和诊断方案, 达到故障诊断领域专家虚拟到场的目的, 可实现数据远距离传输, 并逐步建立强大代码, 逐步实现智能处理等功能。从而有效地解决维修人员在地域间的奔波、提高设备利用率和生产率的问题, 为企业创造一定的经济效益。

(3) 降低成本。较之现场查找并解决故障, 网络技术硬件上只需投资线缆、串口服务器和相应网络建设, 软件开发方面仅仅是平台建设, 一旦成熟运营, 将提供无上限故障数据采集、分享、支持服务, 建设成中小机床服务中心, 提供跨地域远程服务, 可大大降低成本。因此, 该系统的应用具有十分广泛的推广前景。

(4) 增加效益。可建立中小机床企业售后服务中心, 将售后服务的故障诊断与排除服务进行规模化销售, 形成中小企业售后服务支撑系统, 实现生产商、销售商、用户三方受益, 降低企业运营成本, 提高机床故障处理响应效率, 增加企业核心竞争力, 达到社会效益和经济效益双丰收的良好态势。

(5) 对技术人员提出的素质要求。网络技术是计算机技术和通信技术发展结合的产物, 数控机床的通讯技术是以计算机网络技术为基础的, 是计算机网络物理层的具体体现, 要较好地发挥网络技术在数控机床故障处理应用的应用, 其关键因素在于人, 其开发研究或使用操作人员的技术素质高低直接影响到网络技术在数控机床故障处理应用的应用效益。从其特点来看技术人员应该具备良好的计算机、网络技术、数控机床操作及故障处理的理论知识和良好处理的能力以及良好的数学运算基础作为技术支撑。

3 结论与讨论

在产业应用中, 数控机床故障诊断的网络化应用, 除大大提高机床维修过程中的故障分析效率外, 还可进一步实现生产企业的互联互通, 利用机床本身的数据通讯功能, 借助互联网的远程传输优势, 将机床状态信息发送至远端支持机构。借助互联网辐射广、用户多的特点, 建立机床信息采集、分享平台, 实现“云功能”。期待该技术能尽快得到更高水平科研院所、厂商机构的参与, 使其功能尽快强大起来, 成为机床产业的一个新的经济增长点。

摘要：数控机床是当代高新技术机、电、光、气一体化的结晶, 先进的数控技术在很大程度上提升了机械加工生产的灵活性, 提升了产品的质量, 提升了装置生产效率。但同时, 因数控机床的电气复杂, 管路交叉林立, 故障现象也是千奇百怪, 各不相同, 这给数控机床的维修及售后服务带来了相当大的困难, 目前网络技术应用到数据传输中已经取得了相当可观的现实成效, 也逐渐被推广到多个领域中。本文主要对网络技术在数控机床故障处理中的应用与发展前景进行了分析和讨论。

关键词：网络技术,数控机床,故障诊断

数控机床的应用与发展 篇2

题 目： 数控机床的发展历程及趋势 年 级： 09级 学 号： 2009043055 姓 名： 张中兴 专 业： 机电一体化 指导教师： 王丹

2011 年 9 月 22 日

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数控机床的发展历程及趋势

摘 要

数控技术是以数字量编程实现控制机械或其他设备自动工作技术。有关资料表明，目前我国机床总拥有量为378万台，其中数控机床只有8万多台，远远低于美国、日本、德国、韩国等制造业发达国家机床数控化率20%以上的水平“主要表现在设备老化陈旧、自动化水平低、技术水平落后、劳动生产率低，严重影响了生产力的发展“采用先进的工艺设备，逐步增加数控机床所占比重，已经成为我国制造技术发展的总趋势，也是企业走出困境提升水平，实现跨越式发展的必由之路“提高。这种数控系统由于功能适宜，价格便宜，用它来改造车床，投资少、见效快，成为我国“七五”、“八五”重点推广的新技术之一。经济型数控车床，对于保证和提高被加工零件的精度，主要依靠两方面来实现：一是系统的控制精度；二是机床本身的机械传动精度。数控车床的进给活动系统，由于必须对进行位移的位置和速度同时实现自动控制，所以数控车床与普通卧式车床相比，应更有更好的精度，以确保机械运动系统的传动精度和工作平稳性。十几年来，随着科学技术的发展，经济型数控技术也在不断进步，数控系统产品不断改进完善，并且有了阶段性的突破，使新的经济型数控系统功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力，根据我国国情，该技术在今后一段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。对于原有老的经济型数控车床，特别是80年代末期改造的设备，由于种种原因闲置的很多，浪费很大；在用的设备使用至今也十几年了，同样面临进一步改造的问题通过改造可以提高原有装备的技术水平，大大提高生产效率，创造更大的经济效益。

关键词：数控技术 数控机床 发展趋势

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目录

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图2 FANUC CNC单元与伺服单元和I/O的连接

图3 Heidenhain以EnDae2.2协议连接编码器和伺服

1高速化

随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。

图4 HRV4可获取更高的转速和更小的电流

图5 HRV4更小的温升

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图 6反向间隙加速功能

反向间隙加速功能

由于存在反向间隙，在高速加工时会导致响应滞后，引起象限尖峰，并影响加工精度。采用反向间隙加速功能后将显著改善象限尖峰，提高加工精度。

图7 MPC功能

MPC(Machining Point Control－加工点控制)采用MPC功能，可在加工点处抑止振颤，获得更高的加工精度。

主轴转速：机床采用电主轴(内装式主轴电机)，主轴最高转速达200000r/min； 进给率：在分辨率为0.01µm时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工；

运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1µm、0.01µm时仍能获得高达24～240m/min的进给速度；

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换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右，高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。

2高精度化

数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度(日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到0.01µm/脉冲)，位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；

采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%～80%；

采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真预测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加工质量。

3功能复合化

复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等；工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。[Page] 加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展。德国Index公司最新推出的车削加工中心是模块化结构，该加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序，可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高，大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。

在2005年中国国际机床展览会(CIMT2005)上，国内外制造商展出了形式各异的多轴加工机床(包括双主轴、双刀架、9轴控制等)以及可实现4～5轴联动的五轴高速门式加工中心、五轴联动高速铣削中心等。

4控制智能化

随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控

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机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以下几个方面：

加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态，并根据这些状态实时调整加工参数(主轴转速、进给速度)和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性；

加工参数的智能优化与选择：将工艺专家或技师的经验、零件加工的一般与特殊规律，用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，利用它获得优化的加工参数，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目的；

智能故障自诊断与自修复技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法实现故障的快速准确定位；

智能故障回放和故障仿真技术：能够完整记录系统的各种信息，对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真，用以确定错误引起的原因，找出解决问题的办法，积累生产经验；

智能化交流伺服驱动装置：能自动识别负载，并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置。这种驱动装置能自动识别电机及负载的转动惯量，并自动对控制系统参数进行优化和调整，使驱动系统获得最佳运行；

