數(shù)控機床專業(yè)發(fā)展方向

高速、精密、復合、智能和綠色是數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的總方向，近幾年來，在實用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在：

1. 機床復合技術(shù)進一步擴展隨著數(shù)控機床技術(shù)進步，復合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑-車復合、車銑復

合、車-鏜-鉆-齒輪加工等復合，車磨復合，成形復合加工、特種復合加工等，復合加工的精度和效率大大提高?！耙慌_機床就是一個加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復合加工機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。

2.智能化技術(shù)有新突破數(shù)控機床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區(qū)斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能化提升了機床的功能和品質(zhì)。

3.機器人使柔性化組合效率更高機器人與主機的柔性化組合得到廣泛應用，使得柔性線更加靈活、功能進一步擴展、柔性線進一步縮短、效率更高。機器人與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、工具磨床、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床、水切割機床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應用。

4.精密加工技術(shù)有了新進展數(shù)控金切機床的加工精度已從原來的絲級（0.01mm）提升到目前的微米級（0.001mm），有些品種已達到0.05μm左右。超精密數(shù)控機床的微細切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達到0.05μm左右，形狀精度可達0.01μm左右。采用光、電、化學等能源的特種加工精度可達到納米級（0.001μm）。通過機床結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化、機床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動等動態(tài)誤差補償技術(shù)，提高機床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進入亞微米、納米級超精加工時代。

5.功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應用。全數(shù)字交流伺服電機和驅(qū)動裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機、直線電機，高性能的直線滾動組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應用，極大的提高數(shù)控機床的技術(shù)水平。2100433B

1、根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝規(guī)程，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫加工程序。

2、將所編程序指令輸入機床數(shù)控裝置。

3、數(shù)控裝置將程序（代碼）進行譯碼、運算之后，向機床各個坐標的伺服機構(gòu)和輔助控制在發(fā)出信號，以驅(qū)動機床的各運動部件，并控制所需要的輔助動作，最后加工出合格的零件。

1，按加工工藝方法分類

普通數(shù)控機床

為了不同的工藝需要，普通數(shù)控機床有數(shù)控車床、銑床、鉆床、鏜床及磨床等，而且每一類又有很多品種。

數(shù)控加工中心

數(shù)控加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床。典型的數(shù)控加工中心有鏜銑加工中心和車削加工中心。

多坐標數(shù)控機床

多坐標聯(lián)動的數(shù)控機床，其特點是數(shù)控裝置能同時控制的軸數(shù)較多，機床結(jié)構(gòu)也較復雜。坐標軸數(shù)的多少取決于加工零件的復雜程度和工藝要求，現(xiàn)在常用的有四、五、六坐標聯(lián)動的數(shù)控機床。

數(shù)控特種加工機床

數(shù)控特種加工機床包括電火花加工機床、數(shù)控線割機床、數(shù)控激光切割機床等。

2，按控制運動的方式分類

點位控制數(shù)控機床

這類機床只控制運動部件從一點移動到另一點的準確位置，在移動過程中不進行加工，對兩點間的移動速度和運動軌跡沒有嚴格要求，可以沿多個坐標同時移動，也可以沿各個坐標先后移動。采用點位控制的機床有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測量機等。

直線控制數(shù)控機床

這類機床不僅要控制點的準確定位，而且要控制(或工作臺)以一定的速度沿與坐標軸平行的方向進行切削加工。

輪廓控制數(shù)控機床

這類機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。

輪廓控制數(shù)控機床有數(shù)控銑床、車床、磨床和加工中心等。

按所用進給伺服系統(tǒng)的類型分類

開環(huán)數(shù)控機床

開環(huán)數(shù)控機床采用開環(huán)進給伺服系統(tǒng)，伺服驅(qū)動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。

閉環(huán)數(shù)控機床

閉環(huán)數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)是按閉環(huán)原理工作的，帶有直線位移檢測裝置，直接對工作臺的實際位移量進行檢測。伺服驅(qū)動部件通常采用直流伺服電動機和交流伺服電動機。

