數(shù)控加工概論

數(shù)控加工概論數(shù)控車(chē)床數(shù)控銑床加工中心加工中心數(shù)控鉆床數(shù)控車(chē)床的主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)FANUC數(shù)控系統(tǒng)（顯示器及操作面板）FANUC數(shù)控系統(tǒng)（顯示器及操作面板）西門(mén)子系統(tǒng)的顯示操作部件、驅(qū)動(dòng)器、可編程控制器1952年世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在麻省理工學(xué)院研制成功。1954年世界上第一個(gè)自動(dòng)編程語(yǔ)言——APT語(yǔ)言誕生二十世紀(jì)六十年代初期，數(shù)控機(jī)床更廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，操作更加容易，功能更加強(qiáng)大。1976年，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）機(jī)床問(wèn)世，它具有存儲(chǔ)功能，響應(yīng)速度更快。數(shù)字控制（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控）是指在數(shù)控機(jī)床上使用數(shù)字編碼指令（數(shù)字或字母）對(duì)機(jī)床部件進(jìn)行控制的一種方法。數(shù)控發(fā)展情況1995年12月，美國(guó)SME主席G.Olling提出，“數(shù)字制造”（“digitalmanufacturing”）將會(huì)是我們的主要工作。什么是“數(shù)字制造”呢？簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是用數(shù)字的方式來(lái)存儲(chǔ)、管理和傳遞制造過(guò)程中的所有信息。在計(jì)算機(jī)世界里，可以產(chǎn)生各種各樣的信息，并把物理過(guò)程虛擬化；(DistributedNumericalControl)稱(chēng)為分布式數(shù)控可以對(duì)CAD/CAPP/CAM以及CNC的程序進(jìn)行傳送和分級(jí)管理。DNC技術(shù)使CNC與通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起,還可以傳送維修數(shù)據(jù)，使用戶與數(shù)控生產(chǎn)廠家直接通信；進(jìn)而把制造廠家聯(lián)系在一起，構(gòu)成虛擬制造網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在的問(wèn)題是，如何把這些信息從計(jì)算機(jī)“下載”到生產(chǎn)線，在生產(chǎn)過(guò)程中利用這些信息控制機(jī)器，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品；這個(gè)全過(guò)程就是數(shù)字制造。數(shù)控發(fā)展情況數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

1952年，電子管控制數(shù)控機(jī)床 1959年，晶體管控制數(shù)控機(jī)床，加工中心 60年代，集成電路數(shù)控機(jī)床 70年代，計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床 80年代，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)數(shù)控發(fā)展情況數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)加工程序什么是機(jī)床的數(shù)字控制以數(shù)字指令方式控制機(jī)床各部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。

例：N003G90G01X+35.Y+279.3Z-429.7S1000T02F500M07；

將數(shù)字代碼輸入機(jī)床的數(shù)字控制裝置（即控制機(jī)床的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)）中去，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的計(jì)算處理、伺服控制、驅(qū)動(dòng)機(jī)床各部件運(yùn)動(dòng)，完成上述空間直線段的加工。用這種控制技術(shù)控制的機(jī)床就稱(chēng)為“數(shù)控機(jī)床”或“NC機(jī)床”。（NumericallyControlledMachineTool）數(shù)控技術(shù)的基本概念1．概念數(shù)控加工是用數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)代替人工操作機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化加工的一種方法。2．加工的過(guò)程首先設(shè)計(jì)出零件的圖紙，根據(jù)零件圖進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，然后編制出數(shù)控程序并生成刀位數(shù)據(jù)文件，經(jīng)后置處理器進(jìn)一步處理后，數(shù)控指令以穿孔紙帶的形式輸入機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)輸入的指令進(jìn)行處理后，把它們轉(zhuǎn)化成輸出信號(hào)，用來(lái)控制各個(gè)機(jī)床部件，進(jìn)行數(shù)控加工。這樣，機(jī)床就會(huì)在指令的控制下加工出合格的零件。當(dāng)加工對(duì)象改變時(shí)，不需要重新調(diào)整機(jī)床，只要更換一個(gè)新的控制介質(zhì)（如穿孔紙帶）就可以加工新的零件。數(shù)控加工的特點(diǎn)3．?dāng)?shù)控加工的特點(diǎn)：1）加工精度高2）生產(chǎn)效率高3）自動(dòng)化程度高4）工件成本低5）生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短6）加工范圍廣7）有利于實(shí)現(xiàn)CAD系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)、CAM系統(tǒng)的集成。4．?dāng)?shù)控加工應(yīng)用適用于形狀比較復(fù)雜、中批或中批以下生產(chǎn)類(lèi)型、要求重復(fù)精度高以及在普通機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床和仿形機(jī)床上加工需要復(fù)雜工裝的零件。對(duì)形狀比較簡(jiǎn)單、批量較大的產(chǎn)品，采用數(shù)控加工就不合算，應(yīng)該采用其它自動(dòng)化機(jī)床數(shù)控加工的特點(diǎn)1．點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制也稱(chēng)為點(diǎn)位控制，通常適用于不關(guān)心刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡的場(chǎng)合，比如鉆孔、沖壓以及直線銑削等。這種方法只強(qiáng)調(diào)到達(dá)指定點(diǎn)時(shí)的坐標(biāo)精度，至于在指定點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)的路徑和速度則無(wú)關(guān)緊要。2．輪廓控制又稱(chēng)連續(xù)控制（continuouspath），在這種方法中，刀具相對(duì)于被加工工件嚴(yán)格精確的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度意義重大，而且各方向上的運(yùn)動(dòng)、加速或減速必須協(xié)調(diào)同步，才能加工形狀復(fù)雜的零件，絕大多數(shù)數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、焊接機(jī)床和加工中心均屬此類(lèi)。數(shù)控系統(tǒng)的類(lèi)型3．自適應(yīng)控制可以根據(jù)切削環(huán)境地變化，自動(dòng)對(duì)切削參數(shù)作相應(yīng)的改變，使其更加適應(yīng)新的環(huán)境，自適應(yīng)一詞由此而得。比如，機(jī)床可以根據(jù)刀具的鈍化程度、機(jī)床溫升以及振動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)切削用量。數(shù)控系統(tǒng)的類(lèi)型點(diǎn)位控制(PointtoPointControl)：嚴(yán)格控制點(diǎn)到點(diǎn)之間的距離，而與所走的路徑無(wú)關(guān)。YXO,PKQR△X△Y

