第一篇：数控机床2014（推荐）
试卷代号：243 1中央广播电视大学2013-2014学年度第一学期“开放专科”期末考试
数控机床试题
一、单项选择题（15道题，每小题3分，共45分）
1．(C)属于数控机床的机床本体。A．自动换刀装置B．伺服电机C．进给机构D．脉冲编码器
2．滚珠丝杠螺母副消除间隙的主要目的是(B)。A．减小摩擦力矩B．提高反向传动精度和轴向刚度C．增大驱动力矩D．提高使用寿命
3．按照运动轨迹控制分类，数控钻床属于(A)。A．点位控制B．轮廓控制C．直线控制D．远程控制
4．对箱体类，异形类，型腔模具工件，如果加工余量小（精加工），而且以单面孔系加工为主，工序集中的，一般选用(C)进行加工。A.卧式加工中心B．数控车床C．立式加工中心D．车削中心
5．(C)是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。A．控制介质B．反馈装置C．伺服系统D．辅助装置
6．数控机床的液压系统的控制属于机床的逻辑控制，由(D)完成。A．脉冲编码器B．数控装置C．伺服驱动控制器D．可编程控制器
7．位置检测劳置是位置控制闭环系统的重要组成部分，是保证数控机床(A)的关键。A．精度B．稳定性C．效率D．速度
8．图1所示卧式加工中心的自动换刀装置采用的是(A)换刀方式。A．机械手B．刀库式C．成套更换方式D．转塔式
9．加工中心最突出的特征是是设置有(B)，并能自动换刀。A．自动排屑装置B．刀库C．自动交换工作台D．主轴准停装置
10.ATC是(A)，数控机床采用其后数控加工的辅助时间主要用于工件的安装和调整。A．自动换刀系统B．自动托盘交换系统C．自动排屑系统D．自动冷却系统
11．下列(D)检验属于定位精度检验。A．主轴轴向及径向跳动B．主轴在Z轴方向移动的直线度C．X、Y、Z坐标轴的相互垂直度D．直线运动轴机械原点的返回精度
12．液压和气动装置在数控车床中不能用于(A)。A.交流伺服电机的控制B．尾架套筒的顶出和退回C．主轴高低速的换挡D．卡盘的夹紧与放松
13．数控电火花加工机床的加工局限性有(D)。A．电火花加工属不接触加工B．易于实现加工过程自动化C．加工过程中没有宏观切削力D．只能用于加工金属等导电材料
14．加工中心按照功能特征分类，可分为(C)、钻削和复合加工中心。A．刀库十主轴换刀B．卧式C．镗铣D．三轴
15.数控机床的故障按故障特征分类，可分为(B)和有报警故障两大类。A．随机性故障B．无报警故障C．可恢复性故障D．机械故障
二、判断题（5道题，每小题2分，共10分）
16．(√)数控机床是为了解决单件、小批量、精度高、形状复杂的零件加工的自动化要求而产生的。17．(×)数控机床加工的加工精度比普通机床高，是因为数控机床的传动链较普通机床的传动链长。
18．(×)数控机床工作的环境温度是没有限制条件的。19．(√)数控系统是数控机床实现自动加工的核心。20．(×)液压装置工作速度快和工作频率高，对环境要求适应性好，装置结构简单，工作
介质不污染环境。
三、简答题（3道题，共25分）
21．数控机床常见的导轨类型有哪几种？（5分）答：数控机床的导轨类型有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨等
22．简述数控机床机械结构的主要特点。（10分）答：(1)高的静、动刚度；(2)良好的抗振性能；(3)良好的热稳定性；4)高的灵敏度；(5)高效化装置、高人性化操作。
23．与普通机床相比较，数控机床的主传动系统的特点有哪些？(10分)
答：1)转速高、功率大；(2)变速范围宽；(3)主轴变换迅速可靠；(4)主轴组件的耐磨性高
四、综合题（共20分）
图2为CJK1640型数控车床外形图，图3为CK7525型数控车床外形图，识图并回答下
列问题。
24.图2中的CJK1640型数控车床和图3中的CK7525型数控车床，按数控系统的功能分类，各属于什么类型的数控车床？（4分）A)经济(2分)；(B)全功能。（2分）(A)图2中的CJK1640型数控车床属于一型数控车床
(B)图3中的CK7525型数控车床属于型数控车床
25.图2中的CJK16 40型数控车床，这种类型的数控车床的特点是什么？（3分）
答：经济型数控车床一般是在普通车床的基础上进行改进设计，并采用步进电动机驱动的开环伺服系统。其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低的数控系统来实现。此类车床结构简单，价格低廉。但功能简单
26.图3中的CK7525型数控车床，这种类型的数控车床的特点是什么？（3分）
答：全功能型数控车床控制系统是标准型的，带有高分辨率的CRT显示器以及各种显示、图形仿零点、刀具补偿等功能，而且具有通信或网络接口。全功能型数控车床采用闭环或半闭环控制的伺服系统，可以进行多个坐标轴的控制，并有高刚度、高精度和高效率等特点。
27.从床身结构上看，这两个数控机床的结构布局有什么不同？各自的特点是什么？(10分)
答：(1)图1中的CJK1640型数控车床，采用水平床身。（2分）图2中的CK7525型数控车床，采用倾斜床身。（2分）(2)水平床身特点：是加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这
种结构床身下部空间小，排屑困难。（3分）
倾斜床身特点：①机床外形美观，占地面积小； ②易于排屑和冷却液的排流；③便于操作者操作和观察；④易于安装上下料机械手，实现全面自动化； ⑤可采用封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。（3分）
第二篇：数控机床买卖合同
数控机床买卖合同2篇
随着法律观念的日渐普及，关于合同的利益纠纷越来越多，签订合同是减少和防止发生争议的重要措施。你所见过的合同是什么样的呢？下面是小编整理的数控机床买卖合同，仅供参考，欢迎大家阅读。
数控机床买卖合同1甲方名称：________________
乙方名称：________________
经甲乙双方友好协商，本着自愿、平等、公平、诚实信用的原则，特签订本协议。
合计：_______________元整
1、甲方应在所需产品__________天前向乙方订货，并交纳所需费用10%作为保证金。
2、甲方在未付清设备款之前，本合同机器设备所有权仍归乙方享有。
3、甲方应向持有乙方加盖公章的收款委托书的乙方工作人员付款。
1、乙方设备详细规格及技术配置见合同附件。
2、交货地点：乙方工厂。
3、由乙方进行安装调试，甲方配合验收。验收合格后，甲乙双方另签订验收报告书并加盖公章。
4、验收标准：执行乙方标准机型出厂检验标准。如甲方对标准机型进行改变或加装的，双方另行签订补充协议，预定验收标准，作为本协议的附件。
1、本合同所规定的设备由乙方负责运输，并承担一切风险。运费和保险费由甲方支付。
2、甲方收到第一条所列设备后，如发现与设备不符，应在七日内书面通知乙方处理，期间如对甲方的正常作业造成的负面影响，乙方应相应做出赔偿。
1、自设备经过双方验合格之日起，该设备进入保修期，保修期为十二个月。保修期内乙方在接到甲方保修通知后，必须在最短的时间赶到现场，最迟在三天内派人赶到甲方现场。
2、保修期内乙方负责维修，甲方承担乙方维修人员的差旅费。若属甲方认为操作不当等原因造成的故障，则不属于保修范围。
1、甲方无正当理由拒绝调试、验收或拒收设备的，甲方应向乙方偿付货款总值的10%作为违约金，合同继续履行逾期二十天的乙方有权解除合同并没收定金。
2、乙方所交的设备品种、型号、规格不符合合同规定的，甲方有权拒收设备，乙方偿付甲方货款总值的.10%作为违约金。
3、乙方逾期交货的，每逾期一天，乙方向甲方偿付逾期交货部分的5%作为滞纳金，累积滞纳金不超过逾期缴获部分货款总额的20%。
1、因设备的质量问题发生争议，由乙方所在地或法院指定的质量鉴定单位进行质量鉴定、设备不符合质量标准的，鉴定费由乙方承担。
2、凡与本合同有关而引起的一切争议，甲、乙双方应首先通过友好协商解决，如经协商后仍不能达成协议时，任何一方可以向法院提出诉讼。
1、本合同的所有附件具有与合同同等的法律效力。
2、本合同一式两份，经双方盖章后生效。
甲方：________________乙方：________________
法人代表：________________法人代表：________________
签约时间：_______________
数控机床买卖合同2需方(甲方)：_______________合同编号：_______________
供方(乙方)：_______________(自贡机床、托普数控用)
签订地点：_______________签订时间：_______________
经双方友好协商签订如下合同：
三、供方对质量负责的条件和期限：质量“三包”期限一年。
采用项运输方式(①汽车运输②火车运输③其他)
运达地为;全部运输过程所需保险采用(①供方代为投保②需方自行投保③不投保);
