序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；一體；變化；核心

數(shù)控技術(shù)是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化是當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向，機(jī)械制造的競爭其實質(zhì)是數(shù)控的競爭。《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》將“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”確定為16個科技重大專項之一。通過國家相關(guān)計劃的支持，我國在數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)研究方面有了較大突破，創(chuàng)造了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研究成果和核心技術(shù)。這主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）中高檔數(shù)控機(jī)床的開發(fā)取得了較大進(jìn)展，在五軸聯(lián)動、復(fù)合加工、數(shù)字化設(shè)計以及高速加工等一批關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，自主開發(fā)了包括大型、五軸聯(lián)動數(shù)控加工機(jī)床，精密及超精密數(shù)控機(jī)床以及一大批專門化高性能機(jī)床，并形成了一批中檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化基地。

（2）關(guān)鍵功能部件的技術(shù)水平、制造質(zhì)量逐年穩(wěn)步提高，功能逐步完善，部分性能指標(biāo)接近國際先進(jìn)水平，形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的功能部件。開發(fā)出了高速主軸單元、高速滾珠絲杠、重載直線導(dǎo)軌、高速導(dǎo)軌防護(hù)裝置、直線電機(jī)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、刀庫與機(jī)械手、A/C 軸數(shù)控銑頭、高速工具系統(tǒng)、數(shù)字化量儀等高性能功能部件樣機(jī)，其中有的品種已實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

（3）中高檔數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)研究與應(yīng)用取得一定成果。通過自主研發(fā)或與國外開展技術(shù)合作，在中檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)上取得明顯進(jìn)展。初步解決了多坐標(biāo)聯(lián)動、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)難題；為適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的配套要求，相繼開發(fā)出交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)和主軸交流伺服控制系統(tǒng)，并形成了系列化產(chǎn)品。

1、與國外的差距

1.1高檔數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)供應(yīng)能力不足。盡管我國機(jī)床行業(yè)近年來取得了長足的發(fā)展，數(shù)控化率穩(wěn)步提高，但機(jī)床消費和生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)性矛盾仍然比較突出。目前，國內(nèi)對中高檔機(jī)床的需求量逐漸超過低檔機(jī)床。但國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床以低檔為主，高檔數(shù)控機(jī)床絕大部分依賴進(jìn)口。

1.2自主創(chuàng)新能力不足。長期以來，我國機(jī)床制造業(yè)的基礎(chǔ)、共性技術(shù)研究工作主要在行業(yè)性的研究院所進(jìn)行。能力薄弱，技術(shù)創(chuàng)新投入不足，引進(jìn)消化吸收能力差，低水平生產(chǎn)能力過剩，自主創(chuàng)新能力不高，缺乏優(yōu)秀技術(shù)人才。雖然國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床制造商通過技術(shù)引進(jìn)、海內(nèi)外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，但缺乏對基礎(chǔ)共性技術(shù)的研究，忽視了自主開發(fā)能力的培育，企業(yè)的市場響應(yīng)速度慢。

1.3 產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性及服務(wù)等能力不強(qiáng)。國產(chǎn)機(jī)床在質(zhì)量、交貨期和服務(wù)等方面與國外著名品牌相比存在較大的差距。在質(zhì)量方面，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)MTBF 與國際先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)相差較大。國產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心的MTBF 與國際上先進(jìn)水平也有較大差距。在交貨期方面，絕大多數(shù)企業(yè)由于任務(wù)重拖期交貨。服務(wù)體系不健全，在市場開拓、成套技術(shù)服務(wù)、快速反應(yīng)能力等方面不能滿足市場快節(jié)奏和個性化的要求。

1.4 功能部件發(fā)展滯后。機(jī)床是由各種功能部件（主軸單元及主軸頭、滾珠絲杠副、回轉(zhuǎn)工作臺和數(shù)控伺服系統(tǒng)等）在床身、立柱等基礎(chǔ)機(jī)架上集裝而成的，功能部件是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。數(shù)控機(jī)床整體技術(shù)與數(shù)控機(jī)床功能部件的發(fā)展是相互依賴、共同發(fā)展的，所以功能部件的創(chuàng)新也深深地影響著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。我國數(shù)控機(jī)床功能部件已有一定規(guī)模，電主軸、主軸單元、數(shù)控系統(tǒng)等也有專門的制造廠家，其中個別產(chǎn)品的制造水平接近國際先進(jìn)水平。但整體上，我國機(jī)床功能部件發(fā)展緩慢、品種少、產(chǎn)業(yè)化程度低，精度指標(biāo)和性能指標(biāo)的綜合情況還不過硬。目前，滾珠絲杠、數(shù)控刀架、電主軸等功能部件僅能滿足中低檔數(shù)控機(jī)床的配套需要。衡量數(shù)控機(jī)床水平的高檔數(shù)控系統(tǒng)、高速精密電主軸、高速滾動功能部件等還依賴進(jìn)口。

2、國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢

根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》。國內(nèi)數(shù)控機(jī)床大致發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾方面：

2.1 智能、高速、高精度化

新一代數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件（如電主軸、直線電機(jī)、LM 直線滾動系統(tǒng)等）主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15，000r/min 以上。計算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來越大，計算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005 mm（ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計法），就是一臺高精度機(jī)床，在0.005mm（ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計法）以下，就是超高精度機(jī)床。高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造（CAM）系統(tǒng)的發(fā)展，精密度已達(dá)到微米級。

