数控机床精选(九篇)

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第1篇：数控机床范文

随着社会生产力的发展，如今机床生产小批量或大批量机械零件、配件等，不再需要繁杂的一系列手动操作，取而代之的是数控机床。

【关键词】

普通机床；数控技术；CAD/CAM

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控产业取得数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%34.9%。

尽管如此，进口数控机床的发展势头依然强劲。有一大批高档数控系统的国产市场完全依靠进口，这样就会形成受制于人的局面。究其原因，国产中高端数控系统的差距主要表现在技术成熟度低、可靠性不高、质量不稳定、精度不高，正因为如此，对于质量的保证才显得尤其重要。

1 技术创新是提高国产数控机床水平的关键

国产数控机床缺乏核心技术，从高性能数控系统到关键功能部件基本都依赖进口，即时近几年有些国内制造商艰难的创新出了自己的品牌，但其产品的功能、性能的可靠性仍然与国外产品有一定差距，近几年国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术，但缺乏对机床结构与精度、可靠性、人性化设计等基础性技术的研究，忽视了自主开发功能的培育，国产数控机床的技术水平、性能和质量与国外还有较大的差距，同样难以得到大多数用户的认可。

2 制造水平与管理手段依然落后

一些国产数控机床制造商不够重视整体工艺与制造水平的提高，加工手段基本以普通机床与低效刀具为主，装配调试完全靠收工，加工质量在生产进度的紧逼下不能得到稳定与提高。另外很多国产数控机床制造商的生产管理依然沿用原始的手工台帐管理方式，工艺水平和管理效率地下使得企业无法形成足够生产规模。如果外机床制造商能做到每周装调出产品，而国内的生产周期过长且很难控制。因此我们在引进技术的同时应注意加强自身工艺技术改造和管理水平的提升。

3 服务水平与能力欠缺也是影响国产数控机床占有率的重要因素

由于数控机床产业发展迅速，一部分企业不过长远利益，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在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，设备专业的培训人员和良好的培训坏境，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回的认同，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势来看需要三种层次的数控技术人才：第一种是熟悉数控机床的操作机加工工艺、懂得简单的机床维护、能够进行手工或自动编程的车间技术操作人员：第二种是熟悉数控机床机械结构及数控系统软件知识的中级人才，要掌握复杂模具的设计和制造知识，能够熟练应用UG、PRO/E等CAD/CAM软件，同时有扎实的专业理论知识、较高的英语水平并累计了大量的实践经验；第三种是精通数控机床结构设计以及数控系统电气设计、能够进行数控机床产品开发及技术创新的数控技术高级人才。我国应根据需要有目标的加大人才培养力度，为我国的数控机床产业提供强大的技术人才支撑。

数控机床相对于普通机床，有诸多优点。就加工精度而言，数控机床是精密机械和自动化技术的综合体。 机床的数控装置可以对机床运动中产生的位移、 热变形等导致的误差，通过测量系统进行补偿而获得很高且稳定的加工精度。 由于数控机床实现自动加工，所以减少了操作人员素质带来的人为误差，提高了同批零件的一致性。就生产效率而言，相对普通机床，数控机床的效率一般能提高 2～3 倍、甚至十几倍。主要体现在以下几个方面：①一次装夹完成多工序加工， 省去了普通机床加工的多次变换工种、工序间的转件以及划线等工序。②简化 了夹具及专用工装等，由于是一次装夹完成加工。 所以普通机床多工序的夹具省去了，即使偶尔必须用到专用夹具。 由于数控机床的超强功能夹具的结构也可简化。

但数控机床也存在着诸多不足。数控机床较为复杂，当机床发生故障时会导致工作瘫痪，无法正常运行。数控机床故障的发生频率高低，故障原因等可以评定数控机床质量的好坏，通过多年来对遍布全国的汽车，航天， 兵工、 动力和通用机械等行业的数十家机床用户进行调查发现：装有国外数控系统的数控机床，数控系统（含伺服单元）故障数占整台机床故障总数的 21.8%，国外数控系统故障部位主要是进给运动控制单元，实时数据库，电气系统 以及 CNC 电源故障等。其故障模式涉及面也很广。其中多发的故障模式是元器件损坏、CNC 参数设定错误，加工环境湿度太大或灰尘太大、元器件性能参数下降，软件故障、外部干扰引起数据丢失或混乱等。国产数控系统的故障部位也是多方面的，主要为进给驱动单元，主板、数控面板、检测单元、其它硬件（多功能板）。电源及电气系统等。其中最频繁的故障模式是元器件损坏、元器件功能丧失软件故障（CNC 参数错误等）、伺服系统设计不合理，元器件性能参数下降和线路，电缆连接不良等。 由此可见，无论是国外数控系统还是国产数控系统，都是数控机床的重要故障源之一，都会对机床整机造成停机损。

5 结束语

目前，无论是国外还是国内数控机床的质量问题或多或少都存在着，换言之， 数控机床的可靠性增长技术还有待进一步的研究。降低数控机床的故障率，在可靠性摸底和故障分析的基础上进行多方面的有针对性的可靠性改进。在市场竞争日趋激烈的今天，如何提高可靠性及可靠性的好坏是数控产业的关键所在。

【参考文献】

[1]《数控机床结构 原理与应用》北京理工大学出版

[2]《数控机床结构与维修》 人民邮电出版社

第2篇：数控机床范文

【关键词】数控；机床；数控化改造；特点和方法

1 机床数控化改造分析

一台旧设备使用到一定年头后，必然会故障频繁发生、维修困难、生产效率降低、加工精度不稳定、甚至完全停机。对这样的设备是采取彻底报废、还是经过中大修数控改造？做出这种决定之前，首先要对现有设备的剩余使用价值作出评估。例如一台加工中心，主要构成的机电部件有：①CNC系统及操作子系统；②伺服系统(包括电动机)；③机床电气；④机械本体(床身、立柱、导轨和丝杠等)；⑤刀库机械手系统；⑥自动工作台交换系统(APC)等。每一个子系统根据实际情况，都可以作出相应剩余使用价值评估。例如根据伺服系统的磨损程度，如果继续留用，应考虑整修后还有50％以上剩余价值；但考虑到新更换数控系统的匹配及追求好的伺服特性，即使旧的伺服系统没有完全损坏，或预计继续使用寿命不会太长，也可考虑彻底更换。机械部件的剩余价值一般都占较高比例，多项工程实践表明，一台高质量机床的机械大件磨损是有限的。例如改造过的70年代美国卧式加工中心，X方向行程1台为1.5m、1台为2.5m，导轨的直线度和扭曲都能调整到0.008mm/1000mm，导轨本身没有进一步修磨。机械手刀库部件易损件集中在几个零件上(如手爪、插销等)，即使重新更换花费也不多，因此机械部件都占有较高剩余价值。

2 数控机床改造的特点

2.1 投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60 % - 80 %的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/ 3 。即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2 - 3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。另外可以根据实际情况进行针对性的改造，交货期缩短。

2.2 机械性能稳定可靠 所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。

2.3 熟悉了解设备、便于操作维修 购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。改造则不然,可以精确地计算出机床的加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。