智能4M数控系统：在制造过程中，加工、检测一体化是实现快速制造、快速检测和快速响应的有效途径，将测量(Measurement)、建模(Modelling)、加工(Manufacturing)、机器操作(Manipulator)四者(即4M)融合在一个系统中，实现信息共享，促进测量、建模、加工、装夹、操作的一体化。

5体系开放化

向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期；

向用户特殊要求开放：更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求；

数控标准的建立：国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC)，以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。

6驱动并联化

并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，在机床主轴(一般

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为动平台)与机座(一般为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。

并联机床作为一种新型的加工设备，已成为当前机床技术的一个重要研究方向，受到了国际机床行业的高度重视，被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。[Page] 7极端化(大型化和微型化)

国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工(车、铣、磨)机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。

8信息交互网络化

对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理，还可实现数控装备的数字化服务(数控机床故障的远程诊断、维护等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔(e-Tower)的外部设备，包括计算机、手机、机外和机内摄像头等，能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障报警显示、在线帮助排除故障等功能，是独立的、自主管理的制造单元。

图8 FANUC 16i/18i/21i/30i系列CNC的网络接口

图9 FANUC CNC的网络监控、维护与管理

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9新型功能部件

为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括：

高频电主轴：高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成，具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点，在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用；

直线电动机：近年来，直线电动机的应用日益广泛，虽然其价格高于传统的伺服系统，但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用，机械传动结构得到简化，机床的动态性能有了提高。如：西门子公司生产的1FN1系列三相交流永磁式同步直线电动机已开始广泛应用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度要求高的机床等；德国EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机；

电滚珠丝杆：电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成，可以大大简化数控机床的结构，具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。

10高可靠性

数控机床与传统机床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，易于导致出现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在2万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间在7～10万小时以上，国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右，国外整机平均无故障工作时间达800小时以上，而国内最高只有300小时。

11加工过程绿色化

随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。在21世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。

12多媒体技术的应用

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的要求。合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。除此以外，在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等，因此有着重大的应用价值。

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由于数控机床产业发展迅速，一部分企业不顾长远利益，对提高自身的综合服务水平不够重视，甚至对服务缺乏真正的理解，只注重推销而不注重售前与售后服务。有些企业派出的人员对生产的数控机床缺乏足够了解，不会使用或使用不好数控机床，更不能指导用户使用好机床；有的对先进高效刀具缺乏基本了解，不能提供较好的工艺解决方案，用户自然对制造商缺乏信心。制造商的服务应从研究用户的加工产品、工艺、生产类型、质量要求入手，帮助用户进行设备选型，推荐先进工艺与工辅具，配备专业的培训人员和良好的培训环境，帮助用户发挥机床的最大效益、加工出高质量的最终产品，这样才能逐步得到用户的认同，提高国产数控机床的市场占有率。

4加大数控专业人才的培养力度

从我国数控机床的发展形式来看需要三种层次的数控技术人才： 永城职业学院毕业论文 数控机床的发展历程及趋势

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参考文献

数控机床的应用与发展 篇3

关键词：数控技术；机械加工；应用情况；发展前景

现如今，我国的机械加工行业得到了高效的发展，从机械加工的各个方面上看，无论是加工工艺还是加工技术都得到了高效的提升。在机械加工行业中，操作人员将先进的数控技术应用到其中不仅可以提升机械加工的精准度和科学性，还可以提升数控技术的推广程度。但是，在机械加工领域中，工程的复杂性比较突出，因此，只有选择科学的加工技术才能够推动机械加工行业的发展。从机械加工的发展趋势上看，实现计算机的远程监控是最终目标。

1、数控技术在机械加工中的应用

1.1数控技术在机床中的应用

机械加工中的机床生产环节是相对比较重要的工作内容，将数控技术应用到机床加工中逐渐成为一种普遍的法发展趋势。现如今人们所说的机电一体化就是机床加工中比较常见的技术类型，这种技术的应用不仅可以提升机械技工的效率，还可以为机械加工提供相对比较稳定的环境。从这一方面上看，数控技术是推动机械加工的重要动力。

1.2数控技术在工业机器人方面的应用

对于工业机器人来说，这是一种比较新颖的技术类型。工业机器人就是一种能够模仿人们动作的设备。机器人设备的应用主要是为了生产效率，进而保证生产加工的安全性和可靠性。一般情况下，工业机器人也属于工业设备的一种。将数控技术应用到工业机器人加工设计中，不仅可以提升劳动率，还可以有效的改进生产条件。在降低劳动成本的基础上，完善机器人的基本功能，灵活地实现喷漆以及焊接等操作，提升工作的复杂性。另外，还可以在工作人员无法接近的工作环境中实现工业加工。

2、数控技术及数控设备的研究也应用热点

在机械加工和生产的过程中，生产效率和质量是相对比较重要的工作内容。为了保证加工的质量，就应该在保证加工精准度的基础上不断改进技术，提示工作效率。具体来说可以从以下几个方面来进行分析：

2.1高速度、高精度地加工技术和装备

在实际的机械加工工作中，采用高效的技工技术不仅可以提升机械加工水平，还可以打破传统加工方式的弊端和局限。采用科學的加工技术不仅可以缩短机械产品加工的生产周期，还可以保证加工的精准度。

2.2轴联动加工和复合加工机床的发展

采用轴联动加工或者是复合式加工的形式不仅可以保证加工零件的光洁度，还可以更提升机械加工的效率。同时还可以保证联动机械生产效率达到4-4倍。因此，在生产的过程中，采用这种加工形式体现出了更高的优势作用。另外，在编程技术上也存在着较大的难度，也因此，需要根据机械加工的价格特点以及加工的难以程度来选择合适的加工方式。现如今，电主轴形式已经出现，不断对符合加工机床进行简化。在加工难度和成本方面都得到了优化和改进。可见，复合式加工逐渐成为加工结构的重要发展趋势。

2.3智能化、开放式以及网路化是一种比较先进的数控系统运行趋势

进入新世纪之后，数控技术在机械加工领域的应用比较常见，智能化内容包含的内容相对较广。不仅要实现机械加工的智能化，还需要实现驱动性能的智能化。其中比较常见的就是前馈控制和参数调整等等。另外，在简化编程和简化操作方面也得到了高效的改进。其中包括自动编程和智能化诊断和监控。

3、对我国数控技术和产业化发展的战略思考

3.1战略考虑

我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先，从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次，从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制。

3.2发展策略

从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。

数控技术是随着数字时代的来临广泛应用于机械加工和制造领域的一种新型技术手段，标志着新的生产力的发展方向，具有划时代的意义。目前我国的数控机床已经取得了相当大的成就。在产品种类、技术水平和质量上都较大的发展。据了解，目前我国的数控机床在市场推广的就多达一千五百种以上，在整个金属切削和锻压机械中都具有有举足轻重的地位。