2.2 設(shè)計、制造綠色化

綠色設(shè)計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機(jī)床在設(shè)計時要考慮：綠色材料設(shè)計；可拆卸性設(shè)計；節(jié)能性設(shè)計；可回收性設(shè)計；模塊化設(shè)計；綠色包裝設(shè)計等。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過綠色生產(chǎn)過程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床在制造時要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計；節(jié)約能源的工藝設(shè)計；環(huán)保型工藝設(shè)計等

2.3 復(fù)合化與系統(tǒng)化

篇2

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；數(shù)控技術(shù)；發(fā)展趨勢；概況

0 引言

數(shù)控技術(shù)是每個國家先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，國家綜合國力的提高和國防工業(yè)的現(xiàn)代化所必不可少的重要基礎(chǔ)。美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家的數(shù)控機(jī)床和技術(shù)都處于世界先進(jìn)行列， 如日本山崎馬扎克公司開發(fā)出了2種可使用長鏜桿切削工件的復(fù)合加工機(jī)床。德國德馬吉（DMG）公司生產(chǎn)的CTX 310 ECO通用車床其主軸驅(qū)動在無級可調(diào)情況下，轉(zhuǎn)速可達(dá)5000r/min，輸出功率為ll千瓦 。

而我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展比較晚，起步比較慢。在20世紀(jì)50年代末，經(jīng)歷了封閉式開發(fā)階段。在“六五”、“七五”間，通過吸收和引進(jìn)相結(jié)合，于“八五”期間建立國產(chǎn)體系。“九五”期間實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化階段，組建了數(shù)控研發(fā)，數(shù)控生產(chǎn)基地，初步掌握了數(shù)控發(fā)展的技術(shù)，同時培養(yǎng)一批數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才，初步形成了國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)規(guī)模，開拓了國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)市場。如圖1所示為我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)銷售情況分布圖。其規(guī)模較大生產(chǎn)公司有華中數(shù)控、廣州數(shù)控和航天數(shù)控等具有經(jīng)濟(jì)性和普及型的數(shù)控系統(tǒng)及機(jī)床產(chǎn)品。經(jīng)過50多年的大力發(fā)展，其產(chǎn)品和性能大幅度提高，并逐漸在市場上站穩(wěn)腳跟。但高端技術(shù)產(chǎn)品含量比較低，與國外數(shù)控系統(tǒng)差距比較大，對我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還達(dá)不到主導(dǎo)和支撐作用。絕大部分高端數(shù)控產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口，如表1所示是近年來我國數(shù)控機(jī)床進(jìn)出口變化對比表。因此大力發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國防的進(jìn)步和綜合國力水平的提高具有極為重要的作用。

1 數(shù)控機(jī)床與技術(shù)簡介

1.1 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成

數(shù)字控制（Numerical Control ）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一加工過程進(jìn)行可編程控制的自動化方法。而數(shù)控技術(shù)（Numerical Control Technology）就是采用數(shù)字控制的方法對加工過程實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。再將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床上就演化為現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床。標(biāo)準(zhǔn)型的數(shù)控機(jī)床通常由數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)和機(jī)床本體這兩大部分組成，如圖2所示。

1.2 數(shù)控機(jī)床及技術(shù)分類

1）按控制系統(tǒng)特點分，主要包括點位控制、直線控制和輪廓控制數(shù)控機(jī)床。其中，點位控制數(shù)控機(jī)床只要控制移動部件的終點位置，對運動軌跡不作要求；直線控制數(shù)控機(jī)床不僅控制兩點間準(zhǔn)確位置，還要控制其移動速度和軌跡；輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠同時控制兩軸以上的軸，并具有插補(bǔ)功能，同時對運動的起、終點，速度和軌跡進(jìn)行精確控制來加工任意形狀的曲線和曲面。

2）按執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方式分，主要包括開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)數(shù)控機(jī)床。其中，開環(huán)數(shù)控機(jī)床無位置反饋系統(tǒng)，加工精度低；半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床帶有位置反饋系統(tǒng)，并安裝在滾珠絲杠或電機(jī)軸上，加工精度較高；閉環(huán)數(shù)控機(jī)床不僅帶有位置反饋系統(tǒng)，而且將其安裝在運動部件上，加工精度最高。

3）按工藝用途分，主要包括金屬切削類、金屬成形類和特種加工數(shù)控機(jī)床及其他類型數(shù)控機(jī)床。其中，金屬切削類數(shù)控機(jī)床應(yīng)用最為廣泛，種類最多；金屬成形類數(shù)控機(jī)床最近幾年發(fā)展較快。

4）按數(shù)控機(jī)床的性能分，主要有高、中、低檔三種數(shù)控機(jī)床。

1.3 數(shù)控機(jī)床及技術(shù)特點

數(shù)控機(jī)床作為一種先進(jìn)的自動化機(jī)床，不僅具有較高的自動化程度，而且還具有廣泛的通用性，綜合運用了計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和精密測量等最新成就和技術(shù)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工制造、國防軍工產(chǎn)品生產(chǎn)、航空航天、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域，其主要特點如下：

1）加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高；

2）加工過程無需人工干預(yù)，降低了工人的勞動強(qiáng)度；

3）當(dāng)零件發(fā)生改變時，只需改變數(shù)控程序，即可繼續(xù)加工，節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，提高生產(chǎn)率；

4）能實現(xiàn)多坐標(biāo)的聯(lián)動加工，能加工各種形狀復(fù)雜的零件，加工范圍廣；

5）適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件和小批量復(fù)雜工件；

6）有利于實現(xiàn)機(jī)械加工的現(xiàn)代化管理。

2 數(shù)控機(jī)床及技術(shù)的發(fā)展概況

數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，中國是世界制造大國，但不是制造強(qiáng)國。創(chuàng)新能力不強(qiáng)，基礎(chǔ)薄弱，主要以低端產(chǎn)品為主，而制造業(yè)的發(fā)展主要依賴于機(jī)床業(yè)的發(fā)展。為此，國家于2005年制定了《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，同時將“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”確立為16個科技重大專項之一。通過國家計劃支持，在數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)方面取得較大突破，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：