半閉環(huán)數(shù)控機床

這類控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別在于采用角位移檢測元件，檢測反饋信號不是來自工作臺，而是來自與電動機相聯(lián)系的角位移檢測元件。

按所給數(shù)控裝置類型分類

硬件式數(shù)控機床

硬件式數(shù)控機床（NC機床）使用硬件式數(shù)控裝置，它的輸入、查補運算和控制功能都由專用的固定組合邏輯電路來實現(xiàn)，不同功能的機床，其結(jié)合邏輯電路也不相同。改變或增減控制、運算功能時，需要改變數(shù)控裝置的硬件電路。

軟件式數(shù)控機床

這類數(shù)控機床使用計算機數(shù)控裝置（CNC）。此數(shù)控裝置的硬件電路是由小型或微型計算機再加上通用或?qū)Ｓ玫拇笠?guī)模集成電路制成。數(shù)控機床的主要功能幾乎全部由系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)，所以不同功能的機床其系統(tǒng)軟件也就不同，而修改或增減系統(tǒng)功能時，不需改變硬件電路，只需改變系統(tǒng)軟件。

按數(shù)控裝置的功能水平分類

按此分類方法可將數(shù)控機床分為低、中、高檔三類。

數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機床本體組成

加工精度

數(shù)控機床是按數(shù)字形式給出的指令進行加工的。目前數(shù)控機床的脈沖當量普遍達到了0.001mm，而且進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進行補償，因此，數(shù)控機床能達到很高的加工精度。

對加工對象的適應性強

在數(shù)控機床上改變加工零件時，只需從新編制（更換）程序，輸入新的程序就能實現(xiàn)對新的零件的加工，這就為復雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。

自動化程度高，勞動強度低

數(shù)控機床對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，操作者除了安放穿孔帶或操作鍵盤、裝卸工件、關(guān)鍵工序的中間檢測以及觀察機床運行之外，不需要進行繁雜的重復性手工操作，勞動強度與緊張程度均可大為減輕，加上數(shù)控機床一般都具有較好的安全防護、自動排屑、自動冷卻和自動潤滑裝置，操作者的勞動條件也大為改善。

生產(chǎn)效率高

數(shù)控機床主軸的轉(zhuǎn)速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此，數(shù)控機床每一道工序都選用最有利的切削用量。由于數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)剛性好，因此允許進行大切削量的強力切削，這就提高了數(shù)控機床的切削功率，節(jié)省了機動時間。

數(shù)控機床更換被加工零件時幾乎不需要重新調(diào)整機床，故節(jié)省了零件安裝、調(diào)整時間。數(shù)控機床加工質(zhì)量穩(wěn)定，一般只做首件檢驗和工序間關(guān)鍵尺寸的抽樣檢驗，因此節(jié)省了停機檢驗時間。

良好的經(jīng)濟效益

在單件、小批量生產(chǎn)的情況下，使用數(shù)控機床加工，可節(jié)省劃線工時，減少調(diào)整、加工和檢驗時間，節(jié)省了直接生產(chǎn)費用；使用數(shù)控機床加工零件一般不需要制作專用夾具，節(jié)省了工藝裝備費用；數(shù)控機床加工精度穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進一步下降。

有利于現(xiàn)代化管理

采用數(shù)控機床加工，能準確地計算出零件加工工時和費用，并有效地簡化了檢驗夾具、半成品的管理工作，這些特點都有利于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理。

數(shù)控機床自上世紀50年代問世到現(xiàn)在的半個世紀中，數(shù)控機床的品種得以不斷發(fā)展，幾乎所有機床都實現(xiàn)了數(shù)控化。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了包括生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設計及制造和管理等全過程均由計算機集成管理和控制的計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System），以實現(xiàn)工廠生產(chǎn)自動化。數(shù)控機床的應用領域已從航空工業(yè)部門逐步擴大到汽車、造船、機床、建筑等機械制造行業(yè)，出現(xiàn)了金屬成型類數(shù)控機床、特種加工數(shù)控機床，還有數(shù)控繪圖機、數(shù)控三坐標測量機等。