首先，数控机床的应用范围不断扩大。近年来，我国的机床行业在国家重点工程，以及国防军工建设中得到了广泛的应用，并且在航天航空事业中也不断提高数字控制的精确度。SSCKZ80—5型五轴车铣复合加工中心在对航空、船舶、铁路运输行业具有高技术、高精度的技术运用，对飞机发动机主轴和起落架的加工等关键性的机械加工都有较重要的作用。在其他生产工业方面，数控技术同样具有较大的影响作用，通过超精密球面车床的基础设备提供，促进了照相机塑料镜片、激光加工光路系统以及条形码阅读设备等高科技的技术加工的精细化和科学化。

其次，数字技术不断提升。“国产XNZD2415型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。”同时，网络化和集成化的数控机床创新是数字技术提高的表现之一，提高数控机床的速度和精密程度，当前我国已经研制成功出一批速度在8000～10000r/min以上的数控机床，并且搭理推广了CAD技术的应用。

最后，企业的数控机械化程度大大提高。据了解，当前企业经过不断的研发和创新，已经开发并生产了“8大类、13个系列、160多种电主轴及主轴单元”，高度的数字机械化大大减少了公司的产品生产成本，提高其市场竞争力；目前我国企业在数控技术的应用上达到了一个较大的高潮，是数字技术在机械加工领域应用的重要表现形式。

4、结束语

工业是国家实力的衡量基准，以发展工业为主要手段来维持我国的经济增长，巩固国家实力是可行之策。随着数控技术在机械加工制造领域的应用越来越广泛，机械加工制造行业内所配备的数控设备越来越多，我国机械行业的发展必将越来快速，数控技术在机械工业以及其他行业中的应用前景也必定会越来良好。

参考文献：

[1]刘思默.机械数控的技术应用实施与探讨[J].数字技术与应用.2011（12）.

[2]冉振旺.数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析[J].科技资讯.2011（26）.

[3]石红涛.机械加工中数控技术的应用与探讨[J].河南科技.2014（08）

数控机床的应用与发展 篇4

1 数控技术的相关概念分析

1.1 整体概念的掌握

数控技术, 是采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题, 特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时, 如何有效解决这些问题, 使我国数控领域沿着可持续发展的道路, 从整体上全面迈入世界先进行列, 使我们在国际竞争中有举足轻重的地位, 将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。

1.2 智能化发展的整体趋势

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。通过改变、增加或剪裁结构对象 (数控功能) , 形成系列化, 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, 快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统, 形成具有鲜明个性的名牌产品。开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

2 分析煤矿机械管理的运行现状

2.1 维修不够及时

在煤矿企业机械设备的运行中, 难免会出现各种各样的故障, 如果不采取及时的管理与维修措施, 就会错过最佳的管理与维修时期, 从而影响机械设备的整体性能, 缩短设备的使用寿命, 也会造成一些不必要的麻烦。有时还带病操作, 在没有场地、设备等必要的条件下, 勉强拆修, 并且没有按照说明书的造作流程进行, 造成零件破损、维修困难等等, 也没有建立定期检修业务, 定期检查和维修保养制度, 而且维修不及时, 直接影响着机械性能的全面发挥。

2.2 技术跟进不足

在整体技术的运行中, 需要有很强的机械维修技术, 如果没有掌握更深入的技术, 就会造成整体的缺乏, 没有形成对工具、备件、设备的摆放进行可视化、定置化管理, 以方便查找的方式。因此, 要针对设备日常维护困难的特点, 制作“设备日常维护”看板, 使设备管理工作更简明、易执行, 使职工从该活动中产生发现问题、分析问题、解决问题的欲望, 让职工既动手又动脑。让那些被忽视的小问题引起重视, 使隐蔽的问题暴露、放大。

3 探讨数控技术在煤矿机械中的应用与发展

3.1 技术提升的全面要求

从当前煤矿企业的发展情况来看, 呈现出不同的综合管理方式, 尤其是现代化信息技术的综合运用成为了煤矿企业自我提升效益的一种方式, 通过数控技术的应用, 能全面改善煤矿企业的运行功能, 形成精准化的煤矿机械设备运行, 在提升采煤效益、人员素质提升等多方面都能形成整体的有效管理。因此, 通过数控技术的参与, 围绕煤矿企业的市场竞争力与工业化水平发展的需要, 进行全面的分析, 通过对煤矿机械机床零部件的整体控制, 围绕整个工程的实际需要, 在采用现有型号的同时, 融入普通机床数控技术, 形成全新的生产模式, 利用现有的机械设备资源, 选择技术过硬、质量可靠的机械设备, 通过先进数控技术的整体融入, 对原有的机床可以进行整体的改造, 形成全新的数控技术, 从而有效的提升煤矿机械的应用功能。

3.2 智能化技术的全面升级

在煤矿企业智能化机械管理的技术升级中, 数控技术的运用是一项重要的指标, 尤其是通过采用智能化、信息化、网络化的数控装备, 形成对整体技术的深入研究, 围绕煤矿企业的采煤效应展开数控技术的不断革新, 并通过数控技术的全程参与, 形成自动适应控制、工艺参数的自动生成, 构建连接方便、使用高效的智能化控制系统。并结合现代化的操作模式, 围绕程序的进一步简化, 智能诊断采煤的整体空间与环境, 形成严密的智能管理体系, 能将采煤机械的数控处理技术与整个企业的运转形成整体的技术衔接, 既有开放式的规范操作模式, 也有现代化的生产流程管理, 还有全面化的制作系统和信息需求系统, 形成数控机床的整体特点发挥, 达到理想的网络化管理模式。

3.3 程序控制的整体运行

在数控技术与煤矿机械的应用来看, 尤其是在当前煤矿企业效益相对提升的大背景下, 通过数控技术的融入, 能适应不同的环境运行, 对于各种煤矿机械的种类、先进设备的更新等都有全面的推动作用。在延续小机械小批量生产的基础上, 通过采用焊件来制作毛坯, 尤其是通过数控技术来解决传统加工方式难以解决的单件下料问题, 并使用数控技术来控制切割, 一次完成采煤机械中的采煤机叶片、滚筒的处理方式, 将以往的仿形方法取缔, 进而优化整个采煤过程, 实现整体质量与效能的提升。

4 结语

在煤矿机械的数控技术参与下, 通过现代程序化的计算机操作控制, 并制定自动化的系统操作与管理模式, 能更好的服务煤矿企业的整体发展, 因此, 通过现代技术的整体融入, 能为煤矿机械的数控技术进行不断创新研究, 为煤矿企业的整体效益提升注入更大的力量源泉。

摘要：数控技术作为一项综合性的技术运用手段, 尤其是在煤矿企业发展的大背景下, 从多方面寻求数控技术与煤矿企业生产经营相结合的有效方式, 对于提升煤矿企业的整体效益和技术创新等都有着重要的作用, 本文旨在从数控技术的概念以及运用前景进行分析, 阐述数控技术在煤矿机械运用中的重要性, 并从多方面探讨数控技术在煤矿企业的具体运用模式, 更好的推动煤矿机械设备的整体性能和应用效果。

关键词：数控技术,煤矿企业,机械设备,应用与发展

参考文献

[1]朱维章.对沈阳数控技术及产业发展的回顾与思考[J].辽宁经济职业技术学院学报, 2005 (3) :5-6.

