第一篇：數控車床技師論文

北京市國家職業資格鑒定

數控車工二級技師論文

題目：利用編程軟件代替手工編程宏程序

學生姓名：陳志鵬

2012年10月

眾所周知，現階段數控車床的程序編寫采用手工編程較多，這種方法適用于幾何形狀不太復雜的零件，手工編程的特點是：計算量小，程序內容短，代碼簡單，編程速度快。但對于幾何形狀比較復雜、包含異形面（如：橢圓、拋物線、雙曲線等）的加工，由于幾何形狀復雜，刀位點難以準確把握，對刀具加工軌跡的計算量相當大，采用手工編程就相當困難，而且在程序編寫完成后，要花費大量時間進行程序調試，占用機床工時。其次一些企業所用的數控車床的系統功能比較單一，不支持宏程序，這樣就給加工帶來很大的困難。

近年來，科學技術的飛速發展，社會對機械產品的結構、性能、精度、效率和品種的要求越來越高，而且形狀也越來越復雜，單件與中小批量產品的比重越來越大。隨著計算機和數控機床的快速發展普及，CAD/CAM技術研究和軟件開發有了良好的發展，CAD/CAM軟件也日益成熟。通過軟件可以實現對任意零件的建模及軌跡生成，直至自動生成數控程序，實現了自動編程加工。因此采用計算機輔助設計及制造技術將會很好的解決這個問題。下面筆者以“CAXA數控車”軟件為例，就數控車床零件加工中所涉及的宏程序編程技巧等問題進行舉例說明。

我們以下圖為例，著重介紹工件左端拋物線的編程過程

一、在軟件中繪制零件圖（如下圖所示）

二、在軟件中移動和旋轉圖形使拋物線端的正中間處在軟件中坐標的原點上（如下圖所示）

三、對工件拋物線端進行圖形分析，按工藝方案的要求，根據零件毛坯、夾具裝配之間空間幾何關系對加工部位進行加工性質修改增補的圖形繪制。注：主要是繪制出所加工部位要去除部件的圖形形狀。（如下圖所示）

四、選擇合理的刀具進入路徑、切削路徑、退出路徑，同時設置好切削用量并選擇合理的輪廓加工方法。如果在運動中發生干涉，及時進行加工部位及刀具的調整。然后生出粗、精加工軌跡。（如下圖所示）

五、生成G代碼。在代碼生成之前可利用本軟件的軌跡仿真功能模擬實際切削過程，確保生成的刀具軌跡的正確性。同時要對G代碼進行后置處理，以對應相應的機床，利用軟件“后置處理設置”進行參數修改，使其適用于機床數控系統的要求，或按機床規定的格式進行定制，定制后保存設置，用于今后與此類機床匹配的需要。G代碼生成后，可根據需要自動生成加工工序單，軟件會根據加工軌跡編制中的各項參數自動計算各項加工工步的加工時間，這樣便于生產管理。（生出的程序如下所示）% O1234 N12 G99 G90 T0101 N14 M03 S600 N16 M08 N18 G00 X64.000 Z2.000 N20 G00 X70.382 Z0.943 N22 G00 X58.918 N24 G00 X58.573 Z-0.042

N26 G03 X60.000 Z-1.079 R67.354 F0.200 N28 G00 X60.382 Z-0.097 N30 G00 X70.382 N32 G00 Z0.989 N34 G00 X53.887 N36 G00 X53.587 Z0.000

N38 G03 X58.824 Z-3.836 R65.354 F0.200 N40 G03 X60.000 Z-3.963 R17.500 N42 G00 X58.946 Z-3.113 N44 G00 X70.000 N46 G00 Z0.992 N48 G00 X48.831 N50 G00 X48.577 Z-0.000

N52 G03 X55.550 Z-4.990 R63.354 F0.200 N54 G03 X56.381 Z-5.656 R100.641 N56 G03 X60.000 Z-6.025 R15.500 N58 G00 X58.999 Z-5.159 N60 G00 X70.000 N62 G00 Z0.995 N64 G00 X43.673 N66 G00 X43.471 Z-0.000

N68 G03 X43.752 Z-0.173 R49.991 F0.200 N70 G03 X52.165 Z-6.055 R61.354 N72 G03 X53.994 Z-7.537 R98.641 N74 G03 X60.000 Z-8.106 R13.500 N76 G00 X59.068 Z-7.221 N78 G00 X70.000 N80 G00 Z0.998 N82 G00 X38.369 N84 G00 X38.236 Z0.000

N86 G03 X40.641 Z-1.430 R47.991 F0.200 N88 G03 X48.780 Z-7.121 R59.354 N90 G03 X51.680 Z-9.500 R96.641 N92 G01 X52.000

N94 G03 X60.000 Z-10.218 R11.500 N96 G00 X59.166 Z-9.309 N98 G00 X70.000 N100 G00 Z1.000 N102 G00 X32.886 N104 G00 X32.830 Z0.000

N106 G03 X37.530 Z-2.688 R45.991 F0.200 N108 G03 X45.394 Z-8.186 R57.354 N110 G03 X49.380 Z-11.500 R94.641 N112 G01 X52.000

N114 G03 X60.000 Z-12.383 R9.500 N116 G00 X59.313 Z-11.444 N118 G00 X70.000 N120 G00 Z1.000 N122 G00 X27.152 N124 G00 X27.200 Z-0.000

N126 G03 X28.121 Z-0.449 R28.014 F0.200 N128 G03 X34.420 Z-3.945 R43.991 N130 G03 X42.009 Z-9.251 R55.354 N132 G03 X47.047 Z-13.500 R92.641 N134 G01 X52.000

N136 G03 X59.483 Z-14.500 R7.500 N138 G01 X60.000 N140 G00 X58.586 Z-13.793 N142 G00 X70.000 N144 G00 Z0.994 N146 G00 X20.914 N148 G00 X21.131 Z0.000