交货过程中产生的费用由(①供方②需方)承担。
七、产品验收地点、方法及提出异议期限：由需方按本合同约定标准及本合同附件验收，有质量异议在收货后十日内提出，需方未在上述期限内提出异议视为需方验收合格。
逾期交货或逾期付款的一方应按逾期部分金额每日万分之四比例向对方支付迟延履行金;
十一、解决合同纠纷的方式：友好协商解决，协商不成，任何一方有权向法院提起诉讼。
十二、如需提供担保、另立合同担保书，作为本合同附件。
十三、其它约定事项：_______________。
十四、本合同生效条件：_______________(①该合同经当事人双方签字盖章后生效。②按本合同第八条的约定。)
十五、甲、乙双方已对本合同的所有条款进行了充分、友好协商，双方承诺对本合同无任何异议。
十六、本合同一式四份，双方各执两份，每份具有同等法律效力。
十七、本合同履行期间，甲乙双方均不得随意变更或解除合同。
未尽事宜，双方协商一致并另行签订补充协议，补充协议与本合同具有同等法律效力。
需方：_______________供方：_______________(自贡机床、托普数控)
地址：_______________地址：_______________
委托代理人：_______________委托代理人：_______________
邮编：_______________邮编：_______________
电话：_______________电话：_______________
传真：_______________传真：_______________
开户行：_______________开户行：_______________
帐号：_______________帐号：_______________
第三篇：数控机床程序格式
程序按这种格式写，便于编辑。
O7001；
N10 G21 G40 G97 G99； N20 M03 S400 T0101； N30 G00 X110.0 Z5.0； N40 G94 X-1.0 Z0 F0.15;N50 G72 W2.0 R1.0；
N60 G72 P70 Q110 U0.4 W0.2 F0.2； N70 G00 Z-18.0S1000； N80 G01X60.0； N90 Z-8.0 0； N100 X30.0； N110 Z5.0；
N120 G70 P70 Q110 F0.1； N130 G00 X150.0 Z50.0； N140 M30；
初始化程序
主轴正转，400r/min，换1号刀 快移至循环起点 车端面
粗车Z向进刀2.0mm，退刀1.0mm
精加工循环 快退至换刀点 程序结束
第四篇：数控机床论文
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摘 要
为了适应机械行业的发展趋势，简化一般工厂中工人的劳动量，在本设计中应用简单的数控系统设计。就实际情况分析，一般的机械加工精度和效率足以完成工作需求，不需要高精密的数控系统，但考虑一般机械系统实现自动化生产相对比较困难，而且实现起来相当复杂，设备比较庞大。然而这些问题可以在一个非常简单的数控系统中很容易的得到很好的解决。随着微型计算机系统的发展，性能的不断提高，大范围应用的普及，应用一个简单的数控系统来完成一般的工作，在一般的小型工厂中足可以实现。
本次设计的铣床，除了能进行铣削加工，主轴上安装不同的刀具时，还可以进行钻孔或攻丝加工。所以我们采用了如下的设计方案：进给系统采用大惯量宽调速直流伺服电动机，滚珠丝杠，双螺母垫片调整预紧间隙，导轨副采用直线滚动导轨副，主传动系统采用无级调速电机。
在设计过程中，我得到了老师的精心指导，帮我收集了很多我无法找到的资料。袁老师在完成繁重的教学任务之余，经常拖着疲惫的身体，对我们的工作进行仔细地审查，针对我们的情况，进行了耐心的讲解，从设计的原理到结构功能，做出了大量的指导性工作，使我们对所要设计的课题有了更深的了解，在这里也要感谢同组同学的热心帮助，同学们总是微笑着面对我的提问，耐心讲解，使我对有些问题有更加清楚的认识。
关键词：总体结构布局 铣床传动方式 主传动系统 进给系统
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Abstract In order to adapt to the machinery industry development trends, simplified general factory workers in the labor, in the design of a simple numerical control system design.On the actual situation analysis, the general machining accuracy and efficiency needs to complete its work, do not need high-precision numerical control system, but considering the general mechanical system to automate production is relatively difficult and very complex to achieve, equipment relatively large.However, these problems can be in a very simple numerical control system in very easy to get a good solution.With the development of micro-computer system, the continuous improvement of performance, large-scale application of the universal application of a simple numerical control system to complete the work in general, the small factories in general can be achieved in full.The processing center, in addition to a milling, spindle installed on a different tool, can also carry out drilling or tapping processing.Therefore, we have adopted the design of the programmes are as follows: feeding system using the inertia of wide speed range DC servo motor, ball screw, double-nut pads adjust preload gap, the rails of a rail line rolling deputy, the main drive system adopts the-Speed Motor.In the design process, I was given the careful guidance of teachers Hsu, To help me collect a lot I can not find the information.Yuan teachers completed the arduous task of teaching, while towing tired of the daily physical, to our work carefully review the situation against us, on a patient, from design to the principles of structure and function, to A lot of guidance, so that we have to design the machine gained a deeper understanding of the same group here also like to thank the enthusiastic help students, the students have always smiling face
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of my question, patiently explained to me for some The problem is more clear understanding.Keywords ：The overall structure layout Transmission Feed system Main drive system