[2]殷保祖, 周欣.数控加工中心刀具对刀原理方法及其应用[J].电子机械工程, 2006, 01 (9) :32-33.

[3]高华, 李进京.基于VB的数控加工图形仿真[J];机床电器, 2005, 01 (8) :21-22.

浅议数控机床刀具的选择与应用 篇5

【关键词】数控刀具；类型；选择；应用

1.数控刀具的分类

1.1数控刀具结构

（1）整体式：刀具为一体，由一个胚料制造而成，不分体。

（2）镶嵌式：采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种。

（3）特殊型式：如复合式刀具、减震式刀具等。

1.2制造刀具所用的材料

（1）高速钢刀具：有足够的强度和韧性，有较好的工艺性。目前高速钢作为主要的刀具材料已经被较为广泛的的应用于各种铣刀、丝锥、钻头等刀具的加工。

（2）硬质合金刀具：与高速钢刀具相比硬度高、耐磨性好、耐热性高、允许的切削速度比高速钢高5-10倍。因此常用于高速的切削加工，例如加工中心中的大进给、小切深、无切削液的精加工。

（3）金刚石刀具：耐磨性好摩擦系数是目前最小的。但由于其硬度较高，不能加工成任意的形状，因此主要用于磨削类刀具，如金刚石砂轮等。同时由于金刚石会与某些材料发生化学反应，在加工中需特别注意。

（4）其他材料刀具：如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

（5）涂层刀具：通过化学或物理方法在表面涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物。如 TiC涂层、TiN涂层、Al2O3，涂层、TiN和TiC复合涂层。

2.刀具选择应考虑的主要因素

（1）被加工工件的材料、性能：金属、非金属，强度、刚度、塑性、韧性及耐磨性能等。

（2）加工工艺的类别。车削、钻削、铣削、磨削等。

（3）加工阶段粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。

（4）加工的几何形状、加工余量、零件的技术指标。

（5）刀具能承受的切削用量。

3.数控加工刀具的选择

3.1数控加工中，由于铣床、加工中心类机床工艺能力强大，刀具种类繁多，因此铣刀类型的选择非常重要

常用的铣刀种类有平底立铣刀、端铣刀、球头刀、环形刀，鼓形刀和锥形刀等，功能也各不相同。选取铣刀时要求刀具的尺寸与劝口工工件的尺寸和形状相适应。在铣刀选择时应注意以下几点：

（1）毛坯面加工为防止因毛坯表面硬化层和夹沙现象而引起刀具快速磨损，应选用合适的硬质合金刀具进行铣削加工，以提高生产效率。

（2）平面加工铣削平面时，常采用锒齿可转位硬质合金刀片的面铣刀和立铣刀。精铣平面时因加工表面材质不均匀，选择直径小些的铣刀，以减小切削扭矩；精铣时，铣刀直径应大些，最好能包容加工面的宽度，以提高切削效率和保证加工精度。加工余量较小且表面质量要求较高时，可采用立方氮化硼刀片的面铣刀。

（3）平面零件周边的轮廓加工常采用立铣刀，铣刀半径应小于工件轮廓的最小凹圆弧半径，以免造成铣不净的“死角”。

（4）凸台或凹槽的加工加工只有凹槽时，通常采用键槽铣刀。精度要求较高的凹槽内表面可使用直径比槽宽略小的键槽铣刀，先铣削槽的中间部分再采用刀具补偿 （如G41、G42）功能，铣削槽的两側。

（5）特殊成型面的加工对于一些批量生产的特定工件或加工内容，为提高成产效率，可专制造成型铣刀，如圆弧面、内凹槽、特形孔或台阶。

3.2进行刀具选择的时候，需要对刀具的尺寸以及加工工件表面尺寸进行筛选

进行生产时，用立铣刀来对平面零件的周围轮廓进行加工；用合金刀片铣刀来对平面加工，凹台和凹槽则是用速钢立铣刀来进行；使用合金刀片的玉米铣刀对毛坯表面进行加工；立体型面及变斜角轮廓需要用球头铣刀、环形铣刀等。

3.3球头刀具一般是在曲面精工的时候使用，在进行自由曲面加工的时候，可以借助球头刀具顶部的零切削速度来确保加工的精度

平头刀具具有较好的切割质量和效率，所以只要不会过切，在曲面的粗加工和精加工中，使用平头刀是比较好的选择。此外，刀具价值影响着刀具的闹用度和精度，通常价格高昂的刀具，其成本也比较高，加工质量比较好，可以提升加工效率和质量，间接的降低了成本。

3.4不同的加工阶段使用不同的刀具

在粗加工的时候，主要是进行去除余量的工作，所以要求刀具的刚性、精度比较高；半精加工和精加工的时候，就是一质量为主要的保证前提，所以要求刀具的精度较高。粗加工使用低精度刀具，精加工使用高精度刀具。要是粗加工和精加工都选择同样的刀具，可以使用精加工使用后淘汰的刀具，粗加工对精度要求不高，精加工的刀具在使用后会有一定的磨损，精度有所降低，这样一来就能够减少加工成本。

3.5一般的经济型数控机床，部分工作都是有人工完成的，像是磨刀刃、测量、刀具更换等等，需要比较多的时间来完成，所以需要对刀具的安排合理化

（1）刀具数量要少。

（2）没把刀具在安装后，都应该将其需要使用的部位加工完成。

（3）粗加工和精加工刀具要分开。

（4）先铣后钻，先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工。

（5）尽量减少手工换刀的工序，这样可以保证生产效率。

3.6选择刀具的时候要依照其寿命来进行挑选

（1）考虑成本、刀具复杂度、工艺需求。

（2）高精度和复杂的刀具其使用期限应该要高于单刃刀具。

（3）机夹刀具的寿命可以选择短一些的，确保生产效率。

（4）对于装刀、换刀、凋刀比较复杂的多刀机床、组合床与自动化加工刀具，刀具寿命应选高些，尤其要保证刀具可靠性。

（5）对于大件的精加工要尽量减少加工途中换刀的情况，选择刀具的寿命要考虑到零件精度和表面粗糙度。

4.数控刀具的要求比普通机床刀具要求有所区别

第一，数控刀具要求刀具的刚性好、精度高、具有抗振和稳定的抗热性，能够在生产中快速的进行更换。第二，使用期限长，刀具的切割稳定。第三，刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除。第四，系列化、标准化，方便对其进行管理和编程。

5.数控机床对刀具的主要要求

首先，刀具具有良好的切削性。可以适应高速切削以及大荷载切削，刀具性能好，刚性高。其次，刀具的精度高，可以准确的进行重复定位，刀具的刀形精度高。再者，刀具种类要多，规格齐全，以适应不同的加工要求，满足生产需求。最后，工具系统完善，可以进行多种零件生产。

6.结束语

数控机床是目前制造的核心和基础，其应用范围广，在我国有着良好的发展前景，对于其刀具的正确使用研究具有非常重要的意义。进行数控编程的时候，要能够让刀具即时切换，并且定量进行切削。所以进行数控机床刀具的研究，选择正确的刀具，对于生产来说都是比较有意义的事情。 [科]

【参考文献】

[1]肖庆中.金属切削原理与刀具[M].北京：中国劳动社会保障出版杜，2001.