1）關(guān)鍵部件的技術(shù)水平和質(zhì)量逐步提高，功能日趨完善，部分零部件的性能指標(biāo)逐步達(dá)到國際先進(jìn)水平。開發(fā)出了高速主軸控制單元、重載導(dǎo)軌、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺、A/C軸數(shù)控銑頭、機(jī)械手和刀庫裝置和數(shù)字化量儀等部件和樣機(jī)，并實現(xiàn)小批量生產(chǎn)規(guī)模。

2）中高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)取得了一定的成果。通過自主研發(fā)與國外合作，在中檔數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)上取得很大進(jìn)展。解決了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和坐標(biāo)聯(lián)動的關(guān)鍵難題，相繼又開發(fā)了伺服驅(qū)動系統(tǒng)，形成了系列化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

3）中高檔數(shù)控機(jī)床研發(fā)有了較大的突破，在復(fù)合加工、五軸聯(lián)動、高速加工和數(shù)字設(shè)計等方面取得了重大進(jìn)展。

但與國外先進(jìn)發(fā)達(dá)國家相比，差距還很大，還有很長的路要走，其不足主要有以下幾點：

1）自主創(chuàng)新能力還不足，創(chuàng)新成分少，吸收和消化能力差。就目前情況來看，我國只是停留在掌握已有國外的先進(jìn)技術(shù)上和提高國產(chǎn)化率上，沒有形成自主研發(fā)和自主創(chuàng)新能力。要改變這種局面，不僅借助國外的先進(jìn)技術(shù)作引導(dǎo)，還必須增強(qiáng)消化吸收能力，否則會更加依賴于國外技術(shù)。

2）功能部件發(fā)展滯后。由于數(shù)控機(jī)床是由若干功能部件在立柱和床身上進(jìn)行組裝而成。其整體和功能部件之間是相互依賴，相互發(fā)展的，這些功能部件的發(fā)展也在一定程度上限制了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。

3）產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性不高。進(jìn)口機(jī)床的平均無故障時間約為10，000小時以上，國產(chǎn)為3000-6000小時左右。這種差距在一定程度上影響了國產(chǎn)機(jī)床在市場上的占有率。

4）網(wǎng)絡(luò)化水平和技術(shù)較低。目前應(yīng)用較多的還是NC傳輸、串口通訊技術(shù)和紙帶閱讀器，而遠(yuǎn)程故障排除、集成化和網(wǎng)絡(luò)化水平有限。

5）產(chǎn)品可靠性、服務(wù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量等方面不強(qiáng)。國產(chǎn)機(jī)床的交貨期、服務(wù)和質(zhì)量等方面與國外的著名品牌差距較大，其數(shù)控系統(tǒng)的平均無故障時間差距也很大。另外，服務(wù)體系不完善，快速反應(yīng)能力和成套技術(shù)服務(wù)滿足不了現(xiàn)在的多元化市場要求。

6）高檔數(shù)控機(jī)床的需求量較大。尤其對高端數(shù)控機(jī)床的需求量較大，每年大約有60%的固定資產(chǎn)用于購買機(jī)床。在“十二五”期間，隨著汽車、高鐵、航天工業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)投資增速、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，對中高端數(shù)控機(jī)床需求量將繼續(xù)增大。據(jù)分析，到2020年低中高檔數(shù)控機(jī)床之比將達(dá)到20：60：20，中高檔數(shù)控機(jī)床年需求量在12萬臺左右。

7）體系結(jié)構(gòu)不夠完善和開放。用戶接口不夠完善，少數(shù)開放功能的產(chǎn)品，只停留在試驗和試制階段。

8）創(chuàng)新環(huán)境不完善。我國還未形成有利于企業(yè)創(chuàng)新的競爭環(huán)境，創(chuàng)新動力和創(chuàng)新意識不強(qiáng)。

3 數(shù)控機(jī)床及技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)不僅對傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了巨大的變革，而且成為工業(yè)化的象征。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大，對國際民生的重要行業(yè)產(chǎn)生了極為重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及裝備的發(fā)展趨勢來看，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 高精度化、高速化、高效性、高可靠性

世界各工業(yè)國家從精密到超精密加工，從微米級到亞微米級，再到納米級發(fā)展，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。通過高速化縮短切削時間，來提高生產(chǎn)率，實現(xiàn)高效發(fā)展。高的可靠性可以大大降低機(jī)床故障率，提高機(jī)床壽命。

3.2 開放式、智能化、網(wǎng)絡(luò)化

開放式數(shù)控系統(tǒng)能在一個統(tǒng)一平臺上，面向廠家和用戶，通過增加、剪切和改變結(jié)構(gòu)對象，實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化。智能化主要是對產(chǎn)品質(zhì)量、驅(qū)動性能、編程、人機(jī)對話、智能控制、智能診斷等方面實現(xiàn)智能化。網(wǎng)絡(luò)化是近年來的一大亮點，這一目標(biāo)的實現(xiàn)可極大滿足制造系統(tǒng)和制造企業(yè)對信息集成的需求，實現(xiàn)虛擬制造和敏捷制造等。