圖1.1點(diǎn)位控制G00:P-K-QG01:P-Q數(shù)控系統(tǒng)的類(lèi)型輪廓加工控制(ContouringControl)：

不僅對(duì)坐標(biāo)的移動(dòng)量進(jìn)行控制，而且對(duì)各坐標(biāo)的速度及它們之間比率都要行嚴(yán)格控制，以便加工出給定的軌跡。。TL1L2L3L4L5L6L△X△YXY圖1.2

輪廓控制

數(shù)控系統(tǒng)的類(lèi)型原理:在允許的誤差范圍內(nèi),從微觀上看,用沿直線（精確地說(shuō)，沿逼近函數(shù)）的各軸最小單位移動(dòng)量合成的分段運(yùn)動(dòng)來(lái)代替曲線運(yùn)動(dòng)，從而加工出輪廓?；久~術(shù)語(yǔ)：1.點(diǎn)位控制：控制點(diǎn)到點(diǎn)的距離；2.輪廓控制：控制輪廓加工，實(shí)時(shí)控制位移和速度；3.分辨率：閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的最小監(jiān)測(cè)單位，也叫設(shè)定單位。它代表了數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床的精度。

脈沖當(dāng)量：數(shù)控系統(tǒng)中，一個(gè)指令脈沖代表的位移量(開(kāi)環(huán))；4.插補(bǔ):數(shù)據(jù)密化,用已知線型（已有插補(bǔ)軌跡）代替未知線型。

直線插補(bǔ)：數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是直線的，稱(chēng)為直線插補(bǔ)。

圓弧插補(bǔ)：數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧的，稱(chēng)為圓弧插補(bǔ)；●機(jī)床的數(shù)字控制是由數(shù)控系統(tǒng)完成的。數(shù)控能接收零件圖紙加工要求的信息進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，實(shí)時(shí)地向各坐標(biāo)軸發(fā)出速度位置控制指令。伺服驅(qū)動(dòng)裝置能快速響應(yīng)數(shù)控裝置發(fā)出的指令，驅(qū)動(dòng)機(jī)床各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)能提供足夠的功率和扭矩?！駲C(jī)床的數(shù)字控制包括：軌跡控制和開(kāi)關(guān)量控制。軌跡控制:直線、圓弧及其它各種平面,空間軌跡。由插補(bǔ)指令實(shí)現(xiàn)。插補(bǔ)指令越豐富，數(shù)控功能越強(qiáng)。開(kāi)關(guān)量控制：為配合數(shù)控加工，所需要的開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制，如程序停、冷卻液開(kāi)停、主軸正反轉(zhuǎn)等等。由輔助功能指令實(shí)現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床的組成及特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的組成

