數控機床的發展

2021-03-05 09:21:49 字數 4702 閱讀 8902

1樓:一點通會計網校

數控機床的發展經歷了五代:

第一代:2023年 ,電子管控制;

第二代:2023年,出現了電晶體控制的「加工中心」;

第三代:2023年,出現了小規模積體電路,使數控系統的可靠性得到了進一步的提高;

***:2023年以計算機作為控制單元的數控制系統,柔性製造系統。

第五代:2023年,美國英特爾開發使用了微處理器。

2樓:匿名使用者

數控機床 數字控制機床是用數字**形式的資訊(程式指令),控制刀具按給定的工作程式、運動速度和軌跡進行自動加工的機床,簡稱數控機床。特點 數控機床具有廣泛的適應性,加工物件改變時只需要改變輸入的程式指令;加工效能比一般自動機床高,可以精確加工複雜型面,因而適合於加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較複雜的工件,並能獲得良好的經濟效果。 隨著數控技術的發展,採用數控系統的機床品種日益增多,有車床、銑床、鏜床、鑽床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。

此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。發展簡史 2023年,美國帕森斯公司接受美國空軍委託,研製飛機螺旋槳葉片輪廓樣板的加工裝置。由於樣板形狀複雜多樣,精度要求高,一般加工裝置難以適應,於是提出計算機控制機床的設想。

2023年,該公司在美國麻省理工學院(mit)伺服機構研究室的協助下,開始數控機床研究,並於2023年試製成功第一臺由大型立式仿形銑床改裝而成的三座標數控銑床,不久即開始正式生產,於2023年正式投入使用。這是製造技術發展過程中的一個重大突破,標誌著製造領域中數控加工時代的開始。數控加工是現代製造技術的基礎,這一發明對於製造行業而言,具有劃時代的意義和深遠的影響。

世界上主要工業發達國家都十分重視數控加工技術的研究和發展。 當時的數控裝置採用電子管元件,體積龐大,**昂貴,只在航空工業等少數有特殊需要的部門用來加工複雜型面零件;2023年,製成了電晶體元件和印刷電路板,使數控裝置進入了第二代,體積縮小,成本有所下降;2023年以後,較為簡單和經濟的點位控制數控鑽床,和直線控制數控銑床得到較快發展,使數控機床在機械製造業各部門逐步獲得推廣。我國於2023年開始研製數控機床,成功試製出配有電子管數控系統的數控機床,2023年開始批量生產配有電晶體數控系統的三座標數控銑床。

2023年,出現了第三代的積體電路數控裝置,不僅體積小,功率消耗少,且可靠性提高,**進一步下降,促進了數控機床品種和產量的發展。60年代末,先後出現了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數控系統(簡稱dnc),又稱群控系統;採用小型計算機控制的計算機數控系統(簡稱**c),使數控裝置進入了以小型計算機化為特徵的***。 2023年,研製成功使用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數控裝置(簡稱mnc),這是第五代數控系統。

第五代與第三代相比,數控裝置的功能擴大了一倍,而體積則縮小為原來的1/20,**降低了3/4,可靠性也得到極大的提高。 80年代初,隨著計算機軟、硬體技術的發展,出現了能進行人機對話式自動編制程式的數控裝置;數控裝置愈趨小型化,可以直接安裝在機床上;數控機床的自動化程度進一步提高,具有自動監控刀具破損和自動檢測工件等功能。分類 經過幾十年的發展,目前的數控機床已實現了計算機控制並在工業界得到廣泛應用,在模具製造行業的應用尤為普及。

針對車削、銑削、磨削、鑽削和刨削等金屬切削加工工藝及電加工、鐳射加工等特種加工工藝的需求,開發了各種門類的數控加工機床。數控機床種類繁多,一般將數控機床分為16大類:數控車床(含有銑削功能的車削中心) 數控銑床(含銑削中心) 數控鏗床 以銑程削為主的加工中心. 數控磨床(含磨削中心) 數控鑽床(含鑽削中心) 數控拉床 數控刨床 數控切斷機床 數控齒輪加工機床 數控鐳射加工機床 數控電火花線切割機床 數控電火花成型機床(含電加工中心) 數控板村成型加工機床 數控管料成型加工機床 其他數控機床組成 數控機床通常由控制系統、伺服系統、檢測系統、機械傳動系統及其他輔助系統組成。