N150 G03 X25.296 Z-1.865 R26.014 F0.200 N152 G03 X31.309 Z-5.202 R41.991 N154 G03 X38.624 Z-10.317 R53.354 N156 G03 X44.680 Z-15.500 R90.641 N158 G01 X52.000

N160 G03 X58.325 Z-16.500 R5.500 N162 G01 X60.000 N164 G00 X58.586 Z-15.793 N166 G00 X70.000 N168 G00 Z0.974 N170 G00 X13.799 N172 G00 X14.253 Z0.000

N174 G03 X15.416 Z-0.377 R18.593 F0.200 N176 G03 X22.472 Z-3.281 R24.014 N178 G03 X28.198 Z-6.459 R39.991 N180 G03 X35.239 Z-11.382 R51.354 N182 G03 X41.163 Z-16.453 R88.641 N184 G03 X42.279 Z-17.500 R99.513 N186 G01 X52.000

N188 G03 X56.899 Z-18.500 R3.500 N190 G01 X58.000 N192 G01 X60.000 N194 G00 X58.586 Z-17.793 N196 G00 X70.000 N198 G00 Z0.881 N200 G00 X3.829 N202 G00 X4.774 Z0.000

N204 G03 X6.132 Z-0.228 R11.722 F0.200 N206 G03 X13.179 Z-2.035 R16.593 N208 G03 X19.647 Z-4.697 R22.014 N210 G03 X25.087 Z-7.716 R37.991 N212 G03 X31.854 Z-12.448 R49.354 N214 G03 X37.644 Z-17.404 R86.641 N216 G03 X39.188 Z-18.862 R97.513 N218 G03 X39.846 Z-19.500 R109.327 N220 G01 X52.000

N222 G03 X54.121 Z-19.939 R1.500 N224 G01 X55.243 Z-20.500 N226 G01 X58.000 N228 G01 X60.000 N230 G00 X58.586 Z-19.793 N232 G00 X70.382 N234 G00 X64.000 Z2.000 N236 M01 N240 G99 S1000 T0101 N242 M03 N244 M08 N246 G00 X70.000 Z0.707 N248 G00 X-1.414 N250 G00 X0.000 Z-0.000

N252 G03 X7.091 Z-0.635 R10.222 F0.100 N254 G03 X13.502 Z-2.278 R15.093 N256 G03 X19.529 Z-4.759 R20.514 N258 G03 X24.754 Z-7.659 R36.491 N260 G03 X31.315 Z-12.247 R47.854 N262 G03 X37.005 Z-17.117 R85.141 N264 G03 X38.526 Z-18.552 R96.013 N266 G03 X40.000 Z-20.000 R107.827 N268 G01 X54.000 N270 G01 X56.000 Z-21.000 N272 G01 X60.000 N274 G00 X58.586 Z-20.293 N276 G00 X70.000 N278 G00 X64.000 Z2.000 N280 M09 N282 M30

六、G代碼傳輸及機床加工。生成的G代碼要傳輸給機床，如果程序量少而機床內存容量允許的話，可以一次性地將G代碼程序傳輸給機床或者用內存卡直接導入。如果程序量巨大，就需要進行DNC在線傳輸，將G代碼通過計算機接口直接與機床連通，在不占用機床系統內存的基礎上，實現計算機直接控制機床的加工。以上生出的程序在法那克和廣州數控980系統中可直接應用。

近些年，隨著計算機和自動化技術的飛速發展，數控車床具有優越的加工特點也越突出，在機械制造業中的應用越來越廣泛，為了充分發揮數控車床的作用，我們需要在編程中掌握一定的技巧，編制出合理、高效的加工程序，保證加工出符合圖紙要求的合格工件，同時能使數控車床的功能得到合理的應用與充分的發揮，使數控車床能安全、可靠、高效地工作。

第二篇：數控車床論文

數控機床的發展趨勢與應用論文

作者：xxx 作者單位：xxx 摘要

數控機床集計算機技術，電子技術，自動控制技術，傳感測量，機械制造，是典型的機電一體化產品。它的發展和應用開創了制造業的新時代，改變了制造業的生產方式，產業結構，管理方式，使世界制造業的格局發生了巨大的變化。本文主要講述了數控機床在我國的發展概況及發展趨勢。介紹了數控機床的產生、現狀與發展，并介紹了數控機床裝置在數控機床中的應用。本文在編寫過程中，參閱了同行的教材，資料和文獻，得到了許多幫助，在此謹致謝意。

關鍵詞：發展 趨勢 現狀 方向 數控機床

一．引言

數控技術和數控裝備是各個國家工業現代化的重要基礎。我國數控技術與世界先進國家。相比還有一定的差距，因此了解數控技術國內外的發展狀況對我國數控領域的發展有非常重要的意義。

數控技術(簡稱NC即Numerical Contro1)應用于生產中已有二十多年的歷史了，它使傳統的制造業發生了質的變化，尤其是近年來．微電子技術和計算機技術的發展給NC技術帶來了新的活力。數控機床是現代制造業的主流設備，是體現現代機床技術水平、現代機械制造業工藝水平的重要標志，是關系國計民生、國防尖端建設的戰略物資。因此世界上各工業發達國家均采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業。

二．數控車床的發展趨勢

根據2004年10月，完成的《數控機床產業發展專項規劃》。國內數控機床大致發展趨勢表現在以下幾方面： 1．智能、高速、高精度化

新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部(如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統等)主軸轉速達15,000r/min以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應 用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005 mm(ISO 標準、統計法)，就是一臺高精度機床，在0.005mm(ISO 標準、統計法)以下，就是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造(CAM)系統的發展，精密度已達到微米級。2．設計、制造綠色化

