高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 高速切削；技術(shù)；數(shù)控

中圖分類號：TG506 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）20-0016-01

數(shù)控高速切削加工技術(shù)即提高切削速度且能保持切削溫度，甚至使減低切削溫度跟切削速度成反比，減少切削刀具磨損的技術(shù)。這項技術(shù)基于機床結(jié)構(gòu)、技術(shù)、材料，主軸、進給、CNC系統(tǒng)、刀具材料及技術(shù)、測量測試技術(shù)等多種相關(guān)技術(shù)及硬件充分發(fā)展的基礎(chǔ)上綜合生成的一種技術(shù)。高速切削加工的應(yīng)用范疇是理解該技術(shù)的核心內(nèi)容。在實際生產(chǎn)過程中，加工方法、材料、切削速度等的選擇應(yīng)用根據(jù)具體生產(chǎn)需要而定。

1 數(shù)控高速切削加工的應(yīng)用意義

數(shù)控高速切削加工，可明顯提高切削加工的生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)工藝的質(zhì)量。其在工業(yè)生產(chǎn)中的運用價值為：

1）有效降低工件加工表面的受熱時間，減小工件受熱變形，提高工件表面精度。

2）使用切削速度高，切削量小的切削形式，有效降低切削力30%以上。

3）顯著提高進給和切削速度，使加工過程最大限度地保持平穩(wěn)狀態(tài)。

4）高速切削縮短加工周期，節(jié)約能源，降低設(shè)備使用率。

2 高速切削重要技術(shù)的實用分析

2.1 高速切削運行原理

根據(jù)不同材料分類，高速加工技術(shù)的切屑機理也各不相同，即使是生產(chǎn)加工相同的工藝材料，高速切削運行工作中，切削產(chǎn)生的熱及切削產(chǎn)生的力度的變化，導(dǎo)致刀具受到磨損，進而影響工具加工表面。對高速切削運行原理進行深入研究，有助于切削用量選擇趨于科學(xué)合理性，是工件加工的理論基礎(chǔ)。

2.2 數(shù)控高速切削刀具技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控高速切削加工系統(tǒng)主要由材料、刀具、機床器械組成，其中刀具是整個工藝系統(tǒng)中運作最活躍的組成部分。切削刀具技術(shù)的應(yīng)用是制約高速切削加工的主要原因之一。高速運作的切削速度促使刀具、加工參數(shù)、刀體結(jié)構(gòu)等因素也要隨之不斷發(fā)生變化，當(dāng)?shù)毒卟牧霞爸圃旒夹g(shù)產(chǎn)生很大變化時，高速切削加工在提高生產(chǎn)率的同時需更加注意保證加工精度及安全性和可靠性。所以，高速切削刀具技術(shù)必須要具備優(yōu)良的幾何定位和精確的裝夾定位，保證高速切削過程中整個系統(tǒng)的平穩(wěn)性和安全性。

2.3 數(shù)控高速切削機床技術(shù)要求

高速切削要求數(shù)控機床中需配有相應(yīng)的主軸、CNC控制系統(tǒng)及高速補給系統(tǒng)。機床主軸單元需高速轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下平穩(wěn)運行，且運行狀態(tài)及性能在整個工作過程中需保持良好。其中主軸軸承作為機床主軸單元的重要部分，在加工機床中占重要地位，對高速主軸的負載容量和壽命產(chǎn)生直接影響。因此，增強機床主軸結(jié)構(gòu)性能可有效優(yōu)化機床整體性能，提高生產(chǎn)率。所以在高速切削系統(tǒng)中，須配備能移動迅速、定位精確的進給系統(tǒng)。面對高性能進給系統(tǒng)，機床導(dǎo)軌及工作臺結(jié)構(gòu)面臨更大的挑戰(zhàn)。

2.4 數(shù)控高速切削工藝

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，數(shù)控高速切削技術(shù)屬于一種新型切削術(shù)，在技術(shù)使用中，相應(yīng)加工參數(shù)及參考實例相對匱乏。高速切削工藝參數(shù)優(yōu)化是目前高速切削工藝應(yīng)用的最大制約因素之一。此外，現(xiàn)在廣泛使用的CNC軟件的編程功能不能確保切削過程中的穩(wěn)定性，無法滿足高速切削中零件NC程序的要求。因此，在高速切削過程中需人工編程來優(yōu)化或補充自動編程，使得高速切削價值下降。只有開發(fā)新的數(shù)據(jù)編程，讓主軸功率與切削數(shù)據(jù)相吻合，擴展高速切削的利用空間。

3 高速切削技術(shù)在數(shù)控機床使用中的發(fā)展趨勢

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，數(shù)控高速切削技術(shù)的應(yīng)用可有效彌補傳統(tǒng)加工領(lǐng)域中存在的技術(shù)缺陷，其主要發(fā)展趨勢為：

1）應(yīng)用于壁薄或細長類工件的加工，可有效降低切削熱及切削力對工件形狀產(chǎn)生的影響，增強加工精度，提高工件質(zhì)量。

2）可應(yīng)用于淬硬鋼、高錳鋼、耐磨鑄鐵等傳統(tǒng)加工方法難以進行加工操作的材料。

3）應(yīng)用高速切削可提高1-2級加工精度，免去后續(xù)光整加工，縮短加工周期。

4 高速切削加工技術(shù)對數(shù)控機床提出的新要求

高速切削技術(shù)的應(yīng)用，對整個系統(tǒng)的設(shè)備運行速度、精度、穩(wěn)定性等都有相對的高要求。經(jīng)過生產(chǎn)實踐研究發(fā)現(xiàn)，高速切削加工技術(shù)目前最適用于數(shù)控機床。當(dāng)目前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的數(shù)控機床依然有很多的改進空間，只有對其硬件、軟件進行不斷地提高和完善才能更好的適用于高速切削技術(shù)，將此切削技術(shù)獨特優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致，提高生產(chǎn)效率。高速切削技術(shù)對數(shù)控機床的要求具體如下：

1）數(shù)控機床主軸使用電主軸。電主軸可有效保證機床發(fā)電機與主軸的完美融合，保持生產(chǎn)過程中整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。此外，電主軸可更科學(xué)合理地控制溫差，是溫差保持在最理想范圍內(nèi)，提高主軸的性能，延長主軸的使用壽命，降低資源損耗。

2）提高伺服單元性能。數(shù)控機床伺服單元的性能上需配備高響應(yīng)速度的設(shè)備，根據(jù)目前技術(shù)水平，滾珠絲杠副為數(shù)控機床中較理想的伺服單元。

3）完善數(shù)控機床機構(gòu)設(shè)計?？山梃b外國一些先進加工中心使用的機床結(jié)構(gòu)，對機床結(jié)構(gòu)進行改善。如日本YBM950V、鑒瑞士HSM加工中心等。

4）提高刀具性能。高速切削刀具應(yīng)縮小前角10°左右，擴大后角大約5°-8°，同時在控制刀具重量的同時，需保證刀具精細度，確保工件精度不受離心力影響。

5）改進和升級數(shù)控系統(tǒng)性能。CNC系統(tǒng)是目前最適用于高速切削技術(shù)的數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用了優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計及先進的動力學(xué)原理，配置高，性能好，可有效保證系統(tǒng)運行精度，且伺服單元可滿足高速切削技術(shù)中高速進給要求。

5 結(jié)束語

高速切削技術(shù)的應(yīng)用是我國制造業(yè)不斷發(fā)展的必然要求。這種先進的加工技術(shù)是數(shù)控機床進行精密儀器加工的首選技術(shù)，隨著制造業(yè)的發(fā)展，我國數(shù)控機床在配套設(shè)備及性能的研究開發(fā)及使用上也會不斷取得新的突破和成就，高速數(shù)控機床的技術(shù)及設(shè)備正在逐步提高和完善，并向網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。

參考文獻

[1]王先逵.制造技術(shù)的未來[J].中國機械工程，2010（11）.

[2]孫釗.高速切削在數(shù)控加工中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2012（23）.

第2篇：高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞] 數(shù)控機床； 結(jié)構(gòu)特征； 性能優(yōu)化

0 引言

數(shù)控機床技術(shù)首次出現(xiàn)于上世紀五、六十年代，它的出現(xiàn)加速了機械制造業(yè)的發(fā)展，并大大提升了社會總體生產(chǎn)效率。在經(jīng)濟全球化的大背景下，數(shù)控機床制造業(yè)面臨裝備改良以及技術(shù)革新的強大競爭壓力。在經(jīng)濟快速發(fā)展的趨勢下，機械制造領(lǐng)域所生產(chǎn)的產(chǎn)品種類越來越豐富、產(chǎn)品功能越來越多樣化，這也給數(shù)控機床的功能性和結(jié)構(gòu)性有了更嚴格、更高端的要求，人們迫切需要一種集高速化、智能化、復(fù)合化、高精度化、網(wǎng)絡(luò)化為一體的數(shù)控機床[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進步，使數(shù)控機床的多功能性成為可能，從而也擴大數(shù)控機床在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。本文主要針對當(dāng)前的數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特征進行分析，并提出優(yōu)化數(shù)控機床性能的策略。

1 數(shù)控機床概述

數(shù)控機床是一種裝載數(shù)字控制程序的機電一體化產(chǎn)品，他通過控制系統(tǒng)編輯、處理控制編碼以及各種符號指令，將編碼用數(shù)字的形式代替，再通過信息處理設(shè)備輸入數(shù)控裝置，并在數(shù)控裝置的運算和處理后對機床的各個子部件發(fā)送控制信號，指導(dǎo)整個機床的運作，并根據(jù)要求和尺寸自動將零件加工出來。數(shù)控機床能夠有效完成一些品種多樣、結(jié)構(gòu)緊密復(fù)雜、小批量、頻繁改型、生產(chǎn)周期短的零件加工問題。數(shù)控機床主要由加工程序載體、數(shù)據(jù)控裝置、機床主體以及其他輔助功能設(shè)備組成。數(shù)控機床綜合運用了計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、測量技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、傳感器技術(shù)最新技術(shù)成果，在機械制造和加工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。數(shù)控機床是由美國著名發(fā)明家約翰?帕森斯于20世紀中葉發(fā)明的，在計算機技術(shù)和電子通信技術(shù)的推動下，數(shù)控機床逐漸進入數(shù)字化智能控制時代[2]。數(shù)控機床技術(shù)是衡量機械制造生產(chǎn)水平的重要標準，同時衡量一國生產(chǎn)水平和綜合國力的標準，數(shù)控機床技術(shù)逐漸滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，為他們提供各種零部件裝備，因此，數(shù)控機床具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的社會經(jīng)濟效益。