控制系統用於數控機床的運算、管理和控制,通過輸入介質得到資料,對這些資料進行解釋和運算並對機床產生作用;伺服系統根據控制系統的指令驅動機床,把來自數控裝置的脈衝訊號轉換成機床移動部件的運動指令,使刀具和零件執行數控**規定的運動;檢測系統則是用來檢測機床執行件(工作臺、轉檯、滑板等)的位移和速度變化量,並將檢測結果反饋到輸入端,與輸入指令進行比較,根據其差別調整機床運動;機床傳動系統是由進給伺服驅動元件至機床執行件之間的機械進給傳動裝置;輔助系統種類繁多,如:固定迴圈(能進行各種多次重複加工)、自動換刀(可交換指定刀具)、傳動間隙補償償機械傳動系統產生的間隙誤差)等等。數字控制 數控裝置包括程式讀入裝置和由電子線路組成的輸入部分、運算部分、控制部分和輸出部分等。

數控裝置按所能實現的控制功能分為點位控制、直線控制、連續軌跡控制三類。 點位控制是隻控制刀具或工作臺從一點移至另一點的準確定位,然後進行定點加工,而點與點之間的路徑不需控制。採用這類控制的有數控鑽床、數控鏜床和數控座標鏜床等。

直線控制是除控制直線軌跡的起點和終點的準確定位外,還要控制在這兩點之間以指定的進給速度進行直線切削。採用這類控制的有平面銑削用的數控銑床,以及階梯軸車削和磨削用的數控車床和數控磨床等。 連續軌跡控制(或稱輪廓控制)能夠連續控制兩個或兩個以上座標方向的聯合運動。

為了使刀具按規定的軌跡加工工件的曲線輪廓,數控裝置具有插補運算的功能,使刀具的運動軌跡以最小的誤差逼近規定的輪廓曲線,並協調各座標方向的運動速度,以便在切削過程中始終保持規定的進給速度。採用這類控制的有能加工曲面用的數控銑床、數控車床、數控磨床和加工中心等。 伺服機構 伺服機構分為開環、半閉環和閉環三種型別。

開環伺服機構是由步進電機驅動線路,和步進電機組成。每一脈衝訊號使步進電機轉動一定的角度,通過滾珠絲槓推動工作臺移動一定的距離。這種伺服機構比較簡單,工作穩定,容易掌握使用,但精度和速度的提高受到限制。

半閉環伺服機構是由比較線路、伺服放大線路、伺服馬達、速度檢測器和位置檢測器組成。位置檢測器裝在絲槓或伺服馬達的端部,利用絲槓的迴轉角度間接測出工作臺的位置。常用的伺服馬達有寬調速直流電動機、寬調速交流電動機和電液伺服馬達。

位置檢測器有旋轉變壓器、光電式脈衝發生器和圓光柵等。這種伺服機構所能達到的精度、速度和動態特性優於開環伺服機構,為大多數中小型數控機床所採用。 閉環伺服機構的工作原理和組成與半閉環伺服機構相同,只是位置檢測器安裝在工作臺上,可直接測出工作臺的實際位置,故反饋精度高於半閉環控制,但掌握除錯的難度較大,常用於高精度和大型數控機床。

閉環伺服機構所用伺服馬達與半閉環相同,位置檢測器則用長光柵、長感應同步器或長磁柵。 關鍵零部件 為了保證機床具有很大的工藝適應效能和連續穩定工作的能力,數控機床結構設計的特點是具有足夠的剛度、精度、抗振性、熱穩定性和精度保持性。進給系統的機械傳動鏈採用滾珠絲槓、靜壓絲槓和無間隙齒輪副等,以儘量減小反向間隙。

