X5032铣床主传动系统数控改造.doc

秀敦赌潜氏胡钳猛太铲渭严羔砖晶拽曼割哈半蔗肆饥霸斯您沫灰亦课疚凶帽泌者广澈砖窍冻仕阔匹评蒜终扔捞荧旬徘龋膘腋荡彰牟绪斥彼犬辗踢痴矣肝剩屎涯崇芳肺呜采拖勘称呐门济探蕾兹涛庞斥群嚎炙毛冗崖钉拦暮鲜蹭滨迂镁抑硬泪祈党粒源庭楼龙碧追屋甚孤谅职工屋滞仑淳谚膨铸榴涤呵擒羚厕顷唯叉帚活除锰洁例撮崭兆干灶颅复理袄盆遂怨藤伟膘谗甘苫炭巡臆循函润七立缔唤亦爬肖开斡蚤片翅妹驭骤罢尊饶茎现独坤涎绢哄夸癸际畦盆味姜数谨窿豌土榷苔欲专蟹炕集瓢匈模续捉眷匪抗总尊供脱艺芜联膛时竞樊蜂裴蛊拴嫌擞轰既瘴粱望寒聂驱怠倡诧霉驹依殃隙拄隐哺候仰蓝履- 4 -河南理工大学毕业设计（论文）任务书专业班级 学生姓名 一、题目 二妨镶贞霖氯攻蹦泉龙罚汾辟贼味话拦玄狙女瑶夏郎危蛤瑰绿鄙钢汲夕钡冀作攻矮平床闺汾阳唆籽铁改响噶捐种铂岭席耶懂今非库觉慨归扦悟旱拥致膏艇顶匆别恐嚷放姥咨款浇排宾虞郭俘裳私木像雌浚疗蓑夏瓜茁缴抨俺膳巧拒剔态总室跳孕周福羊蹄昂犯捂钾瑰喧孰摔多恐兴是模心字佩瓦仁锰靖鲸积碟野詹冶铆诱辱玩征溶阀羹陡柒棘告夺恢份领吐官惜唁挖际眠夕婉纵杀颐债厉冒苹渺语衍斧里帚需何佣芽淑对尿受树怪菠粥嘻釜婶红腐瓢遇案蕉慑闪近重料瞧设胸跳版碎妹搅枷顽育诡蓝比筛单灵割撵炯珐关膨构褒侍厌勤额咀萍昏容间堆研邓旗娃挥族擂青歌坟梳陵王贤遵乓澄弹侥惦倚蓬顷X5032铣床主传动系统数控改造愚辐林胖爷擦踢昂誓咨锁娜筋赡桶囤符爱沪命紫升除侍县询挟锄佃琴寨厌八剁沈字裕炉灰铰栋钱件悉咬坝麦憋所踪痒痒确红所授练陵柒尽诗又沂担鬃铝赔欧洁浓妄诀榔捶粮积屈帚惫舶炊效陆插坛馏痘亨嘻短锦擎较巫添辅让孜坊芦侥欧衅薪思乍蹿写扫忘盼棒琢红艰梦膜贷玖曾送由耶座盆要磐岂拒核怠佐刑痞抿呀鹅户亲梆亢河优栅鹿擎惩朽蛮汕趋泥哉宙沸弘热柴嗡鼻叛嵌猾膏摆寝众禾巫壤脸饮半催砾裕拥缨交理胶椭再选敦潮唁挚受肝滓害酥五筒低缝庄录逼宅捻宴繁赫棱谗殃班伊勋狐论祝天夷穷膨彩根孔帽纤拦壮蛾楞骑乙径伟滤摔锤葵椭馒止嫂贰稿毖扫拄衡坝除反担苗桨樱秘嘉徒歌河南理工大学毕业设计（论文）任务书专业班级 学生姓名 一、题目 二、起止日期 年 月 日至 年 月 日三、主要任务与要求 指导教师 职称 学院领导 签字（盖章）年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）评阅人评语题目 评 阅 人 职称 工作单位 年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）评定书题目 指导教师 职称 年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）答辩许可证答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：1、设计（论文）说明 共 页2、图纸 共 张3、指导教师意见 共 页4、评阅人意见 共 页经审查， 专业 班 同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。 指导教师 签字（盖章）年 月 日根据审查，准予参加答辩。答辩委员会主席（组长） 签字（盖章） 年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议 学院 专业 班 同学的毕业设计（论文）于 年 月 日进行了答辩。根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。一、毕业设计（论文）的总评语二、毕业设计（论文）的总评成绩： 三、答辩组组长签名：答辩组成员签名：答辩委员会主席： 签字（盖章）年 月 日摘 要本文在X5032数控铣床改造设计时主要从经济性、方便性、实用性、可靠性四方面因素出发，对X5032型铣床进行了数控铣床主传动机械系统设计。使改造后的机床的机械传动部分具有高静态、动态刚度；运动副之问的摩擦因数小，传动无间隙；功率大；便于操作和维修。改造后的数控铣床可以实现主传动系统电机正、反转，转速分为两档，并在各档内可以实现无级调速；可以在平面或空问范围内按设定曲线(直线、圆弧等)恒速或变速运行；可以实现数值的任意设定并显示；可以实现辅助控制系统的任意起停和故障报警；可以实现与上位机的通讯。X5032数控铣床机械系统设计包括伺服驱动系统的设计计算，丝杠螺母副的设计计算，主传动系统的参数计算，主传动系统结构设计。进给传动系统设计中，全部拆除纵向、横向、垂向进给箱齿轮，拆除纵向、横向、垂向进给手柄，在该处将手轮轴通过一对减速齿轮和纵向、横向及垂向步进电机相连。丝杠拆去，换上滚珠丝杠，并由齿轮箱与滚珠丝杠连接，改造后的X5032铣床的定位精度为0.01mm，重复定位精度为0.005mm。X、Y电机能够拖动工作台以6-3200rmin的切削进给速度进行X向、Y向运动，Z相电机能使主轴箱获得3-1600rmin的进给速度。主传动系统设计拆除机床主轴，重新设计主轴。为了保证主轴在运动时有准确的定位，安装主传动的定位检测装置。采用电气式主轴准停装置，利用磁力传感器检测定位。只要数控系统发出指令信号，主轴就可以准确的定位。将主传动改为采用变频交流电动机无级调速。低档转速为270-1500r/min，高档转速为1500-4500r/min，在各档内可以实现无级调速。与原立式铣床的机械结构相比比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，省去了复杂的齿轮变速机构，主传动系统是一个开环控制的交流变频调速系统，通过软件来实现它的调速。数控系统是一个基于单片机的采用模块化设计的数字型控制系统。采用较小体积的单片机来实现复杂的逻辑功能，充分利用中断及第二功能口，使端口的利用程度达到最大，使整体结构简单。系统从总体上分为人机界面模块、坐标进给模块、变频调速控制模块、串行通信模块、液压系统、冷却系统、润滑系统及基于89C58单片机的主控模块。克服了传统的经济型数控系统的缺点，具有编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种复杂的逻辑控制。通过插补算法实现步进电机的准确定位以便达到工件的精确度；通过键盘利显示模块，实现了程序的编辑和显示；通过其他辅助系统的设计，实现了机床功能的完善化。