数控机床的发展趋势论文系部：机电工程系班级：学号:姓名：数控机床的发展趋势1-—弓I■=*数控技采和数控装备是各个国家工业现代化的重要基础。我国数控技术与世界先进国家相比还有一定的差距，因此了解数控技术国内外的发展状况对我国数控领域的发展有非常重要的意义。数控技术（简称NC即NumericalContro1）应用于牛产'|1已有二十多年的历史了，它使传统的制造业发牛了质的变化，尤其是近年来•微电子技术和计算机技术的发展给NC技术带来了新的活力。数控机床是现代制造业的主流设备，是体现现代机床技术水平、现代机械制造业工艺水平的重要标志，是关系国计民牛、国防尖端建设的战略物资。因此世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展己的数控技术及其产业。二.数控机床的发展趋势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。久主轴转速:机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达200000r/min；b.进给率：在分辨率为0.01pm吋，最大进给率达到240nVmin且可获得复杂型的精确加工；c.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0.1pm、0.01pm时仍能获得高达24〜240m/min的进给速度；d.换刀速度：H前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍己在Is左右，高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮了样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀吋间仅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。a.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（日木已开发装有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0.01pm/脉冲），位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；2b.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问误差进行综合补偿。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%；c.采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度：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JL实现或尽可能完成从毛坏至成品的多种要索加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镇铳钻复合——加工中心、车铳复合——车削小心、铳镇钻车复合——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牛的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了牛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牛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、铳削、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丁。随着现代机械加丁•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另U,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，并根据这些状态实吋调整加工参数（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；b.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-•般与特殊规律，用现代智能方法，构造基于专家系统...