第七章数控技术的发展趋势共57页
数控技术现状及发展趋势
数控技术现状及发展趋势数控技术是指利用数学模型和计算机编程控制机械设备进行加工和制造的技术，它是先进制造技术的重要组成部分。
随着工业自动化和制造业智能化的加速发展，数控技术在现代制造业中的应用越来越广泛，成为了推动中国制造向高端、智能化方向转型升级的重要手段之一。
一、数控技术现状数控技术已广泛应用于航空航天、机械制造、汽车、电子、医疗器械等领域。
目前，中国数控机床行业生产的数控机床制造技术和设备水平已经进入世界先进行列，除了满足国内消费者的需求之外，还在国际市场上有着强大的竞争力。
随着工业自动化和制造业智能化的不断推进，数控技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
从国内数控机床产业的发展来看，数控机床制造企业数量、产品种类和数量、市场份额及技术水平都在稳步提高，许多企业已经在产业链上形成了具备核心竞争力的业务模式。
二、数控技术的发展趋势1.数字化、智能化、网络化随着人工智能、物联网、云计算技术的迅速发展，数控机床也在数字化、智能化和网络化方向上快速前行。
数控机床不再是单纯的机械设备，它们开始拥有更多的智能功能，例如自适应、自诊断、自巡检等，以及通过互联网可以实现远程监控、远程诊断、远程维保等。
2.多元化、柔性化随着市场需求的多元化和个性化，数控机床的多元化、柔性化需求也越来越大。
目前制造企业需要更加灵活、高效、定制化的生产设备来满足不断变化的市场需求，这为数控机床的多元化和柔性化提供了更多的发展机会。
3.智能化制造在智能化制造方面，数控机床已经开始与其他智能制造设备进行集成，形成完整的智能制造生产线，例如数字化车间、智能装备等。
它们不仅能够自适应生产，还能够自主维护和管理，使整个生产过程更加高效和协调。
4.绿色制造随着环保意识的不断提高，绿色制造成为了制造业发展的重要趋势。
在数控机床行业中，绿色制造主要体现在节能、降耗和依靠可再生能源上。
未来数控机床制造企业需要更加注重绿色生产，减少对环境的影响，保证可持续发展。
第7章 数控技术的发展趋势(2)
第7 章
数控技术的发展趋势
3) 分布式数据处理技术 由于CIMS系统的庞大、复杂和地域分散，因此， CIMS系统的庞大 由于CIMS系统的庞大、复杂和地域分散，因此， 只有采用分布式的数据技术能保证实现子系统间的 程序共享。 程序共享。 4) 人工智能技术 为了发挥综合自动化和人机结合的潜在效益， 为了发挥综合自动化和人机结合的潜在效益， CIMS中必须充分利用各种决策优化 中必须充分利用各种决策优化、 在CIMS中必须充分利用各种决策优化、专家系统和 智能接口等技术。 智能接口等技术。
第7 章
数控技术的发展趋势
第二节
一、柔性制造单元
柔性制造系统
柔性制造单元(FMC， Cell)由一台或 柔性制造单元(FMC，Flexible Manufacturing Cell)由一台或 (FMC 数台数控机床或加工中心构成的加工单元。 数台数控机床或加工中心构成的加工单元。单元中配备有某种形 式的托盘交换装置，如一台机器人或通用托盘和夹具搬运装置。 式的托盘交换装置，如一台机器人或通用托盘和夹具搬运装置。 柔性制造单元通常有固定的加工过程，零件在各工序间顺序流动。 柔性制造单元通常有固定的加工过程，零件在各工序间顺序流动。 单元计算机作实时程序、负荷平衡和作业计划控制。 单元计算机作实时程序、负荷平衡和作业计划控制。 由多台机床组成的柔性制造单元往往将机床和辅助设备围成一 其中心配置一台工业机器人， 圈，其中心配置一台工业机器人，用以装卸工件和在机床间输送 工件。 工件。 柔性单元根据需要可以自动更换刀具和夹具，加工不同的工件。 柔性单元根据需要可以自动更换刀具和夹具，加工不同的工件。 该单元适合加工形状复杂，加工工序简单，加工工时较长， 该单元适合加工形状复杂，加工工序简单，加工工时较长，批量 小的零件。它有较大的设备柔性，但人员和加工柔性低。 小的零件。它有较大的设备柔性，但人员和加工柔性低。
数控技术的发展趋势
近几年来，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。
数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。
具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的基础。
数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。
机床数控系统，即计算机数字控制(CNC)系统是在传统的硬件数控(NC)的基础上发展起来的。