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目 录
1绪论...................................................................2 1.1数控机床的产生及发展.......................................2 1.2数控机床的组成及分类.....................................3 1.3数控机床的特点...........................................3 2设计的主要参数及基本思想...............................................4 2.1 课题要求.............................................................4 2.2 总结构设计...........................................................4 2.3 铣床总布局的确定.....................................................5 3数铣床的设计和计算.....................................................6 3.1 主传动系统的设计.....................................................6 3.2 进给系统的设计.......................................................9 3.3 进给系统的计算......................................................10 4 数控系统的介绍及选择..................................................10 4.1数控及计算机数控....................................................10 4.2 计算机数控系统的内部工作过程........................................10 4.3数控系统的特点......................................................11 5 夹具的选择及介绍......................................................11 5.1 数控铣床夹具介绍....................................................11 5.2 技术要求............................................................12 5.3 对夹具零部件的要求..................................................13 结论...................................................................15 致谢...................................................................16 参考文献................................................................17
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1绪论
机械制造业是国民经济的支柱产业。据统计，我国的机械制造业在工业总产值中占40%。可以说，没有发达的机械制造业，就不可能有国家的真正繁荣的富强。而机械制造业的发展规模和水平，则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。提高加工效率、降低生产成本、提高加工质量、快速更新产品，是机械制造业竞争和发展的基础，也是机械制造业技术水平的标志。
1.1数控机床的产生及发展
数字控制机床是用数字代码形式的信息(程序指令)，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。
随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
随着微电子技术、计算机技术和软件技术的迅速发展，数控机床的控制系统日益趋向于小型化和多功能化，具备完善的自诊断功能；可靠性也大大提高；数控系统本身将普遍实现自动编程。未来数控机床的类型将更加多样化，多工序集中加工的数控机床品种越来越多；激光加工等技术将应用在切削加工机床上，从而扩大多工序集中的工艺范围；数控机床的自动化程度更加提高，并具有多种监控功能，从而形成一个柔性制造单元，更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中。
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1.2 数控机床的组成及分类
1.2.1 数控机床的组成
数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成:（1）程序的存储介质，又称程序载体（2）输人/输出装置（3）CNC单元(4)伺服系统(5)位置反馈系统（检测反馈系统）(6)机床的机械部件。对于加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库、交换刀具的机械手等部件，数控机床机械部件的组成与普通机床相似，但传动结构要求更为简单，在精度、刚度、抗震性等方面要求更高，而且其传动和变速系统更便于实现自动化扩展。1.2.2 数控机床分类
数控机床按所能实现的控制功能分为点位控制、直线控制、连续轨迹控制三类。根据机床伺服驱动控制方式的不同，可将机床分为开环控制、半闭环控制和闭环控制三种类型。
1.3 数控机床的特点
1、数控系统取代了通用机床的手工操作，具有充分的柔性，只要重新编制零件程序，更换相应工装，就能加工出新的零件。
2、零件加工精度一致性好，避免了通用机床加工时人为因素的影响。
3、生产周期短，特别适合小批量、单件零件的加工。
4、可加工复杂形状的零件，如二维轮廓或三维轮廓加工。
5、易于调整机床，与其他加工方法相比，所需调整时间较少。
6、易于建立计算机通信网络。设备初期投资大。
7、由于系统本身的复杂性，增加了维修的技术难度和维修费用。设计的主要参数及基本思想
2.1 课题要求
三坐标立式数控铣床可实现X向（纵向）、Y（横向）、Z（升降）三个方向的自动移动，控制灵活，定位准确，精度高，刚性好，可用端铣刀或立铣刀完成平面铣削，台阶面铣削，开槽、凸轮曲面加工，型腔曲面加工以及外形曲面的加工。机床的数控系统可选用进口或国 6
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产三轴数控系统，配置灵活，机床的三个方向定位精度达0.012，重复定位精度0.006。机床动力头可选用标准铣削头，也可选用专用单轴铣削头或多轴铣削头，效率高，刚性好，精度高，用于平面加工可达平面度0.03／300。
2.2 总结构设计
1、设计要求：
⑴、具有大的切削功率，高的静、动态刚度和良好的抗震性能； ⑵、具有较高的几何精度、传动精度和热稳定性； ⑶、具有实现辅助操作自动化的结构部件。
2、提高机床的结构刚度
机床的刚度是指在切削力和其他力作用下，抵抗变形能力。机床的床身和立柱等支承件，采用钢板和型钢焊接而成具有减小质量提高刚度的显著优点。用钢板焊接有可能将构件做成全封闭的箱形结构，从而有利于提高构件的刚度。在立柱的中间布置上隔板，可以提高构件的刚度。
合理的结构布局也可以提高刚度。本次设计的铣床工作台只做横向和纵向进给运动，刀具可以上下移动，这样可以避免加工较重零件时，升降式工作台刚度不足的问题。
3、提高机床的抗震性
装配在一起的旋转部件，应保证同轴，并且要消除传动间隙。装在机床是的电机等旋转部件需隔振安装。减少机床内部震源或降低激振力，就减少了产生强迫振动的可能性，相当于提高了机床的抗震性。
4、提高低速进给的平稳性和运动刚度
⑴、减少动、静摩擦系数之差
执行部件所受的摩擦阻力主要来自导轨副，因此，选用滚动导轨，此外采用具有防爬作用的导轨润滑油，这种导轨润滑油中加有极性添加剂，能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜，从而改变了导轨的摩擦特性。另外在进给传动系统中，采用滚珠丝杠螺母副，也可以减少摩擦系数之差。