3.3 五軸聯(lián)動加工和復(fù)合快速加工

采用五軸聯(lián)動可實現(xiàn)對三維曲面零件的加工，效率高、加工質(zhì)量好。但價格較高，編程難度較大，從而限制了五軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。由于當(dāng)前電主軸的快速發(fā)展，使五軸聯(lián)動的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，制造難度和成本降低，促進(jìn)了五軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床的迅速發(fā)展。我國復(fù)合加工機(jī)床剛剛起步、國內(nèi)首臺復(fù)合加工機(jī)床是由沈陽機(jī)床集團(tuán)與德國MAX-MULLER公司合作生產(chǎn)的車銑復(fù)合中心。

3.4 環(huán)保化

隨著環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，環(huán)保的要求也越來越高。不僅在制造過程中不污染環(huán)境，在使用中也不產(chǎn)生二次污染。在這種環(huán)境下，裝備制造領(lǐng)域?qū)C(jī)床提出了無液、無冷卻液、無氣味的環(huán)保要求。歐洲已有10%-15%的加工實行了干切削或準(zhǔn)干切削，如德國HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技術(shù)；美國HARDING的QUEST系列車床；日本原洲公司加工中心采用了液氮冷卻技術(shù)；日本富士公司的數(shù)控車床采用了冷風(fēng)冷卻技術(shù)。

3.5 新技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的建立

開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的適應(yīng)性、擴(kuò)展性、通用性和柔性。美國、歐共體和日本等國紛紛開始對開放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)新技術(shù)規(guī)范的研究和制定，這預(yù)示著數(shù)控技術(shù)的又一個新的變革時期的到來。我國在2000年也開始對中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范進(jìn)行研究和制定。

4 結(jié)束語

我國是制造和生產(chǎn)大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移。一方面，要努力掌握世界先進(jìn)制造核心技術(shù)，縮短與先進(jìn)國家之間的差距。重視數(shù)控人才的培養(yǎng)，加大對數(shù)控高端科技領(lǐng)域的拓展，加大經(jīng)濟(jì)的投入，實現(xiàn)由制造大國到制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。另一方面，制造業(yè)還是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，可緩解當(dāng)前就業(yè)的壓力，提高人民的生活水平，保障社會的穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 胡俊，王宇晗，吳祖育等.數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].機(jī)械工程師，2000（3）：5-7.

篇3

（南京理工大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院，江蘇 南京 210094）

0前言

數(shù)控系統(tǒng)是決定機(jī)床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關(guān)鍵因素，而國外對我國仍進(jìn)行封鎖限制，成為制約我國高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展的瓶頸。近年“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項通過重點扶持，為我國數(shù)控技術(shù)行業(yè)創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境，特別是針對航空航天、汽車制造等領(lǐng)域?qū)嵤┝藝a(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)示范工程，提高了國產(chǎn)高檔數(shù)控裝置的市場占有率，但用戶仍然對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)信心不足，我國高檔數(shù)控機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)一大部分依舊依賴國外產(chǎn)品。

“十三五”是全面完成國家科技重大專項戰(zhàn)略任務(wù)的沖刺五年，是落實中央全面深化科技體制改革、實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略等系列決策部署的關(guān)鍵五年，因此總結(jié)過去，做到四個聚焦（聚焦關(guān)鍵、聚焦重大、聚焦長遠(yuǎn)、聚焦能力），意義重大，時不我待。

1目前國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)存在的問題

通過“十二五”規(guī)劃的實施，我國機(jī)床行業(yè)技術(shù)水平明顯提升。數(shù)控系統(tǒng)、功能部件及數(shù)控刀具與主機(jī)產(chǎn)品配套研發(fā)，實現(xiàn)與中高檔機(jī)床的批量配套。高檔數(shù)控系統(tǒng)的多通道、多軸聯(lián)動等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)已基本達(dá)到國際主流系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)水平，但在性能、成套性、可靠性、批量生產(chǎn)穩(wěn)定性和品牌等方面與國外先進(jìn)水平還存在較大差距，主要存在以下問題：

1.1測試驗證不足

國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)雖有大批量應(yīng)用，但大都集中在低端市場，中高端市場占有率仍然較低。數(shù)控系統(tǒng)軟件的可靠性和精度保持性較低，故障率較高，“S”件試切還達(dá)不到指標(biāo)要求，其中一些隱性問題還沒有完全暴露出來，特別是軟件的魯棒性問題。為此“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項“十二五”期間已經(jīng)安排了部分產(chǎn)品的實驗驗證和示范工程，并取得了一定的成果，但還需經(jīng)過大量和長時間的驗證后逐步完善，以此保證數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.2功能配置不全

經(jīng)過前期的攻關(guān)，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了很多功能，解決了有無的問題，但很多功能是“形似而神不似”。目前國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的功能滿足80%的用戶需求，但其余的功能開發(fā)難度和工作量較大，同時產(chǎn)品的宜用性不好，與主機(jī)融合度不高，針對性不強(qiáng)，一些輔助調(diào)試工具不全，特別是系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輔助面板上的按鍵標(biāo)識大多是固定，不能更改，不利于機(jī)床廠進(jìn)行系統(tǒng)的擴(kuò)展開發(fā)，并且國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在多軸多通道或者多軸單通道控制功能方面不能實現(xiàn)任意幾軸之間的插補(bǔ)加工，這些都在一定程度上影響了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的推廣。

1.3性能表現(xiàn)不佳

國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在性能上和主流的進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)還有差距，特別是在高速高精控制方面。伺服驅(qū)動和電機(jī)的性能比較薄弱，且差距較大，比如伺服的參數(shù)自適應(yīng)控制、電機(jī)的高速、高剛度、高精度、高加速度、功率體積比等方面與國外主流產(chǎn)品還存在差距，后續(xù)的性能提升難度大，伺服電機(jī)的工藝制作水平不高，數(shù)字化制造水平低，造成產(chǎn)品一致性差，規(guī)格系列不全，成套性不足，這些在一定程度上拖了數(shù)控系統(tǒng)的后腿。

