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畢業(yè)設計 (論文 )外文資料翻譯 系 別： 機電信息系 專 業(yè) ： 機械設計制造及其自動化 班 級： 姓 名： 學 號： 外文出處： 機械工程設計 附 件： 1. 原文 ； 2. 譯文 2013年 03月 數控技術 1當前世界 世界各國對數控機床、加工中心以至 與世界經濟形勢緊密相連的。機床工業(yè)有世界經濟相互促進和發(fā)展，進入 21 世界知識機警時代，人們的知識所起的作用更加突出，而機床工業(yè)作為機器制造業(yè)的基礎，其重點地位與戰(zhàn)略意義也更加明顯。在 1991—1994 年間，世界經濟衰退，昂貴的 溫， 1995—2000 年間，世界經濟在低速增長，根據當前世界市場各方面用戶為提高生產率對 歐洲的 國的 本的 國的 展品的分析，當前世界 （ 1）更加重視新技術和創(chuàng)新 在世界范圍內，對新工藝、新材料、新結構、新單元、新元件的研究開發(fā)工作正在大力開展，如新的刀具材料、新的主軸結構、高速電主軸、高速直線電機等的開發(fā)研究。以加工工藝的改進創(chuàng)新為基礎，為加工超硬、難切削材料及特殊復合材料及復雜零件、不規(guī)則曲面等在不斷研究開發(fā)新機種。 （ 2）提高機床加工的精度和研究 為了提高加工中心的加工精度，不斷提高機床的剛度、減少振動，消除熱變形，降低噪聲，提高 復精度、工作可靠性、穩(wěn)定性、精度保持性，世界很多國家都在進行機床熱誤差、機床運動及負載變形誤差的軟件補償技術研究，并采取精度補償、軟件補償等措施加以改善，有的已經可以使此類誤差消除 60%。并在不斷開發(fā)精細加工，納米加工。 （ 3）提高機床加工生產率的研究 世界 床、加工中心及相應的高速點主軸、直線電機、測量系統(tǒng)、 以提高生產率為前提。 （ 4）許多國家都已經開始對數控系統(tǒng)的智能化、開放化、網絡化研究 主要表現在：為追求加工效率 和加工質量的智能化，對加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成進行研究；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，對反饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等進行研究；還有智能化的自動編程、智能化的人機界面、智能診斷、智能監(jiān)控等方面的研究。 主要表現在：數控系統(tǒng)的開發(fā)在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終擁護，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控對象），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統(tǒng)，形成具有 鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通行規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數控系統(tǒng)功能庫以及數控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。 造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現新的制造模式的基礎單元。 2加工中心的分類 （ 1）按主軸加工時的空間位置分類有：臥式和立式加工中心。 臥式加工中心，是指主軸軸線水平設置的加工中心。臥式加工中心一般具有3—5 個運動坐標軸，常見的是三個直線運動坐標軸和一個回轉運動坐標軸（回轉工作臺），它能在工件一次裝夾完成除安裝面和頂 面以外的其余 4個面的加工，最適合加工箱體類工件。它與力式加工中心相比，結構復雜，占地面積大，質量大，價格高。 立式加工中心，立式加工中心主軸的軸線為垂直設置，其結構多為固定立柱式，工作臺為十字滑臺，適合加工盤類零件，一般具有 3個直線運動坐標軸，并可在工作臺上安置一個水平軸的數控轉臺（第 4軸）來加工螺旋類零件。立式加工中心結構簡單，占地面積小，價格低，配備各種附件后，可進行大部分工件的加工。 大型龍門式加工中心，主軸多為垂直設置，尤其使用于大型或形狀復雜的工件，像航空、航天工業(yè)及大型汽輪機上的某些零件的加工都 需要用這類多坐標龍門式加工中心。 五面加工中心，這種加工中心具有立式和臥式加工中心的功能，在工件一次裝夾后，能完成除安裝面外的所有五個面的加工，這種加工方式可以使工件的形狀誤差降到最低，省去二次裝夾工作，從而提高生產效率，降低加工成本。 （ 2）按工藝用途分類有： 鏜銑加工中心，分為立式鏜銑加工中心、臥式樘銑加工中心和龍門樘銑加工中心。其加工工藝以鏜銑為主，用于箱體，殼體以及各種復雜零件特殊曲線和曲面輪廓的多工序加工，適合多品種小批量生產。 復合加工中心，主要指五面復合加工，主軸頭可自動回轉，進行立，臥加工，在主軸自動回轉后，在水平和垂直方向實現知道變換。 （ 3）按特殊功能分類有： 單工作臺、雙工作臺加工中心； 單軸、雙軸、三軸及可換主軸箱的加工中心； 立式轉塔加工中心和臥式轉塔加工中心； 刀庫加主軸換刀加工中心； 刀庫接寫手加主軸換刀加工中心； 刀庫加機械手加雙主軸轉塔加工中心。 