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⑵、提高传动系统的传动刚度
适当加大传动轴的直径，加强支承座的刚度，对轴承、丝杠螺母副和丝杠本身进行预紧可以提高传动刚度。
5、较小机床的热变形
机床的热变形，特别是数控机床的热变形，是影响加工精度的重要因素，引起热变形的热源主要是机床的内部热源，如主电机、进给电机发热，摩擦以及切削热等。热变形影响加工精度的原因，主要由于热源分布不均匀，热源产生的热量不等，各处零部件的质量不均，形成各部位的温升不一致，从而产生不均匀的温度场和不均匀的热膨胀变形，以致影响刀具与工件的正确相对位置。减少机床热变形及其影响措施是：
⑴、减少机床内部热源和发热量 采用低摩擦系数的导轨和轴承。
⑵、改善散热和隔热条件 主轴部件用强制润滑冷却，甚至采用制冷后的润滑油进行循环冷却；切削过程中发热最大，要进行强制冷却，并且要自动及时排屑。
本机床可以安装在恒温车间，并在使用前进行预热，使机床达到热稳定后再进行加工，这是在使用时防止热变形影响的一种措施。
6.提高机床的加工精度
由于滚珠丝杠不能自锁，所以在Z坐标轴的伺服电机上应加上制动器。以防止主轴箱因自重滑落，影响加工精度。
2.3 铣床总布局的确定
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根据以上所写的内容确定铣床的总布局如下图所示
1.立柱 2.主轴箱 3.床身 4.工作台 5.导轨3数铣床的设计和计算
3.1 主传动系统的设计
3.1.1 序言
数控铣床是高度自动化机床，数控铣床主传动系统的特点是：①机床有足够高的转速和大的功率，以适应高效率加工的需要；②主轴转速的变换迅速可靠，一般能自动变速；③主轴应有足够高的刚度和回转精度；④主轴转速范围应很广，如对铝合金材料的高速切削，几乎没有上限的限制，主轴最高转速取决于主传动系统中传动元件的允许极限(如主轴轴承允许的极限转速)，而最低转速则根据加工不锈钢等难加工材料的要求来确定。
主传动系统的的设计要求是：①具有更大的调速范围，并实现无级调速。数控铣床就要为了
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保证加工时能选择合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产率、加工精度和表面质量，必须具有更高的转速和更大的调速范围。②、具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低。数控机床加工精度的提高，与主传动系统的刚度密切相关。为此，应提高传动件的制造精度与刚度，采用高精度轴承及合理的支承跨距等，以提高主轴组件的刚度。③、良好的抗震性和热稳定性。数控机床上一般既要进行粗加工，又要进行精加工；加工时可能由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至破坏刀具或零件，使加工无法进行。因此在主传动系统中的各主要零部件不但要具有一定的静刚度，而且要求具有足够的抑制各种干扰力引起振动的能力－抗震性。3.1.2 铣床主传动方式的选择
主轴动力由无级调速电机产生，其与主轴直接相连来实现主轴的运动。
主轴电机采用北京数控设备厂的BESK－3型调频主轴电机，其转速范围为22.5－4500r/min,额定功率为3kw。交流调速电机能达到的最高转速比同功率的直流电动机高，磨损和故障也少。
3.1.3 主轴组件的设计 ①、对主轴组件的性能要求：
主轴组件是机床主要部件之一。它的性能，对整机性能有很大的影响。主轴直接承受切削力，转速范围也很大，所以对主轴组件的主要性能提出如下要求：
旋转精度：主轴的旋转精度是指在装配后，在无载荷、低速转动的条件下，主轴安装工件或刀具部位的定心表面（铣床轴端的7：24锥孔）的径向和轴向跳动。旋转精度取决于各主要件如主轴、轴承、壳体孔等的制造、装配和调整精度。工件转速下的旋转精度还取决于主轴的转速、轴承的性能，润滑剂和主轴组件的平衡。
刚度：刚度主要反映机床或部件抵抗外载荷的能力。影响刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号、数量、预紧和配置形式，前后支承的跨距和主轴前悬伸，传动 10
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件的布置方式等。数控机床既要完成粗加工，又要完成精加工，因此对其主轴组件的刚度应提出更高的要求。
温升：温升将引起热变形使主轴伸长，轴承间隙的变化，降低了加工精度；温升也会降低润滑度的粘度，恶化润滑条件。因此对高精度机床应研究如何减少主轴组件的发热，如何控温等。
可靠性：数控机床是高度自动化机床，所以必须保证工作可靠性。
精度保持性：对数控机床的主轴组件必须有足够的耐磨性，以便长期保持精度。以上这些要求，有的是矛盾的。例如高刚度与高速，高速与低温升，高速与高精度等。这要具体问题具体分析，例如设计高效数控机床的主轴组件时，主轴应满足高速和高刚度的要求；设计高精度数控机床时，主轴应满足高刚度、低温升的要求。本次设计的铣床，主轴应满足高刚度、低温升的要求。
②、主轴组件的组成和轴承选型：
主轴组件，包括主轴、轴承、传动件和相应的紧固件。主轴组件的构造，主要是支承部分的构造。主轴的端部是标准的。因此，研究主轴组件，主要是研究主轴的支承部分。
主轴较粗，主轴轴承的直径较大。相对来说，轴承的负载较轻。因此在一般情况下，承载能力和疲劳寿命不是选择主轴轴承的主要指标。
主轴轴承，应根据精度、刚度和转速选择。为了提高刚度和精度，主轴轴承的间隙应该是可调的。这是主轴轴承的主要特点。
为了提高刚度和承载能力，主轴为双支承，前支承采用双列短圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴承组合，双列短圆柱滚子轴承只能承受径向载荷，双向推力角接触角接触轴承与双列圆柱滚子轴承相配套，用于承受轴向载荷。后支承采用成对面对面安装的角接触轴承可承受双向载荷。
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3.2 进给系统的设计
1、进给伺服系统的组成
数控机床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环节组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统；机械传动部件和执行元件组成机械传动系统；检测元件与反馈电路组成检测装置，亦称检测系统。
2、⑴、①、②、③、④、⑤、⑵、① ② 量。
③
3、①、②、③、④、线性。
数控铣床对进给伺服系统的设计要求 在静态设计方面的要求有： 能够克服摩擦力和负载。很小的进给位移量。高的静态扭转刚度。足够的调速范围。
进给速度均匀，在速度很低时无爬行现象。在动态设计方面的要求有：、具有足够的加速和制动扭矩，以便快速的完成启动制动过程。、具有良好的动态传递性能，以保证在加工中获得高的轨迹精度和满意的表面质负载引起的轨迹误差尽可能小。
对于数控机床机械传动部件则有以下要求： 被加速的运动部件具有较小的惯量。高的刚度。良好的阻尼。
传动部件在拉压刚度、扭转刚度、摩擦阻尼特性和间隙等方面尽可能小的非现1
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3.3 进给系统的计算
由于是静连接，选普通平键，圆头，普通平键连接的主要失效形式是键，轴上键槽和轮毂上键槽三者中较弱者被击溃。由于轮毂上的键槽深度较浅，轮毂的材料强度通常在三者中也最弱，所以平键联接的强度计算通常以轮毂为计算对象，计算键联接的强度时假设键与键槽侧面的压力均匀分布，并假设合力的作用点在轴半径处4 数控系统的介绍及选择 数控系统是数控机床的核心。数控机床根据功能和性能要求，配置不同的数控系统。系统不同，其指令代码也有差别。因此，编程时应按所使用数控系统代码的编程规则进行编程，功能越强大，操作越复杂。
4数控系统的介绍及选择
4.1数控及计算机数控
用数值数据的装置，在运行过程中，不断引入数值，从而对某一生产过程实现自动控制，叫做数值控制，简称数控。用计算机控制加工功能，实现数值控制，称为计算机数控。数控系统包括程序输入输出设备、数控装置、可编程序控制器（PLC）、主轴驱动单元等。其中的数控装置通常称为数控或计算机数控。下图为数控系统结
机床数控程序输入设备输出设备计算机数控装置（CNC）PLC主轴控制单元速度控制单元主轴电动机进给电动机位置监测器图4.1数控系统结构图
现代的数控装置都是采用计算机作为数控装置的核心，通过内部信息处理过程来控制数控机床数控装置通过主轴驱动单元控制主轴电动机的运行，通过各坐标轴的进给伺服驱动单元控制数控机床各坐标的运动，通过可编程控制器控制机床的开关电路。数控操作人员可通过数 13