它主要由硬件和软件两大部分组成。
通过系统控制软件与硬件的配合，完成对进给坐标控制、主轴控制、刀具控制、辅助功能控制等。
CNC系统利用计算机来实现零件程序编辑、坐标系偏移、刀具补偿、插补运算、公英制变换、图形显示和固定循环等。
使数控机床按照操作设计要求，加工出需要的零件。
1 数控系统的组成是由系统程序、输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置等组成。
数控装置是数控系统的核心，数控装置有两种类型：一是完全由硬件逻辑电路的专用硬件组成的数控装置即NC装置；二是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置即CNC装置。
由于计算机技术的不断发展，尤其是微处理器和微型计算机应用于数控装置后，现在NC装置已逐步被CNC装置所取代。
数控系统的硬件除了一般计算机具有的CPU、EPROM、RAM接口外，还具有数控位置控制器、手动数据输入(MDA)接口、视频显示(CRT或LCD)接口和PLC接口等。
所以CNC 装置是一种专用计算机。
目前CNC系统大都采用体积小，成本低，功能强的微处理机。
系统主要由微机及其相应的I／O设备、外部设备、机床控制及其I／O通道组成。
数控系统的软件分为管理软件和控制软件两种。
管理软件用来管理零件程序的输入、输出、刀具位置、系统参数、零件程序显示、机床状态及报警，故障诊断等。
数控技术的发展趋势
数控技术的发展趋势随着工业的发展和科技的进步，数控技术正在取得快速发展。
数控技术是一种利用计算机或者专用数控系统控制机床进行加工的技术，其主要特点是具有高度自动化、高精度和高效率的特点。
以下是数控技术发展的一些趋势。
首先，数控技术的软硬件集成化趋势越来越明显。
随着计算机技术的不断发展，数控系统的软件和硬件也在不断的提升。
硬件方面，数控系统的处理器性能不断提高，内存和存储容量也随之增加。
软件方面，数控系统的功能越来越强大，可以实现更多的加工功能，比如曲线加工和复杂曲面加工等。
同时，数控系统还可以实现与其他系统的集成，比如与企业资源计划系统（ERP）进行数据传输和交互。
这种集成化的趋势，使得数控技术更加智能化和高效化。
其次，数控技术的智能化趋势也逐渐显现。
随着人工智能技术的不断发展，人们对数控技术的智能化要求也越来越高。
智能化数控技术可以实现人机交互，通过图像识别和语音识别等技术，可以实现机床的自动编程和故障诊断等功能。
同时，智能化数控技术还可以实现机床的自我学习和优化加工，提高加工质量和效率。
再次，数控技术的绿色化趋势也变得越来越重要。
随着环境保护意识的不断增强，人们对机械加工过程中产生的废气、废水和废渣等问题越来越关注。
绿色化数控技术可以通过优化机床的结构和使用新型的切削材料，减少加工过程中的能源消耗和废物排放。
同时，绿色化数控技术还可以通过优化加工路径和加工参数，降低加工过程中的噪音和振动，提高工作环境的舒适度。
最后，数控技术在制造业的应用范围也在不断扩大。
数控技术在航空航天、汽车、电子、医疗器械等领域的应用越来越广泛。
随着新材料和新工艺的不断出现，传统的机械加工已经无法满足对产品质量和效率的要求，数控技术成为了解决这些问题的重要手段。
同时，数控技术还可以实现生产过程的柔性化和个性化，满足不同用户的需求，提高产品的差异化竞争能力。
综上所述，数控技术的发展趋势包括软硬件集成化、智能化、绿色化和应用范围扩大等方面。
数控技术发展趋势预测：2024年将迎来哪些变革
数控技术作为智能制造的重要支撑，正处于快速发展的阶段。
未来的数控技术发展将受到多方面因素的影响，包括人工智能、物联网、大数据等。
本文将探讨2024年数控技术的发展趋势，并对可能出现的变革进行预测。
引言数控技术是通过计算机和数控设备来控制机床进行加工的一种制造技术。
随着智能制造概念的兴起和技术的飞速发展，数控行业正面临着前所未有的机遇与挑战。
本文将基于当前的发展态势，预测2024年数控技术的发展趋势，并展望可能出现的变革。
一、人工智能与数控技术的融合人工智能技术的快速发展将为数控行业带来巨大的变革。
在2024年，我们可以预见到人工智能与数控技术的融合将进一步加深。
通过将深度学习、机器学习等人工智能技术应用于数控设备的控制系统中，机床将具备更强的学习和自适应能力。
这将使得数控设备能够根据加工过程的需求进行灵活调整，提高生产效率和产品质量。
二、物联网与数控技术的协同发展物联网技术的广泛应用将为数控技术带来新的机遇。
在2024年，我们可以预见到物联网与数控技术将实现更紧密的协同发展。
通过将传感器等物联网设备与数控设备相连接，实现对机床状态、加工参数等信息的实时监测和分析，进一步提高生产过程的可视化和自动化水平。