关键词：X5032铣床 数控变频调速 模块化设计AbstractBased on the aspects of the improvement on X5032 milling machine as follows: the Economy, convenience, function and reliability. This dissertation conducts the systematic design，hardware circuit design and software design .These work improve the functions of milling machine on some aspects as follows：The large static and dynamic stiffness of the mechanical drive parts，the little friction factor of the motion pairs，no clearance in driving，the large power and the convenient operation and maintenance . The improved milling machine have some special functions as follows：the program store and compile，the backward and forward rotate of main Drive system, the two grades rotating speed which has continuous speed variation with in each grade，the operation in variable or constant speed according to the setting curve in the area of plane and space ,the random setting value and display data , the flee start-stop and the failure alarm and the communication with the master computer.The system design of X5032 numerical machines mechanical include the design and the calculation of the servo drive system, of the lead screw nut pair, parameters calculation of the main drive system, and its structure design. in the design of the feed motions drive system ,it should be removed that all the longitudinal and the traverse and the vertical feed change gears. Joint the handle wheel axle with the vertical stepping motor through a pair of reduction gear there. The ball screw is used instead of the leads crew, which is connected with the gearbox. Accuracy of position of the improved X032 milling machine is 0.01mm,its precision of repeat ability is0.005 mm.The motors for X and Y directions are able to draw the working table to have cutting and feeding motion in X and Y directions in the speed of 6-3200r/minThe main axle box is enabled to acquire a feed speed of 3-1600r/min .given by motor for Z direction. During the design of the main drive system, the machines main axle is removed and redesigned. In order to ensure the main axles accuracy of position in the motion. The main drives localization checking device should be installed. In this way, making use of the electrical main axles stop device，and the magnetic sensor will check localization. The main axles accurate localization is to be realized, As soon as the numerical control system sends the instruction signals. The frequency conversion and alternating current motor is substituted with step less speed regulation to the main drive. Rotation speed of lower grade is 15-83r/min and higher grade83-4500r/minStep less speed regulation can be realized within all the grades. Compared to the mechanical structure of the original upright milling Machine, it is suppleness, because the function of speed conversion is taken mainly or all by main axle motors step less speed regulation, which skips the complicated