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控装置上的操作面板进行各操作，或通过通信接口，由远程进行操作，操作情况及一些内部信息处理结果可在数控装置是显示器中显示。
一般情况下，在数控加工之前，启动CNC，进行读入数控加工程序。此时，在数控装置内部是控制程序作用下，通过程序输入装置或输入接口读入数控加工程序，并存放于CNC的零件程序存储器或存储区域内。当开始加工时，在控制程序作用下将零件加工程序从存储器中读出，按程序段进行处理。先进行译码处理，将零件加工程序中的信息转化成计算机便于进行处理的内部形式，并将程序段的内容分成位置数据和控制指令，一并存放相应的存储区域。根据数据和指令的性质，以后大致进行3中流程处理：位置数据处理、主轴驱动处理、及机床开关功能控制。
1、位置处理
位置数据处理过程按数序大致有以下三个阶段：（1）、预处理。（2）、插补运算。（3）、位置控制的处理。
2、主轴驱动处理
3、机床开关功能控制
4.2数控系统的特点
本铣床的数控系统采用以工业PC机为硬件平台，DOS及其丰富的支持软件为软件平台的是技术路线，使得系统具有可靠性好、性能价格比高、更新换代和维护方便、便于二次开发等优点。系统可与3到9轴联动的铣床和加工中心配套使用。系统除具有标准数控功能外，还内设二级电子齿轮、内装式可编程序控制器、双向式螺距补偿、加工断点保护与恢复、故障诊断与显示功能。独创的三维曲面直接插补功能，极大简化了零件程序信息和加工辅助工作。此外，系统使用汉字菜单和在线帮助，操作方便，具有三维仿真校验及加工过程动态跟踪能力，图形显示形象直观。夹具的选择及介绍
5.1 数控铣床夹具介绍
1．机床夹具的分类
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机床夹具的种类很多，按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液动夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具和自夹紧夹具。2．机床夹具的组成
（1）、定位装置。（2）、加紧元件。（3）、夹具体。（4）、其他元件及装置。
3．工件、夹具在数控机床上的安装工件、夹具在数控机床上的安装与在普通机床上的安装，其定位和夹紧的基本原则是一致的，所不同的是整个数控和工艺系统，包括数控程序的编制，工件、夹具在数控机床工作台上的定位，都要求在工作台上确定一个坐标系统。在工作台上先确定零点，并建立x、y直角坐标系。整个工作台按x、y坐标系，从零点起分成若干等分。在工作台上安装的工件、夹具的定位的位置都从坐标原点，即机床工作台零点算起，标注为x和y的坐标值。
从数控机床工作台上的零点到夹具定位元件上的零点的x、y坐标值，以及从夹具定位元件上的零点到工件上的加工点的坐标值是分开标注的。但应注意，工件上的加工点的x的坐标值是数控机床工作台上零点到夹具定位元件上的零点x的坐标值和夹具定位元件上的零点到工件上的加工点的x的坐标值之和。工件的y坐标值的确定情况相同。
数控机床工作台零点位置的选取有两种方法：即固定零点和浮动零点。固定零点是把坐标原点永远确定在一个位置上。浮动零点由编制数控机床程序人员根据实际方便的情况而确定的坐标零点。夹具定位元件上的零点和工件上的加工点都可以被确定为坐标原点。
5.2 技术要求
在夹具的设计中，不可避免的需要用到诸如螺钉、螺栓、螺母、定位销等机械零件，在夹具中它们各自起着相当重要的作用，有它们才能保证生产的正常的运行。这些机械零件可分为标准件和非标准件，下面将逐一介绍机械零件的一些相关的要求。
1、制造零件及不见采用的材料应符合相应的国标（GB）的规定，允许采用机械性能不低于原规定牌号的其他材料制造。
2、拉四方钢材（按GB906-66<冷拉四方钢品种>），六角钢材（按GB907-66<冷拉六方钢品种>）或圆钢材（按GB905-66<冷拉四方钢品种>）制造的零件，其外形尺寸符合要求时，可不加 15
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工。
3、铸件及锻件机械加工余量和尺寸公差暂时按各部相应标准的规定。
4、铸件不许有裂纹、气孔、砂眼、缩松、夹渣等缺陷，浇口、冒口、结疤、粘砂应清除干净，锻件不许有裂纹、皱折、飞边、毛刺等缺陷。
5、需机械加工的铸件或锻件加工前应经时效处理或是退火、正火处理。
6、零件焊缝不应有未填满的弧坑、气孔、溶渣杂质、基体材料烧伤等缺陷。
7、热处理后的零件不许有裂纹或是龟裂等缺陷。
8、零件上的内外螺纹均不得渗碳。
9、零件上有配合要求的表面应经防锈处理，钢制零件的其余表面除有特殊要求外应经氧化处理。
10、凡加工要求注公差的尺寸，其尺寸公差应按GB1804-79〈公差与配合未注公差尺寸的极限偏差>IT13的规定。
11、非配合的锥度和角度和自由度公差用按表1的规定.5.3 对夹具零部件的要求
设计专用夹具零件及部件时，其公差和技术要求可依据夹具总装配图上的配合性质和技术要求并参照《夹具零件及部件技术条件》（GB2259-80）制订，设计的要求一般情况下可包括以下内容： 1.夹具零件毛坯的技术要求：
如毛坯质量、硬度、毛坯热处理以及精度要求等。2.夹具零件的热处理的技术要求：
包括为改善机械加工性能和为达到要求的机械性能而提出的热处理要求。3.夹具零件的尺寸公差，见下表4。4.结论
本次设计的铣床，除了能进行铣削加工，主轴上安装不同的刀具时，还可以进行钻孔或攻丝加工。所以我们采用了如下的设计方案：进给系统采用大惯量宽调速直流伺服电动机，滚珠丝杠，双螺母垫片调整预紧间隙，导轨副采用直线滚动导轨副，主传动系统采用无级调
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速电机。本次设计我们综合考虑了以下内容：
1.伺服电动机具有以下优点：控制系统简单，工作可靠，成本低。控制性能好，在一定的频率下，能按控制频率的要求快速启动、停和反转。改变控制脉冲频率，电动机的转速就随之变化。并可在很宽的范围内平滑调节，是开环控制系统的理想元件。
2.滚珠丝杠副传动的优点：传动效率高，摩擦损失小，其功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的1/4～1/3。给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向可消除空程死区，定位精度高，刚性好。启动力矩小，运动平稳，无爬行现象，传动精度高，同步性好。磨损小，使用寿命长，精度保持性好。由于滚珠丝杠不能自锁，故Z坐标轴上应加制动器来解决这一问题。
3.圆螺母—垫片调整间隙并预紧，该方式结构紧凑，调整方便。4.直线运动滚动导轨的优点：
（1）.将滚珠式直线导轨副做成标准部件，只要安装在相对运动的导轨平面上，就可以组成合适的导轨。从而设计和装配简单方便；
（2）.在所有方向均能承受载荷；
（3）.通过预加负荷，可以得到高精度、高刚度以及承受切削负荷的运动刚度；（4）.由于具有自动调整功能，因而可达微米级的运动精度；
（5）．摩擦系数小和动、静摩擦系数很接近。因此，运动轻便，摩擦力小，摩擦发热小，磨损小，可避免出现爬行，有较高的定位精度。
5．无级调速电动机的优点：对于直线运动的执行器官，可以认为是恒定牵引力的，因此，拖动它的电动机，也应该是恒转矩的，无级调速电机可以进行恒转矩调速，因此可以直接和主轴连接。
汽车节能是汽车节能减排的重要组成部分，本文通过世界各国对汽车节能减排采取的应对政策出发，阐述汽车节能减排的重要意义，并且通过讲述汽车的发展简史表明，高效、节能、环保新能源汽车已经成为世界各国主要的研究目标，由于新能源汽车现在还处于起步阶段，所以我国如果想在世界汽车之林中有所成就的话，新能源汽车无疑是我们发展的最新目标，通过人、车、路分析节能减排的因素及应对策略。
我国汽车工业在选择汽车节能技术及节能产品时，要综合考虑我国汽车工业的发展现状，借鉴国际上汽车工业发达国家的先进经验，选择合适我国国情的节能技术和产品，归纳起来主要考虑：节能效果显著，节能贡献率大；国内有比较成熟的技术储备，国际上有可靠的技术来源；有利于自主品牌的发展；经济可行；有害排放少；标准及法规相对比较完善。
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结束语
制定符合中国国情的总体发展战略，确立与国际接轨的发展道路，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。本文在对数控技术和产业发展趋势的分析，对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上，对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨，提出了以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路的总体发展战略。在此基础上，研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。