2 數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特性

2.1 全方位智能化

隨著計算機技術(shù)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對數(shù)控機床中程序自動化、控制智能化有了更高的要求。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，加工過程控制智能化。數(shù)控機床通過實時監(jiān)測加工系統(tǒng)中的主軸、進給電機功率、電流、電壓等信息，再通過智能算法識別刀具的受力、磨損狀況以及機床運行的穩(wěn)定性，從而及時調(diào)整加工過程中的各項參數(shù)。第二，故障智能診斷和修復(fù)[3]。數(shù)控機床能夠根據(jù)以往的故障信息，智能化地推斷故障發(fā)生原因及發(fā)生部位，并仿真事故過程中，從而找出修復(fù)故障的方法。

2.2 配件高精度化

為了提高數(shù)控機床運行的穩(wěn)定性和精準性，機床的各類配件的選擇上遵循“高科技化、高精準化”原則，轉(zhuǎn)變以往的以幾何精度為主的重視觀念，數(shù)控機床的精度要求逐漸擴展到運行、熱變形、抗振等方面。以CNC系統(tǒng)控制精度為例，數(shù)控機床的進度控制采用當(dāng)前最先進的高速插補技術(shù)，通過微小數(shù)控程序?qū)崿F(xiàn)控制，逐步精細CNC控制單位，并采用高分辨率的傳感器裝置，提升位置檢測和元件測量的精度。此外流行于國家上的網(wǎng)格解碼檢查技術(shù)在提升數(shù)控機床加工中心的運動軌跡精度方面具有顯著效果，它通過三維仿真預(yù)測數(shù)控機床的加工精度，幫助數(shù)控機床在不同加工條件下實現(xiàn)不同規(guī)格、不同類別的加工任務(wù)[4]。

2.3 功能復(fù)合人性化

功能復(fù)合多樣化是今后數(shù)控機床未來發(fā)展的趨勢，同時也是實現(xiàn)人性化操作的主要體現(xiàn)。功能復(fù)合化數(shù)控機床是指在一臺機床是能夠?qū)崿F(xiàn)多種程序、多重要素的加工，能夠?qū)崿F(xiàn)從原料到成品的多元素的加工。根據(jù)數(shù)控機床的功能復(fù)合化的實現(xiàn)形式可以分為工序復(fù)合型以及工藝復(fù)合型。前者是將生產(chǎn)工序整合在一臺機床上，比如雙主軸車削中心；后者是將產(chǎn)品生產(chǎn)的各個工藝技術(shù)整合在一臺機床上，比如銑鏜鉆車復(fù)合―復(fù)合加工中心。功能復(fù)合化的數(shù)控機床能夠大大減少零部件的裝載卸載程序、縮短更換或調(diào)整道具的時間，從而減少這些過程中產(chǎn)生的誤差，有效提升了加工精度，也成功縮減了產(chǎn)品生產(chǎn)周期。功能復(fù)合化的數(shù)控機床能夠減少人工操作的工序，解放勞動力，提高生產(chǎn)效率，因此功能復(fù)合化的數(shù)控機床也是一種遵循“人性化”的操作系統(tǒng)。

2.4 運行高速化

現(xiàn)在的數(shù)控機床運用了伺服傳動系統(tǒng)以及無極變速主軸，大大提升了數(shù)控機床各個部件的自動化水平，提升了數(shù)控機床在運行過程中的傳動性能。通過縮短傳輸鏈來達到簡化數(shù)控機床結(jié)構(gòu)的目的。由于數(shù)控機床是通過加工程序載體以及數(shù)控裝置發(fā)送數(shù)據(jù)代碼指令的，因此在數(shù)據(jù)傳輸和處理的速度、刀具運動速度、主軸轉(zhuǎn)速以及其他輔助裝置的配合速度方面必須實現(xiàn)全方位的并聯(lián)和貫通。而伺服傳動系統(tǒng)是一種自動化服務(wù)系統(tǒng)，能根據(jù)數(shù)控裝置給出的具體指令控制完成各項輔助服務(wù)，能夠調(diào)整主軸轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)主軸自主變速運動。數(shù)控機床的全面自動化還體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)布局方面，進給變速箱和主軸箱的整體結(jié)構(gòu)較為簡單，因此大大減少了連接軸承和齒輪的數(shù)量，從而縮短了電動機與主軸、滾珠絲杠的連接距離，從而提升了機械運行的速度。

2.5 驅(qū)動并聯(lián)化

驅(qū)動并聯(lián)化是指在數(shù)控機床的主軸與機座之間配置多桿并聯(lián)聯(lián)接機，數(shù)控裝置只要控制中間的桿系中桿的長度來實現(xiàn)整個平臺的自由運行。并聯(lián)運動機解決了以往機床串聯(lián)移動部件質(zhì)量大的問題，同時提高了系統(tǒng)的剛度，擴大了道具運動導(dǎo)軌的進給范圍，提升了整個機臺的作業(yè)自由度，增加了加工設(shè)備的靈活性和機動性。并聯(lián)式驅(qū)動機運用于數(shù)控機床上，更能滿足多種型號、種類復(fù)雜的零件加工要求，且并聯(lián)機自身智能化程度高、中邀請、運行速率快，成為提升數(shù)控機床整體生產(chǎn)加工速度的新型加工裝配。而在國際數(shù)控機床的生產(chǎn)制造領(lǐng)域，并聯(lián)機驅(qū)動設(shè)備是提升數(shù)控機床的性能的關(guān)鍵技術(shù)，同時也是數(shù)控研究行業(yè)的重點研究方向，未來的數(shù)控機床中的并聯(lián)機驅(qū)動裝置的更新進步將是一大發(fā)展趨勢。

2.6 信息互動網(wǎng)絡(luò)化

在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)高速發(fā)達的時代，實現(xiàn)數(shù)控機床的雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能是未來數(shù)控機床的發(fā)展方向。數(shù)控機床實現(xiàn)信息互動的網(wǎng)絡(luò)化能夠讓各項信息在制造業(yè)各個部門、各個車間長興流通，而通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)共享功能，又能夠?qū)?shù)控機床的加工運行過程進行遠程控制和在線監(jiān)督，同時實現(xiàn)數(shù)字化操控的能夠有效完成對數(shù)控機床的遠程故障診斷和故障修復(fù)工作。比如我國在新一代的數(shù)控機床的加工中心配置了一個信息塔，它的主要構(gòu)件是攝像頭、計算機、手機等，與互聯(lián)網(wǎng)供聯(lián)，能夠在線傳輸聲音、圖片、視頻、文字等信息。

3 數(shù)控機床的性能優(yōu)化策略

3.1 科學(xué)布局機械各機構(gòu)

要提升數(shù)控機床的整體性能必須要從機床的各個部件的配置和布局方面著手，合理布局各個子系統(tǒng)和零部件，盡量簡化機械的結(jié)構(gòu)，加強數(shù)控機床布局的合理控制，從而提高整個機床的剛性度，提升機床運行的受力水平，維護機床的熱穩(wěn)定系統(tǒng)，最終實現(xiàn)數(shù)控機床的科學(xué)管理。

3.2 提高各零部件的剛度和韌性

數(shù)控機床的零部件剛度關(guān)系到整個機床運行的速率以及安全可靠性，而零部件的剛度是由零件的自身質(zhì)量、固定頻率以及阻尼等相關(guān)參數(shù)決定。要想提升各個零部件的剛度和韌性，可以從以下幾個方面著手：第一，科學(xué)合理地布局機床內(nèi)部各個零部件的結(jié)構(gòu)，盡量減少零部件因負載過度而引起彎曲或扭轉(zhuǎn)問題；第二，零部件截面體現(xiàn)高度科學(xué)性，筋板放置位置要合理，并選擇性能佳的焊接部件。第三，合理連接各個零部件，縮短傳送鏈的長度，減少了連接軸承和齒輪的數(shù)量，從而縮短了電動機與主軸、滾珠絲杠的連接距離，從而提升了機械運行的速度。

3.3 避免熱變形產(chǎn)生

像一些低能耗的運行配件（主軸電動機、變量泵等）可以減少其熱量的產(chǎn)生，同時一些高能耗的運行配件（傳動齒輪、傳送鏈、傳動軸）可盡量減少，減少摩擦后熱量自然降低。此外對一些易于發(fā)熱的部件可以進行適當(dāng)?shù)睦鋮s處理，加快部件的散熱，從能避免熱變形產(chǎn)生。

3.4 提高機械的抗振性能

數(shù)控機床中高速旋轉(zhuǎn)控件不在少數(shù)，然而這些旋轉(zhuǎn)部件在運行過程中會產(chǎn)生較大的振動，這嚴重影響整個機床的運行效率，還增加了機床的噪音。為了減少旋轉(zhuǎn)部件的振動，可以采用平衡處理法提升旋轉(zhuǎn)部件的抗振性能，通過減少傳動部件之間的孔隙，削弱機床運行的應(yīng)激振動力，然后將機床的各個旋轉(zhuǎn)部件的運行頻率控制在一定的頻率，提升部件的靜態(tài)剛度。此外提升機械的抗振性能哈可以通過在機床各個部件中添加阻尼材料，削弱振動力量。

4 結(jié)束語

總而言之，在社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展前提下，數(shù)控機床已經(jīng)逐漸實現(xiàn)全方位自動化、配件高精度化、功能復(fù)合人性化、運行高速化、驅(qū)動并聯(lián)化以及信息互動網(wǎng)絡(luò)化。中國在進入改革開放時代以后，機械制造業(yè)發(fā)展迅猛，但是難以改變以勞動力、資源、價格等為主要市場競爭力的局面，在產(chǎn)品技術(shù)方面缺乏自主開發(fā)和自主創(chuàng)新的能力。數(shù)控機床作為衡量制造業(yè)生產(chǎn)水平和市場競爭力的關(guān)鍵評估標準，其重要性不言而喻。我國要想轉(zhuǎn)變生產(chǎn)制造業(yè)發(fā)展方式，必須要從革新數(shù)控機床著手，早日實現(xiàn)數(shù)控機床從低端到高端、從初級產(chǎn)品制造到高級產(chǎn)品的制造的轉(zhuǎn)變，不斷提高數(shù)控機床產(chǎn)品的性能，從而為促進我國制造業(yè)發(fā)展奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

[參考文獻]

[1] 王叔平. 淺論數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特征與性能提高策略[J]. 科技向?qū)В?012，（26）：131.