綠色設計是一種綜合考慮了產品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環境特性和資源效率的先進設計理論和方法。它在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，從而使得產品在整個生命周期中對環境的負面影響最小，資源利用率最高。數控機床在設計時要考慮：綠色材料設計；可拆卸性設計；節能性設計；可回收性設計；模塊化設計；綠色包裝設計等。綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源消耗的現代制造模式，通過綠色生產過程生產出綠色產品。數控機床在制造時要考慮：節約資源的工藝設計；節約能源的工藝設計；環保型工藝設計等。隨著世界經濟的迅速發展，尤其是國內改革開放以來工業化程度的加快，所帶來的環境污染問題越來越嚴重，環境保護的呼聲越來越高，環保問題已經成為各國經濟可持續發展的制約因素之一。數控機床作為裝備制造業的核心，能否順應環保趨勢，加大綠色設計與制造的研制，將是影響經濟發展的重要要素之一。3．復合化與系統化

工件一次裝夾，能進行多種工序復合加工，可大大地提高生產效率和加工精度，是機床一貫追求的。由于產品開發周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發展。機床已逐漸發展成為系統化產品，用一臺電腦控制一條生產線的作業。產品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復合化已是不可避免的發展趨勢。4．數控系統控制性能向智能化方向發展

隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統，使自診斷和故障監控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術與制造技術融為一體。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現快速制造、快速檢測和快速響應的有效途徑，已形成將測量融合在一個系統中，實現信息共享．促進測量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統。5．數控系統向網絡化方向發展

數控系統的網絡化，主要指數控系統與外部的其他控制系統或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。數控系統一般首先面向生產現場和企業內部的局域網，然后再經由因特網通向企業外部．這就是所謂的Intranet技術。隨著網絡技術的成熟和發展，最近業界又提出了數字制造的概念。數字制造，又稱“E一制造”，是機械制造企業現代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用，越來越多的國內用戶在進口數控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。為模具車間利用kmeIn技術進行的網絡化控制數控加工．數控系統的網絡化進一步促進了柔性自動化制造技術的發展，現代柔性制造系統從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMCC、FMS、RRL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(分布式網絡集成制造系統)的方向發展。柔性自動化技術以易于聯網和集成為目標，同時注重加強單元技術的開拓、完善，能方便地與CAD、CAMCAPF、MiX3聯結，向信息集成方向發展，網絡系統向開放、集成和智能化方向發展。6．數控系統向高可靠性方向發展

隨著數控機床網絡化應用的日趨廣泛，數控系統的高可靠性已經成為數控系統制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內連續正常工作，無故障率在99％以上，則數控機床的平均無故障運行時間(MTBF)就必須大于3000h。如主機與數控系統的失效率之比為10：l(數控的可靠比主機高一個數量級)，數控系統的MTBF就要大于3h，而其中的數控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于105h。對整條生產線而言，可靠性要求還要更高。7．數控系統向復合化方向發展

在零件加工過程中，有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升速、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此具有復合功能的機床成為近年來發展很快的機種。柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數控加工程序自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。8．數控系統向多軸聯動化方向發展

加工自由曲面時，三軸聯動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進而對工件的加工質量造成破壞性影響，而五軸聯動控制對球頭銑刀的數控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率。因此多軸聯動控制的加工中心和數控銑床已經成為當前的一個開發熱點。

三.結語

目前，數控機床的發展日新月異，高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、并聯驅動化、網絡化、極端化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優勢，而在產品的技術創新與自主開發方面與國外同行的差距還很大。中國的數控產業不能安于現狀，應該抓住機會不斷發展，努力發展自己的先進技術，加大技術創新與人才培訓力度，提高企業綜合服務能力，努力縮短與發達國家之間的差距。力爭早日實現數控機床產品從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品制造的轉變，實現從中國制造到中國創造、從制造大國到制造強國的轉變。

四．參考文獻

[1]王愛玲,現代數控機床。北京：國防工業出版社。2003 [2]畢承恩,現代數控機床（上、下冊）。北京：機械工業出版社。1993 [3]鄧奕,現代數控機床及應用。北京：國防工業出版社。2008 [4]梁訓、王宣,周延佑.機床技術發展的新動向［J］。世界制造技術與裝備市場。2001 [5]劉新佳，主編切削加工簡明適用手冊零點工作室[M]化學工業出版社。2003 [6]陳宏鈞，主編典型零件機械加工生產實例[M]機械工業出版社。2007

第三篇：數控車床論文

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中 文 摘 要

科學技術的飛速發展改變了世界，也改變了人類的生活，作為新世紀的大學生，應站在時代的前列，掌握現代科學技術知識，調整自已的知識結構和能力。數控知識不僅是一種技能，而且能培養學生的自學能力，和對知識的向往，更加方便了廣大用戶對數控任務的處理，提高了工作的效率，這給人們帶來了很大的方便。

關 鍵 詞：工序劃分，刀具選擇，圖樣分析

I

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目錄

第一章 引 言....................................................1 第二章 數控機床的組成和工作原理.................................2 1.1 數控機床的組成和工作原理..................................2 1.2數控車床編程加工方案確定..................................2 1.2.1確定加工方案的原則....................................2 1.2.5走刀路線最短..........................................3 第三章 坐標系的設定.............................................4

3.1 機床坐標系..............................................4 3.2工作坐標系的設定........................................5 3.3確定刀具起始點的坐標值..................................5 第四章：分析零件圖樣............................................5 4.1合理確定走刀路線，并使其最短..............................6 4.2合理調用G命令使程序段最少................................7 第五章 合理安排“回零”路線.....................................8 5.1合理選擇切削用量..........................................8 第六章 編程中細節問題處理.......................................9 6.1、注意G04的合理使用.......................................9 6.2粗精加工分開編程..........................................9 結 論..........................................................10 參考文獻...................................................11 II