我们衷心希望，我国科技界、产业界和教育界通力合作，把握好知识经济给我们带来的难得机遇，迎接竞争全球化带来的严峻挑战，为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列，使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗！
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致 谢
时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。在这个美好的季节里，我在电脑上敲出了最后一个字，心中涌现的不是想象已久的欢欣，却是难以言喻的失落。是的，随着论文的终结，意味着我生命中最纯美的学生时代即将结束，尽管百般不舍，这一天终究会在熙熙攘攘的喧嚣中决绝的来临。
三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这些年来我遇到了许多恩师益友，无论在学习上、生活上还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在诸多方面都有所成长。感恩之情难以用语言量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。
还要感谢我的父母，给予我生命并竭尽全力给予了我接受教育的机会，养育之恩没齿难忘；
他们不仅培养了我对中国传统文化的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬和报答他们！还有许多人，也许他们只是我生命中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！
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参考文献
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第五篇：数控机床毕业论文
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论文题目：中国数控机床的发展 姓 名：××× 学 号：××× 专业班级：××× 指导老师：×××
二〇一五年四月
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摘要
自从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床的产生给机械制造业带来了具有革命性意义的改变。数控加工技术具有以下特点：具有高度柔性，加工的精度高，加工质量稳定、可靠，生产效率较高，还可以减轻操作者的劳动强度、改善工作条件，既能促进生产管理的现代化又能促使经济效益的提高。数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。它是一种机电一体化程度较高的产品，可以用于加工各种小批量零件，或者结构较复杂、精度要求较高的零件等等。数控机床的优良特点及其广泛的应用范围使得它成为当代机械制造业的主流装备，也是市场热门商品。我国的数控机床经历了多年的进步与发展已经取得了不错的成绩，但在科技日益进步的今天，如何进一步推进其发展在今天是一个很关键的问题。
关键字： 数控机床 趋势 发展策略
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目录
第一章 数控机床的产生
1.1 数控机床·················································4 1.2数控技术················································ ·4 1.3我国数控机床现状··········································5 第二章 数控机床的发展趋势
2.1向工序集中化发展········································· ·6 2.2向高速度、高精度方向发展···································7 2.3向柔性化、功能集成化方向发展······························· 8 2.4向智能化方向发展·········································· 9 2.4.1引进自适应控制技术····································· ·9 2.4.2智能故障回放和故障仿真技术······························ ·9 2.4.3刀具寿命自动检测······································· ·9 2.4.4智能4M数控系统········································ ·9 2.4.5智能化交流伺服驱动技术·································· 10 2.5向高可靠性方向发展······································· 10 2.5.1采用更高集成度电路芯片································· ·10 2.5.2实现硬件功能软件化······································10 2.5.3增强故障自诊断、自恢复和保护功能·························10 2.6向网络化方向发展········································· 11 2.7向标准化方向发展········································· 11 2.8向功能复合化方向发展······································12 第三章 中国数控机床发展策略
3.1加大技术科研力度··········································13 3.2进一步提高数控机床产品的自主开发、制造能力··················13 3.3加快高性能数控功能部件的研发，提升数控机床品质·········· ····14 3.4加快技术引进与国际合作学习·································15 结语······················································ ·15
参考文献················································· ·17
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第一章 数控机床的产生
1.1数控机床
数控机床，顾名思义，即采用了数控技术的机床。数控机床的出现是为了满足多品种，小批量的自动化生产，能够适用产品频繁变化且具有柔性的生产需求。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。1.2数控技术
说到数控机床就不得不提起数控技术。数控技术，简称“数控”,英文：Numerical Control（NC）,是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。根据国家标准ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称为计算机数控。目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术通过使用计算机按事先存贮的控制程序来实现对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的储存、处理、湖北科技职业学院毕业论文
运算、逻辑判断等各种控制机能都可以通过设计者来设计开发各种程序来实现。1.3我国数控机床现状