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第3篇：高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)范文

    機械產(chǎn)業(yè)是為國民經(jīng)濟提供技術(shù)裝備和為人民生活提供耐用消費品的裝備產(chǎn)業(yè)。國民經(jīng)濟各部分生產(chǎn)技術(shù)的進步和經(jīng)濟效益的高低,在很大程度上取決于它所采用機械裝備的性能和質(zhì)量,機械產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的重要標志之一。

    經(jīng)過近50年的發(fā)展,機械產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國產(chǎn)業(yè)中具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的最大產(chǎn)業(yè)之一。1997年實現(xiàn)銷售收進13651億元,占全國產(chǎn)業(yè)的21;利潤257億元,稅621億元,分別占全國產(chǎn)業(yè)的15;出口創(chuàng)匯363億美元,占全國外貿(mào)出口額的20。其發(fā)展速度高于同期產(chǎn)業(yè)的均勻增長速度。

    近年來,機械產(chǎn)業(yè)企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力有所增強,1997年科技職員總數(shù)達48萬人,技術(shù)開發(fā)經(jīng)費支出達85億元,占全行業(yè)銷售收進的0.62,有57家大型企業(yè)建立了國家級技術(shù)中心,有9的企業(yè)建立了專門技術(shù)開發(fā)機構(gòu),行業(yè)整體技術(shù)水平有了明顯進步,主要表現(xiàn)在:為國民經(jīng)濟提供成套技術(shù)裝備和汽車的能力有較大進步;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正向公道化方向發(fā)展。

    盡管機械產(chǎn)業(yè)的綜合技術(shù)水平近幾年有了大幅度進步,但和產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家相比,仍存在著階段性的差距。主要新題目在于:

    1.科技進步對機械產(chǎn)業(yè)增長的貢獻率目前僅為34,先進國家高達70以上。

    2.產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術(shù)、治理技術(shù)落后,是制約機械產(chǎn)品水平的主要因素。

    3.機械產(chǎn)品技術(shù)水平不高,達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18,達到80年代中期國際水平的占27,其余產(chǎn)品均在80年代以前的水平線上。

    從總體上看,機械產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)能力和技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,發(fā)展后勁不足;技術(shù)來源主要依靠引進國外技術(shù),對國外技術(shù)的依存度較高,對引進技術(shù)的消化吸收仍停留在把握已有技術(shù)和進步國產(chǎn)化率上,沒有上升到形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高度。

    (二)技術(shù)發(fā)展的總體目標

    以數(shù)控機床、電力電子應(yīng)用及自動化技術(shù)、大型農(nóng)業(yè)機械和施工機械、轎車關(guān)鍵技術(shù)、環(huán)保裝備五個方面作為重點,以發(fā)展和應(yīng)用先進制造技術(shù)為手段,以高新技術(shù)和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化為突破口,以進步企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和競爭力為目標,進步企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平。到2001年,提供1000種具有自主知識產(chǎn)權(quán)和較大市場需求潛力的產(chǎn)品。主要產(chǎn)品品種的40達到90年代初國際水平,5達到國際先進水平,90的重點骨干企業(yè)產(chǎn)品標準接近或達到國際先進企業(yè)標準。

    (三)技術(shù)發(fā)展的方向和重點

    1.以數(shù)控機床為代表的基礎(chǔ)機械

    數(shù)控機床是先進制造業(yè)的基礎(chǔ)機械,是最典型的多品種、小批量、高技術(shù)含量的機電一體化產(chǎn)品。目前世界數(shù)控機床年產(chǎn)量超過15萬臺,品種超過1500種。1997年我國數(shù)控機床產(chǎn)量已達9051臺(占機床總產(chǎn)值20以上),但由于國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場需求,在國內(nèi)市場上的占有率逐年下降,每年仍需大量進口數(shù)控機床,進口額度大幅度增加。1996年進口達13924臺(價值12.46億美元)。

    目前我國數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展中存在的主要新題目是:

    (1)產(chǎn)品成熟度差,可靠性不高

    國外數(shù)控系統(tǒng)均勻無故障時間(MTBF)在10000小時以上,國內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅3000~5000小時;整機均勻無故障工作時間國外達800小時以上,國內(nèi)最好只有300小時。

    (2)產(chǎn)品品種少,不能滿足市場需求

    國外數(shù)控機床品種已達到1500種,國內(nèi)只有500多種,且性能水平低,高速、高效、高精度產(chǎn)品幾乎沒有。

    (3)創(chuàng)新能力低,市場競爭力不強

    生產(chǎn)數(shù)控機床的企業(yè)雖達百余家,但大多數(shù)都未能形成規(guī)模生產(chǎn),企業(yè)效益差,創(chuàng)新能力低,制造本錢高,產(chǎn)品市場競爭能力不強。

    (4)數(shù)控機床行業(yè)的專業(yè)化零配件及部件的協(xié)作生產(chǎn)配套體系不健全,大多數(shù)企業(yè)都是“大而全、小而全”的結(jié)構(gòu)模式。

    近期我國在數(shù)控機床的發(fā)展方面,要采取跟蹤高級型、發(fā)展普及型、擴大經(jīng)濟型,以普及型為主的策略,重點發(fā)展:

    (1)經(jīng)濟適用、量大面廣的產(chǎn)品

    經(jīng)濟適用的普及型數(shù)控車床、加工中心、數(shù)控銑床。

    (2)高速、高效和專用、成套數(shù)控機床

    高速、高效數(shù)控車床及加工中心;高效數(shù)控鍛壓成套裝備,其中包括,可自動換頭沖壓機床、復(fù)合式柔性沖壓中心、四邊折彎機等;大型精密模具數(shù)控成套裝備,其中包括數(shù)控仿型銑床及龍門式數(shù)控銑床、智能化電加工機床等。

    (3)數(shù)控機床專業(yè)化配套系統(tǒng)

    新一代數(shù)控及伺服系統(tǒng)系列產(chǎn)品;數(shù)控機床高速主軸、電主軸電機系列產(chǎn)品;數(shù)控機床機械手、刀庫及動力刀架系列產(chǎn)品;數(shù)控機床高速配套零部件及輔件系列產(chǎn)品;其中包括,高速滾珠絲桿、高速陶瓷軸承、高速防護裝置等系列產(chǎn)品。

    發(fā)展目標:

    (1)扶植重點企業(yè)開發(fā)經(jīng)濟適用、量大面廣的數(shù)控機床并形成批量生產(chǎn),使這些企業(yè)產(chǎn)品的市場占有率有明顯進步,成為名牌產(chǎn)品;

    (2)發(fā)展數(shù)十種高速、高效、專用、成套數(shù)控機床系列新品種,以滿足汽車、農(nóng)機、航空、模具等行業(yè)的需求;

    (3)數(shù)控機床關(guān)鍵配套產(chǎn)品:數(shù)控系統(tǒng),滿足國內(nèi)數(shù)控機床50的配套需求;高速主軸及電主軸年產(chǎn)達千套;機械手、刀庫、動力刀架及數(shù)控機床高速配套零部件、輔件系列產(chǎn)品滿足國內(nèi)50的配套需求。

    2.電力電子應(yīng)用及自動化技術(shù)

    電力電子技術(shù)是集微電子、計算機和自動化技術(shù)于一體的綜合技術(shù),是節(jié)能節(jié)材的最佳技術(shù)之一。目前,國外電力電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到以IGBT為代表的第三代,并向智能電力電子時展,我國現(xiàn)在仍處于以晶閘管為代表的第二代。國內(nèi)電力電子市場品種滿足率僅35,新產(chǎn)品市場基本上被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。

    現(xiàn)場總線智能儀表和總線式自動測試系統(tǒng)是集自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的新一代自動化儀表系統(tǒng),已成為世界范圍自動化技術(shù)發(fā)展的熱門,是當(dāng)代產(chǎn)業(yè)自動化的主要標志。我國仍處于由模擬式儀表系統(tǒng)向數(shù)字式儀表系統(tǒng)過渡的模數(shù)混合式儀表系統(tǒng)階段,水平落后10~15年,因此在低技術(shù)產(chǎn)品市場上還占有80左右份額,但在高技術(shù)產(chǎn)品市場的占有率不到60,新產(chǎn)品市場幾乎全為國外產(chǎn)品占領(lǐng)。

    因此,捉住當(dāng)前時機在2~3年內(nèi)以IGBT,現(xiàn)場總線智能儀表和自動測試系統(tǒng)為突破,攻克重點技術(shù)和產(chǎn)品,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。這一領(lǐng)域重點發(fā)展:

    (1)IGBT器件及其裝置,大功率晶閘管及其裝置

    研制新一代雙極晶體管IGBT、高品質(zhì)大電流IGBT等大功率晶閘管制造技術(shù),并開發(fā)變頻調(diào)速裝置、逆變開關(guān)電源、大容量整濾源等的工程應(yīng)用。

    (2)現(xiàn)場總線智能儀表

    研制開發(fā)變送、執(zhí)行、配套等類現(xiàn)場總線儀表。產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)、并開展示范工程的應(yīng)用探究。

    (3)自動測儀系統(tǒng)和設(shè)備

    開發(fā)總線式自動測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)產(chǎn)品,形成適度規(guī)模,同時建立用于機電產(chǎn)品和社會公益事業(yè)的典型自動測試系統(tǒng),做好示范和推廣應(yīng)用。

    3.大型農(nóng)業(yè)機械和施工機械

    (1)農(nóng)業(yè)機械

    產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家農(nóng)機產(chǎn)品在不斷采用新技術(shù)的基礎(chǔ)上,正向高效、節(jié)能、保護農(nóng)

    業(yè)環(huán)境方向發(fā)展。目前我國已能生產(chǎn)14大類、3000多個品種的農(nóng)機產(chǎn)品,但是產(chǎn)品的綜合技術(shù)水平僅相當(dāng)于國外70年代水平。主要新題目在于:

    1)產(chǎn)品水平不高,品種不全綜合技術(shù)經(jīng)濟指標落后,可靠性差,壽命短。以拖拉機為例,MTBF值國外可以達到330小時以上,而我國僅100余小時。品種上:大型缺,小型雜,不成系列。

    2)產(chǎn)品生產(chǎn)達到經(jīng)濟規(guī)模的少,重復(fù)生產(chǎn)、小規(guī)模生產(chǎn),難以保證質(zhì)量。

    農(nóng)機領(lǐng)域重點發(fā)展:

    1)促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的大中型拖拉機及配套農(nóng)具拖拉機均勻無故障時間從110小時進步到300小時以上;

    2)聯(lián)合收割機聯(lián)合收割機可靠性系數(shù)從0.5~0.7進步到0.9以上;

    3)主要農(nóng)產(chǎn)品加工機械(含烘干倉儲機械) 4)節(jié)水澆灌設(shè)備噴、滴灌設(shè)備將澆注水的有效利用率由大水漫灌的40進步到80以上。