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引 言

隨著制造業的快速發展，各種數控機床的精確性、柔性、可靠性、集成性和宜人性等各方面性能越來越完善，它在自動化加工領域中的占有率也越來越高。數控機床的應用已滲透到機械制造業的各個領域。數控加工越來越普及，企業對數控加工高技能人才的需求也越來越大。國家現在大力培養數控技能人才，要求能迅速掌握數控機床的操作技能。而在數控機床操作中，程序始終貫穿整個零件的加工過程。由于每個人的加工方法不同，編制加工程序也各不相同，但最終的目的是為了提高數控車床的生產效率，因此對于選擇最合理的加工路線顯得尤為重要。本文將從確定走刀路線、選擇合適的G命令等細節出發,分析在數控車削中程序的編制方法以及注意點。

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第二章 數控機床的組成和工作原理

1.1 數控機床的組成和工作原理

數控機床由程序編制及程序載體、輸入裝置、數控裝置（CNC）、伺服驅動及位置檢測、輔助控制裝置、機床本體等幾部分組成。

數控機床的床體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統、潤滑系統、冷卻裝置等組成。但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動系統、刀具系統的結構以及操作機構等方面都已發生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮數控機床的特點。

1.2數控車床編程加工方案確定

1.2.1確定加工方案的原則

工方案又稱工藝方案，數控機床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內容。

在數控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變萬化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應該進行具體分析和區別對待，靈活處理。只有這樣，才能使所制定的加工方案合理，從而達到質量優、效率高和成本低的目的。

制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠，先內后外，程序段最少，走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。

1.2.2先粗后精

為了提高生產效率并保證零件的精加工質量，在切削加工時，應先安排粗加工工序，在較短的時間內，將精加工前大量的加工余量去掉，同時盡量滿足精加工的余量均勻性要求。

當粗加工工序安排完后，應接著安排換刀后進行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，當粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時，則可安排半精加工作為過渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。

在安排可以一刀或多刀進行的精加工工序時，其零件的最終輪廓應由最后一刀連續

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加工而成。這時，加工刀具的進退刀位置要考慮妥當，盡量不要在連續的輪廓中安排切人和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。

1.2.3先近后遠

這里所說的遠與近，是按加工部位相對于對刀點的距離大小而言的。在一般情況下，特別是在粗加工時，通常安排離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對于車削加工，先近后遠有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。

1.2.4先內后外

對既要加工內表面(內型、腔)，又要加工外表面的零件，在制定其加工方案時，通常應安排先加工內型和內腔，后加工外表面。這是因為控制內表面的尺寸和形狀較困難，刀具剛性相應較差，刀尖(刃)的耐用度易受切削熱影響而降低，以及在加工中清除切屑較困難等。

1.2.5走刀路線最短

確定走刀路線的工作重點，主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的。

走刀路線泛指刀具從對刀點(或機床固定原點)開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。

在保證加工質量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，不僅可以節省整個加工過程的執行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損等。

優化工藝方案除了依靠大量的實踐經驗外，還應善于分析，必要時可輔以一些簡單計算。

上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，則需要采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質量。這些都有賴于編程者實際加工經驗的不斷積累與學習。

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第三章 坐標系的設定

工件安裝在卡盤上，機床坐標系與工件坐標系一般是不重合的。為了便于編程，必須首先設定工作坐標系，該坐標系與機床坐標系不重合。

3.1 機床坐標系

MJ-50數控機床的機床坐標系及機床參考點與機床原點的相對位置如下圖。

數控機床開機時，必須先確定機床參考點，只有機床參考點確定以后，車刀移動有依據，否則，不僅編程無基準，還會發生碰撞事故。

機床參考點的位置由設置在機床X向.，Z向滑板上的擋塊通過行程開關來確定。當刀架返回機床參考點時，裝在X向和Z向滑板上的兩擋塊分別壓下對應的開關，向數控系統發出信號，停止滑板運動，即完成了返回機床參考點的操作。在機床通電之后，刀架返回參考點之前，不論刀架處于什么位置，此時CRT屏幕上顯示的X，Z坐標值均為0。當完成了返回機床參考點的操作后，CRT屏幕上立即顯示出刀架中心在機床坐標系中的坐標值，即建立機床坐標系。機床參考點在以下三種情況下必須設定：

（1）機床關機以后重新接通電源開關。（2）機床解除急停狀態。（3）機床解除超程報警信號。

在以上三種情況下，數控系統失去對機床參考點的記憶，以此必須進行返回機床參考點的操作。

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3.2工作坐標系的設定

當采用絕對值編程時，必須首先設定工作坐標系，該坐標系與機床坐標系不重合。工作坐標系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而建立的坐標系，是在編程時使用的，工作坐標系的原點就是工作原點，是人為設置的。數控車床工作原點一般設在主軸中心線與工件左端面或右端面的交點處。

3.3確定刀具起始點的坐標值

工件坐標系設定后，CRT屏幕上顯示的是車刀刀尖相對于工件原點的坐標系。編程時，工件各尺寸的坐標值是相對于工件原點而言的，因此，數控車床的工件原點又是程序原點。

第四章：分析零件圖樣

分析零件圖樣是工藝準備中的首要工作，直接影響零件的編制及加工結果。主要包括以下幾項內容：

（1）分析加工輪廓的幾何條件：主要目的是針對圖樣上不清楚尺寸及封閉的尺寸鏈進 5

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行處理。

（2）分析零件圖樣上的尺寸公差要求，以確定控制其尺寸精度的加工工藝，如刀具的選擇及切削用量的確定等。

（3）分析形狀和位置公差要求：對于數控切削加工中，零件的形狀和位置誤差主要受機床機械運動副精度的影響。在車削中，如沿Z坐標軸運動的方向與其主軸軸線不平形時，則無法保證圓柱度這一形狀公差要求；又如沿X坐標軸運動的方向與其主軸軸線不垂直時，則無法保證垂直度這一位置公差要求。因此，進行編程前要考慮進行技術處理的有關方案。