我国数控技术起步于20世纪中期，纵观其发展历程，可以划分为三个阶段：第一阶段从上世纪五十年代至七十年代，这个阶段为封闭式发展阶段。在此阶段，处于新中国初期，百废待兴，人才缺乏，科技落后，由于国外的技术封锁限制和我国自身基础条件的限制，数控技术的发展趋势并不明显。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，这个阶段是引进技术和消化吸收阶段。在此阶段，机床工业也随之逐步走上科学生产、大力发展的道路并初步建立起了国产化体系。由于改革开放的推进过程和国家的重视，以及各方面环境的改善，使得我国数控技术在产品的研究、开发等方面都取得了显著性的进步。第三阶段是在国家“八五”的后期和“九五”期间，这个阶段是实施产业化的研究并且进入市场竞争的阶段。在此阶段，开始引进日、德、美数控系统、以及各类数控机床、加工中心，进行合作生产。通过边仿、边学、边造、边用，逐步掌握了数控机床的一些技术、特点与发展规律，发展比较迅速。我国国产数控装备的产业化在这个阶段取得了实质性的进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达到了50％，配国产数控系统也达到了10％。随后，我国也已经进入世界高速数控机床生产国和高精度精密数控机床生产国的行列。目前我国数控机床需求量日益扩大，产量正呈飞速增长的趋势，数据显示，我国数控金属切削机床产量从2004年的湖北科技职业学院毕业论文
51,861.00台增长至2013年的209,287.00台。2013年，我国数控金属切削机床行业产量呈现增长态势，比2012年205,695.13台同比增长1.75%。据统计，目前我国可供市场的数控机床有1500种，几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。领域之广，可与日本、德国、美国并驾齐驱。按专项规划，到２０２０年，我国航空航天、船舶、汽车、发电设备制造所需要的高档数控机床与基础制造装备约８０％立足国内。高档数控机床与基础制造装备总体技术水平进入国际先进行列，部分产品国际领先。
从上面的内容中我们看到了我国在数控机床领域取得的一些成绩。而另一方面，尽管我国数控金属切削机床行业近年来取得了长足的发展，数控化率稳步提高，但机床消费和生产的结构性矛盾仍然比较突出。目前，国内对中高档机床的需求量逐渐超过低档机床。但国产数控金属切削机床以低档为主，高档数控机床绝大部分依赖进口。我国数控金属切削机床行业技术创新投入不足，自主创新能力较弱，导致国产数控金属切削机床在质量、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。
第二章 数控机床的发展趋势
近些年来，随着科学技术的发展，先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控技术提出了更高的要求。自从我国数控机床的技术发展到了成熟期以后，各个领域都开始了对于数控机床的广泛关注。当前我国的机床铸造产业正处于高速发展时期，产业由量变正走向质变的阶
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段。综合分析国内外数控机床发展形势，我国数控机床的发展还应顺应以下发展趋势：
2.1向工序集中化发展
上世纪中期，在一般数控机床的基础上开发了数控加工中心，即自备刀具库的自动换刀数控机床。在加工中心机床上，机床的机械手可以自动更换刀具，连续地对工件进行多种工序加工。加工中心机床使工序集中在一台机床上完成，减少了由于工序分散，工件多次安装引起的定位误差，提高了加工精度，同时也减少了机床的台数与占地面积，压缩了半成品的库存量，减少了工序间的辅助时间，有效的提高了数控机床的生产效率和数控加工的经济效益。2.2向高速度、高精度方向发展
精度和速度是数控机床的两个重要指标，直接关系到产品的质量和档次、产品的生产周期和在市场上的竞争能力。高精度、高速度是机械加工的目标，数控机床因其价格昂贵，在这些方面的发展也就更为突出。
在加工精度方面，数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。最近几年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3-5μm提高到1-1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级。加工精度的提高不仅在于采用了滚珠丝杠副、静压导轨、直线滚动导轨、磁浮导轨等部件，提高了CNC系统的控制精度，应用了高分辨率位置检测装置，而且也在于使用了各种
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误差补偿技术，如丝杠螺距误差补偿、刀具误差补偿、热变形误差补偿、空间误差综合补偿等等。
在加工速度方面，如今的数控机床普遍是高速加工，高速加工源于20世纪90年代初，以电主轴和直线电机的应用为特征，使主轴转速大大提高，进给速度达60m／min以上，进给加速度和减速度达到1-2g以上，主轴转速达100000r/min以上。高速进给要求数控系统的运算速度快、采样周期短，还要求数控系统具有足够的超前路径加（减）速优化预处理能力，有些系统可提前处理5000个程序段。为保证加工速度，高档数控系统可在每秒内进行2000-10000次进给速度的改变。另一方面，运算速度的高速化也为数控机床增添了动力：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～240m/min的进给速度。2.3向柔性化、功能集成化方向发展
数控机床在提高单机柔性化的同时，朝单元柔性化和系统化方向发展，如出现了数控多轴加工中心、换刀换箱式加工中心等具有柔性的高效加工设备；出现了由多台数控机床组成底层加工设备的柔性制造单元、柔性制造系统、柔性加工线。
在现代数控机床上，自动换刀装置、自动工作台交换装置等已成为基本装置。随着数控机床向柔性化方向的发展，功能集成化更多地体现在：工件自动装卸，工件自动定位，刀具自动对刀，工件自动测
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量与补偿，集钻、车、镗、铣、磨为一体的“万能加工”和集装卸、加工、测量为一体的“完整加工”等。2.4向智能化方向发展
随着人工智能在计算机领域不断渗透和发展，数控系统向智能化方向发展。在新一代的数控系统中，由于采用“进化计算”、“模糊系统”和“神经网络”等控制机理，性能大大提高，具有加工过程的自适应控制、负载自动识别、工艺参数自生成、运动参数动态补偿、智能诊断、智能监控等功能。
2.4.1引进自适应控制技术
通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态，并根据这些状态实时调整加工参数和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性；
2.4.2智能故障回放和故障仿真技术
能够完整记录系统的各种信息，对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真，用以确定错误引起的原因，找出解决问题的办法，积累生产经验；
2.4.3刀具寿命自动检测
利用红外、声发射、激光等检测手段，对刀具和工件进行检测。发现工件超差、刀具磨损和破损等，及时进行报警、自动补偿或更换刀具，确保产品质量。
2.4.4智能4M数控系统
在制造过程中，加工、检测一体化是实现快速制造、快速检测和
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快速响应的有效途径，将测量（Measurement）、建模（Modeling）、加工（Manufacturing）、机器操作（Manipulator）四者（即4M）融合在一个系统中，实现信息共享，促进测量、建模、加工、装夹、操作的一体化。
2.4.5智能化交流伺服驱动技术
目前已研究能自动识别负载并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能化主轴交流驱动装置和进给伺服驱动装置，使驱动系统获得最佳运行。
2.5向高可靠性方向发展
所谓的数控机床可靠性，就是指数控机床产品及其系统能够在限定时间内完成一定的动作指令的能力。数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标，它主要取决于数控系统各伺服驱动单元的可靠性。为提高可靠性，目前主要采取以下措施：
2.5.1采用更高集成度电路芯片
采用更高集成度的电路芯片，采用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，可以减少元器件的数量，有效地提高可靠性。
2.5.2实现硬件功能软件化
通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时通过硬件结构的模块化、标准化、通用化及系列化，提高硬件的生产批量和质量。
2.5.3增强故障自诊断、自恢复和保护功能
增强故障自诊断、自恢复和保护功能对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断、报警。当发生加工超程、刀损、干扰、断电