同时，物联网技术还可以实现设备之间的互联互通，实现生产过程的全面优化和集成管理。
三、大数据与数控技术的应用大数据技术的快速发展将为数控技术的应用带来新的突破。
在2024年，我们可以预见到大数据与数控技术的应用将更加广泛。
通过对生产过程中产生的海量数据进行采集、存储和分析，可以帮助企业更好地了解产品质量、设备状态等信息，并辅助决策。
同时，大数据技术还可以为数控设备的维护提供更准确的预测和诊断，提高设备的可靠性和使用寿命。
四、个性化定制与数控技术的结合消费者需求的多样化将推动数控技术向个性化定制方向发展。
在2024年，我们可以预见到个性化定制与数控技术的结合将进一步加深。
通过将数控技术应用于个性化定制领域，企业可以根据消费者的个性化需求快速调整生产线，实现批量生产与个性化定制的有机结合，提高生产效率和市场竞争力。
数控技术发展趋势
汇报人：
日期:
• 数控技术概述 • 数控技术的现状 • 数控技术的发展趋势 • 数控技术的发展面临的挑战与解决方案 • 总结与展望
01
数控技术概述
数控技术的定义与特点
数控技术的定义
数控技术是一种基于数字控制（NC）和计算机技术的自动化加工技术。它通过 编程和数据处理，实现对工件的精确加工和生产过程的精确控制。
数控加工技术的现状
01
02
03
高效加工
通过优化加工参数和提高 机床性能，实现高效加工 ，缩短加工时间和降低成 本。
智能加工
利用人工智能、机器学习 等技术，实现智能加工， 提高加工质量和效率。
绿色加工
采用环保技术和工艺，减 少加工过程中的废弃物和 能源消耗，实现绿色加工 。
数控编程技术的现状
图形化编程
智能互联和云制造技术将进一步发展，实 现设备之间的实时通信和数据共享，提高 生产效率和灵活性。
04
数控技术的发展面临的挑战与解决方 案
技术创新与突破
1 2
突破关键核心技术
加强基础研究和应用研究，突破关键核心技术， 提高数控技术的自主创新能力和核心竞争力。
推广数字化智能化制造
加快推广数字化智能化制造技术，推动制造业向 数字化智能化转型，提高制造业的效率和效益。
我国数控技术的快速发展。
加强行业协会作用
加强行业协会的作用，发挥行业 协会在产业协同合作中的桥梁和 纽带作用，推动行业的健康发展
。
政策支持与引导
加强政策支持
加强政策支持和引导，加大对数控技术研发和产业化的投入力度 ，推动数控技术的快速发展和应用。
完善法规体系
完善相关法规体系，加强对数控技术知识产权的保护和管理，促 进技术创新和成果转化。
浅谈数控技术的发展趋势
浅谈数控技术的发展趋势
一、简介
数控技术是一种自动化的机械工艺，它利用计算机软件来控制负责加
工的工作中心，如车床、铣床、攻丝机、切削拉床等。
数控技术能实现自
动加工，从而大大提高了零件的精度和产量。
它被广泛应用于航空航天、
汽车制造、机械制造、石油化工、电力设备制造等行业，从而促进了全球
制造业的发展。
二、数控技术发展的主要方向
1、智能制造和微机控制
随着数字化、智能化、网络化的发展，数控技术已经向数控智能制造
和微机控制方向发展。
微机控制技术使数控加工更智能化、智能化和可视化，开始将计算机技术和机械加工技术结合在一起。
人们不再需要在控制
系统中输入一系列的指令，而是改用直接输入图形，让控制器直接识别并
运行，精确控制加工形状和流程。
2、智能设备和智能系统
为了提高生产效率和节省能源，科学家和工程师正在设计和建造智能
设备和智能系统。
智能设备可以根据工件和加工要求，自动调整加工参数，以获得最佳的加工结果；智能系统则可以自动进行状态监测、参数调整、
报警等控制功能，以保证加工的安全和精确度。
3、智能机器人与自动加工
智能机器人的出现。
数控技术的发展趋势
INTELLIGENCE（上接第201页）为在激烈的市场竞争中立于不败之地，各发达国家均投入巨资对现代制造技术进行研究并相继提出了多种全新的制造模式，使得数控车削加工在加工精度、直线和圆弧插补以及在加工中能自动变速等方面均得到了不同程度的提高。
未来数控技术的发展趋势主要有以下几点：1.高速化、高精度提高生产率一直是数控技术发展的一个基本目标。
而实现这个目标最重要最直接的方法就是提高切削速度，并减少辅助时间。
目前，高速主轴转速已达到15000~100000r/min ，而工件的加工精度主要取决于机床精度、编程精度、插补精度和伺服精度。
微处理器芯片的迅速发展为数控系统的高速度、高精度提供了保障。
CPU 的频率由原来的5mhz 、10mhz 提高到几百兆mhz 、上千兆mhz ，甚至更高。
而且新型数控机床具有很高的分辨率，达到0.01μm 和0.001μm 。