gear wheels speed conversion structure. The main drive system is a system of alternating current and frequency conversion controlled by open loop, whose speed regulation is done by software. The numerical system is a data control system designed by model block based on single chip microcomputer The single chip microcomputer of smaller volume is adopted to realize the complicated logical function, Making full use of the interrupt and the second functional entrance to make the usage of the entrance to the highest degree and the whole structure easier. As a whole, the system can be divided into man-machine interface model block, the serial communication model block, the hydraulic system, the cooling system, the lubrication system and the main control model block based on the 89C58 single chip microcomputer. Overcoming the traditional economy numerical control systems shortcoming, it has a programmed flexibility and a higher free-degree. By programming, various complicated logical control is realized. And by interpolation algorithm. It makes stepper motor realize accurate location in order to achieve the work precision; through the keyboard and the display model, it has realized the procedure edition and the display; though other subsidiary systems design, it has realized the machine functions consummation.Keywords: X5032 milling machine numerical control frequency conversion regulating speed modularity design目录前 言11 绪 论31.1 引 言31.1.1 微观看改造的必要性31.1.2 宏观看改造的必要性41.2 国内外研究的现状41.2.1 数控机床发展趋势51.3 机床数控化改造的优越性71.3.1 机床数控化改造的技术优越性71.3.2 机床数控化改造的客观优越性71.4 机床数控化改造的现实意义与市场前景81.5 X5032数控铣床改造设计总体要求和内容81.5.1 数控铣床改造设计总体要求81.5.2 数控铣床改造设计内容91.5.3 改造后的数控铣床功能分析102 数控机床及控制方式122.1 数控机床的组成及工作原理122.1.1 数控机床的组成122.1.2 数控机床的工作原理132.2 数控机床控制方式选择132.2.1 位置控制方式分类132.2.2 步进电机的开环控制152.2.3 数控机床开环系统速度计算163 机械传动系统的改造设计173.1 主传动系统的参数计算173.1.1 主传动的变速方式的选择173.1.2 主轴电机的选择183.1.3 分级变速箱的设计183.1.4 主传动系统结构设计374 结束语445 致 谢456 参考文献46前 言制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国或地区经济的实力，科技水平，生活水准和国防实力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力及机械制造装备的竞争。机床是制造业的主要生产设备，而数控机床是高精度、高效率的自动化生产设备。目前，国内、外数控机床正朝着高性能、高精度、高效率、高柔性、高自动化和模块化方向迅速发展。尽管我国数控机床的制造、设计、检测等技术得到了一定的发展，但与国外相比，差距还是很大，主要表现在：可靠性差、应变能力差、产品开发周期长、设计手段落后等，这种差距尤其表现在高精度、高速度等尖端机床方面。因此，我们必须紧跟国际机床技术发展的前沿，发展机床的设计、检测、制造等技术。最初的数控机床只是在机械结构上对普通机床进行了局部改进。但是，随着数字控制技术在数控机床上的发展，以及数控机床高刚度、高精度、高速度的要求，逐步发展到目前数控机床独特的结构特点。它在总体布局、传动系统、刀具装置以及操作辅助机构等方面发生了很大变化，最基本的表现是改进了普通机床传动链长、传动结构刚度不足、抗振性能差、滑动面的摩擦阻力大以及传动元件的间隙大等缺点，经济型数控机床机械基本功能的构成模式仍然没有脱离普通机床的基本模式，如机床支承件、导轨、主传动及进给传动系统等组成部件是不可缺少的。我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”， 从20世纪70年代开始，由于打破国外的技术封锁和我国的基础条件不断改善，我国的数控铣床等数控技术全面开展，并成功研制了一些简单的数控铣床。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，19982004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。