数控机床的应用与发展 篇6

数控技术是根据设计和工艺要求, 用现代信息产业的相关技术, 如计算机相关技术、网络通信技术以及光机电原理等理论知识对产品加工过程进行数字化信息处理与控制, 达到生产自动化, 提高综合效益的一门技术。传统的数控系统, 采用封闭的体系结构, 其通用性、功能扩展和维修、软件移植性都比较差, 开放性体系结构的数控系统, 采用模块化的体系结构, 能使用于各种计算机的软件平台, 软件开发、维护、更新都比较方便。

数控技术是实现机械制造技术自动化的核心所在, 加强数控技术的发展应用对机械制造业的发展和提高经济综合实力都具有重要意义。

2 机械制造业的发展及数控技术的特点

2.1 机械制造业的发展现状

近年来, 我国的机械制造业得到了长足发展, 生产能力大幅度提高, 规模不断扩大, 但在技术方面, 我国整体技术水平较低, 拥有自主知识产权的品牌很少, 产品很难不如尖端产品的行列, 核心技术很大程度上依赖于西方发达国家。提高自主研发能力是我国目前机械制造业面临的亟需解决的问题。

目前, 机械制造已从传统的制造业发展为自动化信息化的制造, 自动化生产不仅对产品的精度有更高的保障, 也大大提高了生产效率, 扩大了生产规模, 降低了人为操作的危险性。数控技术作为一门综合技术, 在机械制造领域有着广泛的应用前景。

2.2 数控技术的原理

数控技术综合运用了计算机、自动控制、电气传动、精密测量、机械制造等技术。现代数控系统主要通过存储程序对各种机床实现不同的控制, 整个数控系统由程序、输入输出设备、计算机数控装置、可编程控制单元等部分组成。系统自动加载预先设定的程序, 通过输入设备输入机床加工所需的各种数据信息, 经过译码、计算机处理、运算, 将每个坐标轴的移动分量送达相应的驱动电路, 使机床自动加工出符合要求的零件。

2.3 数控技术的特点

数控技术作为典型的机电一体化新型科技, 是现代制造业集成系统的核心, 较之传统加工工艺数控技术有以下明显的特点。

(1) 信息化。数控技术广泛采用计算机技术和网络通信技术, 实现了机械制造的信息化。

(2) 维护和管理水平大大提高。数控技术实现的机械制造加工过程严格按照模块和标准化相关设计参数进行加工, 使加工的各环节的时间得到有效控制, 时间控制得当, 也间接实现了管理水平的提高。

(3) 改善精度与质量。数控技术应用于机械制造中, 加工过程严格按照预先设定的参数进行加工, 避免了人工操作不精确的因素, 提高了产品的精度和质量。

(4) 利于新产品的研制。数控技术中在预先写好程序后, 通过输入参数进行产品加工, 由于程序的可移植性和参数变更的方便, 新产品的研制也相对方便。

3 数控技术在机械制造中的应用

3.1 数控技术在煤矿机械中的应用

我国是一个煤炭大国, 煤炭产量消耗量在能源系统中有重要地位。采煤业对采煤机的要求较高, 采煤机依据煤矿的具体环境不同, 其机械种类也不同, 因此一般的采煤机都是进行小批量生产, 传统生产条件下, 单件下料问题是困扰加工单位的一大难题, 这也是造成加工成本高的主要原因。采用数控技术不仅可以加快工作进程, 高效率地完成任务, 并且使用数控气割机还可以精确控制切缝补偿值, 精确掌控工件的加工余量。

3.2 数控技术在汽车工业中的应用

经济的不断发展推动着交通运输业的快速发展, 汽车作为公民出行的主要交通工具, 也在不断发展中。数控技术在汽车零部件的制造中起到了重要的变革作用。传统的汽车零部件生产, 只单一地把规模效益作为生产目标, 数控技术提高了零部件的加工质量, 实现了低成本、小规模、高质量的生产。且数控技术的应用也有利于零部件的更新换代, 可谓一次投资, 长期受益。美国福特汽车公司与Ingersoll机床公司合作, 研制成HVM800型卧式加工中心, 减少了成本投入, 提高了加工效率。

3.3 数控技术在工业生产中的应用

工业机器主要由控制系统、驱动系统、执行系统三个部分构成, 工业生产中, 由于生产环境的限制, 很多操作步骤无法实现人工操作或人工操作安全系数及产品质量不高, 数控技术的出现有效改善了这一现象。数控技术的使得产品生产效率提高, 工作人员的安全有了保障, 且利用数控技术可以通过计算机通信系统实现远程操控, 降低了人力资源的浪费。在具体的工业生产中, 计算机系统组成了各种实际所需的控制单元, 利用这类控制单元便能对机械手进行指挥, 并根据预先编好的程序输送相关指令, 驱动单元接收指令之后便可以实现具体的操作。此外, 数控技术也能实现一定的监管功能, 一旦发现操作错误, 信息就会立刻经过传感器输送到控制单元, 同时采用一定的措施进行保护;机械元件与服务系统组成了执行单元, 通过动力部分提供动力, 进而驱动元件发挥相关作用, 从而实现生产操作。

4 总结

机械制造业是国民经济长足发展的基础, 为了提高机械制造的效率和质量, 必须有效利用数控技术促进机械制造业的发展变革。将数控技术作为发展战略中的核心手段, 并不断将其发展壮大, 改革创新, 我国机械制造业必将有更好的发展空间。

参考文献

数控机床的应用与发展 篇7

1、概述

机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用, 机电一体化技术获得前所未有的发展, 成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术, 是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴技术。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合, 它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。

可见, 机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术, 而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。机电一体化技术是在以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展向机械工业领域迅猛渗透并与机械电子技术深度结合的现代工业的基础上, 综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术。有许多的功能, 如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。

2、机电一体化技术的发展历程

“机电一体化”Mechatronics概念首先是由日本安川电机公司创新使用, 但是当时只是简单的认为是机械Me-chanics与电子Electron-ics的结合, 后来随着信息技术水平的提高, 微处理机的性能提升, 机电一体化技术和产品得到了极大发展。现在机电一体化技术已经逐渐迈向智能化方向发展, 并融入了通信技术、光学和微加工技术等, 这些技术的应有为机电一体化开辟了发展的广阔天地, 使机电一体化进一步建立了坚实的基础, 并且逐渐形成完整的学科体系。现如今机电一体化越来越多地运用于如数控机床、大型工业设备运转、工程机械、工业机器人和汽车的电子控制系统等。