2.高效能、高自动化、高可靠性为了减少机床辅助时间，提高机床效率，除了在结构上采取一系列措施外，在数控技术上采用脱机编程、图形模拟等技术，然后后台输入修改编程程序，前台加工缩短新的加工程序在机调试时间，使机床的高效能不断得到提高。
自数控装置发展到以微处理器为主体组成CNC 系统后，系统的功能得到不断扩大，因此数控机床的自动化程度也不断提高。
新型数控系统大量采用大规模和超大规模集成电路，还采用专门芯片，提高集成度以及使用表面封装技术等方法，减少了元器件数量和它们之间的连线和焊点数目，从而大大降低系统的故障，使数控不断地向高可靠性方向发展。
3.高复合化和多轴化方向发展以减少工序，辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。
数控技术发展的趋势是多功能机床。
核心是在一台机床上要完成车削、铣削、钻孔、镗孔、攻螺纹、铰孔和扩孔等多种操作工序，完成多工序、多表面的复合加工。
4.高柔性化、网络化方向发展虽然传统的非数控机床也具有一定的柔性，但它不能获得高的效能和稳定的精度，更不适应复杂型面的加工，因此数控技术的高效柔性化制造设备及其制造系统需兼具下列特征：a.高度的灵活性和多品种生产的快速适应性；b.高效的生产能力，高柔性化反映了制造业在竞争激烈的市场环境下要求产品生产变换的灵活性和产品质量持续提高，更能适应生产发展的需要。
数控技术的发展现状与趋势
数控技术的发展现状与趋势
一、数控技术发展现状
数控技术是指将计算机系统应用于机械的控制，并与机械匹配使用的
技术。
它具有很高的灵活性和可靠性，具有自动操作，智能化，精确度高，多种加工方式，能够实现大批量生产的特点。
数控技术在过去60多年里取得了巨大的发展，在很多领域都得到广
泛应用，比如汽车制造、航空航天、数字化印刷、数字化印刷、数控机床
制造、模具制造、管理和控制等。
现在，数控技术已经发展成为制造业发
展过程中重要的技术平台。
数控技术在推动工业4.0的发展中发挥着关键作用。
现在，数控设备
正在被全面应用于制造工厂，并改变着传统的专业制造模式，它为快速反
应需求提供了可能性，降低了产品开发时间，提高了与市场的配合程度。
二、数控技术发展趋势
1、可编程逻辑控制（PLC）及其应用的普及
PLC是一种可以灵活操作的控制系统，具有良好的性能，可靠性，安
全性，容易操作和使用，可编程逻辑控制器在控制系统自动化、智能化和
信息化过程中发挥了至关重要的作用，未来将成为控制系统的核心技术。
2、自动化软件的发展
数控技术离不开自动化软件的支持。
GW71_数控技术的发展趋势
3、趋势——控制智能化
随着人工智能技术的不断发展，为满足制造业 生产柔性化、制造自动化发展需求，数控技术智能 化程度不断提高，体现在：
加工过程自适应控制技术：通过监测主轴和进给
电机的功率、电流、电压等信息，辩识出刀具的受力、 磨损以及破损状态，机床加工的稳定性状态；并实时修 调加工参数（主轴转速，进给速度）和加工指令，使设 备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低工件表面 粗糙度以及设备运行的安全性。
以色列的外置式力自适应速度控制器
加工参数的智能优化:将零件加工的一般规律、特殊
工艺经验，用现代智能方法，构造基于专家系统或基 于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，获得优 化的加工参数，提高编程效率和加工工艺水平，缩短 生产准备时间。使加工系统始终处于较合理和较经济 的工作状态。
智能化交流伺服驱动装置：自动识别负载、自动调整
控制参数，包括智能主轴和智能化进给伺服装置，使驱动 系统获得最佳运行。
目前已开发出自学习功能的神经网络电火花加工系统。日本大 隈公司的7000系列数控系统具有人工智能自动编程功能。
智能故障诊断与自修复技术
智能故障诊断技术：根据已有的故障信息，应用现 代智能方法，实现故障快速准确定位。
智能故障自修复技术：根据诊断故障原因和部位， 以自动排除故障或指导故障的排除技术。集故障自 诊断、自排除、自恢复、自调节于一体，贯穿于全 生命周期。
3.开放式数控系统特征
模块间接口协议描述精确，允许各模块独立开发； 允许体系结构本身能被扩展； 系统构件（软件和硬件）具有标准化(Standardization)
与多样化( Diversification)和互换性(Interchangeability) 的特征 允许通过对构件的增减来构造系统，实现系统“积木式” 的集成。构造应该是可移植的和透明的；
数控技术的发展趋势
数控技术的发展趋势
随着21世纪的到来，数控技术的发展以前所未有的方式从加工工艺
的改善，提高劳动生产率，更好地满足了世界市场的需求。
随着技术的普及，制造业正在迅速发展，推动经济和社会的发展。