    農(nóng)機產(chǎn)品的使用可靠性及壽命指標普遍進步一倍以上,主要產(chǎn)品的技術(shù)標準和國際標準接軌。

    (2)施工機械

    施工機械是國民經(jīng)濟大型工程項目建設(shè)必須的關(guān)鍵設(shè)備。我國已初步具備16個大類,3100多個品種規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力,部分產(chǎn)品已開始進進國際市場。但和國民經(jīng)濟發(fā)展要求和國際先進水平相比較,差距還是很大。一是產(chǎn)品的綜合技術(shù)水平不高,尤其是產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命、可靠性、平安舒適性等指標以及機電一體化等高新技術(shù)的應(yīng)用和國外先進水平還有很大的差距;二是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性短缺,成套服務(wù)能力差,遠不能滿足需要,如路面施工機械基本上還要靠進口;三是大部分企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小,制約著行業(yè)經(jīng)濟效益的進一步進步。

    施工機械重點發(fā)展:

    1)推土機、液壓挖掘機、輪式裝載機;

    2)汽車起重機、大型叉車;

    3)攤展機、壓路機;

    4)無開挖式管道展設(shè)機;

    5)江河湖庫清淤設(shè)備。

    發(fā)展目標:

    大型工程機械可靠性指標達到400小時,壽命指標達到10000小時。

第4篇：高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床; 技術(shù)路線; 路線圖

機床行業(yè)建國后一直是重點發(fā)展行業(yè)之一。2008年，我國機床產(chǎn)值列世界第三位，數(shù)控化率達20％。然而放眼世界，我們與國際先進技術(shù)差距仍然很大。我國機床行業(yè)產(chǎn)量世界第一，而產(chǎn)值才達到第三，實是大而不強，技術(shù)上僅居世界二流水平。2008年，我國機床進口75.8億美元，居世界各國首位，而出口僅為21億美元，國產(chǎn)機床在國內(nèi)市場的占有率僅為61％。

1 我國數(shù)控機床技術(shù)水平的現(xiàn)狀分析

我國機床質(zhì)量大致上列于瑞士、德、日、意、法、美、英、西班牙之后。上世紀60年代末，在精密機床專案的推動下，我國生產(chǎn)的坐標鏜床、齒輪磨床還是具有一定的技術(shù)含量。80年代，有的機床廠為德、日企業(yè)來圖制造質(zhì)量較為嚴格的機床，并且做得很好，還出口了相當(dāng)數(shù)量。在那時的基礎(chǔ)之上，如今我國的齒輪磨床產(chǎn)品在國際上屬上流水平。品種數(shù)似居德、日之后，近年來有長足的進步，如發(fā)展了多坐標聯(lián)動、數(shù)控復(fù)合加工機床等高檔數(shù)控產(chǎn)品。但仍難滿足軍工、汽車等行業(yè)的需要。機床行業(yè)要發(fā)展，就得增強競爭力，努力提高質(zhì)量，大力發(fā)展品種，提升技術(shù)水平，以替代進口,擴大出口。多年前機床行經(jīng)濟情況不大好時，有的企業(yè)曾提出"以質(zhì)量求生存，以品種來發(fā)展"我們以此作為行業(yè)的長期發(fā)展方針。

2 數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的瓶頸

長久以來，我國制造業(yè)企業(yè)大多都存在著“重設(shè)計、重管理、輕工藝”的狀況，企業(yè)在設(shè)計部門投入的資金往往是工藝領(lǐng)域的很多倍。企業(yè)的各種資源都在向設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)管理部門傾斜。但是無法回避的一個事實是：我們可以花大價錢購買國外的產(chǎn)品設(shè)計圖紙而買不來他們的制造工藝方案。因為如何生產(chǎn)和制造是企業(yè)最核心的價值點所在。所以，目前我國制造企業(yè)工藝部門的水平和效率的低下已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實瓶頸。很多的制造企業(yè)在具備大量的3D設(shè)計分析工具與現(xiàn)場自動化生產(chǎn)設(shè)備(PLC、現(xiàn)場總線、工業(yè)機器人等)的同時依然在用很傳統(tǒng)的手段(AutoCAD、Project等)處理諸如：工藝計劃排定、資源設(shè)備的整合、工廠生產(chǎn)線布局設(shè)計和各種各樣的工藝文檔。各種來自上有產(chǎn)品設(shè)計的3D信息和制造車間先進的自動化生產(chǎn)設(shè)備(如5軸機床)所需要的數(shù)字指令都由于中間工藝設(shè)計階段的低效率和低集成性而失去它們的本來的價值;另外一方面，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計階段的低下率使得工藝準備階段變得十分漫長而充滿不確定因素，很多的工藝問題需要到車間進行物理試生產(chǎn)來驗證工藝的質(zhì)量。讓昂貴的制造工廠成為企業(yè)低效率工藝設(shè)計環(huán)境下的實驗室;更為頭痛的是：所有的試生產(chǎn)必須是物理樣機和制造設(shè)備(主、輔設(shè)備)就緒后才能開始進行，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備在配合或者加工上存在問題(如干涉、超差等)則需要進行設(shè)備制造的返工，無論是在時間還是資金成本上都是巨大的毫無意義的浪費。

為了解決工藝數(shù)字化的問題，上世紀九十年代開始很多的制造企業(yè)嘗試著引入CAPP系統(tǒng)(計算機輔助工藝規(guī)劃)來解決工藝環(huán)節(jié)的低效率和落后手段的挑戰(zhàn)。但是，由于國內(nèi)CAPP系統(tǒng)天生的制約和限制，所有國內(nèi)商業(yè)CAPP系統(tǒng)都不能稱之為嚴格意義上的“輔助工藝設(shè)計”，而是更多的起到將傳統(tǒng)手寫編輯工藝文檔在電腦中格式化處理和錄入和歸檔管理。CAPP 系統(tǒng)的確幫助企業(yè)提高了工藝編制的效率，減少了重復(fù)勞動。但是，CAPP 解決的主要是工藝文件的編制和工藝匯總等問題，而沒有解決如何提高企業(yè)的工藝設(shè)計水平，如何驗證編制的工藝是否合理，如何對加工和裝配工藝進行優(yōu)化、如何提煉典型工藝、如何更有效地利用工藝資源、如何有效傳承工藝經(jīng)驗等問題。隨著信息化時代帶來工業(yè)化的高速發(fā)展，信息化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能和復(fù)雜程度越來越高，工藝知識的積累和重用變得越來越重要。而這一切的期望都使得我們應(yīng)該把目光投向更為專業(yè)的數(shù)字化制造系統(tǒng)，學(xué)術(shù)上稱為MPM(制造過程管理)的工藝設(shè)計、分析優(yōu)化和數(shù)據(jù)管理IT平臺。

3 數(shù)控機床領(lǐng)域技術(shù)路線圖范式

高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備領(lǐng)域主機產(chǎn)品根據(jù)其加工特點可以分為冷加工和熱加工。其中冷加工包括高速精密復(fù)合數(shù)控金切機床、重型數(shù)控金切機床、數(shù)控特種加工機床、大型數(shù)控成形沖壓設(shè)備等，熱加工包括重型鍛壓設(shè)備、清潔高效鑄造設(shè)備、新型焊接設(shè)備與自動化生產(chǎn)設(shè)備、大型清潔熱處理與表面處理設(shè)備、數(shù)控系統(tǒng)等，此外還包括功能部件、刀具、測量儀器等，設(shè)備的加工技術(shù)差別較大，關(guān)聯(lián)性不強。如果把所有種類的機床和基礎(chǔ)制造裝備技術(shù)路線圖畫在一張圖表里重點不突出。也沒有實際意義。因此本課題分別針對冷加工和熱加工涉及的九個領(lǐng)域編制技術(shù)路線圖?！案邫n數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項明確指出針對重點研究航空航天、船舶、汽車制造、發(fā)電設(shè)備制造四大用戶需要的高檔數(shù)控機床。國內(nèi)外技術(shù)路線圖的研究中還沒有類似滿足定向的用戶需求的高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備領(lǐng)域的技術(shù)路線圖研究。

研究需要對數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢進行分析。明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，提出不同時期的發(fā)展目標；并根據(jù)發(fā)展目標，確定不同時期本產(chǎn)業(yè)需要開發(fā)的重大產(chǎn)品和關(guān)鍵要素指標：對關(guān)鍵技術(shù)進行評價。包括研發(fā)基礎(chǔ)、技術(shù)路徑、實現(xiàn)時間等。主要針對高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備的四個主要用戶。即航空航天、船舶、汽車和發(fā)電設(shè)備需求出發(fā)。重點考慮未來5-10年主要用戶對工藝與裝備的重大需求。結(jié)合國內(nèi)外高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備發(fā)展趨勢。以及重點領(lǐng)域的需求，提出未來的重點發(fā)展方向，例如精密化、復(fù)合化、智能化、綠色化等。主要指圍繞四大領(lǐng)域重點工藝與裝備的需要。提出能支持本產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點關(guān)鍵技術(shù)，對選擇的重點從研發(fā)基礎(chǔ)、研發(fā)方式、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用時間等方向進行分析。

4 結(jié)束語

應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)推廣，反映數(shù)控機床制造水平的重要技術(shù)指標，如主軸最高轉(zhuǎn)速、快速移動速度、換刀速度、切削能力等參數(shù)正在向國際水平接近，一批關(guān)鍵技術(shù)獲得重大突破，縮小了與世界先進水平的差距。

參考文獻

第5篇：高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)范文

機械工業(yè)是為國民經(jīng)濟提供技術(shù)裝備和為人民生活提供耐用消費品的裝備產(chǎn)業(yè)。國民經(jīng)濟各部門生產(chǎn)技術(shù)的進步和經(jīng)濟效益的高低，在很大程度上取決于它所采用機械裝備的性能和質(zhì)量，機械工業(yè)的技術(shù)水平是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的重要標志之一。

經(jīng)過近50年的發(fā)展，機械工業(yè)已經(jīng)成為我國工業(yè)中具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的最大產(chǎn)業(yè)之一。1997年實現(xiàn)銷售收入13651億元，占全國工業(yè)的21%；利潤257億元，稅621億元，分別占全國工業(yè)的15%；出口創(chuàng)匯363億美元，占全國外貿(mào)出口額的20%。其發(fā)展速度高于同期工業(yè)的平均增長速度。

近年來，機械工業(yè)企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力有所增強，1997年科技人員總數(shù)達48萬人，技術(shù)開發(fā)經(jīng)費支出達85億元，占全行業(yè)銷售收入的0.62%，有57家大型企業(yè)建立了國家級技術(shù)中心，有9%的企業(yè)建立了專門技術(shù)開發(fā)機構(gòu)，行業(yè)整體技術(shù)水平有了明顯進步，主要表現(xiàn)在：為國民經(jīng)濟提供成套技術(shù)裝備和汽車的能力有較大提高；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正向合理化方向發(fā)展。

