[精品]数控机床的发展现状、趋势及网络化复合应用

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1、数控机床的发展现状.趋势及网络复合化前景摘要：简耍分析了数控机床的各方而发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的问题和一些具有参考价值的解决方法。分析了数控机床联网技术的应川前景。关键词：数控机床，趋势，现状，网络复合化1.引言数控机床是i种高度机电一体化的产品，适用丁•加工多品种小批量零件、结构较复杂、粕度要求较髙的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求粕密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻

2、操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入吐界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的犬量需求以及计算机技术和现代设计技术的E速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应牛:产

3、加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势,并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。2.数控机床的发展趋势2.1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。冃前国际故先进数控机床的主轴最高转数已经达到了3000r/s,另外在进给率，运算速度，换刀速度等各个方而都达到了一个很高的水平2.2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

4、的监测和补偿越來越获得重视。（1）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，并釆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0.01Um/脉冲）,位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；（2）采用课差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具谋差补偿等技术,对设备的热变形课差和空间谋差进行综合补偿。研究结果表明，综合谋差补偿技术的应用可将加工误差减少60%〜80%；（3

5、）采川网格解码器检查和捉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，使具性能长期稳定，能够在不同运行条件卜-完成多种加工任务，并保证零件的加工质量。2.3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。工艺复合型机床如锂铳钻复合——加工中心、车铳复合——车削中心、铳锂钻车复合——复合加工中心等；工序复合型机床如多而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，

6、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，提高了牛产效率和制造商的市场反应能力，相対于传统的工序分散的生产方法貝-有明显的优势。加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展。2.4控制智能化随着人工智能技术的发展，为了满足制造业牛产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以下儿个方而：(1)加工过程口适应控制技术：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

7、别，以辩识出刀具的受力、幣损、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；(2)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、缩矩生产准备时间的(3)智能故障自诊断与自修复技术：根据已有的故障信息，应川现代智能

8、方法实现故障的快速准确定位；(4)智能故障I叫放和故障仿真技术：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冋放和仿真，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；(5)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臥这种驱动装置能口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，使驱动系统获得最住