数控技术在这一时期
有着重要的地位，改变着传统制造技术。
数控技术的发展趋势是多样化的，从加工精度，加工能力，智能化，
可靠性，运行效率，到节能环保等方面，都在不断提高。
传统的机床技术
可以提供加工的精度，但不能满足当今消费者对加工效率和质量的要求。
数控技术是一种可以自动控制机器加工的技术，是一种高精度，高能效的
加工技术，可以让机器以最快的速度完成加工，使机器的加工效率大大提高。
此外，数控技术还将智能传感器，智能控制器，仿真技术，虚拟设备，虚拟设备，虚拟技术等一系列新技术纳入到其中，使得机器具有智能化。
它可以自动识别工件，自动完成检测，自动调整工艺参数，自动控制机器
的运行，自动调整工件的大小和形状，给工作人员带来更多的便利。
此外，数控技术还在不断改善可靠性。
数控技术的发展历程及发展趋势
数控技术的发展历程及发展趋势随着汽车、航空航天等工业轻合金材料的广泛应用，高速加工已成为制造技术的重要发展趋势。
高速加工具有缩短加工时间、提高加工精度和表面质量等优点，在模具制造等领域的应用也日益广泛。
机床的高速化需要新的数控系统、高速电主轴和高速伺服进给驱动，以及机床结构的优化和轻量化。
高速加工不仅是设备本身，而是机床、刀具、刀柄、夹具和数控编程技术，以及人员素质的集成。
高速化的最终目的是高效化，机床仅是实现高效的关键之一，绝非全部，生产效率和效益在"刀尖"上。
数控技术的发展历程及发展趋势如何？本文开门见山直接列举了数控技术的发展历程及未来的发展趋势。
数控技术的发展历程是什么1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。
由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。
1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。
1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)，使数控装置进入了第二代。
1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。
1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC)，这是第五代数控系统。
20世纪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。
第7章 数控技术的发展趋势(1)
第7章
数控技术的发展趋势
三、复合化方向
通过增加机床的功能，减少工件加工过程中的多次装夹、 重新定位、对刀等辅助工艺时间，来提高机床利用率的，因 此复合化加工是现代机床技术发展的另一重要方面 在一台机床上实现多工序、多方法加工是数控机床发展 的又一趋势。已经出现了集钻、镗、铣功能于一身的数控机 床，可完成钻、镗、铣、扩孔、铰孔、攻丝等工序的加工中 心，以及车削加工中心，钻削、磨削加工中心，电火花加工 中心等。 近年来又出现了高复合化数控机床，如增加了车削和磨 削功能的镗铣类加工中心等，不但有更高的加工精度，而且 可以提高工作效率，节约占地面积和投资。
第7章
数控技术的发展趋势
一、高速度方向
高速切削是指在比常规切削速度高出许多的速度下进行的切 削加工。由于不同的加工程序和机床、不同的工件材料，对应的 切削速度范围也不同，因而很难就高速切削的速度范围给定一个 确定的数值。通常有如下几种观点：切削速度很高，通常认为其 速度超过普通切削的5-10倍；机床主轴转速很高，一般将主轴转 速在10000-20000r/min以上定为高速切削；进给速度很高，通常 达15-50m/min，最高可达90m/min；对于不同的切削材料和所釆 用的刀具材料，高速切削的含义也不尽相同；切削过程中，刀刃 的通过频率(Tooth Passing Frequency)接近于“机床－刀具－ 工件”系统的主导自然频率(Dominant Natural Frequency)时， 可认为是高速切削。
第3章 数控机床机械机构
第7章
数控技术的发展趋势
第7章
数控技术的发展趋势
7.1 数控技术的发展方向 7.2 柔性制造系统 7.3 计算机集成制造系统 思考题与习题
第7章
数控技术的发展趋势及应对策略
数控技术的发展趋势及应对策略摘要本论文主要是针对制造技术中所涉及到数控技术进行了分析总结，说明在当前制造业日益发展的情况下数控技术在制造业中的作用、地位。
说明了我国在发展数控技术方面所遇到到各种情况。
指出了当前数控技术的发展方向。
及其应对的策略。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。