盡管機械工業(yè)的綜合技術(shù)水平近幾年有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，仍存在著階段性的差距。主要問題在于：

1．科技進步對機械工業(yè)增長的貢獻率目前僅為34%，先進國家高達70%以上。

2．產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術(shù)、管理技術(shù)落后，是制約機械產(chǎn)品水平的主要因素。

3．機械產(chǎn)品技術(shù)水平不高，達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%，達到80年代中期國際水平的占27%，其余產(chǎn)品均在80年代以前的水平線上。

從總體上看，機械工業(yè)技術(shù)開發(fā)能力和技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，發(fā)展后勁不足；技術(shù)來源主要依靠引進國外技術(shù)，對國外技術(shù)的依存度較高，對引進技術(shù)的消化吸收仍停留在掌握已有技術(shù)和提高國產(chǎn)化率上，沒有上升到形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高度。

（二）技術(shù)發(fā)展的總體目標

以數(shù)控機床、電力電子應(yīng)用及自動化技術(shù)、大型農(nóng)業(yè)機械和施工機械、轎車關(guān)鍵技術(shù)、環(huán)保裝備五個方面作為重點，以發(fā)展和應(yīng)用先進制造技術(shù)為手段，以高新技術(shù)和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化為突破口，以提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和競爭力為目標，提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平。到2001年，提供1000種具有自主知識產(chǎn)權(quán)和較大市場需求潛力的產(chǎn)品。主要產(chǎn)品品種的40%達到90年代初國際水平，5%達到國際先進水平，90%的重點骨干企業(yè)產(chǎn)品標準接近或達到國際先進企業(yè)標準。

（三）技術(shù)發(fā)展的方向和重點

1．以數(shù)控機床為代表的基礎(chǔ)機械

數(shù)控機床是先進制造業(yè)的基礎(chǔ)機械，是最典型的多品種、小批量、高技術(shù)含量的機電一體化產(chǎn)品。目前世界數(shù)控機床年產(chǎn)量超過15萬臺，品種超過1500種。1997年我國數(shù)控機床產(chǎn)量已達9051臺（占機床總產(chǎn)值20%以上），但由于國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場需求，在國內(nèi)市場上的占有率逐年下降，每年仍需大量進口數(shù)控機床，進口額度大幅度增加。1996年進口達13924臺（價值12.46億美元）。

目前我國數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展中存在的主要問題是：

（1）產(chǎn)品成熟度差，可靠性不高

國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間（MTBF）在10000小時以上，國內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅3000～5000小時；整機平均無故障工作時間國外達800小時以上，國內(nèi)最好只有300小時。

（2）產(chǎn)品品種少，不能滿足市場需求

國外數(shù)控機床品種已達到1500種，國內(nèi)只有500多種,且性能水平低，高速、高效、高精度產(chǎn)品幾乎沒有。

（3）創(chuàng)新能力低，市場競爭力不強

生產(chǎn)數(shù)控機床的企業(yè)雖達百余家，但大多數(shù)都未能形成規(guī)模生產(chǎn)，企業(yè)效益差，創(chuàng)新能力低，制造成本高，產(chǎn)品市場競爭能力不強。

（4）數(shù)控機床行業(yè)的專業(yè)化零配件及部件的協(xié)作生產(chǎn)配套體系不健全，大多數(shù)企業(yè)都是“大而全、小而全”的結(jié)構(gòu)模式。

近期我國在數(shù)控機床的發(fā)展方面，要采取跟蹤高級型、發(fā)展普及型、擴大經(jīng)濟型，以普及型為主的策略，重點發(fā)展：

（1）經(jīng)濟適用、量大面廣的產(chǎn)品

經(jīng)濟適用的普及型數(shù)控車床、加工中心、數(shù)控銑床。

（2）高速、高效和專用、成套數(shù)控機床

高速、高效數(shù)控車床及加工中心；高效數(shù)控鍛壓成套裝備，其中包括，可自動換頭沖壓機床、復(fù)合式柔性沖壓中心、四邊折彎機等；大型精密模具數(shù)控成套裝備，其中包括數(shù)控仿型銑床及龍門式數(shù)控銑床、智能化電加工機床等。

（3）數(shù)控機床專業(yè)化配套系統(tǒng)

新一代數(shù)控及伺服系統(tǒng)系列產(chǎn)品；數(shù)控機床高速主軸、電主軸電機系列產(chǎn)品；數(shù)控機床機械手、刀庫及動力刀架系列產(chǎn)品；數(shù)控機床高速配套零部件及輔件系列產(chǎn)品；其中包括，高速滾珠絲桿、高速陶瓷軸承、高速防護裝置等系列產(chǎn)品。

發(fā)展目標：

（1）扶植重點企業(yè)開發(fā)經(jīng)濟適用、量大面廣的數(shù)控機床并形成批量生產(chǎn)，使這些企業(yè)產(chǎn)品的市場占有率有明顯提高，成為名牌產(chǎn)品；

（2）發(fā)展數(shù)十種高速、高效、專用、成套數(shù)控機床系列新品種，以滿足汽車、農(nóng)機、航空、模具等行業(yè)的需求；

（3）數(shù)控機床關(guān)鍵配套產(chǎn)品：數(shù)控系統(tǒng)，滿足國內(nèi)數(shù)控機床50%的配套需求；高速主軸及電主軸年產(chǎn)達千套；機械手、刀庫、動力刀架及數(shù)控機床高速配套零部件、輔件系列產(chǎn)品滿足國內(nèi)50%的配套需求。

2．電力電子應(yīng)用及自動化技術(shù)

電力電子技術(shù)是集微電子、計算機和自動化技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，是節(jié)能節(jié)材的最佳技術(shù)之一。目前，國外電力電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到以IGBT為代表的第三代，并向智能電力電子時展，我國現(xiàn)在仍處于以晶閘管為代表的第二代。國內(nèi)電力電子市場品種滿足率僅35%，新產(chǎn)品市場基本上被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。

現(xiàn)場總線智能儀表和總線式自動測試系統(tǒng)是集自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)于一體的新一代自動化儀表系統(tǒng)，已成為世界范圍自動化技術(shù)發(fā)展的熱點，是當(dāng)代工業(yè)自動化的主要標志。我國仍處于由模擬式儀表系統(tǒng)向數(shù)字式儀表系統(tǒng)過渡的模數(shù)混合式儀表系統(tǒng)階段，水平落后10～15年，因此在低技術(shù)產(chǎn)品市場上還占有80%左右份額，但在高技術(shù)產(chǎn)品市場的占有率不到60%，新產(chǎn)品市場幾乎全為國外產(chǎn)品占領(lǐng)。

因此，抓住當(dāng)前時機在2～3年內(nèi)以IGBT，現(xiàn)場總線智能儀表和自動測試系統(tǒng)為突破，攻克重點技術(shù)和產(chǎn)品，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。這一領(lǐng)域重點發(fā)展：

（1）IGBT器件及其裝置，大功率晶閘管及其裝置

研制新一代雙極晶體管IGBT、高品質(zhì)大電流IGBT等大功率晶閘管制造技術(shù)，并開發(fā)變頻調(diào)速裝置、逆變開關(guān)電源、大容量整濾源等的工程應(yīng)用。

（2）現(xiàn)場總線智能儀表

研制開發(fā)變送、執(zhí)行、配套等類現(xiàn)場總線儀表。產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)、并開展示范工程的應(yīng)用研究。

（3）自動測儀系統(tǒng)和設(shè)備

開發(fā)總線式自動測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)產(chǎn)品，形成適度規(guī)模，同時建立用于機電產(chǎn)品和社會公益事業(yè)的典型自動測試系統(tǒng)，做好示范和推廣應(yīng)用。

3.大型農(nóng)業(yè)機械和施工機械

（1）農(nóng)業(yè)機械

工業(yè)發(fā)達國家農(nóng)機產(chǎn)品在不斷采用新技術(shù)的基礎(chǔ)上，正向高效、節(jié)能、保護農(nóng)業(yè)環(huán)境方向發(fā)展。目前我國已能生產(chǎn)14大類、3000多個品種的農(nóng)機產(chǎn)品，但是產(chǎn)品的綜合技術(shù)水平僅相當(dāng)于國外70年代水平。主要問題在于：

1）產(chǎn)品水平不高，品種不全綜合技術(shù)經(jīng)濟指標落后，可靠性差，壽命短。以拖拉機為例，MTBF值國外可以達到330小時以上，而我國僅100余小時。品種上：大型缺，小型雜，不成系列。

2）產(chǎn)品生產(chǎn)達到經(jīng)濟規(guī)模的少，重復(fù)生產(chǎn)、小規(guī)模生產(chǎn)，難以保證質(zhì)量。

農(nóng)機領(lǐng)域重點發(fā)展：

1）促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的大中型拖拉機及配套農(nóng)具拖拉機平均無故障時間從110小時提高到300小時以上；

2）聯(lián)合收割機聯(lián)合收割機可靠性系數(shù)從0.5～0.7提高到0.9以上；

3）主要農(nóng)產(chǎn)品加工機械（含烘干倉儲機械）農(nóng)村產(chǎn)業(yè)化和中西部地區(qū)脫貧致富需要的農(nóng)產(chǎn)品深加工機械；

4）節(jié)水灌溉設(shè)備噴、滴灌設(shè)備將灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。

農(nóng)機產(chǎn)品的使用可靠性及壽命指標普遍提高一倍以上，主要產(chǎn)品的技術(shù)標準與國際標準接軌。

（2）施工機械

施工機械是國民經(jīng)濟大型工程項目建設(shè)必須的關(guān)鍵設(shè)備。我國已初步具備16個大類，3100多個品種規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，部分產(chǎn)品已開始進入國際市場。但與國民經(jīng)濟發(fā)展要求和國際先進水平相比較，差距還是很大。一是產(chǎn)品的綜合技術(shù)水平不高，尤其是產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命、可靠性、安全舒適性等指標以及機電一體化等高新技術(shù)的應(yīng)用與國外先進水平還有很大的差距；二是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性短缺，成套服務(wù)能力差，遠不能滿足需要，如路面施工機械基本上還要靠進口；三是大部分企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，制約著行業(yè)經(jīng)濟效益的進一步提高。

施工機械重點發(fā)展：

1）推土機、液壓挖掘機、輪式裝載機；

2）汽車起重機、大型叉車；

3）攤鋪機、壓路機；

4）無開挖式管道鋪設(shè)機；

5）江河湖庫清淤設(shè)備。

發(fā)展目標：

大型工程機械可靠性指標達到400小時，壽命指標達到10000小時。

4．轎車關(guān)鍵技術(shù)