1.4系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如總線標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，系統(tǒng)內(nèi)部通訊協(xié)議不統(tǒng)一，不利于工廠實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化智能制造，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一致使各個廠家之間的伺服和系統(tǒng)無法混用，調(diào)試監(jiān)控軟件互相不兼容，不利于加工企業(yè)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化智能制造，也不利于機(jī)床制造企業(yè)進(jìn)行機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化批量調(diào)試。

2國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢

自1952年美國研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)以來，數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速，數(shù)控系統(tǒng)也由原先的硬連接數(shù)控發(fā)展成為今天的計算機(jī)數(shù)控(CNC)，目前國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)正在由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。

2.1信息化

隨著制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床不再是一個獨立的加工單元，數(shù)控機(jī)床和人、數(shù)控機(jī)床之間的交流都離不開網(wǎng)絡(luò)。面向制造自動化集成的網(wǎng)絡(luò)功能數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具有與上層信息管理系統(tǒng)交換信息功能，這些必要的交換信息包括制造加工任務(wù)計劃，數(shù)控系統(tǒng)及底層執(zhí)行裝置的工作狀態(tài)及故障信息等。同時基于新一代云服務(wù)平臺的大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)挖掘等變得越來越重要，這些都離不開高速、可靠地網(wǎng)絡(luò)信息功能。

2.2智能化

智能化是制造技術(shù)發(fā)展的一個大方向，隨著人工智能在計算機(jī)領(lǐng)域的滲透，研制智能數(shù)控系統(tǒng)必將成為未來的發(fā)展趨勢。例如：研制開放式智能化數(shù)控系統(tǒng)，支持溫度、振動、RFID等傳感器介入的物聯(lián)網(wǎng)平臺；研制基于高級語言的智能化數(shù)控系統(tǒng)解釋器；研究基于開放式智能化數(shù)控系統(tǒng)智能加工技術(shù)，如智能化加工路徑控制、進(jìn)給率自適應(yīng)、故障診斷，監(jiān)控與設(shè)備的自動維護(hù)等。

2.3開放化

利用豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)是當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)的趨勢之一。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)具有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可以較容易的實現(xiàn)智能化、信息化。開放式體系結(jié)構(gòu)可以采用通用的計算機(jī)技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級和更新變得更加簡單，同時可以根據(jù)資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，促進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，縮短開發(fā)生產(chǎn)周期。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

3國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)用戶需求和技術(shù)要求

數(shù)控系統(tǒng)和主機(jī)及終的端用戶的聯(lián)系是密不可分的。因此以用戶需求為牽引，加強(qiáng)示范應(yīng)用格為重要。

3.1開展面向智能化控制的高檔數(shù)控系統(tǒng)擴(kuò)展模塊開發(fā)

支持用戶自主研發(fā)的共性技術(shù)或智能化技術(shù)通過程序模塊（軟件）或者通過總線功能模塊（硬件）等多種方式與數(shù)控系統(tǒng)集成，縮小模塊的體積，增強(qiáng)可維修性模塊，并且處理好各模塊之間的耦合等內(nèi)部結(jié)構(gòu)問題。開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的指令域采樣數(shù)據(jù)的分析工具、機(jī)床加工過程功率控制、數(shù)控機(jī)床動態(tài)誤差補(bǔ)償與加工過程智能監(jiān)控技術(shù)等功能模塊，以滿足國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)對高性能零件加工工藝的適應(yīng)性要求。

3.2數(shù)控系統(tǒng)與伺服驅(qū)動、電機(jī)等協(xié)同發(fā)展

伺服性能與電機(jī)性能已經(jīng)是制約數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵因素，應(yīng)針對機(jī)床需求，注重數(shù)控種類、產(chǎn)品規(guī)格及性能差距，改善伺服驅(qū)動、電機(jī)性能，開發(fā)伺服系統(tǒng)優(yōu)化工具，開發(fā)廣泛適應(yīng)各種用途的伺服驅(qū)動產(chǎn)品和主軸電機(jī)。同時也對高精度絕對光柵尺、編碼器等關(guān)鍵部件展開開發(fā)和應(yīng)用，使之定位提升，協(xié)同發(fā)展。

3.3優(yōu)化編程軟件

目前市場上大部分是采用通用的CAD/CAM編程軟件，對特定工件加工的工藝知識考慮不是很多，今后需集成有特定工件的切削工藝知識的專用CAM軟件，如在生成刀具軌跡時再考慮到機(jī)床的切削力，使生成的加工程序質(zhì)量得以高度提升，同時隨著機(jī)器人的使用越來越普及，基于動力學(xué)的機(jī)器人離線編程軟件的需求也會越來越廣。

3.4支持先進(jìn)技術(shù)集成性開發(fā)

加大輔助功能的研發(fā)，配置更友善的交互界面以及與主機(jī)融合的宏程序，做到可“私人訂制”。深入研究二次開發(fā)平臺（下轉(zhuǎn)第134頁）（上接第115頁）技術(shù)，提高數(shù)控系統(tǒng)的開放性，為第三方開展不同層次的二次開發(fā)提供方便而完整的移植方案，形成加工處理數(shù)據(jù)鏈（CAD/CAM/CAPP/CNC）。

