机电一体化毕业论文-机床数控系统的发展趋势

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！机电一体化毕业论文1摘要现代化、自动化做出了卓越的贡献。工业领域的数控系统属于机电工业的基础，品的质量与品质。关键词：机电一体化数控系统微电子技术2目录3绪论数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控(NC)机床。从1952年第一台数控机床在美问世，至今已有40多年的历史，计算机数控（CNC）从70年代中期出现，到现在也已有20多年了，数控技术日趋成熟。与CNCCNC系统的技术被越来越多的自动化装备生产厂所掌握。因此，就当今全世界范围来说，CNC技术已经不再被少数几个国家的几个CNC系统生产厂所垄断。到80年代末，几乎每个工业发达的国家都系统。因此，CNC系统生产商之间的竞争最为激烈，数控技术的发展进入了新的阶段。本文通过对当代国际先进数控机床系统在市场上占有的优势，与国内拥有的不足，并尝试从中可以找到切实可行的解决之道。4第一章先进机床数控技术的现状一、广泛应用地微机资源近年来被称为个计算机（PC）的微型计算机发展很快，大规模集成电路制PCCPU的运行速度越来越高。IPC386的主频是33MHzIPC486586的主频可达50～120MHzIntel奔腾处理器（Pentium），主频已经高达4×3.0GHz。存储器容量理论上已经达到无SMT制造技术大幅度提高设备稳定性与可靠性。在软件方面，操作系统的发展，特别是Windows的应用，使得PC的操作更为简便直观。CAD/CAM的软件大量地由小型机、工作站向PC移植，三维图形显示技术及工艺数据库在PCPC了软件的开发，使得PC的软件资源极为丰富。PCCNC系统十分重要的一种方法。1992～1993年，首先是在美国及欧洲的一些小型的ANILAN公司推出的110012001400系列，意大利FIDIA公司的10/20/30系列，都采用了PC作为基板来开发自己的数控系统。现在连日本FANUCSIEMENS公司些以生产专用CNC设备著称的公司，也都把采用PC资源，作为其发展的一个重要方向。他们都强调自己系统的“开放”。日本FANUC公司把采用PC的CNC系统称之为开放型CNC系统，有150160180及210等系列，并正发展一种将FANUC智能终端（一种与IBMPC兼容的平板式计算机）通过高速光缆与CNC装置连接的模式。二、小型化以满足机电一体化的要求随着微电子技术的发展，大规模集成电路的集成度越来越高，体积越来越小。数控设备厂采用超大规模集成电路并采用表面安装工艺（SMT），实现了三维立体装配，将整个CNC装置做得很小，以适应机械制造业机电一体化的要求。5日本三菱电机株式会社，最近推出的普及型CNCMELDAS50系列及实用型CNCMELDAS520A系列，这两个系列都采用了32位RISC微处理器，实现超小型化的CNC装置，较原来的M310及L3、L3A，体积大为减小（H168mm×W76mm×D135mm），安装面积减小了一半，功能还有所提高。采用了超薄型显示器（9.5in的EL及10.4in的彩色LCD）。这个系统的微小线段加工能力提升至64m/min240m/minM310提高了330%SIEMENS公司最新推出的SINUMERIK840D主控组件选用386DX或486DX1～4螺旋线插补、5轴螺旋线插补及样条插补、圆柱插补等，共可控制32个轴，并有多种校正及补偿功能，体积仅为50mm×316mm×207mm。三、改善的人机接口，简单方便的用户使用界面为了使操能很容易地掌握数控机床的操作，数控设备生产厂努力地改善人机接口，简化编程，尽量采用对话方式，使用户使用方便，如西班牙FAGOR公司生产的FAGOR8050用简要的表格编辑程序，利用蓝图建立程序。其8050TC型数控系统，被称为高档傻瓜式数控系统（FAGOR800系列CNC系统），其操作面板使用了符号键，用CNC系统只显示坐动操作，使用极为方便。四、提高数控系统产品的成套性数控系统包括CNC装置、主轴及进给伺服驱动装置，以及主轴电动机、进效果。6例如，日本FANUC公司开发了经济型的O-TD、O-MDCNC装置，与之相适应也开发了经济型的αC系列的效流伺服电动机及控制系统。日本大隈（OKUMA）公司，是一个传统的机床厂，现在也开发、生产并销售数控系统，作为一个机床柜、自动编程装置，为用户提供交钥匙工程。五、研究开发智能型数控系统所谓智能型的数控系统，早在80年代初期已经开始研究。当时FANUC公司推出的FS15系列，就称之为AI（人工智能）CNC系统，主要是在故障诊断方面FANUC公司又在开展被称为面向21世纪的课题—IMS（IntelligentManufacturingSystems），将无缝地（Seamless）把世界范围熟练工人的技术窍门（Knowhow）组合进生产系统中去。随着工业技术发展，要求制造过程更快、更容易，以适应生产需要，一种IntelligentClosed-LoopProcessesICLP）技术被采用。图为智能闭环加工模型。智能闭环加工模型（图片载自：《机床数控系统的发展趋势》）7六、根据市场需要，开发用户需要的数控产品8000～10000还存在一些问题，不能满足市场的需求。德国SIEMENS公司在我国建立的合资企业—西门子数控（南京）有限公司，在1997年推出了SINUMERIK802S。这种系统除采用G代码编程外，还有图形循环支持功能，通过软件键来进行转换。采用15.24cm（6in）彩色液晶显示，并采用两台步进电动机作为驱动单元，驱动力矩为3.5～12N.m，价格在3万元左右。这是西门子公司为占领中国市场所做的努力。七、开发全新概念的数控产品发一些新的机电一体化数控产品来适应及满足这些要求。表面粗糙度的要求，数控车床及加工中心主轴转速要求提高到10000～20000r/min本的FANUC公司、NSK公司，瑞士的IBAG公司，意大利的GANFIOR公司都在开发生产这种新产品。直线运动。日本FANUC公司生产的直线电动机，移动速度可以达到100m/min。日本的THK公司，德国的INDRAMAT公司、SIEMENS公司都在开发及生产这类产品。8长期以来，国产机床数控技术始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土机床数控系统开发企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的机床数控系统还没有形成品牌效应。同时，中国的机床数控产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。国外公司在中国数控系统销量中的80％以上是普及型数控系统。如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，提高中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品，提高中国高档数控系统总体技术水平。一、高档数控机床的国内供应能力不足部分依赖进口。二、自主创新能力不足9基础共性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，企业的市场响应速度慢。三、产品质量、可靠性及服务等能力不强相比存在较大的差距。在质量方面，国产数控系统的可靠性指标MTBF与国际先进数控系统相差较大。国产数控车床、加工中心的MTBF与国际上先进水平也有的要求。四、功能部件发展滞后机床是由各种功能部件（主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和功能部件已有一定规模，电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家，滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低档数控机床的配套需要。赖进口。10结论广、更快。未来的CNC系统将会使机械更好用，更便宜。的一滩烂泥。历史的事实告诉我们：落后就应该挨打。技术的落后有多方面的原因造成，传统思维方式的束缚、中西方价值观的差异、对先进技术概念在理解上的差异、CNC唯有拥有国产CNC系统，才能够保有在世界工业制造领域无比富强的一份尊严；唯有掌握国产CNC工人。让我们为了这个共同的目标，一齐奋斗吧！11致谢号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。,柳暗花明又一村”。感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背