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数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程停止控制的技术,它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通讯技术和光机电技术等于一体的现代制造业的根底技术,具有高精度、高效率、柔性自动化等特性,对制造业完成柔性自动化、集成化和智能化起着无足轻重的作用

(5)数控机床。数控机床(NC Machine)是指应用数控技术对加工过程停止控制的机床,或者说配备了数控系统的机床

数控技术随着现代科技,特别是微电子、计算机技术的进步而不时开展。兴旺国度普遍注重机床工业,不时研讨机床的开展方向和提出科研任务,并为此收罗世界性人才和提供充足的经费。美、德、日三国是当今世界上在数控机床科研、设计、制造、运用方面技术比拟先进和经历比拟丰厚的国度。

美国由于其汽车等制造业兴旺,电子、计算机技术又处于世界抢先位置,因而开展了大量大批量消费自动化所需的自动线。其数控机床的主机设计、制造及数控系统根底扎实,且一向注重科研和创新,其高性能数控机床技术在世界也不断抢先。当今美国既消费用于宇航产品加工的高性能数控机床,也为中小企业消费低价适用的数控机床。

德国注重机床工业的重要战略位置。德国的数控机床,特别是大型、重型、精细数控机床.由于质量及性能良好、先进适用,在世界上享有盛誉。德国特别注重数控机床主机及配套件的先进和优质,其机、电、液、气、光、刀具、丈量、数控系统和各种功用部件在质量、性能上居世界前列。如西门子公司的数控系统和Heidenhain公司的精细光栅均世界出名。

日本也和美、德两国类似,充沛开展大批量消费自动线,继而全力开展中小批量柔性消费自动化的数控机床。在中档数控机床方面,日本的出口量居世界第一位。日本从20世纪80年代开端进一步增强科研,开展高性能数控机床。日本突动身展数控系统,日本FANUC公司消费的数控系统,在技术上抢先,在产量上居世界第一。

我国从1958年研制出第一台数控机床到往常数控机床的开展大致可分为两大阶段;

1958-1979年为第一阶段,从1979年至今为第二阶段。第一阶段由于数控系统的稳定性、牢靠性尚未很好地处理,限制了国产数控机床的开展。而数控线切割机床由于构造简单,得到了较快的开展。在第二阶段,经过引进先进的数控技术和协作消费等方式,处理了数控机床的牢靠性、稳定性等问题,数控机床开端批量消费和运用。经过第二阶段的开展,我国数控机床的设计和制造技术有了较大进步,开发了立式加工中心、卧式加工中心,以及数控车床、数控铣床等多种数控机床;培训了一些数控机床设计、制造、运用维护方面的人才;经过应用国外的先进元器件及数控系统配套,能自行设计系统配套,能自行设计及制造高速、高性能、多面、多轴联动的数控机床。在加工中心的根底上,研制了柔性制造单元,建造了柔性制造系统。到20世纪80年代末,我国在一定范围内探究施行了CIMS(计算机集成制造系统),获得了珍贵的经历,控制了一定的技术。

固然我国的数控技术有了一定的开展,但是和其他先进国度的相比,差距还很大。我国数控机床的数量和种类尚不能完整满足国内市场需求,出口量少;设计制造程度还处于学习、仿制走向自行开发阶段;严重缺乏各方面专家人才和纯熟的技术工人;重要功用部件、自动化刀具、数控系统需求国外技术的支撑;还需求进步关键技术的实验、消化、控制及创新才能。

随着世界科技进步和机床工业的开展,数控机床作为机床工业的主流产品,已成为完成配备制造业现代化的关键设备,是国防军工配备开展的战略物资。我国航天航空、国防军工制造业需求大型、高速、精细、多轴、高效数控机床;汽车、摩托车、家电制造业需求高效、高牢靠性、高自动化的数控机床和成套柔性消费线;电站设备、冶金石化设备、轨道交通设备、造船业、制造业需求以高精度、重型为特征的数控机床;IT、生物工程等高技术产业需求纳米级和亚微米超级精细加工数控机床;产业晋级的工程机械、农业机械等传统制造行业,特别是蓬勃开展的民营企业,需求大量数控机床停止配备。因而,加快开展数控机床产业也是我国配备制造业开展的理想请求

特性

数控机床是高度综合的机电一体化产品,是由精细机械和自动控制系统组成的,其自身具有很高的定位精度和反复定位精度,机床的传动系统与机床的构造具有很高的刚度及热稳定性;在设计传动构造时采取了减少误差的措施,并由数控系统自动停止补偿,所以,数控机床有较高的加工精度,特别进步了同批零件加工的分歧性,使产质量量稳定,合格率高,这一点是普通机床无法与之相比的。

数控机床能够采用较大的切削用量,有效地俭省了加工时间。数控机床或加工中心还有自动换速、自动换刀和其他自动化操作功用,使辅助时间大大缩短,且一旦构成稳定加工过程,无须停止工序间的检验与丈量。所以,采用数控加工比普通机床的消费率高3-4倍,以至更多。