1）信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設(shè)備為穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、通訊接口由上位機(jī)輸入，也可以在MDI方式下，用手動(dòng)按鍵輸入。2）數(shù)控裝置：由CPU、存儲(chǔ)器、總線、功能部件和相應(yīng)軟件組成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。作用為將加工程序譯碼軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心。

數(shù)控機(jī)床的組成

1）信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設(shè)備為穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、通訊接口由上位機(jī)輸入，也可以在MDI方式下，用手動(dòng)按鍵輸入。2）數(shù)控裝置：由CPU、存儲(chǔ)器、總線、功能部件和相應(yīng)軟件組成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。作用為將加工程序譯碼軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心。

數(shù)控機(jī)床的組成

1）信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設(shè)備為穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、通訊接口由上位機(jī)輸入，也可以在MDI方式下，用手動(dòng)按鍵輸入。2）數(shù)控裝置：由CPU、存儲(chǔ)器、總線、功能部件和相應(yīng)軟件組成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。作用為將加工程序譯碼軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心。

數(shù)控機(jī)床的組成

1）信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設(shè)備為穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、通訊接口由上位機(jī)輸入，也可以在MDI方式下，用手動(dòng)按鍵輸入。2）數(shù)控裝置：由CPU、存儲(chǔ)器、總線、功能部件和相應(yīng)軟件組成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。作用為將加工程序譯碼軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心。

數(shù)控機(jī)床的組成

1）信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設(shè)備為穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、通訊接口由上位機(jī)輸入，也可以在MDI方式下，用手動(dòng)按鍵輸入。2）數(shù)控裝置：由CPU、存儲(chǔ)器、總線、功能部件和相應(yīng)軟件組成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。作用為將加工程序譯碼軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心。

數(shù)控機(jī)床的組成

1）信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設(shè)備為穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、通訊接口由上位機(jī)輸入，也可以在MDI方式下，用手動(dòng)按鍵輸入。2）數(shù)控裝置：由CPU、存儲(chǔ)器、總線、功能部件和相應(yīng)軟件組成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。作用為將加工程序譯碼軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心。

數(shù)控機(jī)床的組成

1）信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設(shè)備為穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、通訊接口由上位機(jī)輸入，也可以在MDI方式下，用手動(dòng)按鍵輸入。2）數(shù)控裝置：由CPU、存儲(chǔ)器、總線、功能部件和相應(yīng)軟件組成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。作用為將加工程序譯碼軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心。

數(shù)控機(jī)床的組成

1）信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設(shè)備為穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、通訊接口由上位機(jī)輸入，也可以在MDI方式下，用手動(dòng)按鍵輸入。2）數(shù)控裝置：由CPU、存儲(chǔ)器、總線、功能部件和相應(yīng)軟件組成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。作用為將加工程序譯碼軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心。

控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)

機(jī)床檢測(cè)反饋裝置控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的組成

1）信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設(shè)備為穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、通訊接口由上位機(jī)輸入，也可以在MDI方式下，用手動(dòng)按鍵輸入。2）數(shù)控裝置：由CPU、存儲(chǔ)器、總線、功能部件和相應(yīng)軟件組成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。作用為將加工程序譯碼軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、插補(bǔ)計(jì)算、補(bǔ)償計(jì)算，向各坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機(jī)床的核心。主要功能如下：

①多軸聯(lián)動(dòng)、多坐標(biāo)控制。②多種函數(shù)插補(bǔ)：直線、圓弧、拋物線、螺旋線、樣條等。③多種程序輸入功能。④信息轉(zhuǎn)換功能：EIA/ISO、公制/英制、絕對(duì)值/增量值、坐標(biāo)變換等。⑤補(bǔ)償功能：刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償、間隙、螺距誤差補(bǔ)償?shù)取＂薅喾N加工方式選擇。⑦故障自診斷功能。⑧顯示功能：字符、軌跡、平面圖形、三維動(dòng)態(tài)圖形。⑨通訊和聯(lián)網(wǎng)功能。3）伺服驅(qū)動(dòng)裝置：接受數(shù)控裝置來(lái)的指令，將信號(hào)進(jìn)行調(diào)解、轉(zhuǎn)換、放大后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，帶動(dòng)機(jī)床執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)。4）檢測(cè)反饋裝置：電流、速度、位置檢測(cè)反饋裝置。5）機(jī)床本體：主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件、執(zhí)行部件和基礎(chǔ)部件。特點(diǎn)：①傳動(dòng)鏈短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。②剛度高、阻尼小、耐磨、熱變形性寧好。③無(wú)機(jī)變速。④高效傳動(dòng)件：直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、滾珠絲杠螺母副等。⑤新結(jié)構(gòu)：刀庫(kù)機(jī)械手、自動(dòng)主軸、動(dòng)力刀架、交換工作臺(tái)、高性能的排屑冷卻防護(hù)機(jī)構(gòu)等等。數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分類(lèi)按伺服系統(tǒng)的類(lèi)型分類(lèi)