3.5形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系

在未來進(jìn)行的數(shù)控系統(tǒng)、伺服單元、主軸電機(jī)、進(jìn)給驅(qū)動電機(jī)、直驅(qū)主軸的定子轉(zhuǎn)子、力矩電機(jī)、直線電機(jī)等在機(jī)械接口方面應(yīng)該形成一種國家標(biāo)準(zhǔn)體系，統(tǒng)一規(guī)格，在同一規(guī)格下應(yīng)統(tǒng)一接口尺寸，統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口形式，便于用戶進(jìn)行維修與更換。并需具有與國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主流數(shù)控系統(tǒng)和自動化控制裝置接口的聯(lián)接能力，注重與第三方應(yīng)用的互連，完善總線的標(biāo)準(zhǔn)化以及通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。

3.6健全綜合配套能力

數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)生產(chǎn)廠家要成為數(shù)控機(jī)床的工藝和控制應(yīng)用專家，研制階段應(yīng)充分了解主機(jī)的各種性能，提高產(chǎn)品的性能和水平，不斷增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，并建立一支優(yōu)秀的研發(fā)隊伍、跟蹤隊伍、維護(hù)隊伍，為用戶提供良好的綜合配套服務(wù)。另外系統(tǒng)廠家還應(yīng)逐漸提供綜合成套技術(shù)，使數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng)、主軸電機(jī)、進(jìn)給電機(jī)、力矩電機(jī)等進(jìn)行檢測試驗好后一起成套供應(yīng)。

3.7建立應(yīng)用反饋機(jī)制，以數(shù)據(jù)支撐產(chǎn)品持續(xù)改進(jìn)

現(xiàn)代生產(chǎn)管控對數(shù)控設(shè)備提出了更多的要求，需要實時監(jiān)控掌握數(shù)控設(shè)備的工作狀態(tài)，記錄零件加工過程中的大量數(shù)據(jù)，加強(qiáng)應(yīng)用過程中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，有計劃地安排預(yù)防性維修和保養(yǎng)，能夠快速診斷解決設(shè)備故障，這些方面均需要數(shù)控系統(tǒng)廠家進(jìn)行強(qiáng)力的技術(shù)支持。

3.8推廣和應(yīng)用數(shù)控機(jī)床刀具壽命跟蹤管理技術(shù)

隨著設(shè)備增加，刀具數(shù)量相應(yīng)增多，若日常管理不當(dāng)，刀具壽命跟蹤不準(zhǔn)確，將造成極大的浪費。通過對刀具信息層的管理，比如刀具全生命數(shù)據(jù)管理、刀具修磨管理刀具壽命監(jiān)控等技術(shù)手段，可實現(xiàn)機(jī)床刀具的數(shù)據(jù)化使用和維護(hù)，將有效縮短出現(xiàn)問題時的排查時間，提高了生產(chǎn)效率。

4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展在專項管理中的啟示

4.1充分發(fā)揮創(chuàng)新平臺的作用，提升企業(yè)創(chuàng)新能力

“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項前期安排了不少創(chuàng)新平臺的課題，應(yīng)充分借鑒“十二五”成果，繼續(xù)加強(qiáng)開放式數(shù)控系統(tǒng)創(chuàng)新平臺建設(shè)，通過平臺確實提升企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，健全產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的機(jī)制和體系，摸索出一套適合企業(yè)自身發(fā)展的創(chuàng)新之路。

4.2緊跟市場需求，提升企業(yè)自身競爭能力

市場是配置資源的重要因素，企業(yè)應(yīng)緊盯市場發(fā)展需求，根據(jù)自身特點，利用有限的資源，走差異化發(fā)展道路。不能只停留在共同完成扶持項目的層面，研發(fā)滿足客戶需要的產(chǎn)品，從而引導(dǎo)消費，實現(xiàn)“雙贏”提升國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化水平，占得市場先機(jī)，從機(jī)床制造、人才培養(yǎng)、用戶使用等多個角度做工作，以實現(xiàn)機(jī)床、系統(tǒng)、用戶企業(yè)三方共贏，形成系統(tǒng)與機(jī)床企業(yè)穩(wěn)定、長效的批量配套產(chǎn)業(yè)鏈，建立市場化互動機(jī)制，實現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)配套應(yīng)用示范工程，提升企業(yè)在市場中的競爭力。

4.3加強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)可靠性，建立數(shù)控系統(tǒng)評價體系

可靠性是企業(yè)的生命，嚴(yán)格開展數(shù)控系統(tǒng)可靠性測試驗證（數(shù)據(jù)采集）工作，要在產(chǎn)品出廠時保證產(chǎn)品出產(chǎn)質(zhì)量，切不可將機(jī)床廠和最終用戶作為系統(tǒng)功能的試驗驗證地，為企業(yè)提供一個放心可用的產(chǎn)品，并在應(yīng)用中對于數(shù)控系統(tǒng)做出評價，建立新的數(shù)控系統(tǒng)評價體系，保證專項目標(biāo)的完成。

