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數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生
（作者未知） 2009/12/19
隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈，產(chǎn)品更新越來(lái)越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加，同時(shí)隨著汽車工業(yè)和輕工業(yè)消費(fèi)品的高速增長(zhǎng)，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，其精度日趨提高，性能不斷改善，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來(lái)越短，傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難以適應(yīng)這種多樣化、柔性化、高效和高質(zhì)量復(fù)雜零件加工要求。因此，對(duì)制造機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備——機(jī)床，必然會(huì)相應(yīng)地提出高效率、高精度和高自動(dòng)化的要求。
在機(jī)械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到70%——80%。這類產(chǎn)品的生產(chǎn)不僅對(duì)機(jī)床提出了“三高”要求，而且還要求機(jī)床應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力。特別是一些由曲線、曲面組成的復(fù)雜零件，若采用通用機(jī)床加工，只能借助畫線和樣板用手工操作的方法來(lái)加工，或利用靠模和仿型機(jī)床來(lái)加工，其加工精度和生產(chǎn)效率都受到了很大的限制。
數(shù)控機(jī)床就是為了解決單件、小批量，特別是高精度、復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。1947年美國(guó)PARSONS公司為了精確制造直升飛機(jī)機(jī)翼、漿葉和框架，開始探討用三坐標(biāo)曲線數(shù)據(jù)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)加工飛機(jī)零件。1952年麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)研究所用實(shí)驗(yàn)室制造的控制裝置與辛辛那提（Cincinnati Hydrotel）公司的立式銑床成功的實(shí)現(xiàn)了三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)控制銑刀連續(xù)空間曲面加工，它綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密檢測(cè)與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是一種新型的機(jī)床，可用于加工復(fù)雜曲面零件。該銑床的研制成功是機(jī)械制造行業(yè)中的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，揭開了數(shù)控加工技術(shù)的序幕。
數(shù)控機(jī)床的定義，國(guó)際信息處理聯(lián)盟IFIP(International Federation of Information Processing) 將其定義為：數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制的機(jī)床，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作按照這種程序系統(tǒng)發(fā)出的特定代碼和符號(hào)編碼組成的指令進(jìn)行。國(guó)標(biāo)GB8129—1987將“數(shù)控”定義為：用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。
數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)控機(jī)床自上世紀(jì)50年代問(wèn)世到現(xiàn)在的半個(gè)世紀(jì)中，數(shù)控機(jī)床的品種得以不斷發(fā)展，幾乎所有機(jī)床都實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了包括生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造和管理等全過(guò)程均由計(jì)算機(jī)集成管理和控制的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System），以實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域已從航空工業(yè)部門逐步擴(kuò)大到汽車、造船、機(jī)床、建筑等機(jī)械制造行業(yè)，出現(xiàn)了金屬成型類數(shù)控機(jī)床、特種加工數(shù)控機(jī)床，還有數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。
1. 高精度化 普通級(jí)數(shù)控機(jī)床加工精度已由原來(lái)的±10μm,提高到±5μm和±2μm，精密級(jí)從±5μm提高到±1.5μm。
2. 高速度化 提高主軸轉(zhuǎn)速是提高切削速度的最直接方法，現(xiàn)在主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)50000r/min，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)快速移動(dòng)速度達(dá)30-40m/min。
3. 高柔性化 由單機(jī)化發(fā)展到單元柔性化和系統(tǒng)柔性化，相繼出現(xiàn)柔性制造單元（FMC）,柔性制造系統(tǒng)（FMS）,和介于二者之間的柔性制造線（FTL）。
4. 高自動(dòng)化 數(shù)控機(jī)床除自動(dòng)編程，上下料、加工等自動(dòng)化外，還在自動(dòng)檢索、監(jiān)控、診斷、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)傳輸?shù)姆矫姘l(fā)展。
5. 復(fù)合化 包含工序復(fù)合化，功能復(fù)合化，在一臺(tái)數(shù)控設(shè)備上完成多工序切削加工（車、銑、鏜、鉆）
6. 高可靠性 系統(tǒng)平均無(wú)故障時(shí)間MTBF由80年代10000h提高到現(xiàn)在的30000h，而整機(jī)的MTBF也從100～200h提高到500～800h。
7. 在智能化 網(wǎng)絡(luò)化方面也得到較大發(fā)展現(xiàn)已出現(xiàn)了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行的遠(yuǎn)程診斷服務(wù)。
數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)
加工精度
數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的。目前數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量普遍達(dá)到了0.001mm，而且進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床能達(dá)到很高的加工精度。
對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)
在數(shù)控機(jī)床上改變加工零件時(shí)，只需從新編制（更換）程序，輸入新的程序就能實(shí)現(xiàn)對(duì)新的零件的加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。
自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低
數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工是按事先編好的程序自動(dòng)完成的，操作者除了安放穿孔帶或操作鍵盤、裝卸工件、關(guān)鍵工序的中間檢測(cè)以及觀察機(jī)床運(yùn)行之外，不需要（未完，下一頁(yè)）
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