2.4 可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。

3 提高数控机床改造精度的常见方法

数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,运动副之间的摩擦系数小、传动无间隙、功率大、便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的,常见的机床改造方法如下：

3.1 修复机床导轨精度

导轨的作用是导向与承载。导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。对不同形式导轨,大概修理方法如下:

3.1.1 使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。应用于机床改造更为便利,效果显著。

3.1.2 铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的,刮研显点为18 ―25 点/ 平方厘米,同时,必须保证的可靠性。这样才能尽可能的减小摩擦,以及对位置控制精度的影响。

3.2 恢复主轴精度

主轴是主轴组的重要组成部分。机床工作时,由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动,对加工质量和生产率,有重要影响。所以,改造时必须修复主轴的精度。对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查,以便确定修理方案。但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。调整后应进行温升实验,温升超过规定值,应减少预紧量。当主轴轴承重新装配好后,用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。

3.3 修复或更换滚珠丝杠

丝杠传动直接关系到传动链精度，滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件。基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠,但在改造时,一定要恢复其传动精度,或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠,只有这样才能保证改造后的定位精度,尤其是在半闭环系统中,丝杠不仅要起到传动作用,还要起到标尺的作用,编码器只是测量丝杠的转数,至于工作台实际行走的距离,相当于开环,只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。

3.4 利用精密仪器检测机床精度

可以结合具体的机床改造过程,利用先进的激光干涉仪测量系统,对机床的定位精度进行测量,并利用球杆仪快速检查机床精度,诊断误差来源,自动分析机床精度状态,检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等,根据检测结果,进行必要的分析,再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。在调整机床参数时,尤其是伺服驱动参数,可根据球杆仪的检测结果,进行系统优化,使机床参数更合理,系统更稳定。在改造完成后,利用激光干涉仪对定位精度进行测量,并根据情况进行适当的补偿,可以大大提高机床的定位精度和加工精度。

3.5 减少传动环节的间隙

一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。如果进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动,一定要注意,调整好反向间隙,否则,很可能直接影响机床性能。另外,如果进给传动系统中有同步齿形带,也必须进行适当的调整或更换,尤其是在采用半闭环系统中,若此部分不在控制环内,将直接影响机床的定位精度。

第3篇：数控机床范文

关键词：数控机床；导轨；设计

引言

按机床的运动性质，大多数机床都是进给运动导轨，其导轨副之间的相对运动速度较低，本机床进给运动为刀架的上下运动、刀架在横梁的左右运动以及整个横梁的上下升降运动，采用的是矩形导轨，使用镶条来调整各部件间的间隙。

静压导轨是将具有一定压强的油，经节流器，通入动导轨的纵向油槽中，形成承载油膜，将导轨副的摩擦面隔开，实现液体摩擦，这种靠液压系统产生的压力油形成承载油膜的导轨称为静压导轨。静压导轨的优点是：摩擦系数为0.005～0.001，机械效率高；由于有油膜作用，不会产生粘着磨损，导轨精度保持性好；油膜有均化表面误差的作用，相当于提高了制造精度；油膜的阻尼比大，一般为0.04～0.06，因此静压导轨抗震性能较好；静压导轨低速运行平稳，防爬行性能良好。但是静压导轨结构复杂，需要一套完整的液压系统，维修也相当困难。因此，静压导轨适用于具有液压传动系统的精密机床和高精度机床的水平进给运动导轨。本文设计机床导轨为立式车床的立柱导轨，主要承载横梁的升降，采用滑动导轨能够满足精度传动要求。

1.滑动导轨的截面形状

导轨的主要功能是导向，动导轨必须按照导向轨迹进行运动，因此必须限定除沿静导轨面移动的另外五个自由度。支承导轨制造或安装在立柱、横梁等支承件上，接触导轨面的宽度远小于其导轨的长度，根据定位原理，可以视导轨为窄定位板，只能限制沿y轴移动和绕x轴转动的两个自由度；可以利用两窄板（a和b）定位方法，在一个坐标面中形成一个定位平面，可以限制沿y轴的移动和绕X轴、Z轴转动的三个自由度；要准确导向，还需要限制沿X轴的移动和绕y轴的转动，因此，需增加另一坐标面上的窄支承平面c。从而形成最基本的双矩形导轨。该矩形导轨结构简单，容易制造，刚度和承载能力大，安装调整方便。但是其缺点是导轨面易磨损且不能够自动补偿，且需要增加间隙调整机构。这种导轨广泛用于普通精度机床和中型机床中，如数控机床。为使C面定位可靠，保证导向精度，应用镶条调整c面与动导轨结合面之间的间隙。导轨面模型如图1.1所示。

图1.1横梁矩形导轨面

2.导轨间隙的调整

辅助导轨副间的间隙调整一般是用精磨压板来调整导轨副间的间隙。而调整矩形导轨问的间隙常用斜镶条和平镶条来调整。虽然平镶条制造较斜镶条较为容易，但是，当其与导轨面配合时就会出现累积的间隙误差，调整较为麻烦，现已不常用。而斜镶条斜面与动导轨配合斜面在长度方向上斜度相等，倾斜方向相反，这样可以纵向移动镶条调整导轨横向间隙。镶条应保证有适当的长度余量，以保证镶条斜面与动导轨面有足够的接触面，从而有利于传动平稳；镶条平面与支承导轨面、镶条斜面与动导轨斜面配拉削后，截去长度余量，固定在动导轨上，如图2.1所示。我们采用图示调整方式通过配合精度可以避免镶条在运动时的窜动。

图2.1斜镶条的间隙调整

3.提高滑动导轨耐磨性措施

铸铁是一种成本低，有良好的减震性和耐磨性，易于铸造和切削加工的材料，因此常用于机床的大件的铸造。一般铸造出的导轨其耐磨性较低，容易粘着磨损，

导轨寿命较低，所以常在浇注导轨时加入少量的如硅、锰等的孕育剂，在灰铸铁中加入磷、铜等细化晶粒的元素，浇注完成后对其表面进行高频淬火等措施，都可以提高导轨的耐磨性。同时，我们注意到，导轨副应采用不同的材料制造，或者相同的材料不同的热处理方法，这样可以提高导轨副的耐磨性，防止粘着磨损。本机床立柱导轨，主要承受横梁的重力，切削力基本被其抵消，因此机床导轨有向外被拉的趋势是主要使机床损坏的原因。由于本次设计的机床精度较高，导轨副传动需要有较高的传动要求，采用耐磨铸铁导轨副，导轨面需进行刮研处理，还需要保证动导轨面的硬度要比其支承导轨面的硬度低20～40HBW，镶条需要贴导轨软带，主要是导轨软带具有良好的摩擦特性，又具有青铜和钢的刚性和导热性，应用也日趋广泛。

提高导轨导轨耐磨性还要有精度保证，长导轨副我们采用精磨，短导轨副采用刮削方式，这样可以保证导轨面的耐磨性。同时动导轨的滑移速度较低，我们选用导轨面的压强小于0.2MPa.m/min，此种压强下可以降低导轨面的磨损速度。

此外，良好的环境是导轨副长期工作的保障，为了提高动压效应，改善摩擦状态，需在导轨面开横向油槽，这样可以储存更多的油，提高了动压效应。又由于是垂直导轨，我们采用N46号全损耗系统供油。