（4）分析零件的表面粗糙度要求，材料與熱處理要求，毛坯的要求，件數的要求也是對工序安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的參數。

4.1合理確定走刀路線，并使其最短

確定走刀路線的工作是加工程序編制的重點，由于精加工切削程序走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的，因此主要內容是確定粗加工及空行程的走刀路線。走刀路線泛指刀具從對刀點開始運動起，直到返回該點并結束加工程序所經過的路徑。包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。使走刀路線最短可以節省整個加工過程的執行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損。

下圖1所示為三種車圓錐方法，用矩形循環命令進行加工，來分析一下走刀路線合理確定。

圖1為平行車圓錐法，這種方法是每次進刀后，車刀移動軌跡平行于錐體母線，隨

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著每次進刀吃刀，Z相尺寸按一定比例增加，與普車加工錐體方法相同，使初學者易懂。Z向尺寸的計算方法是按公式C=D-d／L得出。若C為1：10，含義是直徑X上去除1毫米，長度Z上增加10毫米。按該比例可以很簡單的進行編程，并且可以保證每一次車削的余量相同使切削均勻，與FANUC數控指令G73的走刀路線類似。圖1b為改變錐角車圓錐法，是隨著每一次X向進刀，保持Z向尺寸為圖紙尺寸,每一刀都改變了錐角的大小，只有最后一刀是圖紙要求的錐角大小。這種車錐法可以不必進行每次Z向尺寸的計算，但在加工中由于Z向尺寸相同，使加工路線較長，同時切削余量不均勻，影響工件的表面尺寸和粗糙度，一般適合于錐面較短，余量不大的錐體中。圖1c為階臺加工錐體法，這種加工法是每一次走刀軌跡平行于工件的軸線，加工出許多小的階臺，最后一刀車刀沿錐體斜面進行走刀，這種加工方法要先做1：1比例圖，否則易車廢工件，由于是臺階狀，所以余量不均勻，影響錐面加工質量，此種方法與FANUC數控指令G71類似。

很明顯，上述三種切削路線中，如果起刀點相同，則平行法車錐體路線最合理，生產中常用此法進行加工。

4.2合理調用G命令使程序段最少

按照每個單獨的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應的加工程序，其構成加工程序的各條程序即程序段。在加工程序的編制工作中，總是希望以最少的程序段數即可實現對零件的加工，以使程序簡潔，減少出錯的幾率及提高編程工作的效率。

由于數控車床裝置普遍具有直線和圓弧插補運算的功能，除了非圓弧曲線外，程序段數可以由構成零件的幾何要素及由工藝路線確定的各條程序得到，這時應考慮使程序段最少原則。選擇合理的G命令，可以使程序段減少，但也要兼顧走刀路線最短。如加工上圖1的零件，如果毛坯均為棒料，可以用直線插補命令G01進行編程，也可以用矩形循環命令G90進行編程，還可以用復合循環命令G71進行編程，都可以加工該工件。如下圖2所示，圖2a為用G01命令確定的走刀路線，與圖2b用G90命令確定路線相同，但用G01時編程復雜，程序段較多，常用于精加工程序中。圖2c為用G71式加工路線,首先走矩形循環進給路線，最后兩刀走輪廓的等距線和最終輪廓線，走刀路線不是很長，且切削量相同，切削力均勻，與G70命令合用還可以使程序編制簡單編程時常用。如果使用的數控車床沒有此命令，應該首先選用G90矩行循環命令進行

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編程。所以在編程中要靈活應用，選用合理的G命令進行程序編制。

對于非曲線軌跡的加工，所需主程序段數要在保證其加工精度的條件下，進行計算后才能得知。這時，一條非圓曲線應按逼近原理劃分成若干個主程序段（大多為直線或圓弧），當能滿足其精度要求時，所劃分的若干個主程序的段數應為最少。這樣，不但可以大大減少計算的工作量，而且還能減少輸入的時間及內存容量的占有數。

第五章 合理安排“回零”路線

在編制較復雜輪廓的加工程序時，為使其計算過程盡量簡化，既不易出錯，又便于校核，編程者有時將每一刀加工完后的刀具終點通過執行“回零”指令（即返回對刀點），使其全返回對刀點位置，然后在執行后續程序。這樣會增加走刀距離，降低生產效率。因此，在合理安排“回零”路線時，應使其前一刀終點與后一刀起點間的距離盡量減短，或者為零，即滿足走刀路線最短的要求。

5.1合理選擇切削用量

數控車削中的切削用量是表示機床主體的主運動和進給運動大小的重要參數，包括背吃刀量、切削速度、進給速度。它們的選擇與普車所要求的基本對應一致，但數控車床加工的零件往往較復雜，切削用量按一定的原則初定后，還應結合零件實際加工情況隨時進行調整，調整方法是利用數控車床的操作面板上各種倍率開關，隨時進行調整，來實現切削用量的合理配置，這對操作者來說應該具有一定的實際生產加工經驗。

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第六章 編程中細節問題處理

6.1、注意G04的合理使用

G04為暫停指令，其作用是刀具在一個指令的時間內暫停止加工。該指令由于不做實際的切削運動，常常被忽略。但它在對于保證加工精度及在切槽、鉆孔改變運動等方面都有很好的好處，常用于以下幾種情況：

（1）切槽、鉆孔時為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應設置G04命令。

（2）當運行方向改變較大時，應在該改變運行方向指令間設置G04命令。

（3）當運行速度變化很大時應在其運行指令改變時設置 G04命令。

（4）利用G04進行斷削處理，根據粗加工的切削要求，可對以連續運動軌跡進行分段加工安排，每相鄰加工段中間用G04指令將其隔開。加工時，刀具每進給一段后，即安排所設定較短的延時時間（0.5秒）實施暫停，緊接著在進給一段，直至加工結束。其分段數的多少，視斷削要求而定，當斷削不夠理想時，要增加分段數。