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等各种意外时，自动进行相应的保护，而这些措施就大大地增加了数控机床的可靠性。2.6向网络化方向发展
对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理等等，还可实现数控装备的数字化服务。数控机床的网络化将极大地满足柔性生产线、柔性制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式，如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。目前先进的数控系统为用户提供了强大的联网能力，除了具有RS232C接口外，还带有远程缓冲功能的DNC接口，可以实现多台数控机床间的数据通信和直接对多台数控机床进行控制。有的已配备与工业局域网通信的功能以及网络接口，促进了系统集成化和信息综合化，使远程在线编程、远程仿真、远程操作、远程监控及远程故障诊断成为可能。这些先进的系统也为数控机床未来的网络化发展方向提供了导向作用。2.7向标准化方向发展
近些年来，数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50多年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G、M代码对加工过程进行描述，显然，这种面向过程的描述方法已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种
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不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。数控机床的标准化发展也定将会推动数控技术的高速发展。2.8向功能复合化方向发展
数控车床复合加工技术，即是在一台设备上完成车、铣、钻、镗、攻丝、铰孔、扩孔等多种加工要求，复合加工机床的最突出优点是可以大大缩短工件的生产周期、提高工件加工精度。在全球数控机床制造和金属加工领域，复合加工技术正以其强大的加工能力被不断发展与应用。为了实现复杂形状工件的加工，使在一台机床上能完成复数工序和复数工种的加工，这样的数控机床称为复合加工机床。就是说，在复合化机床上可以实现完全不同性质加工过程的加工。
今天的复合加工技术，是针对以普通的数控车削中心和加工中心为基础，发展到复合车铣加工中心。这要求机床制造业应以现有的技术水平为基础，研发、制造、稳定和推广具有高效、复合、稳定、成本低廉的，适合于现代加工技术的高水平数控机床。
第三章 中国数控机床发展策略
在今天，以轿车制造业为代表的汽车及其零部件制造业、以航空航天为代表的高新技术产业的加速发展，为机床制造业带来了巨大商机。同时，要满足我国重大基础制造和国防工业领域对高档数控机床的巨大需求，摆脱对国外高档数控机床的依赖及垄断，必须突破高档数控机床及相应高性能功能部件的关键技术。我国数控机床的发展需
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要以市场需求为导向，主机为牵引，统筹考虑数控系统与功能部件、关键部件与主机，推行数字制造；以功能部件为基础，以共性技术为支撑，加速振兴我国机床制造业。中国今后要加速发展数控机床产业,既要深入总结过往的经验教训,切实改善存在的问题,又要认真学习国外的先进经验,沿正确的道路前进。建议切实做好以下几点: 3.1加大技术科研力度
众所周知，科学技术是第一生产力，科技对于产业发展的促进作用在今天已经不言而喻了。数控机床是其他制造业得以实现的基础，因为它的水平关系着其他行业产品制造质量的高低。我国数控机床科技水平一直处于较低水平，虽然在某些领域可以与世界机床强国比较高低，但是整体的弱势也是造成我国数控机床行业无法进入“世界机床强国”行列的原因。在美国，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。在机床技术上不断创新，美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。而德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对用户产品、加工工艺、机床布局结构、数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上力求越来越好。
3.2进一步提高数控机床产品的自主开发、制造能力
我国如今已成为一个制造业大国，提高数控机床产品的自主开
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发、制造能力是一个关键的问题。共性和关键技术攻关必须与数控机床和功能部件的基地建设有机结合，要以高档数控机床发展为主攻目标，提高整机可靠性和产业化水平，提高国产数控系统和关键功能部件的配套能力，特别是要提高在国产中高档数控机床中的配套能力；加强数控机床基础开发理论的研究、基础工艺技术研究及应用软件开发，做好行业标准和专利工作，为我国数控机床行业的发展打下坚实的基础。
3.3加快高性能数控功能部件的研发，提升数控机床品质
数控功能部件作为数控机床的一个子系统同样具有机电一体化的特征，这也是它区别于一般配套件和附件之处。因此，它的组成通常是由动力能源、信息传递反馈与控制、广义机械执行装置三者的总成。这些功能部件有高速运动的电主轴单元、直接驱动的直线电机单元和力矩电机的回转运动单元等；有先进结构精密切削的双摆主轴头、数控动力刀架和主卧转换头等；有快速交换及高速的自动刀具交换装置、自动托盘交换装置和刀具在线智能补偿装置等功能部件的研发及其专业化生产，不仅能为机床主机制造厂提供功能完善和品质优良的选件，而且有利于缩短机床新产品的开发和制造周期，也有助于降低数控机床成本。高性能的功能部件将具有智能化接口，能与整机协调匹配，并与数控系统构成分布式的控制，因此，加强为主机厂的售前服务，充分满足主机的个性化需求是提高其竞争力的重要措施。功能部件向功能多样化、运行高可靠性化和结构紧凑化的发展也将促进数控机床复合化加工的扩展并推动新一代可重构机床的出现。
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数控系统、功能部件、关键部件是发展高档数控机床的基础，目前我国在这方面发展十分薄弱，而这也已经成为制约数控机床发展的瓶颈，必须加快发展，提高专业化、批量化生产技术水平和能力。产品的发展和自主创新能力的提高必须依赖于核心技术的掌握，依赖于共性技术的支撑。基础技术研究是机床整体水平提高的前提和保障，是机床设计的关键和基础，对于我国机床行业进入一个全新的层次会有很大的帮助。
3.4加快技术引进与国际合作学习
新技术几乎是所有企业共同的追求，为了较快得到最新技术，企业可直接与国外科研院所和国外一流企业合资、合作，通过以市场换技术，以有限的资金换取无限的发展，实现主流产品生产的高起点、成批量、专业化。在引进与合作过程中，我们还需要加强引进技术的消化吸收与再创新。具体来说：在某些领域上，与国外差距较大，国外先进技术有引进的可能，则通过引进技术，加强消化吸收，实现再创新，满足用户的需求；在技术基础较好的领域中，可以充分利用已经形成一定优势的技术，与用户结合，产学研结合，开发满足用户需要的产品，形成技术创新能力，这样也可能在原创上做出突破。总之，加快技术引进与国际合作学习在当前来说是一个明智的选择。
结语
虽然我国数控机床的发展经历了长期的跌宕起伏，已经由成长期进入成熟期，但是机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引
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发的制造装备发展的良机，也遭遇到了当今激烈的国际市场竞争的巨大压力，加速推进数控机床的发展是解决有关机床制造业持续发展问题的一个关键。随着制造业对数控机床的不断扩大的需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围仍然在不断扩大中。数控机床行业是为制造业提供装备的产业，当代中国制造业的崛起，必然给数控机床行业带来巨大的商机，并且带来新的发展空间。因此，数控机床行业可以抓住这个大好机会，尽快减小其世界先进水平的差距，全面提高我国数控机床行业水平，创品牌、扩市场、当进口、争出口，争取将国产数控机床做大做强。
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参考文献
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