毕业设计（论文）-浅析数控机床的发展进程及趋势

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1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板网络教育学院本科生毕业大作业题目：浅析数控机床的发展进程及趋势学习中心：江苏太仓电大奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：机械设计制造及其自动化年级：2012年秋季学号：学生：指导教师：完成日期：2014年6月16日II浅析数控机床的发展进程及趋势内容摘要本文以数控机床为研究对象，首先阐述了数控机床的发展历程，尤其对其进给伺服系统和机械传动系统的发展过程进行了详细描述，接下来对我国数控机床的发展现状与发展趋势进行了介绍，并分析了其存在的问题，最后提出了针对我国数控机床的发展策略。

2、关键词：数控机床；进给伺服系统；机床加工程序II浅析数控机床的发展进程及趋势目录内容摘要I前言11数控机床的发展进程21.1进给伺服系统21.1.1进给伺服系统21.1.2步进伺服系统31.1.3直流伺服系统31.1.4交流伺服系统31.1.5直线伺服系统41.2机械传动系统41.3数控机床加工程序的结构52数控机床的发展趋势72.1高速化72.2高精度化72.3功能复合化82.4控制智能化82.5体系开放化92.6驱动并联化92.7极端化(大型化和微型化)102.8信息交互网络化102.9新型功能部件102.10高可靠

3、性112.11加工过程绿色化112.12多媒体技术的应用113数控机床发展中所存在的问题124数控机床的发展策略13参考文献15II浅析数控机床的发展进程及趋势前言自20世纪末开始，我国制造业就开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步，机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素，既是生产力要素，又是重要商品。机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。近年来,我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强,无论在精度、速度、性能,还是智能化方面都取得了相当的成绩

4、[1]。在国际贸易中,很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的主要机电出口产品。因此，对数控机床技术的发展历程进行总结分析，将有助于推进我国数控机床技术实现跨越式发展的目标。1浅析数控机床的发展进程及趋势1数控机床的发展进程自上世纪50年代以来，世界数控机床主要经历了数控NC（NumericalControl）和计算机数控CNC（ComputerNumericalControl）2个阶段[2]。数控NC阶段主要经历了以下3代：第1代数控系统，始于50年代初年，系统全部采用电子管元件，逻辑运算与控制采用硬件电路

5、完成。第2代数控系统，始于50年代末，以晶体管元件和印刷电路板广泛应用于数控系统为标志。第3代数控系统，始于60年代中期，由于小规模集成电路的出现，使其体积变小、功耗降低，可靠性提高，推动了数控系统的进一步发展。计算机数控CNC阶段也经历了3代：第4代数控系统，始于70年代，当首个采用小型计算机的CNC装置芝加哥展览会上露面时，标志着CNC技术的问世。第5代数控系统，70年代后期，中、大规模集成电路技术所取得成就，促使价格低廉、体积更小、集成度更高、工作可靠的微处理器芯片的产生，并逐步应用于数控系统。第6代数控系统，始于

6、90年代初，受通用微机技术飞速发展的影响，数控系统正朝着以个人计算机(PC)为基础，向着开放化、智能化、网络化等方面进一步发展。数控机床通常由控制系统、进给伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。其中进给伺服系统作为数控机床的重要功能部件，其性能是决定数控机床加工性能的极其重要的技术指标。因此提高进给伺服系统的动态特性与静态特性的品质是人们始终追求的目标。接下来主要介绍一下进给伺服系统和机械传动系统的发展历程。1.1进给伺服系统1.1.1进给伺服系统6浅析数控机床的发展进程及趋势进给伺服系统是以运动部件的位置

7、和速度作为控制量的自动控制系统，它是一个很典型的机电一体化系统，主要由位置控制单元、速度控制单元、驱动元件(电机)、检测与反馈单元和机械执行部件几个部分组成。是以运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，它是一个很典型的机电一体化系统，主要由位置控制单元、速度控制单元、驱动元件(电机)、检测与反馈单元和机械执行部件几个部分组成。1.1.2步进伺服系统在20世纪60年代以前，步进伺服系统是以步进电机驱动的液压伺服电动机或是以功率步进电机直接驱动为特征，伺服系统采用开环控制。步进伺服系统接受脉冲信号，它的转速和转过的角度

8、取决于指令脉冲的频率或个数。由于没有检测和反馈环节，步进电机的精度取决于步距角的精度，齿轮传动间隙等，所以它的精度较低。而且步进电机在低频时易出现振动现象，它的输出力矩随转速升高而下降。又由于步进伺服系统为开环控制，步进电机在启动频率过高或负载过大时易出现“丢步”或“堵转”现象，停止时转速过高容易出现过冲的现象。另外