3、应用实例

机电一体化技术包括机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术等。其中, 可编程序控制器PLC广泛用于各种设备机电一体化自动控制中, PLC其实就是一种专用于工业控制的计算机, 执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令, 并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械动作或生产过程。可编程序控制器PLC是一种无触点设备, 改变程序即可改变生产工艺, 具有性能稳定、可靠性高、操作方便、维护改造容易以及功能完善等优点, 已成为工业自动化的强有力工具, 得到了广泛的普及推广应用。

沥青混合料搅拌站由很多个机械设备组成的设备组群, 包括中央控制室、拌和机组、筛分机组、提升机组、烘干机组、冷料机组、沥青机组、矿粉机组和除尘机组等九大部分, 各机组分别安装在单独的基础上由电机驱动, 整个拌和楼系统由中央控制室控制。拌合站控制系统主要包括供料控制, 温度控制, 计量控制, 除尘控制, 成品仓控制等。其控制系统的任务是按照工艺流程顺序控制各部设备, 按生产配方自动进行计量拌料。其中央控制室控制系统基本采用PC+PLC的控制模式, 上位机PC主要用于下发控制指令进行生产监控与数据管理;下位机PLC负责全部的生产过程控制, 主要包括骨科的输送、各电机按启动、燃烧器溜槽石料温度控制、石料沥青称重、各石料按生产工艺进秤等, 各种矿料的计量、混合料的拌和和放料是按周期进行的。

在拌合站中应有PLC控制, 在生产初期可以让各电机的启动、停止必须遵循特定的顺序, 即对各设备进行连锁控制;生产中期可以精确称量石料、沥青、矿粉重量, 按照设定配比程序依次进入拌锅搅拌生产, 并设定合理的时间间隔。生产后期可以控制拌锅拌合时间及门开启放料的时间等。通过PLC控制提高了机组的安全经济运行的质量, 保证了生产出的沥青混合料质量。

笔者所在的沥青拌合站下机位PLC要求运算速度快、纠错能力强, 选用西门子PLC S7-400, S7-400处理速度极快, 系统资源余量大, 通信能力强, 通讯速度最高可达12M, 运行的稳定性和可靠性很高, 平均无故障工作时间高达几万小时。并采取了多层次抗干扰措施, 使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作。S7-400支持总线接口, 所有项目数据, 包括程序源代码和用户专有数据存储在C P U中, 其容错功能可满足拌合生产过程中的工地和故障保护等特殊要求。生产过程中, 通过使用专业工业自动化数据组态监控系统, 操作可靠、简单, 能够准确控制每个生产工艺细节。使用PLC后不仅一改以往各个系统单独运转不联动、石料沥青称量不精确、生产工艺控制易出错等问题, 减轻了操作人员的劳动强度, 而且可以级大地提高了拌合站生产能力和工作效率, 能够又快又好高效地完成生产任务, 通过使用PLC不但降低了成本还提升了整套控制系统的性能, 使全系统的运行更加安全、可靠、性能更优异。

4、结语

随着现代科学技术的不断发展, 不同学科之间不断交叉与渗透, 机电一体化将随着微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透逐渐形成并不断完善, 并随着科学技术的日新月异, 各种技术相互将越来越融合, 未来机电一体化技术的发展将会更加的深化与进步。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社, 2004.

[2]谢佳.略论机电一体化技术的发展[J].北京:综合研究, 2011.

[3]高钟毓.机电控制工程[M].北京:清华大学出版社, 2002.

数控机床的应用与发展 篇8

1.1 数控技术的特点

由于输入数据的存储、处理等功能均可由编辑的软件来完成, 现代数控技术大大增强了机械制造的灵活性, 提高了设备的工作效率。[1]数控加工技术能够高质量的完成一般机床难以完成的复杂零件盒曲面形状的加工;能够方便的改变加工工艺参数, 因而利于换批加工和新产品的研制;可实现一次装夹工件完成多道工序加工, 从而确保高质量的加工精度, 同时又减少了辅助时间;采用模块化标准工具, 既减少了换刀和安装时间又提高了工具标准化强度和工具的管理水平;便于实现计算机辅助制造。

1.2 我国数控技术的发展现状

我国数控技术近50年的发展历程, 特别是经过了4个5年计划后我国基本奠定了数控技术发展的基础, 基本掌握了现代数控技术的从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术, 其中大部分技术已经具备进行商品化开发的基础, 部分技术已经商品化产业化, 初步形成了数控产业基地, 建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。

但是我国的数控技术还存在很多不足。在技术水平上与国外先进水平大约落后10~15年, 在高精尖技术方面则更大;产业化水平上市场占有率低, 品种覆盖率小, 还没形成规模生产;功能部件专业化生产水平及成套能力低, 外观质量相对差;可靠性能不高, 商品化程度不足, 国产数控系统尚未建立自己的品牌效应, 用户信心不足;数控技术的研发工程能力较弱, 数控技术应用领域拓展力度不强, 相关标准规范的研究、制定滞后。

因此, 对于今后我国数控技术的发展, 我们一定要做战略考虑, 从我国基本国情的角度出发, 以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向, 在高精尖装备研发方面, 要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合, 在竞争前数控技术方面, 强调创新, 强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品, 为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。

2 数控技术在机械加工中的应用

2.1 数控技术在工业生产中的应用

数控技术在工业生产中主要用于机器设备的生产线上或者运用于复杂恶劣的劳动环境。在实际操作中动力部分会向执行机构提供动力, 使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作, 而控制单元有计算机系统组成, 在完成操作的同时同步检测执行动作, 一旦出现错误或发生故障传感系统和监测系统会反馈到控制单元, 发出报警和相应的保护动作。数控技术在工业生产中的应用有助于改善劳动条件, 保证人员安全, 能够节省劳动力同时又能提高生产效率, 保证生产质量。

2.2 数控技术在煤矿工业中的应用

现代采煤机各种机壳的毛坯制造采用焊件的越来越多传统机械加工又难以实现单件的下料问题。用数控切割代替过去的仿型法数控技术可以对构件的实际轮廓进行程序控制, 能够优化套料的选用方案。数控技术应用在煤矿机饭中可以使采煤机切割速度快, 提高了采煤速度而且质量可靠又能避免人工开采的危险性。

2.3 数控技术在机车工业中的应用

我国的汽车工业发展迅猛, 而汽车零部件的加工技术也在快速发展。数控技术的应用更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。数控加工技术中的快速成型制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现。在汽车制造工业中, 数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术都得到了广泛的应用, 现在的汽车加工制造业已将离不开数控加工技术的应用了。