1. 高精度化 普通級數(shù)控機床加工精度已由原來的±10μm,提高到±5μm和±2μm，精密級從±5μm提高到±1.5μm。

2. 高速度化 提高主軸轉(zhuǎn)速是提高切削速度的最直接方法，現(xiàn)在主軸最高轉(zhuǎn)速可達50000r/min，進給運動快速移動速度達30-40m/min。

3. 高柔性化 由單機化發(fā)展到單元柔性化和系統(tǒng)柔性化，相繼出現(xiàn)柔性制造單元（FMC）,柔性制造系統(tǒng)（FMS）,和介于二者之間的柔性制造線（FTL）。

4. 高自動化 數(shù)控機床除自動編程，上下料、加工等自動化外，還在自動檢索、監(jiān)控、診斷、自動對刀、自動傳輸?shù)姆矫姘l(fā)展。

5. 復合化 包含工序復合化，功能復合化，在一臺數(shù)控設備上完成多工序切削加工（車、銑、鏜、鉆）

6. 高可靠性 系統(tǒng)平均無故障時間MTBF由80年代10000h提高到現(xiàn)在的30000h，而整機的MTBF也從100～200h提高到500～800h。

7. 在智能化 網(wǎng)絡化方面也得到較大發(fā)展現(xiàn)已出現(xiàn)了通過網(wǎng)絡功能進行的遠程診斷服務。

隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的飛速發(fā)展，社會對機械產(chǎn)品多樣化的要求日益強烈，產(chǎn)品更新越來越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加，同時隨著汽車工業(yè)和輕工業(yè)消費品的高速增長，機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)日趨復雜，其精度日趨提高，性能不斷改善，激烈的市場競爭要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短，傳統(tǒng)的加工設備和制造方法已難以適應這種多樣化、柔性化、高效和高質(zhì)量復雜零件加工要求。因此，對制造機械產(chǎn)品的生產(chǎn)設備——機床，必然會相應地提出高效率、高精度和高自動化的要求。

在機械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到70%——80%。這類產(chǎn)品的生產(chǎn)不僅對機床提出了“三高”要求，而且還要求機床應具有較強的適應產(chǎn)品變化的能力。特別是一些由曲線、曲面組成的復雜零件，若采用通用機床加工，只能借助畫線和樣板用手工操作的方法來加工，或利用靠模和仿型機床來加工，其加工精度和生產(chǎn)效率都受到了很大的限制。

數(shù)控機床就是為了解決單件、小批量，特別是高精度、復雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。1947年美國PARSONS公司為了精確制造直升機機翼、漿葉和框架，開始探討用三坐標曲線數(shù)據(jù)控制機床運動，并進行實驗加工飛機零件。1952年麻省理工學院（MIT）伺服機構(gòu)研究所用實驗室制造的控制裝置與辛辛那提（Cincinnati Hydrotel）公司的立式銑床成功的實現(xiàn)了三軸聯(lián)動數(shù)控運動，實現(xiàn)控制銑刀連續(xù)空間曲面加工，它綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新型機械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是一種新型的機床，可用于加工復雜曲面零件。該銑床的研制成功是機械制造行業(yè)中的一次技術(shù)革命，使機械制造業(yè)的發(fā)展進入了一個嶄新的階段，揭開了數(shù)控加工技術(shù)的序幕。

由低到高分為五個等級：

數(shù)控機床工(職業(yè)資格五級)

數(shù)控機床工(職業(yè)資格四級)

數(shù)控機床工(職業(yè)資格三級)

數(shù)控機床工(職業(yè)資格二級)

數(shù)控機床工(職業(yè)資格一級)