4刀架丝杠的特性

滚珠丝杠传动系统是一个以滚珠作为滚动媒介的滚动螺旋传动的体系。滚珠丝杠副是将丝杠螺母皆加工成凹半圆弧形螺纹，在螺纹之间放入滚珠形成的。当丝杠、螺母相对转动时，滚珠沿螺旋滚道滚动，螺纹摩擦为滚动摩擦，从而提高了传动精度和传动机械效率。为了防止滚珠从螺母中滚出来，在螺母的螺旋槽两端设有回程引导装置，使滚珠能自动返回其入口循环流动。滚珠丝杠副的特性：滚珠丝杠传动系统的传动效率高，是普通滑动丝杠系统的2-4倍，功率消耗也只有滑动丝杠螺母副的0.25-0.35，所以能以较小的扭矩得到较大的推力，由于具有运动可逆性，亦可由直线运动转为旋转运动；滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动，工作时灵敏度高、启动时无颤动、摩擦阻力也较小，当传动系统其余部件的刚度足够，微量进给运动几乎可以达到同步效果；滚珠丝杠传动是点接触，系统运动中产生较小温度，轴向拉伸可以消除间隙，对丝杠进行预拉伸可以大大消除热伸长，因此可以基本消除重复定位精度导致的误差；钢球滚动接触处均经硬化（HRC58～63）处理，并经精密磨削，滚珠在传动槽中做循环运动，相对磨损甚微，故具有较高的使用寿命和精度保持性；由于滚珠丝杠副具有很好的同步效果，使用几套相同的丝杠副就可以同时传动几个相同的部件或装置，实现传动系统的同步工作。

刀架在低速进给过程中会受到摩擦阻力的作用出现不均匀的跳跃现象，速度时快时慢，特别在刀架左右点动的过程中出现也会出现这种现象，我们称之为爬行现象。造成这种情况的大多原因是由于系统中各零部件的刚度不够而造成的弹性变形，或者导轨面的不充分等原因造成的。这种现象会影响机床的加工精度，定位精度，爬行严重时会造成机床不能正常工作。因此，我们需分析并确定减少危害机床爬行现象的措施。出现爬行现象的主要原因是横梁导轨面上的动摩擦因素小于其静摩擦因素，且动摩擦因素随滑移速度的增加而减小以及传动系统的弹性变形。

结论

导轨作为机床的关键部件之一，其性能好坏，将直接影响机床的加工精度、承载能力和使用寿命。本文从介绍了导轨的类型、横截面积形式。阐述了导轨间隙的调整方法和提高滑动导轨耐磨性措施。并在文章最后介绍了与导轨向关联的刀架及其刀架丝杠的特征，对导轨的设计具有一定的意义。

参考文献

第4篇：数控机床范文

【关键词】控制机柜；工作环境；防护等级；控制柜空调

1.引言

由于控制柜设计的不合理导致机床故障率升高，或者说由于控制柜导致数控系统使用寿命的降低占到了8%～15%。例如我厂销往南方用户有的因为环境温度高，系统模块无法在正常的温度下工作，研究表明：温度每上升10℃，电子产品的使用寿命将比预期减半；有的是因为空气湿度大，导致数控模块损毁。必须总结出机床控制机柜设计方法和思路，从而使机床的可靠性提高，延长使用寿命。

2.控制机柜对工作环境的要求

是指数控机床工作时的温度、湿度、电网电压、接地等诸多方面。

2.1 温度的要求

实践证明，当室温过高时数控系统故障率会大大的增加。通常数控系统中半导体工作温度要求在40～45℃以下，而室温达到35℃时电气柜内部温度经常可能达40℃以上，因此数控系统不能正常工作。

2.2 湿度的要求

要求环境的相对湿度应该小于75%，处于湿度较大环境中的数控机床，大多采用密封电气柜，同时配备空调进行温度冷却。湿度大产生结露，造成硬件模块短路的损坏。

3.控制机柜的结构设计

3.1 控制机柜结构设计要求

我厂从设计上分为两种控制柜，一种是外购并联机柜，另外一种是自己设计的控制机柜。多数机床都采用的是自制控制机柜，其优点就是价格便宜，外购机柜造价是自制的3倍，同时自制机柜一般是安装在机床上，机床连线和运输都很方便。本文主要以自制的控制机柜为研究对象。

3.2 控制机柜的密封措施

一些数控机床长期在加工铸铁、石墨工件环境中对控制机柜防护等级要求更高，电气柜密封不严，导电粉尘进入电气柜并且在模块线路板上沉积，可能导致硬件部分损坏，特别是高压部件，如驱动器的电源模块等。如果用户使用数控机床主要用于加工上述材料， 那么就应当采用密闭的电气柜，而控制机柜的电柜门支撑和锁紧方式也是影响密封主要因素，见图3-1所示。

假设以1800*800mm（高*宽）的门体尺寸为例，通过SolidWorks COSMOSXpress进行位移分析，我们不难看出折页和门体固定点安装数量和位置对位移的影响很大，同时我们也比较了威图机柜在箱体密闭上的设计，得到同样的结论。

图中红色区域位为位移变形量最大区，而蓝色为最小区域。在1800高机柜等距安装3个门折页，可以有效的使门体在高度方向上获得更多的支撑点，保证在这一方向上密闭良好。而图3-1左右两图不同的是左侧门的锁紧点为1个，而右侧是3点（我们做了仿制改进）。通过对比可以看出因所进点的增加红色位移点的消失，由此我们在设计的时候就要将折页和门锁固定点，在左右方向上对称，上下方向上等距，以确保门的胶条与控制柜之间紧密结合，不会因为受力不均，破坏密闭性。

3.4 控制柜的电磁兼容

（1）接地元件安装板必须使用未漆过的镀锌板，机柜内的所有金属接地部件都要连接到一起，滤波器、数控系统等电气部件要用螺丝直接固定在元件安装板上，柜门和柜体通过接地铜带连接，所有的保护接地导体都必须和大地连接。

（2）屏蔽 控柜中常采用的屏蔽方式有：

使用屏蔽电缆屏蔽、隔离板屏蔽、柜体屏蔽。功率模块的输出采用屏蔽电缆，屏蔽层接地。

4.控制机柜元件布局

合理分配空间，避免空气的流动性差保证数控系统模块的散热性。虽然有空调控制温度，但是系统模块安装位置距离空调近的话，由于模块自身风扇由下向上吹风，而冷空气（空调产生的）密度大，它的流动方向是自上而下的，在模块上方就容易出现对流，产生冷凝水最终导致模块烧毁。如图4-1所示。

5.结束语

除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启控制柜门，更不允许在使用时敞开柜门。一旦有油雾、灰尘甚至金属粉末落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。

定时维护控制柜也是非常必要的，否则灰尘积聚过多，将会引起数控系统柜内温度高，造成过热报警或数控系统工作不可靠。

参考文献

[1]电气配电柜安装技术的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（24）.