6.2粗精加工分開編程

為了提高零件的精度并保證生產效率，車削工件輪廓的最后一刀，通常由精車刀來連續加工完成，因此，粗精加工應分開編程。并且，刀具的進、退位置要考慮妥當，盡量不要在連續的輪廓中切入切出或換刀及停頓，以免因切削力的突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。

編程時常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據。如果遇到比機床所規定的最小編程單位還要小的數值時，應盡量向其最大實體尺寸靠攏并圓整。如圖紙尺寸為? 80+00、026則編程時寫X80.013。

編程時盡量符合各點重合的原則。也就是說，編程的原點要和設計的基準、對刀點的位置盡量重合起來，減少由于基準不重合所帶來的加工誤差。在很多情況下，若圖樣上的尺寸基準與編程所需要的尺寸基準不一致，故應首先將圖樣上的各個基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。當需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動量時，還要通過尺寸鏈解算才能得到，然后才可進行下一步編程工作。

巧利用切斷刀倒角。對切斷面帶較小倒角的零件，在批量車削加工中比較普遍，為了便

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于切斷并避免掉頭倒角，可巧利用切斷刀同時完成車倒角和切斷兩個工序，效果較好。同時切刀有兩個刀尖，在編程中要注意使用哪個刀尖及刀寬問題，防止對刀加工時出錯。總之，數控車床的編程總原則是先粗后精、先進后遠、先內后外、程序段最少、走刀路線最短，這就要求我們在編程時，特別注意理論聯系實際，并在大量的實踐中，對所學的知識進行驗證或修正，做到編制的程序最實用。

結 論

掌握數控編程基本方法并在此基礎上有更大的提高，必須進行大量的編程練習和實際操作，在實踐中積累豐富的經驗。編程前，要做大量的準備工作，如：

了解數控機床的性能和規格；熟悉數控系統的功能及操作；加強工藝、刀具和夾具知識的學習，掌握工藝編制技術，合理選擇刀具、夾具及切削用量等，將工藝等知識融入程序，提高程序的質量；養成良好的編程習慣和風格，如程序中要使用程序段號、字與字之間要有空格、多寫注釋語句等，使程序清晰，便于閱讀和修改；編程時盡量使用分支語句、主程序及宏功能指令，以減少主程序的長度。

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參考文獻

1.FANUC LTD.FANUC Serises 6-T OPERATOR’SMANUAL.Printed in Japan.1998 2.全國數控培訓網絡天津分中心編.數控編程.北京：機械工業出版社，2006.3.中國就業培訓技術指導中心編.組合機床操作工 北京：中國勞動社會保障出版社.2001 4.勞動和社會保障部教材辦公室編.出版社.2004

數控車床操作與編程.11

北京：中國勞動社會保障

第四篇：數控車床 論文

數控車床

姓名： 序號： 學號： 班級： 院系： 指導老師：

摘要：世界科技和經濟以及社會生產力的不斷發展，原來的機械產品已經不能滿足人們的需要。因此對產品的性能、質量、生產率和成本提出了越來越高的要求。但是數控機床則能適應這種要求，滿足現在的生產要求。數控技術的應用不僅給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，數控機床運用于汽車、飛機和導彈等高技術，而且在關于民生的一些行業也扮演越來越重要的角色。隨著世界制造業的轉移，中國正逐步成為世界加工中心，美國，韓國，德國等國家已經進入工業化發展的高科技密集時代與微電子時代，鋼鐵，機械，化工等重工業正逐步向發展中國家轉移，我國正處于重工業發展中期，所以數控技術的發展對發展中國家的發展尤為重要。未來幾年將是中國發展的黃金時期。抓住機遇，中國又將渡 過一

個發展的黃金期，人民的生活水平將大幅提高。

關鍵詞：機械 數控 制造，發展

Summary：The technology and economy of world as well as the development of social productive forces, the original mechanical products have already can't meet the needs of the people.So the performance, quality, productivity and cost of product are put forward more and more high demand.But numerical control machine toolcan adapt to the request, and meet the production requirements of the now.The numerical control technology application for the traditional manufacturing industry not only has brought the revolutionary change, causes the manufacturing industry to become the industrialization the symbol,what'more along with numerical control technology inceasing development and application domain expansion, numerical control machine tool used in automobile, aircraft and missile contour technology, and some industry also play more and more important role on the people's livelihood.As the world manufacturing transfer, China is gradually becoming the world processing center, the United States, South Korea, Germany ect have entered the industrialization of high-tech intensive era and microelectronics era, iron and steel, machinery, chemical and other heavy industry is gradually shifting to developing economies, our country is in the development of heavy industry, so in the middle of the development of numerical control technology to the development of the developing countries is especially important.In the coming years,it will be a the golden age of the development.Seizeing the opportunity, China will tide over a develovement, people's standard of living will increase.Keywords: mechanical numerical control manufacturing, development

引言：數控機床是綜合的應用了計算機、自動控制、精密測量和現代機械制造和數據通信等多種技術，是機械加工領域中典型的機電一體化設備，適用于多品種、中小批量的復雜零件的加工。數控機床作為實現柔性制造系統、計算機集成制造系統和未來工廠自動化的基礎，它已成為現代制造技術中不可缺少的設備，因此得到了巨大的發展。

科學技術的發展，對機械產品提出了高精度、高復雜性的要求，產品的更新換代也不斷加快，這樣對機床設備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數控機床集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅動技術、精密機械技術于一體，是高度機電一體化的典型產品。它是現代機床技術水平的重要標志。數控機床體現了當前世界機床技術進步的主流，是衡量機械制造工藝水平的重要指標，在柔性生產和計算機集成制造等先進制造技術中起著重要的基礎核心作用。因此，如何更好的使用數控機床是一個值得深思熟慮的問題。