等各个方面。
1数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业(it、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
可以说这些重要行业的数控技术的应用水平反应了国家在这些重要行业的地位。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。
1.1高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会(cIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒，辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一。
从EM02001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m／min，甚至更高，空运行速度可达100m／min左右。
目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。
美国CINCINNATI公司的HypeMach机床进给速度最大达60m／min，快速为loom，min，加速度达2g，主轴转速已达60000r／min。
数控技术的发展趋势
鞋楦专用数控机床介绍
鞋楦是各种鞋设计和制造的依托，是鞋的母体，是制鞋过程中不可取代的重要模具。
传统的鞋楦制造方法是手工制作母楦后，以母楦为模板在鞋楦仿形加工机床上进行加工，由于机械级放只是一种近似，通常同一系列不同规格的鞋楦制造需采用多种母楦，造成母楦制备困难、制造周期长、成本高，而且母楦制造误差将直接影响鞋楦的制造精度，进而影响鞋的质量。
根据国民经济发展和国家重点建设工程的具体需求，设计制造“高、精、尖”重大数控装备，打破国外封锁，掌握数控装备关键技术，创出中国数控机床品牌，提高市场占有率是全面提升我国基础制造装备的核心竞争力的关键所在。
二、数控技术的发展趋势
早期的数控系统采用穿孔纸带传送加工程序，由专用数控装置读入加工代码、进行识别、储存和计算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统。70年代中期小型计算机出现。由于其较低的价格，高超的数据处理和输入输出功能，使它迅速应用到数控机床的控制系统中，出现所谓计算机数控(CNC)和直接数控(DNC)系统。九十年代以来，计算机技术的发展日新月异，通用计算机从8位机，已发展到奔腾时代。其速度和功能已比当年的8位机快了几百倍。使得在通用微机上以软件方式可以实现各种数控功能，数控技术发生了深刻变化。PC机上的丰富软件资源、友好的人机界面，是其它数控系统所无法比拟的。基于微机的开放式数控系统已成为世界数控技术的发展潮流，以PC机为平台的数控技术的应用范围迅速扩大。
鞋楦CAM以鞋楦CAD处理后的数据为基础，按照加工工艺要求进行加工工艺过程设计和加工数据处理，根据鞋楦的三维轮廓数据以及数控刻楦机的铣刀旋转包络面，逐个计算在加工时每个刀位点处铣刀需移动的距离、速度以及楦体转动的速度，然后把这些数据按规定的格式生成加工数据文件，最终为数控刻楦机提供鞋楦加工数据。
数控技术的最新发展趋势.doc
数控技术的最新发展趋势数控技术的最新发展趋势摘要：数控技术是先进制造技术的重要组成部分，它使传统的制造业产生了根本性的变革。
本文阐述了数控技术的发展现状，分析未来我国对数控技术实际需求及数控技术的最新发展趋势。
关键词：数控技术；发展现状；趋势数控技术是以数字化进行控制机床运作及加工过程的一种方法，由数控装置、进给装置、可编程控制器、主轴驱动器等部分组成。
信息技术、计算机技术、传统控制技术的优化结构及有机结合，给数控技术发展现代化提供了新的契机和空间。
数控技术的不断发展和应用领域的不断扩大，对关系国计民生的重要行业的发展起着越来越重要的作用。
一、数控技术的发展现状目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。
加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。
CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。
在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。
由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。