按工藝方法分類(lèi)按功能水平分類(lèi)

高檔中檔低檔

金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床金屬成型類(lèi)及特種加工類(lèi)數(shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制的數(shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖1．開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)分類(lèi)閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖2．閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)分類(lèi)圖1-10半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3．半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)分類(lèi)中國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展水平及數(shù)字統(tǒng)計(jì)

2002年中國(guó)金屬加工機(jī)床進(jìn)口、出口貿(mào)易統(tǒng)計(jì)進(jìn)口出口數(shù)量(千臺(tái))金額(百萬(wàn)$)與上年比較(%)數(shù)量(千臺(tái))金額(百萬(wàn)$)與上年比較(%)數(shù)量金額數(shù)量金額金屬切削機(jī)床合計(jì)75.962074.724.2926.605506.58263.922.2213.85其中數(shù)控機(jī)床18.281453.738.3731.633.1034.641.16-3.242002年世界機(jī)床生產(chǎn)前十名

（百萬(wàn)美元）國(guó)家(地區(qū))2002年2001年同比德國(guó)67377732-17%日本63799390-30%意大利37753794-5%中國(guó)3025262415%美國(guó)19132853-33%中國(guó)臺(tái)灣1754163510%瑞士17162047-20%西班牙863886-8%韓國(guó)8338044%法國(guó)812814-5%國(guó)家(地區(qū))2002年2001年同比中國(guó)5696474020%德國(guó)48155712-20%日本34415254-32%美國(guó)33255231-36%意大利29323080-10%韓國(guó)12231324-8%法國(guó)11651516-27%中國(guó)臺(tái)灣9771118-10%西班牙819881-12%英國(guó)690897-26%2002年世界機(jī)床消費(fèi)前十名

（百萬(wàn)美元）國(guó)家(地區(qū))2002年2001年同比中國(guó)3151240631%美國(guó)23273411-32%德國(guó)19602269-14%意大利9571227-22%韓國(guó)790931-15%法國(guó)7811188-34%加拿大704739-5%中國(guó)臺(tái)灣661845-22%英國(guó)612781-22%日本495660-25%2002年世界機(jī)床進(jìn)口前十名

（百萬(wàn)美元）2002年世界機(jī)床出口前十名

（百萬(wàn)美元）國(guó)家(地區(qū))2002年2001年同比德國(guó)38824288-14%日本34434797-26%意大利18011942-12%瑞士14761756-20%中國(guó)臺(tái)灣143813638%美國(guó)9151034-11%英國(guó)514708-28%西班牙5014765%法國(guó)429486-16%比利時(shí)414564-30%數(shù)控加工與工藝技術(shù)的新發(fā)展隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)正不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著高速化、高精化、復(fù)合化、智能化、高柔性化及信息網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。整體數(shù)控加工技術(shù)向著CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）方向發(fā)展。

高速切削

高速加工技術(shù)是自上個(gè)世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，其研究應(yīng)用的一個(gè)重要目標(biāo)是縮短加工時(shí)的切削與非切削時(shí)間，對(duì)于復(fù)雜形狀和難加工材料及高硬度材料減少加工工序，最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高精度和高質(zhì)量。由于不同加工工藝和工件材料有不同的切削速度范圍，因而很難就高速加工給出一個(gè)確切的定義。目前，一般的理解為切削速度達(dá)到普通加工切削速度的5～10倍即可認(rèn)為是高速加工。TOSHIBA四軸高速加工鏜銑床FIDIA五軸高速銑床

高速切削

高速加工與傳統(tǒng)的數(shù)控加工方法相比沒(méi)有什么本質(zhì)的區(qū)別，兩者牽涉到同樣的工藝參數(shù)，但其加工效果相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)控加工有著無(wú)可比擬的優(yōu)越性：簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)加工工藝；經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。有利于提高生產(chǎn)率；有利于改善工件的加工精度和表面質(zhì)量；有利于延長(zhǎng)刀具的使用壽命和應(yīng)用直徑較小的刀具；有利于加工薄壁零件和脆性材料；

高速切削

受高生產(chǎn)率的驅(qū)使，高速化已是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。主要表現(xiàn)在：數(shù)控機(jī)床主軸高轉(zhuǎn)速工作臺(tái)高快速移動(dòng)和高進(jìn)給速度