第5篇：数控机床范文

关键词:数控机床,网络控制，研究

[Abstract] This artical start the point of introduce network monitoring systems used in CNC machine tool technology, the system is a server and client mode as the carrier, and the corresponding sets of characters technical R & D to develop software through the network withclient server control, to complete such as the control program, processing instructions, the processing status of images and information to send and receive control process in order to achieve off-site machine tool monitoring, to achieve the desired control effect.

Keywords: CNC machine tools, network control, research

中图分类号：TG659文献标识码：A 文章编号：

一、绪论

随着科技的进步、网络的发展,网络控制技术逐渐引起了人们的重视。网络控制系统结合了计算机网络技术与自动化控制技术,通过网络的途径，实现了预期的控制过程。现行的网络控制系统主要由机床技术、通信技术、控制技术、检测技术、计算机软件技术、图像技术及网络技术等组成,通过网络对机床的运行进行异地监控,能够减少工作人员的作业量及提高机床的工作效率。网络控制技术是时代的产物，它作为一种新兴技术,已经越来越得到很多科研单位的关注。目前，正在研究和开发的网络控制技术朝着多个方面进展,有的是建立在Web通讯平台基础上的，有的是建立在Socket技术基础上的,还有的是建立在CORBA中间件技术基础上的等等,这些不同方向的研究，势必会为数控机床控制技术的发展带来革命性的变化。本文所开发的数控机床的网络控制系统，它是以WindowsXP为网络开发平台,并以VisualC + +为工具开发,运用了Windows Sockets网络编程接口技术,实现了实时监控局域网内的机床运行的功能。

二、网络协议及传输控制协议网络通信的实现

1、网络协议及传输控制协议简介

在国际互联网技术中，网络协议IP(Internet Protocol)及传输控制协议TCP (Transmission Control Protocol)是两个非常重要的通讯协议,兼容性非常强，可以适用任何互联网络上运用到的通讯。网络协议及传输控制协议的结构可以将网络分成应用层、网络层、传输层和数据链路层共4个不同层次，这种分层方式，它合并了国际标准组织所制定的开放系统互联参考模式的七层传输参考模式当中的一些层面。

2、Windows Sockets简介

Windows Sockets是在Windows下得到了广泛应用的、开放的、支持多种协议的网络编程接口。它利用下层的网络通讯协议功能和对操作系统的调用来实现通讯工作。提供了一种发送和接收数据的机制。

目前，用户可以使用到的套节字有两种形式，即数据报套节字和流式套节字。流套接口提供了双向的，有序的，无重复并且无记录边界的数据流服务，数据报套接口也支持双向的数据流，但并不保证是可靠，有序，无重复的得记录边界的数据流服务。所以，本设计中我们采用流式套节字形式,它在连接数据传输时增强了数据的可靠性。应用程序调用其接口函数实现了通信的过程。

3、流式套节字的操作方法

要想从数据流中读出数据，必须要求先建立连接后方可传输、接收信息数据，而流式套节字的使用方法正是基于连接的协议。其具体操作方法如下：

①为了便于侦听，服务器要建立一个套节字并为其分配地址,在为其分配地址之后,然后调用listen ()函数并使其处于侦听的状态。

②客户机也要建立一个套节并为其分配地址,在为其分配地址之后,然后调用connect ()函数,使其处于请求与服务器套节字连接的状态。

③服务器上创建的套节字在接收到客户机的连接请求信号后,接着调用accept ()函数,此函数的作用是为了创建一个用于连接的套节字，然后以该套节字和客户机上的连接套节字的应用为基础,就能够在服务器跟客户机之间进行相关数据的传输了。

④在传输数据结束之后,客户机与服务器调用closesocket ()函数，以关闭各自的套节字。

三、网络控制系统的设计实现

1、控制系统的原理实现

在该控制系统中，所运用到的网络控制系统软件是在客户机上运行的,而客户机又是通过局域网跟服务器进行连接。控制机床动作的数控系统是在服务器中运行的,首先要运行服务器本机自带的数控系统,并对其进行初始设置,然后进入到网络控制状态,打开服务器侦听套节字,实时等待客户机上的连接请求信号,当服务器上的侦听套节字接收到客户机的连接请求信号后,就对此请求信号进行验证,查看他们的套节字是否相互匹配，如果他们符合匹配的条件,则服务器就跟客户机进行连接,如此一来，服务器和客户机互相之间就可以发送和接收信息指令了。在网络控制状态下，服务器的数控系统可以利用图像传感器实时对机床加工状态图像和机床加工相关参数进行采集,然后服务器将采集到的状态图像以位图格式进行保存，按一定的时间规律发送到客户机，以显示机床的加工状态,并且将服务器采集到的状态参数实时地发送到客户机上。数控机床加工代码可以在客户机所用到的远程控制系统软件中进行编辑,然后将所编辑的数控代码发送到服务器中,并将代码下载到可编程多轴运动控制器上以等待指令信息。客户机将机床加工控制指令发送给服务器,以达到控制机床预期动作的目的,并且客户机还能接收服务器所发送的信息,对机床加工情况进行动态监视。不仅如此，通过远距离对程序进行控制,客户机不仅可以在机床加工过程中修改机床的加工参数,还可以调试机床运行的效果。

2、控制系统的硬件结构实现

本设计中，网络控制系统在对数控机床进行控制时采用的是模块化的硬件结构,该数控系统采用“PC（个人计算机）+ NC（网络计算机）”结构,网络计算机部分采用开放式多轴运动控制器PMAC2-PCI进行主控。网络系统总体上是“服务器+客户机”的形式,其中，数控系统是在服务器上运行的,而网络控制软件是在客户机上运行的,服务器和客户机通过一定的规范连接结构将内部网与外部网进行连接,在数控机床运行前，要在其上安装图像传感器所用的监控摄像头,对机床加工的运行情况进行实时监视,并将所监控到的机床运转的具体情况实时地进行采集与保存。

3、控制系统的软件设计实现

在控制系统中，完美的人机界面不仅可以为控制系统的操作带来方面，跟能够提高数控机床的工作效率。本系统所设计的人机界面运用了Windows编程技术中的分隔视技术,该设计把数控系统的人机界面分为左右两个子窗口。左边的子窗口作用是显示采集到的机床运行图像,这就实现了数控机床加工时对图像的实时监视的过程，而右边的子窗口是作为网络控制的窗口,它实现的功能有很多，如联机网络、显示机床加工状态参数、发送加工代码、调试机床在线网络等功能。

控制系统的软件设计的核心是传递网络数据,为了确保数据能够及时地进行传递,因此，在本系统软件设计中运用的是多线程技术,为了方便控制，又专门建立了一个线程对控制器采集到的数控机床数据进行网络传递。客户机上的数控代码在编辑好之后,可以同时的传送到服务器上,接着服务器将接收到的数控代码保存到其内存中,然后再对其进行编译，编译完成后执行此数控代码。在控制指令的传递的过程中，客户机可以随时将指令传送给服务器,当服务器接收到指令后立刻进行执行。相比较而言，机床加工情况的图像和状态参数在进行传递时，在操作上则要复杂一些，为了防止在传递过程中位图数据和参数数据可能出现的混乱现象,应该在服务器上采用中断的方法,即在进行图像数据的传递时中断参数数据的传递,当图像数据传递完成之后再进行参数数据的传递。

四、结论

本文所设计的数控机床网络控制系统，进过反复调试后，达到了预期的控制目的，可以满足实际加工的需要，但是在实际操作时，也存在着一定的问题，比如对图像的实时采集显示不及时、机床运行时代码不稳定出现的数控机床运行偶尔停顿现象等，但是笔者相信，随着科技的发展，这些问题一定能够得到很好地解决。

参考文献

[1]李坤鹏.网络数控系统的技术内容.中国机械工程,2009.

