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    CNC數控機床發展歷程

    2018-09-26  出處:  作者:

    數控機床是在機械制造技術和控制技術的基礎上發展起來的,自上世紀50年代以來,世界數控機床主要經歷了數控nc(numerical control)和計算機數控cnc(computer numerical control)兩個階段六個年代。其過程大致如下:

    1.數控nc階段主要經歷了三代。

    第1代數控系統,始于50年代初,系統全部采用電子管元件,邏輯運算與控制采用硬件電路完成。

    第2代數控系統,始于50年代末,以晶體管元件和印刷電路板廣泛應用于數控系統為標志。

    第3代數控系統,始于60年代中期,由于小規模集成電路的出現,其體積變小,功耗降低,可靠性提高,推動了數控系統的進一步發展。

    2.計算機數控cnc階段經歷了三代。

    第4代數控系統,始于70年代,當首個采用小型計算機的cnc裝置在芝加哥展覽會上露面時,標志著cnc技術的問世。

    第5代數控系統,70年代后期,中、大規模集成電路技術取得巨大成就,促使價格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片產生,并逐步應用于數控系統。

    第6代數控系統,始于90年代初,受通用微機技術飛速發展的影響,數控系統正朝著以個人計算機(pc)為基礎,開放化、智能化、網絡化等方向進一步發展。

    二、數控機械的特點

    數控機床是機電一體化的典型產品,數控機床控制技術是集計算機及軟件技術、自動控制技術、電子技術、自動檢測技術、液壓與氣動技術和精密機械等技術為一體的多學科交叉的綜合技術。

    1.對加工對象的適應性強,可加工復雜形狀的零件表面。

    在同一臺數控機床上,通過重新編制程序,可適應不同品種及尺寸工件的自動加工,也可以加工復雜結構的單件、小批量生產及試制新產品,數控機床還能自動加工精密復雜的表面(如螺旋表面)。

    2.加工精度高,加工質量穩定。

    目前,數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量達0.0001mm,而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差,使數控機床達到很高的加工精度。此外,數控機床的制造精度高,其自動加工方式避免生產者的人為操作誤差,產品合格率高,加工質量穩定。

    3.生產效率高。

    由于數控機床結構剛性好,允許進行大切削量的強力切削,提高了數控機床的切削效率,節省了機動時間。因為數控機床的移動部件的空行程運動速度快,所以工件的裝夾時間、輔助時間比一般機床少。當在加工中心上進行加工時一臺機床實現了多道工序的連續加工,生產效率提高明顯。

    4.自動化程度高,勞動強度低。

    數控機床對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的,數控機床自動化程度高,勞動人員不需要進行復雜的重復性手工操作,可大大減輕工人的勞動強度和緊張程度,提高加工效率。

    三、數控機床控制技術的發展前景

    隨著科學技術的不斷發展,數控機床的發展越來越快,數控機床正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化、模塊化和智能化方向發展。

    1.高性能。

    隨著數控系統集成度的增強,數控機床實現多臺集中控制,甚至遠距離遙控。

    2.高精度。

    數控機床本身的精度和加工件的精度越來越高,而精度的保持性要好。

    3.高速度。

    數控機床各軸運行速度將大大加快。

    4.高柔性。

    數控機床的柔性化將向自動化程度更高的方向發展,將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統。

    5.模塊化。

    數控機床要縮短周期和降低成本,就必然向模塊化方向發展,這既有利于制造商又有利于客戶。

    四、數控機床發展中存在的問題

    我國近幾年數控機床雖然發展較快,但與國際先進水平還存在一定的差距,主要表現在以下方面。

    1.核心零部件大量依靠進口。

    經過近二十多年的技術引進、消化、吸收和創新,數控機床行業的發展令人矚目,國產數控機床功能部件的生產已經具備一定的規模。但是,據機床工具工業協會提供的數據來看,近年來我國一直是世界機床第一消費國和第一進口國。但是,機床行業迅速發展的背后,一個不能忽視的事實是,我國關鍵零部件生產依然受制于人,出現利潤不高、產品缺乏核心競爭力的局面。

    2.產品水平不高。

    首先,精度普遍不夠高,對于國產加工中心刀庫機械手、數控車床刀架,用戶不放心,定位精度,特別是重復定位精度有待提高。只有少數產品達到歐洲標準的定位精度;其次,高精度、靜剛度主機結構和整機性能開發有差距;再次,產品在主軸轉速、快移速度、換刀速度、加速度等機床性能指標上與國外有較大差距。


    From: 光電與顯示

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