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(完整word版)机床数控化改造必要性

一、机床进行数控化改造的必要性

〈1)数控机床:1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代

替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比,

起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础.

6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上,在美国诞生了第一台数控机床。从此，

传统机床产生了质的变化.近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展.

①数控NC)阶段1952~1970年）

早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实

时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路”搭成一台机床专用计算机作为数控系统，被

称为硬件连接数控HARD-WIREDNC），简称为数控NC）。随着元器件的发展，这个阶段历经了

三代，即1952年的第一代——电子管；1959年的第二代-—晶体管；1965年的第三代—-小规模

集成电路。

②计算机数控〈CNC）阶段1970年～现在)

到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心

部件，从此进入了计算机数控CNC）阶段〈把计算机前面应有的通用两个字省略了）。到

1971年,美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件-—运算器和控制器，采

用大规模集成电路技术集成在一块芯片上,称之为微处理器〈MICROPROCESSOR),又可称为中央

处理单元〈简称CPU)。

到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力

有富裕故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时

的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构

来解决。因为微处理器是通用计算机的核心部件,故仍称为计算机数控。

到了1990年,PC机〈个人计算机，国内习惯称微机)的性能已发展到很高的阶段,可以满足

作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于PC的阶段。

总之,计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代—-小型计算机;1974年的第五代-

-微处理器和1990年的第六代-—基于PC国外称为PC—BASED）.还要指出的是，虽然国外早已

改称为计算机数控〈即CNC）了,而我国仍习惯称数控〈NC）。

1.1.2数控技术

随着计算机、微电子、信息、自动控制、精密检测及机械制造技术的高速发展,机床数控技

术有了长足的进步。近几年一些相关技术的发展,如刀具及新材料的发展，主轴伺服和进给伺

服、超高速切削等技术的发展,以及对机械产品质量的要求越来越高等,加速了数控机床的发

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展。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。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。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

生产项目学会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；在航空和宇

航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速

度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏

空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方

式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔

性