[2]齐硕.基于网络的数控制造技术.北方机械工程报,2008.

[3]张帅震.基于Internet的远程监控系统.黑龙江科技学院报,2010.

第6篇：数控机床范文

关键词：数控机床；新技术；趋势

0 引言

在世界经济一体化进程加快的影响下，各个国家间呈现出越来越激烈的竞争，并且这为企业的良好发展提供了契机，尤其是制造行业应当把握住机会实现更好的发展。应用数控机床技术促进了制造行业的发展，数控机床技术的特点是质量高、生产效率高，因此能够为企业带来理想的经济效益。

1 数控机床的组成部分和特点

通常而言，数控机床的组成部分是：（1）主机，其属于数控机床的主体，数控机床的机械部件是主轴、立柱、机床身等，其作用是为了对机械部件进行切削加工；（2）数控设备，其属于数控机床的核心部分，主要有软件和硬件（纸带阅读机、键盒、CRT显示器、印刷电路板），用以将数字化零件程序输入，且存储输入信息、插补运算、变换数据，以及进行一系列的控制；（3）驱动设备，其属于数控机床执行的驱动部分，主要有进给电机、主轴电机、进给单元，以及驱动单元组成。基于数控设备的控制，借助电液伺服系统或电气完成进给与主轴驱动。在几个进给联动的情况下，能够加工空间曲线、平面曲线、直线，定位；（4）辅助设备，其指的是数控机床的一部分配件，确保数控机床的监测、照明、、排屑、冷却等，这主要有监控检测设备、刀具设备、数控分度头、数控转台、交换工作台、排屑设备、气动设备，液压设备等等；（5）编程和其它的一些附属装置，其主要作用是存储和编制零件程序。

在数控单元当中包括数控机床的监控与操作部分，其属于数控机床的核心。相比较于普通的机床，数控机床的特点是：（1）生产效率高（通常是普通机床的几倍）、机床的刚性大，精度高；（2）加工精度高、加工质量稳定；（3）机床的自动化能力强、能够使工人的劳动强度减轻；（4）能够实施多坐标联动，可以对复杂形状的零件进行加工；（5）在改变加工零件的情况下，通常仅仅要求对数控程序进行改变，如此能够使生产准备的时间减少；（6）需要操作工作者和维修工作者都具备较高的素质。

2 数控机床新技术的特性

（1）在数控机床中应用新型智能化的机器人。在最初的阶段，智能机器人的工作主要是装卸搬运，在日益进步的科学技术影响下，新型的智能机器人业已具备视觉与触觉的功能，可以凭借感官完成一些人工方面的事项。应用一些智能机器人不但使大量的物力和人力节省，而且也使大量的费用减少。

（2）复合加工技术的应用。复合加工业已由初期的钻、车等加工步骤向加工齿面、削磨内外圆，以及表面助理转变。

（3）直驱技术的应用。功率和扭矩较大的直线点击重点用在重载机床与高速机床，这不但使高定位精度和快速度实现，而且力矩电机会代替普通的机械传动。在国际机械制造领域当中，业已出现相似的成功例子，接下来的发展就是推广与普及。

（4）应用绿色机床技术。学术界很长一段时间以来探究的重点就是绿色机床。在注重数控机床高精度和高速度的过程中也应当重视它的环保性。机床的环保会对人们的健康产生直接性的影响，怎样节能减排以及确保工作者身体健康以及提高工作效率，这是绿色机床的根本所在。

3 数控机床技术的发展趋势

（1）高精度。各个工业大国都十分注重提升数控机床的加工精度，通常来讲，数控机床的加工精度涵盖数控机床生产的几何精度和数控机床应用的加工精度。在提高数控机床稳定性以及应用补偿技术和辅助策略的基础上能够大大地提高数控机床的精度。

（2）高稳定性。针对数控系统和数控机床的制造商来讲，其非常重视的一个问题是数控机床的稳定性，如果一台数控机床的稳定性能非常高，就会使数控机床的事故率大大地降低，这不但有利于制造工作的顺利进行，而且有利于生产效率的大大提升。为此，衡量数控机床质量的一个关键性指标是数控机床的稳定性。

（3）高效性。具体来讲，高效性是指大大地提高数控机床的运行速度，这一是能够确保产品的质量，实现运行效率的提升，二是能够使投入的费用降低，在生产的过程中普遍性地应用零件的高速加工。

（4）智能化。针对各种领域的生产过程而言，一致的理想是智能化。应用一种模拟网络化监控与数字化网络技术，凭借电子计算机编制本来人工操作的运行程序为一种既定的模式，且以机器控制代替人力控制的方法就是智能化加工。通常而言，应用智能化重点包括智能维修、智能分析，以及智能监控。

（5）网络化。网络化数控机床的网络化又称“e-制造”，是把数控系统通过网络连接和网络控制，在计算机上操作使用，虚拟设计、虚拟制造等高端技术也越来越多地为工程技术人员所追求。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代机床发展的重要趋势。

4 结论

总之，数控加工技术对于制造业的重要性不言而喻， 其对一国经济、国防、综合实力和国际地位的推动作用是十分突出的。针对制造领域的重要性来讲，数控加工技术举足轻重。其有利于国家综合实力、国防经济，以及国际地位的提升，当前形势下，一个非常显著的问题是我国的制造领域的发展不够先进，依旧滞后于西方发达国家，这就要求进一步地探究数控加工这种机械制造技术。在对新型技术引进的过程中也应当不断地创新，进而不再依赖于发达国家的数控技术，自主研发有着国际先进能力的数控机床技术，从而使我国逐步地转变成为世界性的制造业强国。

参考文献：

[1]中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场，2001（03）.

[2]杨建武.国内外数控技术的发展现状与趋势[J].制造技术与机床，2008（12）.

[3]王君，丁飞彪.浅谈绿色机械加工技术的应用与发展[J].科技与企业，2013（04）.

[4]陆大玮，楼上游.数控机床开放性的分析与研究[J].机械工业标准与质量，2008（11）.

