數控車床發展研究論文

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一、數控車床的簡述

一般機床是能完成車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等機械加工的方法的設備，它能把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，其中包括尺寸精度和幾何精度兩個方面。

數控機床則是從普通機床的基礎上發展過來的，它是一種裝備了數控系統的機床。數控系統則是采用了自動控制技術，能用數控指令來控制機床的運動（稱之為數控控制技術）的自動控制系統。

二、機床的雛形、誕生及發展

機床是人類進行生產勞動的重要工具，也是社會生產力發展水平的重要標志。

1、數控車床的雛形

機床最早的雛形是于公元前2000多年出現的樹木車床。當時，工作時腳踏繩索下端的套圈，利用樹枝的彈性使工作由繩索帶動旋轉，中世紀的彈性棒車床運用的仍是這一原理。1500年左右，意大利人達芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機床的構想革圖。中國明朝出版的《天工開物》中載有磨床的結構，用腳踏的方法使鐵盤旋轉，加上沙子和水剖切玉石。18世紀的工業革命推動了機床的發展。

1774年，英國人威爾金發明較精密的炮筒鏜床，他用這臺炮鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機的發展。1770年威爾金森制造了一臺水輪驅動的鏜床。1797年英國人莫利茲創造的車床能實現機動進給和車削螺紋，這是機床結構的一大變革。19世紀以后，由于紡織、動力、交通運輸機械和軍火生產的推動，各種基本類型的機床相繼出現。

2、機床的誕生及發展

普通機床經經歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術、計算機技術及自動化，精密機械與測量等技術的發展與綜合應用，生產了機電一體化的新型機床一一數控機床。

在20世紀40年代，飛機和導彈制造業發展迅速，原來的加工設備已無能力加工航工業需要的高精度的復雜型面零件。1948年，美國PARSONS公司在加工直升機葉片輪廓檢驗樣板的機床時，首先提出了數控機床的設想，在麻省理工學院（MIT）伺服機構研究所的協助下，于1952年成功研制了世界上第一臺三坐標銑床樣機。后又經過三年時間的改造和自動程序編制的研究，數控機床進入了實用階段。于1958年，美國的KEANEY&TRECKER公司在世界上首先研制成功了帶有自動換刀裝置的加工中心。

可以說，數控機床的誕生為人類帶來了不同凡響的意義。于此同時，數控機床的優越性也著重的體現出來了，在國際的競爭日益劇烈、產品品種變化頻繁的形勢下，各國也開始研究各種不同類型的數控機床，新品種的機床也隨之增長。在這樣的條件下，數控機床也經歷了幾代變化：

1952-1959年采用的是電子管構成的專用數控（NC）系統的數控機床，這是第一代。

1959年由于在計算機行業中研制出晶體管元件，因而便出現了采用晶體管電路NC系統的數控機床，從而跨入了第二代。

1965年出現了開始采用小、中規模集成的NC系統數控機床的第三代。

1970年為數控機床發展的第四代，此時采用大規模集成電路的小型通用電子計算機控制系統的系統數控機床。

1974年開始采用微型電子計算機數控系統（MNC）數控機床，此時為第五代。

在經歷不同的年代的發展，機床的數控化率不斷提高，也使數控機床加工對象改型的適應性加強，加工精度提高，大大的提高了生產效率，為制造業提供了良好的經濟效益，且數控機床由于自動化程度很高，很利用現在化的生產管理，使其成為國民經濟和國防建設發展的重要裝備。

三、數控機床的發展趨向

數控機床一經使用就了其獨特的優越性和強大生命力，使原來大量不能解決的問題，找到了科學解決的途徑。然而，隨著制造業對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步，數控機床必須不斷發展以更適應生產加工的需要，以達更高更好的效果。

隨著數控機床的不斷發展，不斷提高，同時隨著當今世界的快速發展，數控機床也將會有不同的發展方向：

1、迎合制造業的個性需求。

2、不斷提高加工精度、加工效率，減少加工輔助時間，強調柔性化來滿足生產和組織及管理的需要。

3、強調功能復合化。

4、5軸（坐標）聯動控制技術及5軸聯動數控機床成為世界機床制造業中的一個技術制高點。CIMT2007上共展出了70多臺五軸聯動數控機床，其中有40多臺是中國自主開發的。

5、注重環保，涉及避免油污污染，以及機床再生、回收等方面。

6、智能化發展，即數控機床的控制系統逐步具備自診斷、自適應控制、邏輯分析判斷等功能。最近，日本的山崎馬扎克公司陸續開發了主動振動控制、智能熱屏障、智能防撞屏障、語言提示；日本大隈公司開發了Thinc智能數字控制系統等等。