我國汽車工業(yè)長期以卡車為主要產(chǎn)品，改革開放以后，轎車產(chǎn)品得到了快速發(fā)展。1998年轎車產(chǎn)量達到52萬輛。

我國汽車工業(yè)存在的主要問題：

（1）重復(fù)建設(shè)嚴重，造成無序競爭，難以集中形成實力，發(fā)揮規(guī)模效益。

（2）自主開發(fā)能力薄弱，大多數(shù)企業(yè)“九五”期間仍偏重于對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行改造，包括多數(shù)中外合資的零部件企業(yè)對產(chǎn)品開發(fā)能力建設(shè)幾乎沒有投入。目前，國內(nèi)對轎車產(chǎn)品尚不具備自主開發(fā)能力，機電一體化的高新技術(shù)零部件產(chǎn)品還必須引進技術(shù)。

近期轎車重點發(fā)展：

（1）經(jīng)濟型轎車

以轎車車身為突破口，利用技貿(mào)結(jié)合、與國外公司合作等方式，先抓車身聯(lián)合研制，并建立經(jīng)濟型轎車的公用設(shè)計數(shù)據(jù)庫，與CAS、CAD、CAE、CAM等技術(shù)結(jié)合，形成我國汽車工業(yè)在經(jīng)濟型轎車方面的自主開發(fā)能力。

（2）轎車動力總成

消化吸收引進技術(shù)，與國外有實力的企業(yè)進行合資、合作、聯(lián)合開發(fā)，在國產(chǎn)汽油機上普及電控燃油噴射技術(shù)（EMS），并研究開發(fā)缸內(nèi)直噴（GDI）技術(shù)，開發(fā)應(yīng)用電控機械變速器（AMT）技術(shù)。

（3）轎車關(guān)鍵零部件

以機電一體化汽車電子部件為突破口，從引進技術(shù)、合資入手，在保證高起點、大批量、專業(yè)化生產(chǎn)的同時，要集中力量抓緊下一代新產(chǎn)品的研制開發(fā)和應(yīng)用，重點是電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、安全氣囊（AirBag）、高效穩(wěn)定的汽車尾氣三元催化轉(zhuǎn)換器，并達到與整車同步或超前發(fā)展。

（4）高附加值專用汽車和客車

重點開發(fā)各類高性能專用底盤。對專用汽車以低底盤車輛和沙漠越野車輛為主；客車以低地板城市客車為主，要求具有良好的動力性、操縱性、舒適性和低污染。

5．環(huán)保裝備

環(huán)保產(chǎn)業(yè)是防治環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境、促進資源優(yōu)化配置、支持資源綜合利用的支柱產(chǎn)業(yè)。全世界環(huán)保機械的年銷售額約2000億美元，集中于美國、歐州、日本等經(jīng)濟發(fā)達國家。我國環(huán)保機械行業(yè)基礎(chǔ)弱、起步晚，年產(chǎn)值僅100多億人民幣。隨著各方面對環(huán)境保護的日益重視，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，市場需求不斷增長，環(huán)保機械將成為機械工業(yè)新的經(jīng)濟增長點。

環(huán)保機械行業(yè)主要差距在于：

（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，品種少

初級產(chǎn)品所占比重較大，具有當(dāng)代水平的機電一體化產(chǎn)品少，急需的大型成套設(shè)備不能滿足現(xiàn)實市場需求。在目前3000多種環(huán)保機械產(chǎn)品中，約有五分之一的產(chǎn)品由于性能、可靠性、適用性、結(jié)構(gòu)設(shè)計等原因，應(yīng)該限制生產(chǎn)或限期淘汰。大型煙氣脫硫、脫氮成套設(shè)備、大型城市污水處理廠成套設(shè)備、大型城市垃圾處理廠成套設(shè)備目前主要依賴進口，高濃度有機廢水、難降解工業(yè)廢水處理

技術(shù)及設(shè)備發(fā)展緩慢。

（2）產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平比國際先進水平落后20年

相當(dāng)多的產(chǎn)品沒有行業(yè)或國家標準，產(chǎn)品規(guī)格型號、基本性能參數(shù)不統(tǒng)一，質(zhì)量檢測無依據(jù)。

（3）生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小、開發(fā)能力薄弱

規(guī)模小、裝備條件差、檢測手段不全的中小企業(yè)占全行業(yè)企業(yè)總數(shù)的78%。年產(chǎn)值在3000萬元以上的企業(yè)僅占全行業(yè)的3.2%，并且主要集中在電除塵器、袋式除塵器等少數(shù)幾種產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域。

近期環(huán)保機械重點發(fā)展：

（1）煙氣脫硫設(shè)備

循環(huán)流化床鍋爐及爐內(nèi)脫硫脫硝技術(shù)（CFPBC、PFBC技術(shù)）、大型整體煤氣化燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術(shù)及裝備（IGCC技術(shù)）。

（2）城市污水處理成套設(shè)備

活性污泥法、氧化溝法、移動曝氣法為主體的城市污水處理成套設(shè)備，以日處理10～25萬噸污水處理廠為目標，提供污水處理成套設(shè)備、污泥利用和處置成套設(shè)備、控制和監(jiān)測系統(tǒng)。

（3）城市固體垃圾處理和綜合利用裝備

城市生活垃圾分類、焚燒、堆肥技術(shù)及裝備，以日處理100噸、300噸處理廠為目標，提供垃圾處理成套裝備。

（4）環(huán)境監(jiān)測儀器

便攜式多功能多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀、12種總量控制的污染物監(jiān)測儀、大氣環(huán)境污染監(jiān)測儀器和系統(tǒng)以及水處理過程自動控制系統(tǒng)等。提高產(chǎn)品檔次、水平、可靠性和精度。

主要目標：

（1）大型成套設(shè)備的國產(chǎn)化率達到70%以上；一般工程項目的設(shè)備國產(chǎn)化率達到90%以上；高濃度有機廢水和難降解工業(yè)廢水處理技術(shù)及成套設(shè)備國產(chǎn)化率達到80%以上。

第6篇：高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)范文

隨著國民經(jīng)濟快速的發(fā)展，汽車、船舶、工程機械、航空航天等行業(yè)將為我國機床行業(yè)提供巨大的需求。預(yù)計到2015年，我國數(shù)控機床所需的數(shù)控系統(tǒng)需求將達到40萬臺套以上（不包含進口機床所配套數(shù)控系統(tǒng)），其中中高檔占比預(yù)計在60％左右，數(shù)控系統(tǒng)市場需求將超過92億元。

《高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備》國家科技重大專項要求，到2020年，我國將實現(xiàn)高檔數(shù)控機床主要品種立足于國內(nèi)：航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造所需要的高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備80％實現(xiàn)國產(chǎn)化；國產(chǎn)中、高檔數(shù)控機床用的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)市場占有率達到60％以上：高檔數(shù)控系統(tǒng)市場占有率將從現(xiàn)在的1％提高到20％。

正是基于這些需求，中國機床工具工業(yè)協(xié)會副理事長、數(shù)控系統(tǒng)分會理事長陳吉紅表示，數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)“十二五”努力的方向是：抓住行業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇，以發(fā)展數(shù)控機床為主導(dǎo)、主機為龍頭、完善配套為基礎(chǔ)，重點突破數(shù)控系統(tǒng)和功能部件薄弱環(huán)節(jié)，加快高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化。依托科技重大專項，堅持科技進步和自主創(chuàng)新。加強創(chuàng)新人才隊伍建設(shè)，提升企業(yè)核心競爭力，推動我國由機床工具生產(chǎn)大國向強國轉(zhuǎn)變。

數(shù)控系統(tǒng)的三種發(fā)展模式

長期以來，我國數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床的發(fā)展呈現(xiàn)“兩張皮”的現(xiàn)象比較突出。兩者沒有形成互相支持、互相促進和共同進步的局面，也沒有形成開發(fā)與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和利益共同體的戰(zhàn)略合作關(guān)系，這不僅制約我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和市場競爭力，更制約了我國數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展。

陳吉紅介紹說，目前，國際上發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有三種模式，每種模式各有優(yōu)劣。

西門子模式：系統(tǒng)廠專業(yè)生產(chǎn)各種規(guī)格的數(shù)控系統(tǒng)，提供各種標準型的功能模塊，為全世界的主機廠提供批量配套。這種模式的優(yōu)點是：主機廠和系統(tǒng)廠發(fā)揮各自的優(yōu)勢，有利于形成專業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)。缺點是：系統(tǒng)廠和主機廠主要是買賣關(guān)系，雙方結(jié)合不夠緊密主機廠為了保護自己的知識產(chǎn)權(quán)，不太愿意將這些特色技術(shù)提供給系統(tǒng)廠。

哈斯模式：主機廠獨立開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，并與其自產(chǎn)的數(shù)控機床配套銷售。這種模式的優(yōu)點是：主機銷售帶動系統(tǒng)推廣；其缺點是：主機廠獨有品牌的數(shù)控系統(tǒng)很難被其他主機廠選用。

馬扎克模式：主機廠在系統(tǒng)廠提供開發(fā)平臺上，研發(fā)自主品牌的數(shù)控系統(tǒng)，并與所自產(chǎn)的數(shù)控機床配套銷售。這一模式既避免了“西門子模式”和“哈斯模式”可能出現(xiàn)的缺點，又發(fā)揚了其自身的優(yōu)點。這使得主機廠所需要的特殊控制要求、加工工藝和使用特色要求可方便地融入到數(shù)控系統(tǒng)中：主機廠用較少的投入，形成了自己的特色技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)和數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品；主機廠自主品牌的數(shù)控系統(tǒng)的推廣，還可以進一步強化主機廠的機床品牌，增加用戶對主機廠的忠誠度；降低主機廠采購數(shù)控系統(tǒng)的成本同時帶動數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

“根據(jù)多年經(jīng)驗分析，馬扎克模式是主機廠發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)最適合的模式，數(shù)控系統(tǒng)廠和機床廠以資產(chǎn)為紐帶，建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，實現(xiàn)主機廠、系統(tǒng)廠、用戶多方共贏?！标惣t舉例說，“十一五”期間，華中數(shù)控積極與大連機床、北一機床、武重集團、南通機床等重點機床企業(yè)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，大大促進了中高檔國產(chǎn)數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展。如華中數(shù)控與大連機床以資產(chǎn)為紐帶，建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，在華中數(shù)控系統(tǒng)開放式平臺的基礎(chǔ)上，大連機床集成了用戶工藝，開發(fā)特色功能和界面，研制了“大連數(shù)控”品牌的數(shù)控系統(tǒng)。這使得大連機床的整機性價比得到提高，用戶得到了實惠，也改變了大連機床以往中、高檔機床全部配置國外系統(tǒng)的狀況。

為與主機全面配套奠定基礎(chǔ)