第7篇：数控机床范文

    数控机床的发展前景十分可观

    在经济全球化发展的今天,机械制造行业必须要加速发展才能达到经济全球化的要求。数控机床应用先进的设计技术,各种测量技术,工作程序集约化技术以及高级软件技术,使得数控机床的工作范围得到了很大程度的扩张。 并且,数控机床可以完成许多传统工艺不能完成的工作任务,例如结构复杂,精确度高的零件和类型多变的零部件等。 数控机床可以在最短的时间内,完成需求者交给的各类零件加工任务,以此最好地满足需求者的要求。在使自身得到发展的同时,促进机械制造行业的发展。 正是因为这种需求性与发展性,数控机床在经济高速发展的今天,前途一片光明。

    数控机床在发展过程中存在的问题

    虽然,数控机床的发展前景很好,并且社会的实际需求量也很大,但在数控机床的发展过程中还是存在着这样那样的问题,下面,就数控机床在发展过程中存在的问题作出几点分析,主要问题如下:数控化的数控水平低:虽然我国的数控机床的发展与以往相比已经显得十分繁荣,但与现今发达国家的数控机床发展水平相比,还有许多不足之处。 就目前的调查结果显示,我国现在数控化比例在总生产产值中还不足三分之一,消费值中的数控比例不足二分之一,而与此同时,发达国家的比例数值高达十分之七左右。 更为人担忧的是,高级的数控机床和数控机床的配套零件等,我国还只能依赖于进口,达不到自己生产的水平。 我国生产的数控机床在 21 世纪初可以达到七百种左右, 达到了当时数控机床类型的二分之一,而在这七百多种当中,有一半左右都属于经济型的数控机床。 就此来看,我国的数控化水平还相对低下。数控机床的产品水平相对不高:虽然数控机床具有精度高的优势,但在实际的生产过程中,我国的数控机床产品的精度并不能达到理想的要求。 只有一小部分的产品可以达到国际规定的生产精度标准。 首先是使用者对于数控机床的数控车床刀架等设施不放心,数控机床的定位精度水平还有待提高。 其次,我国的数控机床在主体结构方面以及数控机床的整体工作性能还有着发展空间。 以 MTBF 举例说明,所谓 MTBF 是指一个电器设备的平均不发生故障的工作时间,国际对于数控机床的 MTBF 的要求值为800 小时, 而我国的数控车床加工中心的 MTBF 只能达到 500 小时 ,这还只是少数,并不是全部。功能部件在发展过程中存在的问题:数控系统,数控刀架,转台,刀库和机械手等都属于数控机床的数控功能部件。 这些功能部件的技术水平高低,工作性能的好坏等都关系着数控机床的整体工作性能与水准。 与数控机床的整个发展速度相比较,数控机床的功能配件发展相对滞后。 这样的发展趋势十分严峻,因为数控机床的功能部件不能得以优良的发展,就会造成数控机床整体水平的下降。 影响到整个数控机床行业的行业竞争力。 我国自己生产的功能部件的级别较级,而且生产分散,不能形成产业规模,成本费用的花销也不低。 但是依赖进口的功能部件价格又非常昂贵,这就使得数控机床的整体价格升高,国内的数控机床行业也就丧失了价格方面的优势。数控机床在应用技术方面的问题:在数控机床的应用方面,我国的水平还远不及国外发达国家。 国外的数控机床远程服务技术已经达到了普及的水平,而我国关于这方面的技术却还在探索之中。 国外的数控机床可以做到硬切削,干切削,而国内的数控机床而不能,诸如此类的例子还有很多,这无疑证明了我国数控机床在应用技术方面的缺陷。

    数控机床发展的策略

第8篇：数控机床范文

采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporation）实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±0.0381mm（±0.0015in），达到了当时的最高水平。

1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。

这台机床是一台试验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。

在此以后，从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。

数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。

然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。

到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到1966年实际使用的约6000台数控机床中，85%是点位控制的机床。

数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。

1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。

80年代，国际上出现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。

目前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。

所以机床数控技术，被认为是现代机械自动化的基础技术。

那什么是车床呢？据资料所载，所谓车床，是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。

古代的车床是靠手拉或脚踏，通过绳索使工件旋转，并手持刀具而进行切削的。1797年，英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床，并于1800年采用交换齿轮，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年，另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。

为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床；1848年，美国又出现回轮车床；1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床；20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。

第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他机械工业的需要，各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。50年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床，70年代后得到迅速发展。

车床依用途和功能区分为多种类型。

普通车床的加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。

转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。

自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。

多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高3～5倍。

仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10～15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型

立式车床的主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横粱或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件，一般分为单柱和双柱两大类。

铲齿车床在车削的同时，刀架周期地作径向往复运动，用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。

专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床，如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。联合车床主要用于车削加工，但附加一些特殊部件和附件后，还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工，具有“一机多能”的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站

看机床的水平主要看金属切削机床，其他机床技术和复杂性不高，就是近几年很流行的电加工机床，也只是方法的改变，没什么复杂性和科技含量。

我国的数控磨床水平不错，每年都有大量出口，因为它简单，基本属于劳动密集型。

金属加工主要是去除材料，得到想得到的金属形状。去除材料，主要靠车和铣，车床发展为数控车床，铣床发展为加工中心。高精度多轴机床，可以让复杂零件在精度和形状上一次到位，例如，飞机上的一个复杂零件，以前由很多种工人：车工、铣工、磨床工、画线工、热处理工用好几个月干，其中还有报废的，最新的复合数控机床几天甚至几个小时就全干好了，而且精度比你设计的还高。零件精度高就意味着寿命长，可靠性好。

由普通发展到数控，一个人顶原来的十个，在精度上，更是没法说，适应性上，零件变了，换个程序就行。把人的因素也降为最低，以前在工厂，谁要时会车涡轮、蜗杆，没个10年8年的不行，要是谁掌握了，那牛得很。现在用数控设备，只要你会编程，把参数输进去就可以了，很简单，刚毕业的技校学生都会，而且批量的产品质量也有保证。

自美国在50年代末搞出世界一台数控车床后，机床制造业就进入了数控时代，中国在六十年代也搞出了第一代数控机床，但后来中国进入了什么年代，大家都知道。等80年代我们再去看世界的数控机床水平，差距就是20年了，其实奋起直追还有希望，但国营工厂不思进取，到了90年代，我们再去看世界水平，已有30年的差距了。中国改革开放前走的是苏联的路子，什么叫苏联的路子，举个例子来讲：比如，生产一根轴，苏联的方式是建一个专用生产线，用多台专用机床，好处是批量很容易上去，但一旦这根轴的参数发生了变化，这条线就报废了，生产人员也就没事做了。在1960－1980年代，国营工厂一个产品生产几十年不变样。到了1980年代后，当时搞商品经济，这些厂不能迅速适应市场，经营就困难了，到了90年代就大量破产，大量职工下岗。现代的生产也有大批量生产，但主要是单件小批量，不管是那种，只要你的设备是数控的，适应起来就快。专业机床的路子已经到头了，;西方走的路和前苏联不一样，当年的“东芝”事件，就是日本东芝卖给苏联了几台五轴联动的数控铣床，让苏联在潜艇的推进螺旋桨上的制造，上了一个档次，让美国的声纳听不到潜艇声音了，所以美国要惩处东芝公司。由此也可见，前苏联的机床制造业也落后了，他们落后，我们就更不用说了。虽然，美国搞出了世界第一台数控机床，但数控机床的发展，还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一，数控机床无非就是搞机电一体化，机械方面德国已没问题，剩下的就是电子系统方面，德国的电子系统工业本来就强大，所以在上世纪六、七十年代，德国就执机床界的牛耳了。

