英文论文翻译

2020-03-03 23:13:05 来源：范文大全收藏下载本文

数控技术

摘要

数控技术是机械运动和控制技术的工作与数字信息处理技术。这是一个非常迅速发展的现代工业生产技术。数控设备是新技术的数控技术的形式向制造业的传统和新兴制造业的渗透，即所谓的数字设备。本文分析了高速、高精度、可靠性、工艺复杂的、多轴数控机床的发展趋势，并提出了一些在中国数控机床的发展存在的问题。

关键词：精度材料市场

1、在我们的时代数控机床的研究现状

世界各国对数控车床，加工中心，FMS，CIMS等各种新技术的研究和发展过程，与国际经济形势密切联系。机床行业和国际经济相互促进和发展，进入21世纪知识机警时代，人们的知识中所发挥的作用更为突出，机床行业作为机械制造业的基础，其核心地位和战略意义更加明显。在1991-1994年，全球的经济衰退，昂贵的FMS，CIMS降低温度，1995-2000年之间，国际经济以一个较低的速度增加，根据当今世界市场的不同领域用户对数控机床生产力提高的要求和世界四大国际机床展览会（EMO，IMT日本，中国CIMT JIMTOF，美国的欧洲）的展品分析，在我们的时代在数控车床的技术研究主要有以下几点：

（1）重视新技术和创新

在世界范围内，推出的新工艺，新材料，新结构，新的单位，以一个更具成本效益的方式进行新的组件的研究与开发，例如新的刀具材料、新的电主轴的主轴结构、高速、高速直线电机等。以创新的加工工艺的改进为基础，为加工超硬、难加工材料和特殊的复合和复杂的部分，不规则的曲面等,不断研究和开发新的机床品种。

（2）提高机床的精度和研究

为了提高加工中心加工精度，提高机床的刚性，减少振动的时刻，消除热变形，降低噪音，提高数控机床的定位精度、重复精度高、工作可靠、稳定性、精度保持性，世界上许多国家进行机床热误差运动负荷、车床的误差软件补偿技术研究的形状，以提高精度补偿，软件补偿措施，有的已经可能使这种误差的消除60%。并在不断开发精细加工，纳米加工。

（3）提高机加工生产率的研究

世界数控车床、主轴加工中心及相应的高速点轴、测量系统的直线、电机、高速数控系统的开发，都是以提高生产率为前提。

（4）很多国家已经开始对数控系统的研究智能化、公开化、网络化

A、数控系统的智能化研究

主要表现在以下几个方面：它是智能化为追求加工效率和加工质量，自我适应加工过程控制，工艺参数自动生成的研究；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，对反馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等进行研究；还有智能化自动编程、智能化的人机界面、智能诊断、智能监控等方面的研究。

B、数控系统的公开化研究

主要表现在以下几个方面：数控系统的开发是在统一的运行平台上，面向机床厂家和支持，最后，通过改变，增加或剪裁结构对象（数值控制目标），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，快速实现不同品种、不同等级的开放式数控系统，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、通行规范、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。

C、满足生产线的制造系统，用于制造企业的网络化将极大地数控设备的信息集成的需求，也是实现新的制造模式的基本单位。

2、加工中心的分类

（1）根据主轴空间位置分类如下，卧式和立式加工中心。

卧式加工中心，是指加工中心的主轴轴线水平设置。3-5个运动坐标轴卧式加工中心，常见的是三直线运动的坐标轴和回转运动坐标轴（转工作台轮），它能在工件一次装夹完成除安装面和顶面以外的其余4个面的加工，最适合加工箱体类工件。它与立式加工中心相比，结构复杂，占地面积大，质量大，价格高。

立式加工中心，立式加工中心的主轴轴线，为垂直设置，其结构多为固定立柱式，工作台为十字滑台，适合加工盘类零件，一般具有3个直线运动坐标轴，并可在工作台上安置一个水平轴的数控转台（第4轴）来加工螺旋类零件。立式加工中心结构简单，占地面积小，价格低，配备各种附件后，可对大多数工件的加工。