4.4加快數(shù)控機(jī)器人發(fā)展

篇4

1940年，美國的密執(zhí)安（即現(xiàn)在的密歇根州）飛機(jī)制造公司為了加工飛機(jī)葉片輪廓框架，設(shè)計了加工軌跡和進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，由此產(chǎn)生了早期的數(shù)控思想。1952年，Parsons公司和M.I.T（麻省理工學(xué)院）合作研制了世界上第一臺三座標(biāo)數(shù)控機(jī)床，它的電子元器件是電子管，體積龐大，硬接線電路，這臺數(shù)控機(jī)床的研制具有劃時代的歷史意義，因為它采用了先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)，綜合應(yīng)用了電子計算機(jī)、自動控制、伺服驅(qū)動、精密測量、新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是一種新型的機(jī)床，開辟了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的新紀(jì)元。1955年，第一臺工業(yè)用數(shù)控機(jī)床由美國Bendix公司生產(chǎn)出來，在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。從1952年至今，NC機(jī)床按NC系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了五代，第一代：1955年NC系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大；第二代：1959年NC系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板，跨入了第二代（晶體管）；第三代：1965年NC系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路作為硬件，其特點是體積小，功耗低，可靠性進(jìn)一步提高。以上三代NC系統(tǒng)，由于其數(shù)控功能均由硬件實現(xiàn)，故歷史上又稱其為“硬線NC”；第四代：1970年NC系統(tǒng)采用小型計算機(jī)取代專用計算機(jī)，其部分功能由軟件實現(xiàn)，它具有價格低，可靠性高和功能多等特點；第五代：1974年NC系統(tǒng)以微處理器為核心，不僅價格進(jìn)一步降低，體積進(jìn)一步縮小，使實現(xiàn)真正意義上的機(jī)電一體化成為可能。人們習(xí)慣上將第四代、第五代統(tǒng)稱為CNC――軟件數(shù)控。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，隨著國際上計算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著運行高速化、加工高精化、功能復(fù)合化、控制智能化、體系開放化和交互網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，最近30年，CNC性能和功能不斷發(fā)展，CNC機(jī)床向綜合自動化方向發(fā)展。所以機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動化的基礎(chǔ)技術(shù)。

我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998年~2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，在我國，目前不要說系統(tǒng)，就是國內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點的數(shù)控機(jī)床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進(jìn)口的，主要是買日本的，我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命等方面都有或多或少的問題，技術(shù)還不夠成熟。目前國內(nèi)的各大機(jī)床廠，數(shù)控系統(tǒng)大部分是由國外進(jìn)口，各廠家一般都買日本FANUC、三菱的系統(tǒng)，占80%以上，也有德國西門子的系統(tǒng)，但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng)，我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠，西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進(jìn)了不少，價格方面還是略高。德國人很不重視中國，所以他們的系統(tǒng)漢語化最近才有，而日本很早就有漢語化版的。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。

近年來隨著中國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使世界一些主要機(jī)床廠商引起他們的重視，在2000年，最大的日本機(jī)床制造商“馬扎克”在中國銀川建立了數(shù)控機(jī)床合資廠，制造水平相當(dāng)先進(jìn)，號稱“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠并且與世界同步。日本大隈公司在北京也建立了年產(chǎn)1 000臺數(shù)控機(jī)床控股公司，德國的一家企業(yè)也在我國上海建立工廠。步入21世紀(jì)的今天，隨著行業(yè)規(guī)模不斷壯大，國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床明顯進(jìn)步，國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)取得重大突破，這些都充分說明，中國數(shù)控機(jī)床整體水平全面提升。在數(shù)量不斷上升的同時，數(shù)控機(jī)床質(zhì)量在追趕世界的進(jìn)程中也在飛速發(fā)展。同時，作為數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也在這樣的變化中取得了重大突破與進(jìn)步。

由于國家把高端裝備制造業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育，在“十二五”期間加大了該項重大專項投入。我國每年重大專項有效帶動本國機(jī)床行業(yè)增加研發(fā)投入達(dá)到100億以上，使國家中央財政投入大幅提升至30億元。高檔數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)和功能部件核心技術(shù)將是本次資金投入的主要方向，有國家的重點扶持和重視，相信我國在不久的將來數(shù)控技術(shù)將會步入國際先進(jìn)行列。

參考文獻(xiàn)

[1]中投顧問.2011-2015年中國數(shù)控機(jī)床市場投資分析及前景預(yù)測報告.

篇5

關(guān)鍵詞：龍門式數(shù)控機(jī)床；發(fā)展；研究

引言

面對市場發(fā)生的變化、面對用戶對技術(shù)進(jìn)步要求的日益迫切形勢，開發(fā)新型數(shù)控產(chǎn)品來替代普通數(shù)控產(chǎn)品失去的市場份額已勢在必行。分析中國市場形勢高檔的數(shù)控產(chǎn)品因其價格昂貴，目前對于相當(dāng)多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、私人企業(yè)、以及不十分景氣的國有企業(yè)也是可望而不可及的。而對于國外市場，由于我們的技術(shù)相對落后、生產(chǎn)經(jīng)驗、生產(chǎn)能力、制造水平都存在較大差距，現(xiàn)在要開發(fā)高檔產(chǎn)品與國外廠家競爭顯然時機(jī)很不成熟。而大、中規(guī)格的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床盡管有關(guān)性能指標(biāo)不及高檔機(jī)床，但功能類似、且價格低、操作方便使用可靠而受到廣大中國用戶歡迎。

1.龍門式數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢

龍門式數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備，是市場熱門商品。世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國家美國、日本等西方國家把該類產(chǎn)品作為戰(zhàn)略物質(zhì)。用于大型螺旋漿空間曲面加工的龍門式五軸聯(lián)動銑床，曾引發(fā)轟動一時的美-日制裁原蘇聯(lián)的“東芝事件”。上世紀(jì)末，美國國會因當(dāng)時我國進(jìn)口16臺用機(jī)制造的多軸聯(lián)動舊機(jī)床，而炮制所謂要求制裁中國的考克斯報告。世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國家美國、日本、德國、法國、意大利、西班牙等國家的龍門式數(shù)控機(jī)床在中國銷售量很大，都為本國開發(fā)、制造龍門式數(shù)控機(jī)床制定了技術(shù)創(chuàng)新的環(huán)境與機(jī)制和數(shù)控機(jī)床業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略。其代表性產(chǎn)品所具備先進(jìn)技術(shù)及發(fā)展趨勢。