1、數控機床的產生和發展

1.1數控機床的產生

機械制造工業中并不是所以的產品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產的零件約占機械加工總量的80%以上。尤其是在造船，航天，航空，機床，重型機械及國防工業更是如此。為了滿足多品種，小批量的自動化生產，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產品頻繁化的柔性自動化機床。數控機床就是在這樣的背景下誕生發張起來的。它為單件，小批量生產的精密復雜零件提供了自動化的加工手段。

根據國家標準對機床數字控制的定義：用數字控制的裝置（簡稱數控裝置），在運行的過程中，不斷的引入數字數據，從而對某一生產過程實現自動控制，叫數字控制，簡稱數控。用計算機控制加工功能，稱計算機數控簡稱CNC。數控機床即是采用了數控技術的機床，或者說裝備了數控系統

1.2數控機床的發展

從１９５２年第一臺數控機床問世后，數控系統已經先后經歷了兩個階段和六代的發展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機、微處理器和基于工控ＰＣ機的通用CNC系統。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數控，簡稱ＮＣ系統；后三代為第二階段，乘坐計算機軟件數控，簡稱ＣＮＣ系統。

2、數控機床的分類

2.1 按加工工藝方法分類

2.1.1．金屬切削類數控機床

與傳統的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。

2.1.2．特種加工類數控機床

除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用于數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。

2.1.3．板材加工類數控機床

常見的應用于金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。

近年來，其它機械設備中也大量采用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。

2.2 按控制運動軌跡分類

2.2.1．點位控制數控機床

位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數控系統只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。

這類數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鉆床、數控沖床、數控點焊機等。點位控制數控機床的數控裝置稱為點位數控裝置。

2.2.2．直線控制數控機床

直線控制數控機床可控制刀具或工作臺以適當的進給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。

直線控制的簡易數控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工。現代組合機床采用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機床。

2.2.3．輪廓控制數控機床

輪廓控制數控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。

3.3 按驅動裝置的特點分類

3.3.1開環控制數控機床

這鐘控制的數控機床是其控制系統沒有位置檢測元件，伺服驅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。此類數控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控制數控機床。

3.3.2閉環控制數控機床

接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環系統的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。這類通過反饋控制的數控機床，因把機床工作臺納入了控制環節，故稱為閉環控制數控機床。

3.3.3半閉環控制數控機床

半閉環控制數控機床是在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置，通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數控裝置中去，并對誤差進行修正。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環控制數控機床。

4、數控機床工作原理和結構簡介 4、1 數控機床工作原理

按照零件加工的技術要求和工藝要求，編寫零件的加工程序，然后將加工程序輸入到數控裝置，通過數控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷卻、潤滑泵的開與關，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規定的順序、軌跡和參數進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。4、2.數控機床結構

數控機床主要是由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體四個部分組成。

1）控制介質 控制介質以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過程、工藝參數和刀具運動等，將這些信息輸入到數控裝置，控制數控機床對零件切削加工。

2）數控裝置 數控裝置是數控機床的核心，其功能是接受輸入的加工信息，經過數控裝置的系統軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理，向伺服系統發出相應的脈沖，并通過伺服系統控制機床運動部件按加工程序指令運動。

3）伺服系統 伺服系統由伺服電機和伺服驅動裝置組成，通常所說數控系統是指數控裝置與伺服系統的集成，因此說伺服系統是數控系統的執行系統。

4）機床本體 數控機床的本體與普通機床基本類似，不同之處是數控機床結構簡單、剛性好，傳動系統采用滾珠絲杠代替普通機床的絲杠和齒條傳動，主軸變速系統了齒輪箱，普遍采用變頻調速和伺服控制。

5、編程概述

工藝過程，計算走刀量，得出刀位數據，編寫數控加工程序，制作控制介質，校對程序及首件試切。數控編程有手工編程和自動編程兩種方法。隨著數控技術的發展，先進的數控系統不僅向用戶編程提供了一半的準備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴展數控功能的手段。FANUC6M數控系統的參數編程，應用靈活，形式自由，具備計算機高級語言的表達式，邏輯運算及類似的程序流程，使加工程序簡單易懂，實現普通程序難以實現的功能。

數控編程的基本步驟： 1 分析零件圖確定工藝過程

對零件圖樣要求的形狀，尺寸，精度，材料及毛坯進行分析，明確加工內衣與要求；確定加工方案，走刀路線。切削參數以及選擇刀具及夾具等。數值計算

根據零件的幾何尺寸，加工路線，計算出零件輪廓上的幾何要素的起點，終點及圓弧的圓心坐標等。

編寫加工程序

在完成上述兩個步驟后，按照數控系統規定使用的功能指令代碼和程序段格式，編寫加工程序單

結束語

通過幾天的知識查詢和總結，我對大學所學的知識又有了一次全面的綜合運用，也學到了許多上課時沒涉及到的知識，這些對今后畢業出去工作都有很大的幫助。我知道自己還有許多不足，希望老師能夠諒解。

這次論文不僅僅是我對自己所學的知識進行了鞏固,更重要的是我在此基礎上有學到了許多新的知識,對于以前不太懂得的、不太理解的也都熟悉了許多。

最后，衷心感謝老師多年來的辛勤培養和教誨。

文獻

[1] 蔡厚道,楊家興主編.數控機床構造.北京：北京理工大學出版社，2007.[2]李雪梅主編，姜新橋張斌副主編，數控機床。北京： 電子工業出版社出版，2005.[3]周桂英，張秀云主編，機械制圖。天津：天津大學出版社出版，2006.