大型龙门加工中心的主轴，多为垂直设置，特别适用于大型或形状复杂的工件，这是在许多坐标龙门加工中心需要如航空，航天工业，一些加工大型汽轮机部分。

五面加工中心，这种加工中心有立式和卧式加工中心的功能，一个是插入后，可以完成除安装面外所有五个面的加工，这种加工使工件的形状误差降到最低，节省2次装夹工作，从而提高生产效率，降低处理成本。

（2）按工艺用途分

镗铣加工中心，它分为立式镗铣加工中心，卧式镗铣加工中心和龙门镗铣加工中心。它的处理技术主要依靠镗铣，用于壳体，壳和各种复杂零件特殊曲线和大过程，弯曲的轮廓加工表面，适用于多品种小批量生产。

复合加工中心，主要指五面复合加工，主轴头可自动回转，进行立，卧加工，在主轴自动回转后，在水平和垂直方向实现知道变换。

（3）按特殊功能分

单工作台、双工作台加工中心；

单轴、双轴、三轴及可换主轴箱的加工中心；

立式转塔加工中心和卧式转塔加工中心；

刀库加主轴换刀加工中心；

刀库接写手加主轴换刀加工中心；

刀库加机械手加双主轴转塔加工中心。

3、目前数控机床的发展趋势

目前，世界上先进制造技术的不断提高，超快切削、超精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控技术也提出了更高的要求。目前正在开发的数控车床在以下几个方向：

（1)、高速度、高精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用的型号，频率高的处理器，以提高系统的基本运行速度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术，使追踪滞后误差大大减小，从而改善拐角切削的加工精度。

为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床结构形式主轴合二为一，实现变频电机与机床主轴的整合，轴承、电机主轴采用磁浮轴承，液体动静压轴承的形式或陶瓷滚动轴承等。目前，陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。

（2）多功能是改变组织各类加工中心（一个库容量可达100以上）的自动配置，可以实现铣削，镗削，钻削等多种工艺，车削，扩孔，扩孔，攻螺纹等过程，在同时在同一台机床上，现代数控车床采用多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。由于采用多CPU结构和分级中断控制方法的数控系统，可以解决部分加工程序，同时在车床上，实现所谓的“前台程序，后台是编辑”。为了满足集成系统在柔性制造系统和计算机的需求，数控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信，也可以直接对多台数控机床进行控制。

（3）现代智能化的数控车床，介绍了自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程能保持最佳的工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，可以同时改善刀具和设备生产效率的服务生活。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。

（4）随着计算机应用技术的发展，数控编程自动化，CAD / CAM图形交互自动编程已得到目前更多的应用程序，这是数控技术发展的新趋势。它利用CAD绘制的零件加工模式，它是计算后可以通过计算机内的刀具轨迹数据然后处理，从而自动生成NC零件加工程序，为了实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展，自动编程的方式在CAD／CAPP／CAM集成当前又出现了，它与CAD／CAM系统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不需要人工参与，直接从系统内的CAPP数据库获得。

（5）可靠性最大化，数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，来提高可靠性。通过硬件功能软件化，以满足各种控制功能的要求，采用模块化，标准化，同时硬件结构机床本体的通用化、系列化，不仅使提高硬件生产批量，而且便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示，及时排除故障；利用容错技术，采用“冗余”设计的重要组成部分，以实现故障自恢复；利用各种测试，控制技术，生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。

（6）控制系统小型化数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前，采用三维安装方法，使电子元器件必须使用高密度安装，占用空间缩小系统规模

更大。而利用新型的彩色液晶超薄显示替代传统的阴极射线管，使数控操作系统进一步缩小。所以这样可以方便地安装在机床上，更利于数控车床的操作的正确性。

参考文献：

［1］中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20

［2］梁训王宣 ,周延佑.机床技术发展的新动向［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：21-28.

［3］中国机床工具工业协会数控系统分会.CIMT2001巡礼［J］.世界制造技术与装备市场，2001(5)：13-17.

［4］杨学桐，李冬茹，何文立，等?距世纪数控机床技术发展战略研究［M］.北京：国家机械工业局，2000.