當(dāng)今世界龍門式數(shù)控機(jī)床正快速向高速、高精、復(fù)合、智能、環(huán)保的方向發(fā)展。中國的龍門式數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品處于落后的地位，長期依賴進(jìn)口。近年來，我國每年進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的總額中有42%是用于購買龍門式數(shù)控機(jī)床。我國為發(fā)展該類產(chǎn)品通過購買國外產(chǎn)品、合資合作引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，花費了大量的資金。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，2004年我國機(jī)床消費94.6億美元，消費了世界機(jī)床產(chǎn)值的五分之一，居世界機(jī)床消費的首位，其中進(jìn)口59.2億美元，居世界機(jī)床進(jìn)口的第一位，出口5.4億美元。我國龍門式數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的發(fā)展歷程是通過購買國外產(chǎn)品和合資合作引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，如：北京航天與法國FOREST―LINE公司、北京第一機(jī)床廠與德國瓦特利西靠勃公司合作，與日本大隈公司合資等。目前，我國雖然在該類型數(shù)控機(jī)床方面有了長足的發(fā)展，但與美國、德國、法國、日本、意大利、西班牙發(fā)達(dá)國家相比，最少有10年左右的差距。

龍門式數(shù)控機(jī)床的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的實施，將具有很好的國內(nèi)外市場需求前景，應(yīng)用領(lǐng)域為鐵路、航空、航天、橋梁、汽車、軍工、造船、化工、印刷、建筑、能源、模具、機(jī)械、紡織等行業(yè)。地處東北老工業(yè)基地沈陽的沈陽機(jī)床集團(tuán)是全國最大的機(jī)床制造商，對民族工業(yè)的振興肩負(fù)歷史重任，具有開發(fā)此類機(jī)床近20年的經(jīng)驗，開發(fā)的GMB系列產(chǎn)品具有自主知識產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了國家同類產(chǎn)品的空白。

2.國內(nèi)外研究

（a）為動工作臺、動橫粱式加工中心；（b）為動工作臺，定橫粱式加工中心；（c）為定工作臺、高架橋式加工中心；（d）為定工作臺、動龍門式加工中心

圖2.1框架結(jié)構(gòu)圖

隨著航天、航空、汽車、模具等行業(yè)的日益發(fā)展，龍門式加工中心已成為必不可少的設(shè)備之一。目前龍門式加工中心的種類繁多，各類型產(chǎn)品所適用的行業(yè)也不同。行業(yè)的不同導(dǎo)致了適用的龍門式加工中心的類型也有所不同，因此在概念設(shè)計階段必須正確的把握不同類型的龍門式加工中心都適用于哪些行業(yè)。

（符號注解：“”代表極好；“+”代表好；“o”代表一般；“-”代表差；“―”代表極差）

根據(jù)市場調(diào)研及對國內(nèi)外同類產(chǎn)品的水平分析，龍門式加工中心根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的不同大體上分為如圖2.1所示的4種類型。龍門式加工中心適用的行業(yè)大致分為4種：

（1）普通行業(yè)；

（2）汽車、模具行業(yè)；

（3）航天、航空行業(yè)；

（4）船用柴油機(jī)、汽輪機(jī)行業(yè)。

適用情況如表2-1所示。

通過表2-1我們看到一些行業(yè)會有多種類型的龍門式加工中心適用于該行業(yè)，但怎樣確定最適用于該行業(yè)的龍門式加工中心變得尤為重要，因此必須了解各類型的龍門式加工中心在各性能指標(biāo)上的優(yōu)缺點。見表2-2。

對于適用于不同行業(yè)的龍門式加工中心在其性能指標(biāo)上的側(cè)重點也是不同的。

（1）普通行業(yè)：加工的工件大多數(shù)精度要求不高、批量較大。適用的龍門式加工中心應(yīng)以成本較低、裝卸工件方便、易排屑為主。

（2）汽車、模具行業(yè)：加工的工件要求精度高、效率高，但大多無復(fù)雜曲面。適用的龍門式加工中心應(yīng)以快移速度高、換刀時間短、裝卸工件方便、易排屑為主。

（3）航天、航空行業(yè)：加工的工件多以細(xì)長和復(fù)雜曲面為主，要求連續(xù)加工精度高。適用的龍門式加工中心應(yīng)以加速度高、CNC五軸加工為主。

（4）船用柴油機(jī)、汽輪機(jī)行業(yè)：加工的工件體積大、重量大、高度較高，加工時切削量較大。適用的龍門式加工中心應(yīng)以剛性高、Z軸行程大或有W軸為主。

結(jié)論

大規(guī)格高、中檔龍門式鏜銑加工中心作為通用機(jī)床表現(xiàn)為市場需求量多，適應(yīng)性廣。該類機(jī)床主要面向于航天、航空、汽車、軍工、能源、模具、IT產(chǎn)業(yè)等行業(yè)的零件加工，以加工黑色和有色金屬大中型復(fù)雜零件為對象，具有高精度、高柔性、環(huán)保型、自動化程度高等特點，特別適合多品種小批量精密加工。其性能指標(biāo)和精度指標(biāo)均貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)。工件在一次裝夾后可進(jìn)行鏜、銑、鉆、攻絲等多工序加工，配備角度頭可進(jìn)行五面加工。通過樣機(jī)試制證明：機(jī)床的功能、精度均達(dá)到了設(shè)計的要求。開發(fā)此類機(jī)床是我廠數(shù)控機(jī)床一個質(zhì)的飛躍。