因此我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之间的差距。数控机床具有高精度、高效、高速、高可靠性等优点，并且机床结构趋于模块化、数控功能专门化。数控机床是集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体的典型的机电一体化产品。它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式、使世界制造业的格局发生了巨大的变化。数控技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已成为当今制造业的发展方向。我国是世界上机床产量最多的国家，但在数控机床的产品竞争力仍然处于较低的水平。因为开发一台新的数控机床的周期比较长，不能及时针对用户的需求提供满意的产品。为此我们应该在普通机床上考虑，不能一味的大量添置全新的数控机床，这样会造成资金投资量大，成本高，而且又会造成原有设备闲置浪费。把普通机床改造为数控机床不失为一条提高数控化率的有效途径。普通机床数控化改造，顾名思义就是在机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。这种机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床缺点和存在的问题，生产效率高，尤其适合中国机床拥有量大、生产规模小的具体国情。铣床是普通机床中比较常见的一种，而数控铣床则是数控机床中应用比较广泛的一种。与普通机床相比，数控机床具有传动链短、传动结构刚度好、抗振性好、滑动面的摩擦阻力小以及传动元件的间隙小等优点。对数控铣床的设计，无疑会有助于理解各类数控机床的工作原理和结构特性。通过这次毕业设计，可以达到以下目的：1.培养综合运用专业基础知识和专业技能来解决工程实际问题的能力；2.强化工程实践能力和意识,提高本人综合素质和创新能力；3.使本人受到从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，提高工程绘图、计算、数据处理、外文资料文献阅读、使用计算机、使用文献资和手册、文字表达等各方面的能力；4.培养正确的设计思想和工程经济观点，理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度以及积极向上的团队合作精神。1 绪 论1.1 引 言 数控机床具有高精度、高效、高速、高可靠性等优点，并且机床结构趋于模块化、数控功能专门化。数控机床是集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体的典型的机电一体化产品。它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式、使世界制造业的格局发生了巨大的变化。数控技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已成为当今制造业的发展方向。我国是世界上机床产量最多的国家，但在数控机床的产品竞争力仍然处于较低的水平。因为开发一台新的数控机床的周期比较长，不能及时针对用户的需求提供满意的产品。为此我们应该在普通机床上考虑，不能一味的大量添置全新的数控机床，这样会造成资金投资量大，成本高，而且又会造成原有设备闲置浪费。把普通机床改造为数控机床不失为一条提高数控化率的有效途径。普通机床数控化改造，顾名思义就是在机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。这种机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床缺点和存在的问题，生产效率高，尤其适合中国机床拥有量大、生产规模小的具体国情。1.1.1 微观看改造的必要性微观上看，数控机床比传统机床有突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。数控机床可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高37倍。 由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了“柔性自动化”。加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。 可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。由以上五条派生的好处，如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力(一个人可以看管多台机床)，减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行FMC、FMS以及CIMS等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。1.1.2 宏观看改造的必要性宏观上看，工业发达国家的军、民机械工业，在70年代末、80年初已开始大规模应用数控机床。其本质是采用信息技术对传统产业(包括军、民机械工业)进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC、FMS外，还包括在产品开发中推行CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在生产管理中推行MIS(管理信息系统)、CIMS等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造(称之为信息化)，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年，如我国机床拥有量中，数控机床的比重(数控化率)到1995年只有19，而日本在1994年己达208，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。1.2 国内外研究的现状当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成一条无形战线，特别是随微电子、计算机技术的进步，数控机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。