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带你了解数控机床的发展历史

    数控机床是生产加工的关键设备，其可靠性是影响加工产品质量以及生产线运行的重要因素。本节围绕数控机床状态监控涉及的关键技术进行归纳和总结，包括国内外在数控机床及数控技术的发展、数控机床数据实时采集与监控技术、基于互联网的监控技术、数控机床故障诊断技术等四个方面的研究进展和成果。

    数控机床早期主要应用于工业，源于美国对飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工需求。高精度、数控机床亦曾几度成为世界上强国用来制裁敌对***的禁运物资。直至今天，西方***仍对我国企业采购***数控机床和装备进行多方和限制。20世纪40年代，数控机床的雏形诞生，主要应用于以及实验研究。其后经过20年左右的发展，一些较***的制造企业开始逐步应用纸带式机床。在这段时期，数控机床只在大批量零件的生产中才得到应用。同时世界上亦只有少数院校进行实验研究并开设相关课程。

    进入20世纪90年代中后期，数控机床的应用在发达***开始呈式发展，很大一部分原因是由于计算机技术的飞速发展，同时个人电脑广泛普及和计算机软件行业的蓬勃发展，数控编程也变得更加方便。并且随着计算机硬件的不断更新换代，数控机床的处理器也更为***，控制功能愈发强大，数控机床对制造企业产生的效益日益可观。20世纪90年代至今，数控机床在全世界范围内广泛普及，并不再局限应用于大批量生产。

    随着各个学科领域的交叉发展，工程制造领域各个方面彼此相互促进，高速加工中心、多轴联动机床、复合加工机床、高精密机床等数控机床的发展已达到的高度。相较而言，我国与工业发达***还有很大的差距，特别是机床数控化率以及数控机床的拥有数量还有着相当大的发展空间。值得一提的是，在“数控机床与基础制造装备”***科技重大专项的指导和推动下，数控机床行业近几年得到了快速发展。

数控机床加工零件基本的几个步骤

　　数控机床是数字程序控制机床的简称，它集通用性好的型机床、加工精度高的精密型机床和加工的型普通机床的特点于一身，是使用量大、覆盖面的一种机床。自动化数控机床是一种利用数控技术，按照事先编好的程序实现动作的机床。它由程序载体、输人装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统和机床机械部件构成。

　　在自动化数控机床上加工零件通常经过以下几个步骤：

　　1.根据加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写程序单，并把它记录在载体上；

　　2.把程序载体上的程序通过输入装置输入到CNC单元中去；

　　3.CNC单元将输入的程序经过处理之后，向机床各个坐标的伺服系统发出信号；

　　4.伺服系统根据CNC单元发出的信号，驱动机床的运动部件，并控制必要的辅助操作；

　　5.通过机床机械部件带动刀具与工件的相对运动，加工出要求的工件；

　　6.检测数控机床的运动，并通过反馈装置反馈给CNC单元，以减小加工误差。当然，对于开环数控机床来说是没有检测、反馈系统的。

机床可以分为哪些类？

      1.金属切削机床，主要用于对金属进行切削加工；

　　2.木工机床，用于对木材进行切削加工；

　　3.特种加工机床，用物理、化学等方法对工件进行特种加工；

　　4.锻压机械。狭义的机床仅指使用的、数量的金属切削机床。

 金属切削机床可按不同的分类方法划分为多种类型。

　　1.按加工方式或加工对象可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、花键加工机床、铣床、刨床、插床、拉床、特种加工机床、锯床和刻线机等。每类中又按其结构或加工对象分为若干组，每组中又分为若干型。

　　2.按工件大小和机床重量可分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床和超重型机床；

　　3.按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床；

　　4.按自动化程度可分为手动操作机床、半自动机床和自动机床；

　　5.按机床的自动控制方式，可分为仿形机床、程序控制机床、数字控制机床、适应控制机床、加工中心和柔性制造系统；

　　6.按机床的适用范围，又可分为通用、专门化和机床。

　　7.机床中有一种以标准的通用部件为基础，配以少量按工件特定形状或加工工艺设计的部件组成的自动或半自动机床，称为组合机床。

　　8.对一种或几种零件的加工，按工序先后安排一系列机床，并配以自动上下料装置和机床与机床间的工件自动传递装置，这样组成的一列机床群称为切削加工自动生产线。

　　9.柔性制造系统是由一组数字控制机床和其他自动化工艺装备组成的，用电子计算机控制，可自动地加工有不同工序的工件，能适应多品种生产。

　　机床是机械工业的基本生产设备，它的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。因此，机床工业的现代化水平和规模，以及所拥有机床的数量和质量是一个***工业发达程度的重要标志之一。

数控机床行业六大发展趋势。

1、多功能化

配有自动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工，现代还采用了多主轴、多面体切削加工。数控系统实现数控机床之间的数据通信，也可以直接对多台数控机床进行控制。

2、高速度、高精度化

速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器，以提高系统的基本运算速度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度

3、智能化

现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高机床的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。

4、数控编程自动化

随着计算机应用技术的发展，目前CAD/CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样，从而自动生成NC零件加工程序，以实现CAD与CAM的集成。

5、可靠性化

数控机床的可靠性一直是用户关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的及混合式集成电路，以减少元器件的数量，来提高可靠性。

6、控制系统小型化

数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成元件、多层印刷电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装，较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。