機床採用塑料減摩導軌、滾動導軌或靜壓導軌,以提高運動的平穩性並使低速運動時不出現爬行現象。 由於採用了寬調速的進給伺服電動機和寬調速的主軸電動機,可以不用或少用齒輪傳動和齒輪變速,這就簡化了機床的傳動機構。機床佈局便於排屑和工件裝卸,部分數控機床帶有自動排屑器和自動工件交換裝置。

大部分數控機床採用具有微處理器的可程式設計序控制器,以代替強電櫃中大量的繼電器,提高了機床強電控制的可靠性和靈活性。 隨著微電子技術、計算機技術和軟體技術的迅速發展,數控機床的控制系統日益趨向於小型化和多功能化,具備完善的自診斷功能;可靠性也大大提高;數控系統本身將普遍實現自動程式設計。發展方向 未來數控機床的型別將更加多樣化,多工序集中加工的數控機床品種越來越多;鐳射加工等技術將應用在切削加工機床上,從而擴大多工序集中的工藝範圍;數控機床的自動化程度更加提高,並具有多種監控功能,從而形成一個柔性製造單元,更加便於納入高度自動化的柔性製造系統中。

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3樓:守株待兔

近年來,受益於國家振興裝備製造業的大環境和強勁的市場需求拉動,國內機床工具行業出現了技術長足發展、投資熱情高漲的局面。「十二五」規劃已將振興裝備製造業作為推進工業結構優化升級的主要內容,數控機床則成為振興裝備製造業的重點之一。未來,我國將重點發展高速、精密、複合數控金切機床;重型數控金切機床;數控特種加工機床;大型數控成形衝壓裝置及數控機床的相關部件等。

前瞻產業研究院釋出的《2014-2023年中國數控機床行業市場需求**與投資戰略規劃分析報告》顯示,2023年,中國生產機床109.84萬臺,實現工業總產值6606.5億元,同比增長32.

1%,其中數控機床27.21萬臺,增速達15.26%,數控機床已成為機床消費的主流。

尤其是高檔數控機床屬於高階裝備製造業,具有高技術含量、高技術附加值的特徵,是發展戰略性新興產業重要著力點,未來高檔數控機床市場巨大。

當前,使用者對數控機床的高階產品需求較為強烈,突出表現在兩方面:一是數量快增。數控機床佔機床總消費的比重上升到60%以上,且「十二五」期間仍將繼續快速攀升。

另一方面是需求檔次不斷提高。十二五」期間,隨著振興裝備製造業關鍵領域的高水平新產品的發展,每個領域都對數控機床提出了更高的要求。如發展大型火力發電和核電機組、製造大型化工裝置、開發大型海洋運輸船舶、研製大型薄板冷熱連軋成套裝置、發展高速列車、新型地鐵和軌道交通車輛等,都需要大批高速、精密、高效和專用數控機床來加工製造。

新一代**、艦艇、飛機、衛星、導彈的發展,對數控機床同樣提出了更高的要求。

前瞻產業研究院數控機床行業研究小組表示,中國目前已經超過德國成為世界第一大機床市場,數控機床已成為機床消費的主流,未來數控機床市場巨大。粗略估計至2023年,我國數控機床行業資產總額將有望突破2400億元,銷售收入突破1800億元,利潤總額達到120億元,其年均同比增速均在10%以上。

同時,我國數控機床的技術也將得到較大提升,到「十二五」末,高檔數控機床與基礎製造裝備專項將實現自主創新能力顯著提高,掌握一大批具有自主智慧財產權的核心技術,總體技術水平進入國際先進行列,屆時,主機、數控系統、功能部件「中檔規模化、高檔產業化,中國將研製出一批具備國際先進水平的關鍵裝備,進口量大的高速、精密立臥式加工中心、數控車床等產品市場佔有率將有明顯提升。

希望我的回答對您有所幫助。

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