2.4 数控加工技术在机床设备上的应用

机械设备是机械制造中的最重要因素具备控制能力的机床设备更是现代机电一体化产品的重要组成部分。数控技术在机场设备上的应用就是把计算机控制装置运用到机床上, 用计算机技术对机床的加工实时控制, 这就是数控机床。数控机床就是将加工过程中所需要的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字代码表示, 通过控制介质将数字信息送入专用或通用计算机, 计算机对输入的信息进行处理运算, 发出指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件, 加工出所需零件。

3 数控技术的发展趋势

3.1 高速度高精度加工技术趋势

高效率和高质量是现代制造技术的发展关键。速度和精度是数控系统的2个重要技术指标, 它直接关系到技工效率和产品质量, 高速、高精度加工技术可以极大地提高现代制造业的效率, 提高产品的质量和档次, 缩短生产周期和提高市场竞争力。[2]3.2柔性化

柔性化包含两个方面, 一方面是数控系统本身的柔性, 数控系统采用了模块化设计, 功能覆盖面大, 可裁剪性强, 便于满足不同用户要求。另一方面是群控系统的柔性, 同一群控系统能依据不同生产流程的要求使物料流和信息流自动进行动态调整, 从而最大限度的发挥群控系统的效能。

3.3 开放化

数控系统开放化已经成为数控系统发展的趋势, 因为传统的数控系统是一种专用封闭性数控系统存在兼容性差、技术升级困难的弊端。开放化数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上, 通过改变、增加或裁剪结构对象形成系列化, 面向机床厂家和最终用户。

3.4 多轴化

一机多能的数控系统可以最大限度的提高设备利用率, 数控系统正向多轴多系统系列控制功能发展。多轴联动机工, 零件在一台数控机床上一次装夹后, 可进行自动换刀、旋转主轴头、旋转工作台等操作, 完成多工序、多表面的复合加工, 不仅光洁度高而且效率也大幅度提高。

3.5 集成化

数控技术的集成化主要有及噶方面。使用更新的IC器件, NC系统进行高密度立体安装, 以减少占有空间和提高可靠性;使用光缆传递信号, 减少铜缆;采用无览连接, 进一步减小NC系统内连接电缆数目。

3.6 智能化、网络化

在数控技术上实时智能化正沿着自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等方面发展。而数控装备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的基础单元。

4 结语

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。数控技术正在由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全封闭环模式发展。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化, 而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大, 数控技术的应用前景将更加广阔。

摘要：数控技术是采用数字控制的方法对某一个工作过程进行控制的一种当今先进制造技术和装备最核心的先进技术。机械制造业的竞争, 其实质是数控技术的竞争。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势和发展前景来看, 数控系统正向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展。

关键词：数控技术,机械加工,发展前景

参考文献

[1]中国科学技术协会主编.2008-2009仪器科学与技术科学发展报告[M].中国科学技术出版社, 2009.

数控机床的应用与发展 篇9

关键词：数控技术,机械加工,机械制造

1 数控技术在机械加工、机械制造中的最新应用

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面:

1.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势。

效率、质量是先进制造技术的主体。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。

在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。

1.2 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。

1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势。

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;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。

2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计

我国数控技术起步于1958年,50年的发展历程大致可分为三个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。

纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过四个五年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩:(1)奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。(2)初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。(3)建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。

虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。从国际上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下:(1)技术水平上,与国外先进水平大约落后10~15年,在高精尖技术方面则更大。(2)产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;功能部件专业化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;可靠性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的品牌效应,用户信心不足。(3)可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、制定滞后。

3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考

3.1 战略考虑。

我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先,从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次,从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制。

3.2 发展策略。

从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。

强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。

在高精尖装备研发方面,要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合,以“做得出、用得上、卖得掉”为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。

浅谈数控技术在经济发展中的应用 篇10

【关键词】数控技术；经济发展；机械制造行业；应用

数控技术是生产进步，经济发展的产物，从这个角度看，数控技术为我国的经济发展做出了巨大的贡献，也是我国企业进步的重要动力。当今的数控技术，正朝着精细化、自动化的方向大步发展，为国民经济的发展带来了无限的生机和活力。

一、数控技术的特点

我国数控技术起步较晚，但是发展较为迅速，特别是近年来，我国数控技术取得了质的飞跃。1958年，我国数控技术开始了自主研发的道路，经过了改革开发的洗礼，数控技术的发展更加迅速，很多新技术被广泛应用到数控技术中。目前，数控技术在诸多领域都有广泛的应用，为我国经济发展带来了巨大的效益。

数控技术与计算机技术相结合，形成了现代化的生产制造工艺，其主要特点在于技术的执行依靠计算机程序来掌控，即在生产之前，编程员先制定一定流程的加工零件的程序，依靠数字化信号来控制设备运行，达到加工机械设备的效果。

目前，数控技术主要是指计算机数控技术，主要依靠设计好的程序和数据来控制设备，该技术流程具备了工作效率高、质量好、性价比高等优势，是一项优良的现代化技术。数控工作的具体工作流程如图1所示：

图1 数控技术工作流程图

二、数控技术在经济发展中的应用

数控技术发展至今，主要应用于机械加工行业，在国民经济的快速发展过程中，数控技术也发挥着越来越重要的作用，在煤矿机械、汽车制造、工业生产中都有着无可替代的作用。

（一）数控技术在煤矿行业中的应用

我国是煤炭大国，一直以来，煤炭是我国的主要的能源，煤炭开采是煤炭企业的重点工作，如何提高煤炭开采的效率和品质，是企业需要关注的重点问题。在激烈的市场竞争下，煤炭企业开始着手准备大型、高效率的机床设备，而当前加工精度高、性能优越的设备显得更受欢迎。煤矿行业正在不斷改造数控机床的操作性、精度、功能，最终实现投入少、效率高、设备应用率高的目的，促使煤矿企业健康、快速发展。

（二）数控技术在汽车行业中的应用

近年来，我国汽车行业发展取得了令人瞩目的成绩，不仅在品牌创建，口碑建立等方面日益成熟，而且，汽车制造加工技术也有了突破性的进展，这主要得益于数控技术的快速发展和完善。

对于当今的企业制造行业来说，数控机械设备已经成为了汽车产品开发的必备设备，数控技术不仅提升了加工制造的效率，而且提升了零部件加工的精度和准确度，提高了制造的质量。特别是在当前激烈的汽车销售市场，汽车企业不仅要提升产品内在的品质，更要关注汽车车身的造型和零部件的质量，以迎合越来越年轻化的消费人群。

精密化、自动化的数控技术成为了汽车制造行业的新宠，比如激光数控检测技术具有精度高、实用性强、可靠性高的特点，可以精准的测量汽车的曲轴、凸轮轴等零部件的直线、长度、垂直度测量，并且可以精确到微米，精确度非常之高。