7、在并聯結構機床方面，哈爾濱量具刃具集團數控設備公司在CIMT2007上展出的并聯結構機床LINKS-EXE700具有新的突破意義，不單結構進一步簡化，而且加工范圍增大、動作快速、剛性和精度提高；五軸聯動數控編程與使用常規化，可以加工五面體，在工件特別裝夾的情況下，還可作六面加工，這是目前任何機床結構都做不到的。

8、從零件加工方法上來說，稱得上革命性發展是出現了實現快速成型技術原理的機床新品種，它采用電熱、激光束、離子束、電子束作為能量源，以復合紙、高聚物、金屬粉末、高溫合金、復合陶瓷、鑄造型砂等作為加工材料，一改現有金屬切削機床和金屬成型機床“材料去除”加工方法，而采用“材料累加”的方法或稱“增材制造”方法進行機械零件原型制造。

9、水切割已經與激光切割并駕齊驅成為一門嶄新的技術和新的機床門類，中國目前有三、四個單位從事這方面開發，產品已上市。

數控機床的發展方向是多元化的，也可以使其向信息化發展，產生其聯網效應，在數控機床工作時，工人和技術師之間有著短距離的聯系，以確保加工過程的順利，在任何一個環節中如若出現問題，可以不須遠距離就可以解決。

四、中國的數控

我國的數控機床從20世紀80年代開始起步，2003年我國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數控機床進口國。在“十五”期間，我國數控機床行業實現了超高速發展。其產量2001年為17521臺，2002年24803臺，2003年36813臺，2004年51861臺，是2001年的3.7倍，平均年增長39％；2005年國產數控機床產量59639萬臺，接近6萬臺大關，是“九五”末期的424倍。中國機床行業在“十五”期間發展迅猛的主要原因是市場需求旺盛。固定資產投資增速快、汽車和機械制造行業發展迅猛、外商投資企業增長速度加快所致。

經過不斷的發展，市場上的需求，近幾年我國機床工業正處在黃金發展時期：機床工具行業連續8年快速增長，連續6年成為世界第一機床消費國、進口國。雖然我國的機床發展水平和國際還有一定的差距，但是部分產品已經達到國際水平。

在2008年4月21~25日的中國第五屆中國國際數控展覽會就體現了我國數控機床的發展，是我國國產數控機床自主創新20年的成果的全面展示。此次國展會就展示出我國的高檔數控機床可謂是遍地開花，其中多家企業也展出了大規模系列產品，柔性制造系統成套的靚麗登場，而數控機床的整體水平也進行了全面的提升，以往的加工中心也從立式脫穎成臥式，這次展會也展示出了許多前所聲譽鵲起有的大型、重型數控機床等。

這次展會也體現我國數控機床的技術先進、質量可靠、性能優越；體現了數控機床在我國經濟的持續快速發展和國家政策的大力支持下，機床工業連續六年取得快速增長；體現數控機床在我國的市場的廣闊，我國的能力之強大。

五、數控機床的接觸

在學校實習時，我也曾經接觸過機床與數控機床，感覺好對機床的調整，例如：對一段圓柱進行車圓錐面的時候，根據要求進行計算，將小滑板法轉到計算出的角度；而數控機床只要根據技術員所編程序進行車削，自動調整，無須人力。從而看出數控機床比一般機床的高技術性、高效率等，體現了數控機床的優越性、高性能。

數控機床根據所實現加工的情況不同，也有不同的型號。我們剛開始接觸數控機床，使用的是模擬型，在廠里所接觸的就屬于實用型，在這兩者之間，也有不同的區別：程序所須代碼的意思不同、系統不同、機床按鍵不同等。同時，根據實際情況所需，數控機床上的功能也隨之變動：有的適用于加工普通零件，有的適用于加工高精度的零件。模型弄數控機床，是根據你所編的程度進行操作，沒有任何的變動，相當于執行你的指令，不會自我完善；實用型數控機床則相反，它會根據所出現的情況，辨別進行完善，例如：機床用麻花鉆進行鉆孔，如果你沒有設置退刀程序，模擬機床會根據你的程序，一直到鉆孔結束；而廠里的機床，可以根據你設置的程序，進行完善，在鉆孔時，會自動退一點點，讓孔內的鐵屑隨著退刀出來，再繼續鉆孔。

在這樣的對比之下，可以看出數控機床在向著人類所期待完美狀態前進，它的“成長”標志著社會生產水平的發展，是我們人類的重要標志之一。

六、結語

機床從普通轉變為數控型機床，經歷不同年代的變化，在不斷的進步、不斷的發展，所以數控機床是社會進步的重要標志之一。而通過2008年的CCMT可以看出，我國的數控機床的技術先進、質量可靠、性能優越，數控機床的發展前途必然很廣闊，會有美好的前景。