但日本人的强项就是仿造，从上世纪70年代起，日本大量从德国引进技术，消化后大量仿造，经过努力，日本在90年代起，就超越了德国，成为世界第一大数控机床生产国，直到现在还是。他们在机床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在机床复合（一机多种功能）化方面，是世界第一。数控机床的核心就在数控系统方面，日本目前在系统方面也排世界第一，主要是它的发拿科公司。第一代的系统用步进电机，我们现在也能造，第二代用交流伺服电机。现在的数控系统的核心就是交流伺服电机和系统内的逻辑控制软件，交流伺服电机我们国家目前还没有谁能制造，这是一个光学、机械、电子的综合体。逻辑控制软件就是控制机床的各轴运动，而这些轴是用伺服电机驱动的，一般的系统能同时控制3轴，高级系统能控制五轴，能控5轴的，五轴以上也没问题。我们国家也由有5轴系统，但“做秀”的成份多，还没实用化。我们的工厂用的五轴和五轴以上机床，100％进口。

机床是一个国家制造业水平高低的象征，其核心就是数控系统。我们目前不要说系统，就是国内造的质量稍微好一点的数控机床，所用的高精度滚珠丝杠，轴承都是进口的，主要是买日本的，我们自产的滚珠丝杠、轴承在精度、寿命方面都有问题。目前国内的各大机床厂，数控系统100％外购，各厂家一般都买日本发那科、三菱的系统，占80％以上，也有德国西门子的系统，但比较少。德国西门子系统为什么用的少呢？早期，德国系统不太能适合我们的电网，我们的电网稳定性不够，西门子系统的电子伺服模块容易烧坏。日本就不同了，他们的系统就烧不坏。近来西门子系统改进了不少，价格方面还是略高。德国人很不重视中国，所以他们的系统汉语化最近才有，不像日本，老早就有汉语化版的。

就国产高级数控机床而言，其利润的主体是被外国人拿走了，中国只是挣了一个辛苦钱。

美国为什么没有能成为数控机床制造大国呢？这个和他们当时制定产业政策的人有关，再加上当时美国的劳动力贵，买比制造划算。机床属于投资大，见效慢，回报率底的产业，而且需要技术积累。不太附和美国情况。但后来美国发现，机床属于战略物资，没有它，飞机、大炮、坦克、军舰的制造都有问题，所以他们重新制定政策，扶植了一些机床厂，规定了一些单位只能买国产设备，就是贵也得买，这就为美国保留了一些数控机床行业。美国机床在世界上没有什么竞争力。

欧洲的机床，除德国外，瑞士的也很好，要说超高精密机床，瑞士的相当好，但价格也是天价。一般用户用不起。意大利、英国、法国属于二流，中国很少买他们的机床。西班牙为了让中国进口他们的机床，不惜贷款给中国，但买的人也很少??借钱总是要还的。

韩国、台湾的数控机床制造能力比大陆地区略强，不过水平差不多。他们也是在上世纪90年代引进日本技术发展的。韩国应该好一点，它有自己制造的、已经商业化了的数控系统，但进口到中国的机床，应我们的要求，也换成了日本系统。我们对他们的系统信不过。韩国数控机床主要有两家：大宇和现代。大宇目前在我国设有合资企业。台湾机床和我们大体一样，自己造机械部分，系统采购日本的。但他们的机床质量差，寿命短，目前在大陆影响很坏。其实他们比我们国产的要好一点。但我们自己的差，我们还能容忍，台湾的机床是用美金买来的，用的不好，那火就大了。台湾最主要的几家机床厂已打算把工厂迁往大陆，大部分都在上海。这些厂目前在国内的竞争中，也打着“国产”的旗号。

近来随着中国的经济发展，也引起了世界一些主要机床厂商的注意，2000年，日本最大的机床制造商“马扎克”在中国银川设立了一家数控机床合资厂，据说制造水平相当高，号称“智能化、网络化”工厂，和世界同步。今年日本另外一家大机床厂大隈公司在北京设立了一家能年产1000台数控机床的控股公司，德国的一家很有名的企业也在上海设立了工厂。

目前，国家制定了一些政策，鼓励国民使用国产数控机床，各厂家也在努力追赶。国内买机床最多的是军工企业，一个购买计划里，80％是进口，国产机床满足不了需要。今后五年内，这个趋势不会改变。不过就目前国内的需要来讲，我国的数控机床目前能满足中低档产品的订货。

美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同，各有特点。

1.美国的数控发展史

美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是，偏重於基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。

2.德国的数控发展史

德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一台数控机床后，德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统，均为世界闻名，竞相采用。

3.日本的数控发展史

日本政府对机床工业之发展异常重视，通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后，1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台)，至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台，出口27,409台，占59%)。战略上先仿后创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确，仿创结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人，科研人员超过600人，月产能力7,000套，销售额在世界市场上占50%，在国内约占70%，对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。

4.我国的现状

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，中国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。 

 在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。

2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。目前正在提高机械加工设备的数控化率，1999年，我们国家机械加工设备数控华率是5－8％，目前预计是15－20％之间。一、什么是数控机床车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。我国目前各种门类的数控机床都能生产，水平参差不齐，有的是世界水平，有的比国外落后10－15年，但如果国家支持，追赶起来也不是什么问题，例如：去年，沈阳机床集团收购了德国西思机床公司，意义很大，如果大力消化技术，可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。，近几年随着中国制造的崛起，欧洲不少企业倒闭或者被兼并，如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气，有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭，例如：新泻铁工所。二、数控设备的发展方向六个方面：智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。目前德国和瑞士的机床精度最高，综合起来，德国的水平最高，日本的产值最大。美国的机床业一般。中国大陆、韩国。台湾属于同一水平。但就门类、种类多少而言，我们应该能进世界前4名。三、数控系统 由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界最大的三家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。华中数控这几年发展迅速，软件水平相当不错，但差就差在电器硬件上，故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军，但机床的硬件方面不行，质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控系统也不错。我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。

四、机床精度1、机械加工机床精度分静精度、加工精度（包括尺寸精度和几何精度）、定位精度、重复定位精度等5种。2、机床精度体系：目前我们国家内承认的大致是四种体系：德国VDI标准、日本JIS标准、国际标准ISO标准、国标GB，国标和国际标准差不多。3、看一台机床水平的高低，要看它的重复定位精度，一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准.、统计法),就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO标准.、统计法)以下，就是超高精度机床，高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。;4、加工出高精度零件，不只要求机床精度高，还要有好的工艺方法、好的夹具、好的刀具。五、目前世界著名机床厂商在我国的投资情况1、2000年，世界最大的专业机床制造商马扎克（MAZAK）在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司，生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。机床质量不错，目前效益良好，年产600台，目前正在建2期工程，建成后可以年产1200台。2、2003年，德国著名的机床制造商德马吉在上海投资建厂，目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右。3、2002年，日本著名的机床生产商大隈公司和北京第一机床厂合资建厂，年生产能力为1000台，生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。4、韩国大宇在山东青岛投资建厂，目前生产能力不知。5、台湾省的著名机床制造商友嘉在浙江萧山投资建厂，年生产能力800台。5、民营企业进入机床行业情况1、浙江日发公司，2000年投产，生产数控车床、加工中心。年生产能力300台。2．2004年，浙江宁波著名的铸塑机厂商海天公司投资生产机床，主要是从日本引进技术，目前刚开始，起点比较高。3．2002年，西安北村投产，名字象日本的，其实老板是中国人，采用日本技术。生产小型仪表数控车床，水平相当不错。六、军工企业技改情况军工企业得到国家拨款开始于当年“大使馆被炸”，后来台湾上台后，大规模技改开始了，军工企业进入新一轮的技改高峰，我们很多军工企业开始停止购买普通设备。尤其是近3年来，我们的军工企业从欧洲和日本买了大批量的先进数控机床。也从国内机床厂哪里采购了大批普通数控机床，国内机床厂商为了迎接这次大技改，也引进了不少先进技术，争取军工企业的高端订单。听在军工企业的朋友讲，如果再能“顶”三年，我们的整体水平会上一个台阶。 其实，总书记掌权以来，已经把国防事业提到了和经济发展一样的高度上，他说，我们要建立和经济发展相适应的国防能力，相信再过10年，随着我国国防工业和汽车行业的发展，我们国家会诞生世界水平的机床制造商，也将会超越日本，成为世界第一机床生产大国。