（三）数控技术在工业生产中的应用

在工业生产过程中，很多生产环节以数控技术取代人工能够取得更加理想的生产加工效果。而且，在一些生产环境较为恶劣的场所，人工操作花费较大，对人体伤害也较大，操作难度比较高，无法真正满足生产要求，容易造成安全事故，所以，在工业生产中引进数控技术，是一项明智而迫切的工作。当前我国的工业企业正在逐步完善数控加工体系，积极引进各项数控技术，在提升生产效率和质量的基础上，还为企业提供了监控服务，科学完善的对生产过程进行监控，如有发生生产问题，会及时发送提醒，便于工作人员第一时间赶赴加工现场进行处理，既节省了企业的开支，也提升了生产的效率。

三、数控技术在经济发展中的应用前景

数控技术诞生至今，发挥了越来越重要的生产作用，不管是起初的封闭式加工，还是当今的计算机数控技术，都非常好的展示了该技术的优越性能。在未来的发展过程中，数控技术将在智能化和自动化方向加大研究和生产，重点提升数控技术的加工生产效率，不断满足企业对机械设备加工的需求。未来的数控技术，更加需要专业化的人才和技术，不管是在设备生产上，还是技术操作上，数控技术的快速发展离不开我国制造装备行业的进步。毋庸置疑，数控技术的未来一片光明，而提升技术的道路是漫长的，也是艰辛的，必须要始终坚持以技术开发带动技术创新，促使我国制造行业飞速发展，不断提高我国的工业发展实力。

四、结束语

综上所述，数控技术为我国的企业发展和经济进步注入了无限活力，在时代进步的前沿，数控技术必将成为带动我国制造业进步，提升我国企业竞争力的有力武器，为我国的经济发展提供源源不断的动力。

参考文献

[1]宋春华.数控技术的现状及发展趋势[J].装备制造技术，2013，（3）：114-117.

[2]张俊，魏红根.数控技术发展趋势——智能化数控系统[J].制造技术与机床，2014，（4）：10-12.

[3]章富元，方江龙，汤季安.对我国数控技术发展的思考[J].中国机械工程，2014，（10）：28-31.

作者简介：曹明顺，男，山东金乡人，黄冈职业技术学院教师，研究方向：数控加工及软件应用。

数控机床的应用与发展 篇11

关键词：数控技术,机械加工应用,编程技术,发展趋势

1、前言

计算机网络技术的飞速发展已广泛应用到社会各行各业之中, 其中一个重要的体现即是机械设备的加工制造与计算机程序设计的完美结合, 于是便产生了所谓的数控加工技术, 也得到机械制造商们的广泛关注和青睐。

数控技术对国计民生的某些重要行业发挥着越来越重要的作用。机械加工制造工业已经成为工业生产中具有一定技术含量和规模的产业之一。数控技术在机械制造业中的应用使得我国制造业的整体水平也不断提高。数控技术集计算机技术、自动控制和精密检测技术、网络通讯技术和信息处理技术于一体。利用其优势, 将传统制造行业的整体水平提升到一个更高水平, 使得我国机械制造产业在激烈的市场环境中处于领先优势。

但是, 总体说来我国数控技术的发展仍处在改革初步探索阶段, 在实际的应用中仍需要不断过渡, 向全封闭动态控制模式方向发展, 为此, 本文讨论了未来我国数控加工技术的发展动态, 从各个方面促进我国数控技术发展。

2、数控技术的基本概念

控制技术的基本理念即是利用传统的机械制造技术于计算机结合, 以便控制设备的加工制造, 它具有自动化、效率高和精密度高等优点, 准确的程序编程控制是实现自动化控制的关键和核心技术, 已成为机械设计制造程序的重要组成部分。

数控技术原理。数控技术中的CNC系统是现代新型的数控加工技术控制系统, 它主要依靠编程程序来实现不同的控制方法。这种装置的核心是一种专门的计算机系统, 主要执行程序的软件操作进程, 基本工作原理是:程序输入机械加工装置的各项指标, 经核心装置分析处理后输出到驱动电路, 实现实时控制和操作。

数控技术的主要装置设备有以下几种: (1) 机械设计和加工精密分析部分。机械加工的传动装备和机械元件结构成为数控机床结构的大部分, 以保证数控机械制造中的高速运转和高的精密度要求。 (2) 传感技术的自动化和精密度控制。它在自动控制方面发挥重要作用, 可以补偿精密度的缺陷, 传感器在各种环境下都可以快速获得信息, 是自动化控制的关键环节。

3、数控技术的应用领域

3.1 生产制造业[1]

数控技术在工业生产制造业中的应用主要体现在生产线上, 由计算机自动化编程对生产线中的各个组件和操作流程进行有序的控制, 可以大量节省劳动力, 创作更大的经济利润, 保证产品生产质量符合要求。特别是在生产环节故障情况下可以保证工人安全和维持正常的生产进程, 这时数控技术的传感系统便会把生产故障和信息传送给计算机控制系统, 实现自动停止和响应工作, 以起到保护作用。

3.2 汽轮机叶片加工[2]

汽轮机的加工制造技术主要体现在叶片的数控加工方面, 目前各国的叶片加工的竞争主要体现在不断创新和完善的数控加工技术上。在具体的试剂生产中, 叶片的数控加工技术不断提高了叶片的加工质量, 工作效率和降低了工人的劳动强度, 进而为叶片型线接近理论叶型提供了保障。

汽轮机叶片毛坯的制作加工材料大多为精美铸造、锻造和方钢三种。其中, 精美毛坯常用于铸造工艺复杂的叶片上, 方钢常用于尺寸较小的少量精密叶片;锻造材料则用于制作简单的静叶片上。

3.3 机床加工

机床加工效率的提高成为机械加工中的关键技术, 数控技术中程序设计可实现机床生产的自动化执行, 使得机床自动加工出所需要的零件。机床零件的工艺和几何信息传输到数控技术的自动化控制系统, 进行数字化处理。以实现数控生产线的有序加工, 实现自动化生产和一体化加工。

编程数控机床加工的优点在于, 改动相应的程序指令便可实现零件的自动加工, 加工前输入相应的代码, 编制符合加工要求的程序方案, 让数控机床按照人们的要求实现多样化的生产要求。下面结合案例分析数控机床加工工艺的程序编制:

数控机床的对刀方法主要采用试切法等, 尽量缩小机床元件的图纸设计误差可以大大提高元件的精密度。元件尺寸如图1所示, 加工时首先加工8mm左侧椭圆弧线部分, 单独设计程序编制, 左侧设计为圆柱, 程序设计时采用外园切削循环指令。

4、结语

在实际的制造行业中, 数控技术得到了不断发展和应用, 但与国外先进技术相比我国在数控技术的方面的核心竞争力仍处于薄弱地位, 数控技术的积极创新和改革更会推动机械加工制造业的更高层次的发展。唯有这样, 才能适应全球复杂多变的行业变化, 才能降低制造成本, 提高产品的市场竞争优势。

参考文献

[1]刘治华.机械制造自动化技术[M].郑州:郑州大学出版社, 2009.