数控机床依照被加工零件的数控程序来停止自动化加工,当加工对象改动时,只需改动数控程序,不用用靠模、榜样等专用工艺配备,这有利于缩短消费准备周期,促进产品的更新换代。

一些由复杂曲线、曲面构成的机械零件,用常规工艺办法和手工操作难以加工,以至无法完成,而由数控机床采用多坐标轴联动即可轻松完成。

数控机床(特别是加工中心)大多采用工序集中,一机多用,在一次装夹的状况下,能够完成零件的大局部工序的加工,一台数控机床或加工中心能够替代数台普通机床。这样既能够减少装夹误差,节约工序间的运输、丈量、装夹等辅助时间,又能够减少机床品种,俭省机床占空中积,带来较高的经济效益 
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数控技术不只给传统制造业带来了反动性的变化,使制造业成为工业化的意味,而且随着数控技术的不时开展和应用范畴的扩展,它对国计民生的一些重要行业的开展起着越来越重要的作用。虽然十多年前就呈现了高精度、高速度的趋向,但是科学技术的开展是没有止境的,高精度、高速度的内涵也在不时变化,正在向着精度和速度的极限开展。

随着汽车、航空航天等工业轻合金资料的普遍应用,高速加工已成为制造技术的重要开展趋向。高速加工具有缩短加工时间、进步加工精度和外表质量等优点,在模具制造等范畴的应用也日益普遍。机床的高速化需求新的数控系统、高速电主轴和高速伺服进给驱动,以及机床构造的优化和轻量化。高速加工不只是设备自身,而且是机床、刀具、刀柄、夹具和数控编程技术,以及人员素质的集成。高速化的最终目的是高效化,机床仅是完成高效的关键之一,绝非全部,消费效率和效益在“刀尖”上。

采用五轴联动对三维曲面零件停止加工,可用刀具最佳几何外形停止切削,不只光亮度高,而且效率也大幅度进步。普通以为,1台五轴联动机床的效率能够等于2台三轴联动机床,特别是运用立方氮化硼等超硬资料铣刀停止高速铣削淬硬钢零件时,五轴联动加工可比三轴联动加工发挥更高的效益。但过去因五轴联动数控系统主机构造复杂等缘由,其价钱要比三轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,限制了五轴联动机床的开展。当前数控技术的开展,使得完成五轴联动加工的复合主轴头构造大为简化,其制造难度和本钱大幅度降低,数控系统的价钱差距减少。因而五轴联动技术促进了复合主轴头类型五轴联动机床和复合加工机床的开展。

机床的高速化和精细化请求机床的构造简化和轻量化,以减少机床部件运动惯量对加工精度的负面影响,大幅度进步机床的动态性能。例如,借助有限元剖析对机床构件停止拓扑优化,设计箱中箱构造以及采用空心焊接构造和运用铅合金资料等曾经开端从实验室走向适用。

我国机床设计和开发手腕要尽快从二维CAD向三维CAD过渡。三维建模和仿真是现代设计的根底,是企业技术优势的源泉。在此三维设计根底上停止CAD/CAM/CAE/PDM的集成,加快新产品的开发速度,保证新产品的顺利投产,并逐渐完成产品生命周期管理。

开放式数控系统的体系构造标准、通讯标准、配置标准、运转平台、数控系统功用库以及数控系统功用软件开发工具等是当前研讨的中心。

随着产品更新换代速度的加快,专用机床的可重构性和制造系统的可重组性日益重要。经过数控加工单元和功用部件的模块化,能够对制造系统停止快速重组和配置,以顺应变型产品的消费需求。机械、电气和电子、液体和气体,以及控制软件的接口标准化和规范化是完成可重组性的关键。

为了加快新机床的开发速度和质量,在设计阶段借助虚拟理想技术,能够在机床还没有制造出来以前,就可以评价机床设计的正确性和运用性能,在早期发现设计过程的各种失误,减少损失,进步新机床开发的质量

机械制造行业是最早应用数控技术的行业,它担负着为国民经济各行业提供先进配备的重担。主要应用有研制开发与消费现代化军事配备用的高性能五轴高速立式加工中心、五坐标加工中心、大型五坐标龙门铣等;汽车行业发起机、变速箱、曲轴柔性加工消费线上用的数控机床和高速加工中心,以及焊接、装配、喷漆机器人、板件激光焊接机和激光切割机等;航空、船舶、发电行业加工螺旋桨、发起机、发电机和水轮机叶片零件用的高速五坐标加工中心、重型车铣复合加工中心等。

在信息产业中,从计算机到网络、挪动通讯、遥测、遥控等设备,都需求采用基于超精技术、纳米技术的制造配备,如芯片制造的引线键合机、晶片光刻机等,这些配备的控制都需求采用数控技术。

在医疗行业中,许多现代化的医疗诊断、治疗设备都采用了数控技术,如CT诊断仪、全身治疗机以及基于视觉引导的微创手术机器人,口腔医学中的正畸及牙齿修复等方面都需求采用高精度数控机床对牙齿停止加工消费。

现代的许多军事配备大量采用伺服运动控制技术,如火炮的自动瞄准控制、雷达的跟踪控制和导弹的自动跟踪控制等。