高速切削

目前，高速加工涉及到的新技術(shù)主要有：高速加工是通過(guò)大幅度提高主軸轉(zhuǎn)速和加工進(jìn)給速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了適應(yīng)這種高速切削加工，主軸設(shè)計(jì)采用了先進(jìn)的主軸軸承、潤(rùn)滑和散熱等新技術(shù)；高速主軸

高速切削

五軸高速銑削頭

高速切削

高速伺服進(jìn)給系統(tǒng)高速加工通常要求在高主軸轉(zhuǎn)速下，使用在很大范圍內(nèi)變化的高速進(jìn)給。高速進(jìn)給的需求已引起機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的重大變化：采用直線伺服電機(jī)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電機(jī)絲杠驅(qū)動(dòng)；

高速切削

適于高速加工的數(shù)控系統(tǒng)高速加工數(shù)控系統(tǒng)需要具備更短的伺服周期和更高的分辨率，同時(shí)具有待加工軌跡監(jiān)控功能和曲線插補(bǔ)功能，以保證在高速切削時(shí)，特別是在4-5軸坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工復(fù)雜曲面輪廓時(shí)仍具有良好的加工性能。

高速切削

刀具技術(shù)刀具性能和質(zhì)量對(duì)高速切削加工具有重大影響，新型刀具材料的采用，使切削加工速度大大提高，從而提高了生產(chǎn)率，延長(zhǎng)了刀具壽命。

高速切削

高速加工作為一種新的技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，它給傳統(tǒng)的數(shù)控加工帶來(lái)了一種革命性的變化，但是，目前既便是在加工機(jī)床水平先進(jìn)的瑞士、德國(guó)、日本、美國(guó)，對(duì)這一嶄新技術(shù)的研究也還處在不斷的摸索研究中。有許多問(wèn)題有待于解決：如高速機(jī)床的動(dòng)態(tài)、熱態(tài)特性；刀具材料、幾何角度和耐用度問(wèn)題；機(jī)床與刀具間的接口技術(shù)（刀具的公平衡、扭矩傳輸）；冷卻潤(rùn)滑液的選擇；CAD/CAM的程序后處理問(wèn)題；高速加工時(shí)刀具軌跡的優(yōu)化問(wèn)題等等。國(guó)內(nèi)在這一方面的研究采尚處于起步階段，要趕上并盡快縮小與國(guó)外同行業(yè)間的差距，還有許多路要走。

高速切削

高精加工是高速加工技術(shù)與數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用結(jié)果。以前汽車(chē)零件的加工精度要求在0.01mm數(shù)量級(jí)，現(xiàn)在隨著計(jì)算機(jī)硬盤(pán)、高精度液壓軸承等精密零件的增多，精整加工所需精度已提高到0.1μm，加工精度進(jìn)入了亞微米世界。

高精加工提高機(jī)械設(shè)備的制造精度和裝配精度減小數(shù)控系統(tǒng)的控制誤差提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給使CNC控制單位精細(xì)化提高位置檢測(cè)精度位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制采用補(bǔ)償技術(shù)齒隙補(bǔ)償絲桿螺距誤差補(bǔ)償?shù)毒哒`差補(bǔ)償熱變形誤差補(bǔ)償空間誤差綜合補(bǔ)償高精加工機(jī)床的復(fù)合化加工是通過(guò)增加機(jī)床的功能，減少工件加工過(guò)程中的多次裝夾、重新定位、對(duì)刀等輔助工藝時(shí)間，來(lái)提高機(jī)床利用率。復(fù)合化加工復(fù)合化加工的兩重含義：一臺(tái)裝夾可完成多工種、多工序企業(yè)向復(fù)合型發(fā)展，為用戶提供成套服務(wù)工序和工藝的集中工藝的成套即即復(fù)合化加工

數(shù)控技術(shù)智能化程度不斷提高，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：控制智能化加工過(guò)程自適應(yīng)控制技術(shù)加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇故障自診斷功能智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置

智能CAD把工程數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)及其專(zhuān)家系統(tǒng)、擬人化用戶接口管理系統(tǒng)集于一體。

控制智能化

智能制造技術(shù)包括專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊推理和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三大部分?？刂浦悄芑?/p>

網(wǎng)絡(luò)功能正逐漸成為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)的特征之一。諸如現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程加工信息共享、遠(yuǎn)程操作（危險(xiǎn)環(huán)境的加工）、遠(yuǎn)程培訓(xùn)等都是以網(wǎng)絡(luò)功能為基礎(chǔ)的。互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化美國(guó)波音公司利用數(shù)字文件作為制造載體，首次利用網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)了無(wú)圖紙制造波音777新型客機(jī)。