第五篇：數控車床論文

數控機床的發展趨勢與應用論文

作者：xxx

作者單位：xxx

摘要

數控機床集計算機技術，電子技術，自動控制技術，傳感測量，機械制造，是典型的機電一體化產品。它的發展和應用開創了制造業的新時代，改變了制造業的生產方式，產業結構，管理方式，使世界制造業的格局發生了巨大的變化。本文主要講述了數控機床在我國的發展概況及發展趨勢。介紹了數控機床的產生、現狀與發展，并介紹了數控機床裝置在數控機床中的應用。本文在編寫過程中，參閱了同行的教材，資料和文獻，得到了許多幫助，在此謹致謝意。關鍵詞：發展 趨勢 現狀 方向 數控機床

一．引言

數控技術和數控裝備是各個國家工業現代化的重要基礎。我國數控技術與世界先進國家。相比還有一定的差距，因此了解數控技術國內外的發展狀況對我國數控領域的發展有非常重要的意義。

數控技術(簡稱NC即Numerical Contro1)應用于生產中已有二十多年的歷史了，它使傳統的制造業發生了質的變化，尤其是近年來．微電子技術和計算機技術的發展給NC技術帶來了新的活力。數控機床是現代制造業的主流設備，是體現現代機床技術水平、現代機械制造業工藝水平的重要標志，是關系國計民生、國防尖端建設的戰略物資。因此世界上各工業發達國家均采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業。

二．數控車床的發展趨勢

根據2004年10月，完成的《數控機床產業發展專項規劃》。國內數控機床大致發展趨勢表現在以下幾方面：

1．智能、高速、高精度化

新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部(如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統等)主軸轉速達15,000r/min以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應 用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005 mm(ISO 標準、統計法)，就是一臺高精度機床，在0.005mm(ISO 標準、統計法)以下，就是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造(CAM)系統的發展，精密度已達到微米級。

2．設計、制造綠色化

綠色設計是一種綜合考慮了產品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環境特性和資源效率的先進設計理論和方法。它在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，從而使得產品在整

個生命周期中對環境的負面影響最小，資源利用率最高。數控機床在設計時要考

慮：綠色材料設計；可拆卸性設計；節能性設計；可回收性設計；模塊化設計；

綠色包裝設計等。綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源消耗的現代制造模

式，通過綠色生產過程生產出綠色產品。數控機床在制造時要考慮：節約資源的工藝設計；節約能源的工藝設計；環保型工藝設計等。隨著世界經濟的迅速發展，尤其是國內改革開放以來工業化程度的加快，所帶來的環境污染問題越來越嚴

重，環境保護的呼聲越來越高，環保問題已經成為各國經濟可持續發展的制約因

素之一。數控機床作為裝備制造業的核心，能否順應環保趨勢，加大綠色設計與

制造的研制，將是影響經濟發展的重要要素之一。

3．復合化與系統化

工件一次裝夾，能進行多種工序復合加工，可大大地提高生產效率和加工精

度，是機床一貫追求的。由于產品開發周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應

提高，機床也朝高效能發展。機床已逐漸發展成為系統化產品，用一臺電腦控制

一條生產線的作業。產品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日

益普及，機床加工的復合化已是不可避免的發展趨勢。

4．數控系統控制性能向智能化方向發展

隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展，數控系統引入了自適應控制、模

糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習

控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功

能，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統，使自診斷和故障監控功

能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息

技術與制造技術融為一體。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現快速制造、快速檢測和快速響應的有效途徑，已形成將測量融合在一個系統中，實現信息共

享．促進測量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統。

5．數控系統向網絡化方向發展

數控系統的網絡化，主要指數控系統與外部的其他控制系統或上位計算機進

行網絡連接和網絡控制。數控系統一般首先面向生產現場和企業內部的局域網，然后再經由因特網通向企業外部．這就是所謂的Intranet技術。隨著網絡技術的成熟和發展，最近業界又提出了數字制造的概念。數字制造，又稱“E一制

造”，是機械制造企業現代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配

置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用，越來越多的國內用戶在進口數控機

床時要求具有遠程通訊服務等功能。為模具車間利用kmeIn技術進行的網絡化控

制數控加工．數控系統的網絡化進一步促進了柔性自動化制造技術的發展，現代

柔性制造系統從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMCC、FMS、RRL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(分布式網絡集成制造系統)的方

向發展。柔性自動化技術以易于聯網和集成為目標，同時注重加強單元技術的開

拓、完善，能方便地與CAD、CAMCAPF、MiX3聯結，向信息集成方向發展，網絡

系統向開放、集成和智能化方向發展。

6．數控系統向高可靠性方向發展

隨著數控機床網絡化應用的日趨廣泛，數控系統的高可靠性已經成為數控系

統制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內連

續正常工作，無故障率在99％以上，則數控機床的平均無故障運行時間(MTBF)

就必須大于3000h。如主機與數控系統的失效率之比為10：l(數控的可靠比主機

高一個數量級)，數控系統的MTBF就要大于3h，而其中的數控裝置、主軸及驅

動等的MTBF就必須大于105h。對整條生產線而言，可靠性要求還要更高。

7．數控系統向復合化方向發展

在零件加工過程中，有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升速、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此具有復合功能的機床成為近年來發展很快的機種。柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照

數控加工程序自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。

8．數控系統向多軸聯動化方向發展

加工自由曲面時，三軸聯動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端

部參予切削，進而對工件的加工質量造成破壞性影響，而五軸聯動控制對球頭銑

刀的數控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率。因此多軸聯

動控制的加工中心和數控銑床已經成為當前的一個開發熱點。

三.結語

目前，數控機床的發展日新月異，高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、并聯驅動化、網絡化、極端化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方

向。中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優

勢，而在產品的技術創新與自主開發方面與國外同行的差距還很大。中國的數控

產業不能安于現狀，應該抓住機會不斷發展，努力發展自己的先進技術，加大技

術創新與人才培訓力度，提高企業綜合服務能力，努力縮短與發達國家之間的差

距。力爭早日實現數控機床產品從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品制

造的轉變，實現從中國制造到中國創造、從制造大國到制造強國的轉變。

四．參考文獻

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