参考文献：

1.《机床与液压》20041No171995-2005TsinghuaTongfang OpticalDiscCo¸,Ltd¸Allrightsreserved

4.《机床数控系统的发展趋势》黄勇陈子辰浙江大学

5.《中国机械工程》

6.《数控机床及应用》作者：李佳

7.《机械设计与制造工程》2001年第30卷第1期

8《机电新产品导报》2005年第12期

9.《瞭望》2007年第37期

10.机械》2007年第34卷第8期

第9篇：数控机床范文

关键词：数控；机械；制造；应用

中图分类号：TG659 文献标识码：A

数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。随着科学技术的不断发展和进步，生产与自动化的观念逐渐深入人心。数控设备已遍布全世界，不仅工业发达国家已广泛采用，而且连发展中国家也大量采用。机械制造业是当前发展最快的行业之一，作为当代制造业的重要工具，数控机床在各个领域中广泛应用，越来越重要。准确掌握数控加工的概念和数控机床的特点，以理论和实践相结合的方法及时探索和总结数控机床的使用和维护的一些规律。

1 数控加工技术具有如下特点

1.1 生产效率高

由于计算机技术突飞猛进的发展，给数控设备提供了良好的技术基础。在现今科技发达的社会中，数控加工技术是重要组成部分，在现代模具制造业中具有重要作用。目前掌握先进的数控加工技术是模具专业人才适应社会飞速发展的关键，所以掌握数控加工特点与工艺显得尤为重要。它不但可以减轻操作者的劳动强度， 精确加工传统机床无法处理的复杂零件，有效提高加工质量和效率，而且也为改变传统机械行业的生产模式带来进步，同时也为人们的工作模式带来变革。而且还可以改善工人们的劳动条件。另外，数控机床加工足能再一次装夹中加工多个加工表面，一般只检测首件，所以可以省区普通机床加工时的不少中间工序，如划线、尺寸检测等，减少了辅助时间，其综合效率明显提高。

1.2 有利于生产管理的现代化，有利于经济效益的提高

当前，以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术，将机械技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和成组技术等有机地结合在一起，使机器制造行业的生产方式和机器制造技术发生了深刻的、革命性的变化。众所周知，数控机床的应用不仅大大提高了机械加工性能，而且有利于生产管理的现代化，有利于经济效益的提高。机床数控化改造可降低采购数控机床的成本，为企业节约资金。且加工出的零件质量稳定，为后续工序带来方便。例如，数控技术加工质量稳定、可靠，一致性好。加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定，经济效益高。

1.3 加工精度高

数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用，是因为它有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求，适应各种机械产品迅速更新换代的需要。同时，由于在数控机床加工过程中，是用数字程序控制实现自动加工，操作人员并不参与，所以消除了操作者的人为误差，工件的加工精度全部由数控机床保证。且加工误差还可以由数控系统通过软件技术进行补偿校正。同时，由于数控加工采用工序集中，减少了工件多次装夹对加工精度的影响。较容易保证一批零件尺寸的一致性，只要上艺设计和稃序正确合理，加之精心操作，就可以保证零件获得较高的加工精度。因此，采用数控加工可以提高零件加工精度和产品质量。

2 数控机床在机械制造业的应用

2.1 控制金属切削机床

当今机床行业的计算机数控化已成为技术进步的大趋势。数控机床是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，它集现代精密机械、计算机、通讯、液压气动、光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点。机床数控系统、质量与精度、零部件的材料性能等各项技术参数，是以各加工工位、上序的具体技术要求，分解成各个单一的技术指标，因而机床结构相对简洁、数控系统稳定可靠，其加工技艺数据库固化存数控系统中。而金属切削是研究金属切削加工过程中刀具与工件之间相互作用和各自的变化规律的一门学科。在设计机床和刀具、制订机器零件的切削工艺及其定额、合理地使用刀具和机床以及控制切削过程时，都要利用金属切削原理的研究成果，使机器零件的加工达到经济、优质和高效率的目的。

2.2 适合数控机床小批量加工的零件

随着数控机床制造成本的逐步下降，能缩短程序的调试时间和工装的准备时间也是提高效益的一种方式。如今，现代制造技术的发展，小批量生产型企业选用数控设备已是大势所趋。对机床数控系统、质量与精度、零部件的材料性能等各项技术参数，是以各加工工位、上序的具体技术要求，分解成各个单一的技术指标，因而机床结构相对简洁、数控系统稳定可靠，其加工技艺数据库固化存数控系统中。同时，积极引进数控机床，小批量生产型企业的规模化生产将给企业带来更大的发展后劲。数控机床的应用最充分的足在零部件自动生产线高速加工技术领域的应用，一些小批量生产型企业的CMT，在引进多条数控零部件加工生产自动线，可以使CMT加工制造得到发展。对机床数控系统、质量与精度、零部件的材料性能等各项技术参数，是以各加工工位、上序的具体技术要求，分解成各个单一的技术指标，因而机床结构相对简洁、数控系统稳定可靠，其加工技艺数据库固化存数控系统中。

2.3 数控机床的自动生产线技术应用

数控机床的使用不是简单的使用设备，是一项技术性很强的应用工程。在机床产品，尤其是高端机床产品中，自动化技术与产品几乎作用于从控制机构、执行机构到测量与反馈机构的各个部分，而目前这些应用于机床及机床生产线的各种自动化产品，几乎都在发生着推陈出新的变革。关键零件的多数加工工艺突破了传统机加工理念，其高速专用数控机床也突破了传统结构设计形式。同时，作为中高端机床的控制中心，数控系统包含了智能技术、运动控制、自诊断等多方面的技术，多轴多系统的数控装置已纷纷被研发出来并投入应用。伺服驱动器和电机也同样向数字化、交流化和智能化的方向不断发展。伺服系统的控制方式，也逐渐由常规信号型向总线型过渡。

结语

总之，数控机床的应用已日益广泛，如何“用好、管好、维护好”数控机床已成为亟待解决的重要问题。因此，只有科学的管理，充分了解数控机床的特点，协调好各生产环节的平衡，才能真正发挥出它的经济效益。

参考文献