“十一五”期間，國家啟動實施《高檔數(shù)控及基礎(chǔ)制造裝備》國家科技重大專項，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平和可靠性都取得了顯著提升。陳吉紅說，數(shù)控系統(tǒng)的研制與開發(fā)在關(guān)鍵技術(shù)方面取得了明顯突破，已在國產(chǎn)機床上得到應(yīng)用，為與主機全面配套奠定了基礎(chǔ)。

例如，“十一五”期間，華中數(shù)控研制的五軸聯(lián)動高檔數(shù)控系統(tǒng)填補國內(nèi)空白，打破國外封鎖，300臺五軸系統(tǒng)在軍工等重點行業(yè)使用。基于“高檔數(shù)控裝置”、“國產(chǎn)CPU”、“全數(shù)字驅(qū)動及電機”三個重大專項課題研制而成的華中HNC-8型總線式高檔數(shù)控系統(tǒng)，采用開放式軟硬件體系結(jié)構(gòu)及總線技術(shù)。目前，華中8型數(shù)控系統(tǒng)已與10類44臺重大專項高檔數(shù)控機床配套應(yīng)用，主要技術(shù)指標已與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)相當(dāng)。

廣州數(shù)控研制的全數(shù)字高檔數(shù)控系統(tǒng)具有高速程序預(yù)處理、多通道多軸聯(lián)動控制、多通道及復(fù)合加工控制、等功能，系統(tǒng)基于工業(yè)以太網(wǎng)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高速實時串行總線協(xié)議GSK—Link，支持EtherCAT，NCUC-Bus、GSK—Link三種協(xié)議的高速實時串行總線。

沈陽高精數(shù)控研制的高檔數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)，為基于多處理器，支持8通道、8軸聯(lián)動、64軸控制，最小控制分辨率1納米，具有7200段／秒、2000段前瞻的高速處理功能，可與5軸聯(lián)動高速加工中心等數(shù)控機床配套應(yīng)用。

大連光洋數(shù)控研制的總線數(shù)控系統(tǒng)，強大的多通道控制能力；優(yōu)秀的五軸加工能力，支持多種五軸機床結(jié)構(gòu)，支持斜面加工、定向退刀，支持3維刀具半徑補償；高速高精度控制。配合伺服驅(qū)動，可適配0.75～110KW交流同步伺服電機、交流異步主軸電機、力矩電機、直線電機；基于新一代光纖現(xiàn)場總線。

技術(shù)與市場差距

“十一五”期間，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)有了突破，但和國外高檔數(shù)控系統(tǒng)相比，差距依然較大，陳吉紅認為一方面是技術(shù)方面的差距。首先，產(chǎn)品在功能上存在差距：功能還不夠完善，在實際應(yīng)用中驗證還不全面，在高速、高精、多通道控制、雙軸同步控制等技術(shù)上不足；第二，產(chǎn)品的系列化不足：產(chǎn)品品種不齊、規(guī)格不足、成套性差、機電接口不一，影響配套。第三，產(chǎn)品的應(yīng)用驗證不夠：產(chǎn)品生產(chǎn)完成后驗證考核數(shù)量、時間不夠，可靠性測試結(jié)果不能令人信服；第四，產(chǎn)業(yè)尚未起步：由以上等原因，導(dǎo)致產(chǎn)品的市場占有率偏低，用戶認可度不高。

另一方面，是市場方面的差距。據(jù)工信部的《機床工具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》顯示，“十一五”期間，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展滯后已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。國產(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)市場占有率只有35％，而高檔數(shù)控系統(tǒng)95％以上依靠進口。

因此，為解決與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)的差距，需要通過在數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵共性技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)上取得突破，以此帶動國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)。陳吉紅建議說，首先，以利益為紐帶，整合國內(nèi)的技術(shù)和人力資源，集中國家的財力支持建立國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)軟件、硬件和共性技術(shù)研發(fā)平臺。建立技術(shù)研發(fā)管理機制，建立軟件開發(fā)的質(zhì)量管理體系（CMM）。

第7篇：高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 傳動結(jié)構(gòu) 直線電機

直線電動機是近些年來國內(nèi)外積極研究的新型電機之一。它是一種不需要中間轉(zhuǎn)換裝置，而能直接作直線運動的電動機械。如今，直線電機驅(qū)動技術(shù)不斷的更新，已達到成熟的階段，被廣泛應(yīng)用于高檔數(shù)控機床，這是因為技術(shù)具有精度高、無磨損、噪音低、效率高、響應(yīng)速度快、節(jié)省空間的優(yōu)點，而且使機器布置更加緊湊，結(jié)構(gòu)多變，易于實現(xiàn)高剛性，提高了機床的整體性能而倍受人們關(guān)注。隨著高速加工技術(shù)的快速發(fā)展，要求越來越高的驅(qū)動和控制系統(tǒng)，促使直線電機驅(qū)動技術(shù)的研究力度在逐步加快。因此，本研究不僅是符合直線驅(qū)動技術(shù)向更高、更快的發(fā)展趨勢，又能滿足市場廣大的需求，帶來更大的經(jīng)濟效益。直線驅(qū)動機床是未來發(fā)展的必然趨勢，所以我們應(yīng)加緊步伐追趕。

1.直線電機在數(shù)控機床上應(yīng)用的現(xiàn)狀

為了提高生產(chǎn)率和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，高速和超高速加工技術(shù)已成為機床發(fā)展的一大趨勢，直線電機具有反應(yīng)靈敏，速度快，重量輕，傳動系統(tǒng)速度可提高到40～ 50m/min以上的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠”傳輸方式可達30m/min最高速度，加速度僅為3m/s2。直線電機驅(qū)動的工作臺，它的速度比傳統(tǒng)的傳輸模式快30倍，加速比是傳統(tǒng)的傳輸模式的10倍，最大為10g；剛性升高了7倍；無反向工作死區(qū)是直線電機的最大特點；因其電機慣量小，所以由它構(gòu)成的直線伺服系統(tǒng)可以達到更高的頻率響應(yīng)。

1993年，一臺型號 HSC 240的加工中心是世界上第一臺由直線電機驅(qū)動工作臺的高速加工中心，由德國Z公司研發(fā)而成，其主軸轉(zhuǎn)速已達到24000r/min，60m/min的進給速度更是讓人驚訝，加速度則是達到的1g，當(dāng)進給速度保持在20m/min時，輪廓精度可保持為0.004mm。其后，日本也成功制造出包括超高速小型加工中心、超精密鏡面加工機床等[1]。

在中國，以清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中國科學(xué)院等為代表的多家院校及研究所也一直致力于研發(fā)更快更好的直線驅(qū)動技術(shù)，通過校企聯(lián)合等模式應(yīng)用實踐中，為此項技術(shù)在我國的應(yīng)用與發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻，并取得了很大的進展。但我們也必須正視自己存在缺陷，與國際先進水平相比，當(dāng)前中國的經(jīng)濟型機床行仍然是太多，產(chǎn)品技術(shù)含量不高，具有較高技術(shù)含量的高檔數(shù)控機床較少，技術(shù)水平與世界先進國家還有很大的差距。因此，我們需要增加對機床基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的研究工作，以趕上國際先進水平，制作出適合中國國情的高檔直線電機及其控制系統(tǒng)和其他附屬產(chǎn)品，以滿足高端數(shù)控機床產(chǎn)品的需求，提高自身的綜合競爭力。

2.應(yīng)用難點的分析

2.1.如何防磁抗干擾

由于直線電機的磁場是敞開式的，金屬粉塵、切屑粉末等各種磁性材料很容易被電機磁場吸入而干擾其正常工作，甚至損壞電機，所以要對其進行隔磁處理。此外，還需要考慮機床冷卻液，油，電纜的保護，信號線屏蔽，負載擾動和系統(tǒng)控制。由于直線電機驅(qū)動系統(tǒng)省去了中間傳動環(huán)節(jié)，所以電機直接承受著各種干擾力，同時，該直線電機的端部效應(yīng)也為系統(tǒng)的控制增加了一定的難度，因此控制器必須有較強的抗干擾能力和良好的穩(wěn)定性[2]。

2.2.發(fā)熱問題

在工作狀態(tài)下的直線電動機，由于線圈的功率損耗，將產(chǎn)生很多的熱量，如果空間的驅(qū)動部分很小，將使電機動子溫度急劇升高，而動子通常在機床導(dǎo)軌附近，過多的熱量會導(dǎo)致導(dǎo)軌溫度變化大，導(dǎo)致軌道變形，從而影響機床的工作精度。因此，我們必須采取有效措施來冷卻，將溫度控制在可接受的范圍內(nèi)，保證電機的正常使用。

2.3.減少磁力

目前，直線電機的定子大多數(shù)是稀土永磁體，而稀土永磁體對鐵磁性材料的吸力及其強大，且對鐵磁性材料有極高的磁化能力。實驗結(jié)果證明，直線電機的永磁定子法向磁力為電機可以提供連續(xù)的推力的10倍，并且定子的磁力與電機動子是否通電無關(guān)。磁吸力存在于定子與動子之間及定子與安裝件之間。平行的導(dǎo)軌是單馬達裝置經(jīng)常使用的方式，此方法使磁吸力大部分集中在導(dǎo)軌上，產(chǎn)生更大的變形，影響數(shù)控機床的加工精度，又導(dǎo)致了導(dǎo)軌和滑塊之間的壓力，增大了滑動摩擦力，會影響推力的不穩(wěn)定，影響機床動態(tài)性能。因此，合理降低電機的磁場力將是一個突出的問題。

3.優(yōu)化直線電機在數(shù)控機床中的應(yīng)用

3.1.冷卻方式優(yōu)化

常用水冷卻措施，將液體注入直線電機動子內(nèi)，液體經(jīng)過動子線圈繞組旁的冷卻水套迂回流出，將動子產(chǎn)生大量的熱帶走，達到冷卻。在實際應(yīng)用中，具體冷卻參數(shù)的確定將視電機參數(shù)及其要求來確定。

3.2.加強隔磁與防護

避免直線電機的磁效應(yīng)強帶來不利影響，必須采取隔離磁處理。把防護罩安裝在定子表面，或由直線電機磁場的折疊密封保護套完全封閉起來；也可以在驅(qū)動部分安裝在內(nèi)部噴氣裝置，從內(nèi)到外噴射空氣，從而達到灰塵、切屑粉末不被吸入的效果。此外，其它部件所需信號電纜及動力電纜等雖然具有屏蔽膜，仍要遠離直線電機磁場區(qū)域，避免磁場給控制系統(tǒng)帶來干擾。為了使控制系統(tǒng)保持穩(wěn)定性，其設(shè)計必須使用閉環(huán)控制。

3.3.保證定子和動子的間距

定子動子的間距小，并且表面要求平行，當(dāng)行程較遠時，在加工中很難保證。因此，可在動子與移動部件間加裝 10～20mm 厚墊片，不僅可以降低磁吸連接部件的動力，同時調(diào)整方便，采用配磨法進行調(diào)整，保證定子與動子間的平行及間隙。

4.小結(jié)

從機床的未來的發(fā)展方向，直線電機無論作為功能部件還是其相關(guān)技術(shù)在機床中的應(yīng)用，都應(yīng)重視起來。相關(guān)領(lǐng)域的研究應(yīng)是企業(yè)或相關(guān)部門根據(jù)實際情況而定，從全局角度考慮發(fā)展直線電機及其驅(qū)動控制的機床產(chǎn)品，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，占領(lǐng)高檔數(shù)控機床的重要制高點。

參考文獻：

[1]郭瑤瑤.機床進給系統(tǒng)采用永磁直線電機法向吸力的研究[J].中國機械工程，2007（10）：1174-1177.

