数控系统的发展趋势.doc

0 商丘工学院 毕业论文 设计 题目数控系统的发展趋势 系别机械工程学院 专业 10 机电一体化七班 学生姓名李志鹏 成 绩 指导教师贾磊 2012 年 10 月 1 数控系统的现状及发展趋势 摘要 从20世纪50年代数控机床诞生以来 数控系统给生产制造业带来了革命性的变 化要装备 数控系统是制造业实现自动化 柔性化 集成化生产的基础 其水平高低 和拥有量多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志 工业发达国家把数控机床视为 具有高技术附加值和高利润的重要出口产品 数控系统已成为关系到国家战略地位和 体现国家综合国力的重要基础性产品 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 数控系 统即自动化设备 它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中之 重 关键词 数控系统 自动化 现状与发展趋势 目录 第一章前言 1 1 背景 1 2 数控系统国内外发展趋势 1 2 1 高速 高效 高精度 高可靠 性 6 1 2 2 智能化 开放式 网络 化 第二章数控系统的的发展趋势 2 1 高精度 高速度的发展趋势 2 2 高速 智能化 开放式 网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 3 结束语 4 致 谢 5 参考文献 2 第一章前言 1 1 背景 当前 中国机床工业厂多人众 21 世纪初 金切机床制造厂约 358 家 20 6 万 人 成形机床制造厂 192 家 约 6 5 万人 共计 550 家 27 1 万人 其中生 产数控金切机床的约 140 家 生产数控成形机床的约 30 家 共计约 170 家 占 厂家总数的 1 3 2001 年金切机床产量 19 2 万台 内数控金切机床 17 521 台 约占 9 总的来说 数控机床产量不断增长 2001 年为 1991 年的 3 6 倍 进口量 增长较快 达 29 倍 出口量有所增加 但数目较小 为 4 8 倍 数控机床消费 量增加较快 达 7 9 倍 产量满足不了社会发展的需求 从金额上看 2001年数控机床进口17 679台 计14 1亿美元 出口2 509台 计0 44亿美元 进口额为出口额之32倍 进口大 出口小 作为机电一体化装备的数控机床 集高效 柔性 精密 复合 集成诸多 优点于一身 已经成为装备制造业的主力加工设备和主流产品 高速高精度数控机床是实现制造技术和装备现代化的基石 是保证 国防工业和高技术产业发展的战略物资 2006年全国机床行业工业总产值和产品销售收入达到1600亿元 十二五期间 国家已经确立大力发展数控机床 1 2 数控系统国内外发展趋势 1 2 1高速 高效 高精度 高可靠性 切削速度已达到5000 8000m min 以上 主轴转速在30000转 分 有的高达10万 r min 以上 工作台的移动速度 进给速度 在分辨率为1微米时 达到100m min 有的到200m min 以上 在分辨率为0 1 微米时 达到24m min 以上 自动换刀速度在1秒以内 小线段插补进给速度达 到12m min 普通级数控机床的加工精度已由 10 m 提高到 5 m 精密级加工中心的加工精度则从 3 5 m 提高到 1 1 5 m 甚至更高 3 超精密加工精度进入纳米级 0 001微米 主轴回转精度要求达到0 01 0 05 微米 加工圆度为0 1微米 加工表面粗糙度 Ra 0 003微米等 当前国外数控装置的 MTBF 值已达6000小时以上 驱动装置达30000小时以上 但是 可以看到距理想的目标还有差距 1 2 2智能化 开放式 网络化 为追求加工效率和加工质量的智能化 如自适应控制 工艺参数自动生成 为 提高驱动性能及使用连接方便的智能化 如前馈控制 电机参数的自适应运算 自动识别负载自动选定模型 自整定等 简化编程 简化操作的智能化 如智 能化的自动编程 智能化的人机界面等 智能诊断 智能监控 方便系统的诊 断及维修等 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题 许多 国家都在研究 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点 数控装备的网络 化将极大地满足生产线 制造系统 制造企业对信息集成的需求 也是实现新 的制造模式如敏捷制造 虚拟企业 全球制造的基础单元 第二章我国数控机床的发展趋趋势势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化 使制造业成为工 业化的象征 而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大 他对国计民生 的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用 从目前世界上数控技术发展的 趋势来看 主要有如下几个方面 2 1开放高精度 高速度的发展趋势 尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势 但是科学技术的发展是没有止境的 高精度 高速度的内涵也在不断变化 目前正在向着精度和速度的极限发展 4 效率 质量是先进制造技术的主体 高速 高精加工技术可极大地提高效 率 提高产品的质量和档次 缩短生产周期和提高市场竞争能力 为此日本先 端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一 国际生产工程学会将其确定为21 世纪的中心研究方向之一 在轿车工业领域 年产30万辆的生产节拍是40秒 辆 而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一 在航空和宇航工业领域 其加工的零部件多为薄壁和薄筋 刚度很差 材料为铝或铝合金 只有在高切 削速度和切削力很小的情况下 才能对这些筋 壁进行加工 近来采用大型整 体铝合金坯料 掏空 的方法来制造机翼 机身等大型零件来替代多个零件通过 众多的铆钉 螺钉和其他联结方式拼装 使构件的强度 刚度和可靠性得到提 高 这些都对加工装备提出了高速 高精和高柔性的要求 2 2智能化 开放式 网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统 智能化的内容包括在数控系统 中的各个方面 为追求加工效率和加工质量方面的智能化 如加工过程的自适 应控制 工艺参数自动生成 为提高驱动性能及使用连接方便的智能化 如前 馈控制 电机参数的自适应运算 自动识别负自动选定模型 自整定等 简化 编程 简化操作方面的智能化 如智能化的自动编程 智能化的人机界面等 还有智能诊断 智能监控方面的内容 方便系统的诊断及维修等 为解决传统 的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题 目前许多国家对开放式数控系统进行研究 数控系统开放化已经成为数控 系统的未来之路 所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行 平台上 面向机床厂家和最终用户 通过改变 增加或剪裁结构对象 数控功 能 形成系列化 并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中 快速实现不同品种 不同档次的开放式数控系统 形成具有鲜明个性的名牌产 品 目前开放式数控系统的体系结构规范 通信规范 配置规范 运行平台 数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心 网络化 数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点 数控装备的网络化将极 大地满足生产线 制造系统 制造企业对信息集成的需求 也是实现新的制造 5 模式如敏捷制造 虚拟企业 全球制造的基础单元 国内外一些著名数控机床 和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机 反映了数控机床 加工向网络化方向发展的趋势 3 结束语 随着人们对数控技术重视 它的发展越发迅速 文中简要陈述当前的发展趋势 另外数控技术的正不断走向集成化 并行化 仍有广阔的发展空间 4致谢 衷心感谢老师们对本人的精心指导 他们的言传身教将使我终生受益 他 们广博的学识和严谨的治学态度将使我受益终生 感谢机电系全体老师和同学们多年来对我的关心和支持 感谢所有关心 帮助过我的人 5参考文献 1 王爱玲等 现代数控机床 北京 国防工业出版社 2003 2 毕承恩等 现代数控机床