数控技术的发展趋势
1, 国内外数控技术发展状况 世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。
90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。
如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。
如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。
20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。
自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。
数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。
世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。
90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。
如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。
如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。
我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。
但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50％，库存超过4个月。
从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。
从2000年8月份的上海数控机床展览会和2001年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。
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2019
2019
2019
年度
Ra——表面粗糙度（um），δ——加工误差（um），
Vf——进给速度（mm/min），Vc——切削速度（m/min）
图 数控机床的高速化对加工质量的影响
（1） 智能化适应控制技术
安冶学院
图 智能化适应控制下的进给速率
（2） 自动编程技术
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（3） 具有故障自动诊断功能
第二次世界大战以后，美国 为了加速飞机工业的发展， 要求革新一种样板加工的设 备。 1948年，美国帕森斯 (Parsons)公司在研制加工 直升飞机叶片轮廓检查用样 板的机床时，提出了数控机 床的初始设想。
安冶学院 1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院研制成功了世界
上第一台数控机床。
麻省理工学院（MIT） 伺服机构实验室
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并联运动机床布局的基本特点是，以机床框架为固定平 台的若干杆件组成空间并联机构，主轴部件安装在并联机 构的动平台上，改变杆件的长度或移动杆件的支点，按照 并联运动学原理形成刀头点的加工表面轨迹。
6 基于PC（PC-BASED）的数控：20世纪80年代，基于PC开发式数控
系统。
二个阶段
1952~1955，电子管
硬 件 数 1955~1959，晶体管 控
1959~1965，小规模集成电路
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1970s (1970~1974)，小型计算机
计 算 机 1974-微处理器 (MCNC) 数 1979超大规模集成电路 (VLIC) 控
2）机床结构技术上的突破性进展当属20世纪90年代中期问世的 并联机床。
并联机床是机器人技术、机床结构技术、现代伺服驱动技术和数控 技术相结合的产物，被称为“21世纪的机床”
并联运动机床
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并联运动机床是以空间并联机构为基础，充分利用计算
机数字控制的潜力，以软件取代部分硬件，以电气装置和 电子器件取代部分机械传动，使将近两个世纪以来以笛卡 尔坐标直线位移为基础的机床结构和运动学原理发生了根 本变化。
1994~ PC-NC.