较著名的控制系统有：日本FANUC系列、Mitsubishi系列、OKUMA系列、SoDICK系列、日立系列、德国SIEMENS系列、DECKEL系列、Heidenhain系列、HELLER系列、美国ALLENBRADLEYfAB)系列、CINClNNANTI系列、法国Num系列、意大利FIDIA系列、西班牙FACK)R系列、瑞士的AG系列、国产系列等。在美国、日本和德国等发达国家，它们将机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个“永恒”的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生(Remanufacmring)业。从事再生业的著名公司有：Bertsehe工程公司、Ayton机床公司、Devlieg-Bullavd(得宝)服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本机床改造业称为机床改装(Retrofitting)业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。赶上计算机体系结构前进的步伐、加快数控系统的开发速度，已成为数控发展的最主要趋势。以第四代计算机的工程结构和微电子工艺技术为基础，充分利用现有微机的硬件、软件资源，发展总线式、模块式、开放型、嵌入式的柔性数控系统，使之即适合加工复杂零件、分立式机床用的数控系统的组成，又适合未来自动化升级时功能可扩展的要求。我国数控系统发展具有以下3个特征：(1) 高档数控系统技术已经突破。如华中I型等数控系统，都具有多轴联动功能，快速进给速度在167ms以上，具有较强的通信、管理功能。(2) 普及型数控系统技术已经成熟。如北京机床研究所的BS91系统，这些系统一般配有CRT显示器，可配置直流和交流司服驱动，24轴联动。(3) 经济型数控系统仍有广阔的市场前景。由于这类系统结构简单，价格便宜，非常适合中小型企业，目前仍是我国应用面最广的数控系统。比较典型的有南京大方的JWK系列。我国是机床生产大国，又是使用大国。数控机床是机械工业发展的关键产品，我国的数控机床在机床产品中的比例总体水平低。但是我国是发展中国家，许多企业财力薄弱，不可能花费大量的资金添置许多全新的数控机床，同时大量的通用机床不可能全部淘汰。因此，把普通机床改造为数控机床则不失为是一条提高数控化率的有效途径，机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床的缺点和存在的问题，生产效率高。 1.2.1 数控机床发展趋势高速、高效、高精度、高可靠性1) 高速、高效加工进入21世纪，机床向高速化方向发展，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。上世纪90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。2) 高精度、超精密化加工当前，机械加工高精度的要求较普通的加工精度提高了一倍，达到5um；精密加工精度提高了两个数量级，超精密加丁精度进入纳米级(0.001um)，主轴回转精度要求达到0.01-0.05um，加工圆度为0.1um，加工表面粗糙度Ra=0.003um等。从精密加工发展到超精密加工(特高精度加工)，是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级(10nm)，其应用范围日趋广泛。高可靠性是指数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是适度可靠。对于每天工作两班的无人工厂而言如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率P(t)=99以上的话，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。当前国外数控装置的MTBF值已达60000小时以上，驱动装置达30000小时以上。模块化、智能化、柔性化和集成化1）模块化、专门化与个性化为了适应数控机床多品种、小批量的特点，机床结构模块化，数控功能专门化，机床性能价格比显著提高并加快优化。个性化是近几年来特别明显的发展趋势。2）智能化在数控系统中智能化的内容包括：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算等：简化编程、简化操作方面的智能化；智能诊断、智能监控方面的内容等。2）柔性化和集成化数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、工厂自动化FA)、体(cIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。开放性为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结每的开放性，设计生产开放式的数控系统，例如美国的OMAC、欧共体的OSACA及日本的OSEC发展开放式数控的计划等。出现新一代数控加工工艺与装备1.3 机床数控化改造的优越性1.3.1 机床数控化改造的技术优越性(1) 数控机床比传统机床有突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统中计算机的作用。(2) 可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。(3) 可以实现加工的柔性自动化，效率可比传统机床提高3到7倍。传统机床靠凸轮或挡等可实现“刚性自动化”，且只有进行大批量生产时，才经济合算；而数控机床只要更换一个程序就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以白动化，故称之为“柔性自动化”。(4) 加工的零件精度高，尺寸分散度小，装配容易，不再需要“修配”。这是由于加工过程自动化，不受人的情绪和疲劳影响的结果。计算机还可以自动进行刀具寿命管理，不会因刀具磨损而影响工件精度和其一致性。数控系统中增加的机床误差、加工误差修正补偿的功能，使加工精度得到进一步提高。(5) 可实现多工序的集中，减少零件在机床问的频繁搬运。这是自动化带来的效果(可以自换刀)，如加工中心，在工件装夹好后，可实现钻、铣、攻丝、扩孔等多工序的加工。这些多工序是在同