3當今數控機床的發(fā)展趨勢： 目前，世界先進制造技術不斷興起，超高速切削、超精密加工等技術的應用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計算機集成系統(tǒng)的不斷成熟，對數控加工技術提出了更高的要求。當今數控機床正在朝著以下幾個方向發(fā)展。 （ 1） 高速度、 高精度化速度和精度是數控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產品質量。目前，數控系統(tǒng)采用位數、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運算速度。同時，采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結構，以提高系統(tǒng)的數據處理能力，即提高插補運算的速度和精度。并采用直線電動機直接驅動機床工作臺的直線伺服進給方式，其高速度和動態(tài)響應特性相當優(yōu)越。采用前饋控制技術，使追蹤滯后誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。 為適應超高速加工的要求，數控機床采用主軸電動機與機床主軸合二為一的結構形式，實現了變頻電動機與機床主軸一體化， 主軸電機的軸承采用磁浮軸承、液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。目前，陶瓷刀具和金剛石涂層刀具已開始得到應用。 （ 2） 多功能化配有自動換刀機構 (刀庫容量可達 100 把以上 )的各類加工中心，能在同一臺機床上同時實現銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工，現代數控機床還采用了多主軸、多面體切削，即同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。數控系統(tǒng)由于采用了多 構和分級中斷控制方式，即可在一臺機床上同時進行零件加工和程序編制，實現所謂的“前臺加工，后臺編輯 ”。為了適應柔性制造系統(tǒng)和計算 機集成系統(tǒng)的要求，數控系統(tǒng)具有遠距離串行接口，甚至可以聯網，實現數控機床之間的數據通信，也可以直接對多臺數控機床進行控制。 （ 3） 智能化現代數控機床將引進自適應控制技術，根據切削條件的變化，自動調節(jié)工作參數，使加工過程中能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產效率。具有自診斷、自修復功能，在整個工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時對 統(tǒng)本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、檢查。一旦出現故障時，立即采用停機等措施，并進行故障報警，提示發(fā)生故障的部位、原因等。 還可以自動使故障模塊脫機，而接通備用模塊，以確保無人化工作環(huán)境的要求。為實現更高的故障診斷要求，其發(fā)展趨勢是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。 （ 4） 數控編程自動化隨著計算機應用技術的發(fā)展，目前 形交互式自動編程已得到較多的應用，是數控技術發(fā)展的新趨勢。它是利用 經計算機內的刀具軌跡數據進行計算和后置處理，從而自動生成 件加工程序，以實現 集成。隨著 術的發(fā)展，當前又出現了 與 統(tǒng)編程的最大 區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數不必由人工參與，直接從系統(tǒng)內的 （ 5） 可靠性最大化數控機床的可靠性一直是用戶最關心的主要指標。數控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數量，來提高可靠性。通過硬件功能軟件化，以適應各種控制功能的要求，同時采用硬件結構機床本體的模塊化、標準化和通用化及系列化，使得既提高硬件生產批量，又便于組織生產和質量把關。還通過自動運行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現對系統(tǒng)內硬件、軟件和各種外部設備進行故 障診斷和報警。利用報警提示，及時排除故障；利用容錯技術，對重要部件采用 “冗余 ”設計，以實現故障自恢復；利用各種測試、監(jiān)控技術，當生產超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時，自動進行相應的保護。 （ 6） 控制系統(tǒng)小型化數控系統(tǒng)小型化便于將機、電裝置結合為一體。目前主要采用超大規(guī)模集成元件、多層印刷電路板，采用三維安裝方法，使電子元器件得以高密度安裝，較大規(guī)?？s小系統(tǒng)的占有空間。而利用新型的彩色液晶薄型顯示器替代傳統(tǒng)的陰極射線管，將使數控操作系統(tǒng)進一步小型化。這樣可以方便地將它安裝在機床設備上，更便于對數控機床的操作 使用。