安冶学院
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§7-2 数控技术的发展趋势
1、 5、提高数控系统的可靠性 6、 实现数控装备的复合化 7、 CAD/CAM/CNC一体化，实现数字化制造
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随着计算机技术的发展，数控技术不断采用计算机、 控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着下述方向 发展。
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（4） 智能寻位加工
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传统的数控系统都是专门、具有不同的编程语言、非标准人机接口、 多种实时操作系统、非标准的硬件接口等特征，造成了数控系统使 用和维护的不便，也限制了数控技术的进一步发展。为了解决这些 问题，人们提出了“开放式数控系统”的概念。
概念最早见于1987年美国的NGC(Next Generation Controller)计划， NGC控制技术通过实现基于相互操作和分级式的软件模块的“开放式 系统体系结构标准规范（SOSAS）”找到解决问题的办法。一个开放 式的系统体系结构能够使供应商为实现专门的最佳方案去定制控制 系统。
1、加工高速化、高精度化
（1）高速化
可充分发挥现代刀具材料的性能 ，可大幅度提高加工效率、降低 加工成本，提高零件的表面加工 质量和精度。
高速CPU芯片 主轴高速化，采用电主轴 采用全数字交流伺服 机床动、静态性能的改善
上世纪90年代以来，高速主 轴单元（电主轴，转速 15000－100000r/min）、 高速进给运动部件（快移速 度60~120m/min，切削进给 速度高达60m/min）、高性 能伺服系统以及工具系统都 出现了新的突破。
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1 电子管：1952，Parsons Corp.,MIT,美空军后勤司令部合作，第一台立式
铣；
2 晶体管、印刷电路：1959，晶体管元件的出现使电子设备的体积大大减
小，数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板，K&T开发第一台加工中心 MILWAUKEE-MATIC 。
3 小规模集成电路：1965,由于它体积小、功耗低，，使数控系统的可
靠性得以进一步提高。1967英国最初的FMS.
4 通用小型计算机：1970，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展
出了一台以通用小型计算机作为数控装置的数控系统，特征为许多数控功能由 软件完成。
5 微处理器：1974，开始出现的以微处理器为核心的数控系统被人们誉
为第五代数控系统，近30年来，装备微处理机数控系统的数控机床得到飞速发 展和广泛应用。
0.01~0.05微米，加工圆度为0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。
Ra
δ
Vf
VC
25 0.10 20 0.08
Ra
15 0.06 10 0.04
5 0.02
δ VF
10000 2500 8000 2000 6000 1500
VC 4000 1000
2000 5000
1993
1994
•在分辨率为1μm时，快进速 度达240m/min，可获得复杂 型面的精确加工 •加速度达2g •主轴转速已达200,000rpm •换刀速度少于1 s
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图 切削速度的发展
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普通的加工精度提高了一倍，达到5微米；精密加工精度提高了两个数量级，
超精密加工精度进入纳米级（0.001微米），主轴回转精度要求达到
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5、提高数控系统的可靠性 数控系统平均无故障时间大于10000-30000 （小时） 电子与电气元件高集成、抗干扰，零部件制造专业化标准化
6、实现数控装备的复合化
1）传统机床基本上都遵循笛卡尔直角坐标系的运动原理被设计 制造出来，其结构为串联结构，存在悬臂部件，承受很大弯矩和 扭矩，不容易获得高的结构刚度。另外，传统机床组成环节多、 结构复杂，形成误差迭加，限制了加工精度和速度的提高。
§7-1 数控技术的产生与发展
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一、数控机床的产生
在汽车、拖拉机等大量生产的工业部门中，大都采用自动机床、 组合机床和自动线。但这种设备的第一次投资费用大，生产准备 时间长，这与改型频繁、精度要求高、零件形状复杂的舰船和宇 航，以及其他国防工业的要求不相适应。如果采用仿形机床，则 要制造靠模，不仅生产周期长，精度亦受限制。