第8篇：高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控車工；技術(shù)分析；實踐

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0049-02

目前相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中，數(shù)控車工技術(shù)作為新興技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中具有許多優(yōu)點，但是在實際運用中也有著一些不足以及問題。因此為了確保數(shù)控車工技術(shù)的實際應(yīng)用質(zhì)量，需要對其所具備的優(yōu)缺點進行深入了解，在保留優(yōu)點的同時，對缺點能有所規(guī)避，現(xiàn)對數(shù)控車技術(shù)的實踐應(yīng)用狀況進行實踐探析。

1 數(shù)字車工技術(shù)的含義及關(guān)鍵技術(shù)

1.1 含 義

在車床上對零件產(chǎn)品的整體性加工完成工作時使用數(shù)字化控制系統(tǒng)，就是數(shù)控車工技術(shù)。在零件加工的過程中采用數(shù)控車工技術(shù)，將可以完成許多高難度的曲面零件加工工作，并且數(shù)控車工技術(shù)具有高效率、速度快的優(yōu)點，其所產(chǎn)出的零件也具有較高的精確性高。目前數(shù)控車工技術(shù)由以下兩部分組成：數(shù)控編程技術(shù)以及數(shù)控車床加工工藝。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 故障自診斷技術(shù)

數(shù)控機械設(shè)備具有故障自診斷技術(shù)，其種包括診斷系統(tǒng)和維護決策信息集成系統(tǒng)，而在這兩套系統(tǒng)中則包含了安全保障、故障診斷功能、二次檢測功能等功能。

1.2.2 自適應(yīng)控制技術(shù)

所謂的自適應(yīng)控制技術(shù)，就是由數(shù)控自動化檢測對設(shè)備自身的信息產(chǎn)生一定影響，并且會連續(xù)、自動調(diào)整系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)，從而能夠?qū)?shù)控系統(tǒng)中運行狀態(tài)進行改善。

1.2.3 專家技術(shù)

所謂專家技術(shù)是指將機床切削加工時所擁有的各種規(guī)律以及有關(guān)的專家經(jīng)驗全部輸入系統(tǒng)中，并且將其與有關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)庫信息相互結(jié)合，從而形成具備智能化的專家系統(tǒng)，確保提供給數(shù)控系統(tǒng)的切削參數(shù)都經(jīng)過優(yōu)化處理。另外專家技術(shù)還能夠?qū)?shù)控設(shè)備中的編程效率有效的提升，極大程度地縮短了生產(chǎn)準備期。

2 數(shù)控車工技術(shù)的優(yōu)缺點及分類

2.1 優(yōu) 點

數(shù)控車工技術(shù)具備著四大優(yōu)點：準確性高、效率高、適應(yīng)能力高、勞動強度低。

2.1.1 準確度高

數(shù)控車工系統(tǒng)中，對傳動裝置有所優(yōu)化，這樣將會在加工階段中有效地降低了人為誤差出現(xiàn)的機率從而大幅度地提升了加工效率。

2.1.2 效率高

與傳統(tǒng)車工加工技術(shù)相比，數(shù)控車工技術(shù)利用了數(shù)字化控制手段。這樣能夠?qū)⒘慵g的互換速度有所提升，除此之外，還能夠確保復(fù)雜曲面零件的加工速度在計算機控制后，能夠順利且高速地進行加工作業(yè)。

2.1.3 適應(yīng)能力高

數(shù)控加工系統(tǒng)作為數(shù)控車工技術(shù)中的操作系統(tǒng)，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的部分參數(shù)進行調(diào)整，從而達到改善或者及時修正整套數(shù)控系統(tǒng)的運行狀況，提高適應(yīng)能力。并且能夠在一定程度上擴大加工范圍，提高加工水平。

2.1.4 勞動強度低

采用數(shù)控車工技術(shù)進行零件加工時，全部都是由數(shù)控自動系統(tǒng)完成，這樣自動化控制程度有所提升。相關(guān)的數(shù)控機床操作人員只需要對數(shù)控設(shè)備進行監(jiān)視，隨時關(guān)注其運行情況，這樣無需其他操作人員進行其他工作，極大降低了原先復(fù)雜且高強度的勞動狀況。

2.2 缺 點

數(shù)控車工技術(shù)有著以前技術(shù)所無法達到的高效率、高精度，可是隨之而來的是昂貴的投資價格，并且一旦對復(fù)雜的零件進行加工時，會產(chǎn)生大量的編程工作，同時也需要具備高技術(shù)水平的維修人員以及操作人員。

2.3 功能分類

依照數(shù)控系統(tǒng)功能水平不同，有著不同價格級別，所以功能水平分為以下幾種：

第一，高檔數(shù)控機床，價格昂貴且功能齊全；

第二，中檔數(shù)控機床，價格適中，功能較全且實際應(yīng)用場合較廣；

第三，經(jīng)濟型數(shù)控機床，這類機床指的是使用開環(huán)控制系統(tǒng)的類型，其主要使用在自動化程度較低的情況，價格便宜實惠。

依照運動方式則可以分為點控制數(shù)控機床、直線控制數(shù)控機床。

直線控制數(shù)控機床不同于點控制數(shù)控機床的地方在于其兩點之間是直線軌跡，同時其對于移動速度也有著控制。此類機床大多有銑床、數(shù)控銷、簡易數(shù)控車床。

3 數(shù)控車工工藝及工裝

對于數(shù)控車工而言，其對于加工控制精度要求較高、對于所使用設(shè)備的要求也較嚴格。隨著目前國內(nèi)發(fā)展較快，企業(yè)也愿意在設(shè)備成本上投資，大多數(shù)企業(yè)選擇設(shè)備時都是擇優(yōu)購買。因此，為了能夠提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率以及最終成品質(zhì)量，就需要使用數(shù)控車工技術(shù)，并且數(shù)控車工工藝及工裝就是其中需要重點關(guān)注的內(nèi)容。

3.1 刀 具

對于數(shù)控車工工藝而言，刀具的好壞顯得尤為重要，而刀具的壽命與切削噪聲、加工熱量、表面質(zhì)量、被加工尺寸變化、刀具磨損息息相關(guān)。所以確定具體加工條件之前，需要與實際情況相結(jié)合進行判斷。比如需要加工耐熱合金或不銹鋼等材料時，需要使用剛性或者冷卻劑較好的刀刃。精車時，因為精車對于加工精度有著較高的要求，所以需要選擇耐用度好、精度高的道具；粗車時，因為其大背的進給量以及吃刀量較大，需要使用強度高、耐用度高的刀具；此外，盡可能使用機夾刀片及機夾刀。

3.2 切削用量的選擇

因為金屬切削加工在數(shù)控車工工藝中效率較高，主要因素是切削條件、切削工具、被加工材料，而這些都與數(shù)控車床的加工治療水平、刀具壽命、加工時間相關(guān)。對于切削條件而言，切身直接引起刀具的損傷、進給量、切削速度是其三大要素。切削速度的提升將會導(dǎo)致刀尖溫度的上升，并且會由此產(chǎn)生熱能性、化學(xué)性、機械性的一定磨損。一旦切削速度提升了20%，那么刀具實際能夠使用的壽命會縮短至一半。

3.3 夾 具

對于數(shù)控車工技術(shù)的夾具，在選用時盡量使用通用夾具，少用或避免使用專用夾具；零件定位基準需要保持重合，降低由于定位所產(chǎn)生的誤差。

3.4 加工路線

數(shù)控機床的刀具對于加工零配件的運動方向以及軌跡被稱作為加工路線。在對加工路線進行選擇時，需要將加工路線盡可能縮短，將刀具空行程的時間減少，確保表面粗糙度以及加工精度達到實際需求。

4 數(shù)控機床

數(shù)控機床作為數(shù)控技術(shù)實際運用時的主要載體，將如今先進的科學(xué)技術(shù)與數(shù)控機床具備的工作性能相互結(jié)合，那么就能使得數(shù)控技術(shù)達到預(yù)期的工作目的。在實際的使用中發(fā)現(xiàn)，數(shù)控車工技術(shù)的好壞與數(shù)控機床整體結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，所以務(wù)必需要重視數(shù)控機床整體結(jié)構(gòu)。

4.1 數(shù)控機床概述

數(shù)控機床中的數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了六個時代以及兩個階段的發(fā)展：基于PC機的通用CNC系統(tǒng)、微處理器；小型計算機、集成電路、晶體管以及電子管。同時數(shù)控機床的類型也逐漸發(fā)生了改變，其從最早的單一式銑床類的數(shù)控機床逐漸發(fā)展為如今的特種加工類、金屬切削類以及特殊用途類數(shù)控機床。數(shù)控機床將精密測量、計算機、機床制造及其配套技術(shù)、自動化控制中的最新研究成果相互結(jié)合，這樣就能夠?qū)⒕纫蟾?、產(chǎn)品研制和生產(chǎn)周期短、多樣化以及復(fù)雜化等各類難題得以解決。

4.2 精度選擇

將數(shù)控機床按照用途進行劃分，可以分為全功能型、超精密型、簡易型等，而不同種類的數(shù)控機床也有著不同的精度。簡易型的數(shù)控機床主要適用于銑床以及車床，其加工精度以及運動精度為0.03～0.05 mm以上，最小的運動分辨率是0.01 mm。另外，超精密型依照精度劃分，還能分為精密性和普通型。

4.3 數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)

數(shù)控機床是由四部分組成，分別為機床主體、伺服驅(qū)動、數(shù)控系統(tǒng)、程序介質(zhì)。

程序介質(zhì)是將各類加工信息用指令進行記載，其中包括刀具運動與工藝參數(shù)、加工工藝過程，隨后將這些信息全部輸入到數(shù)控裝置內(nèi)部，再由數(shù)控機床根據(jù)指令信息進行切削。

數(shù)控系統(tǒng)則是將所接受的加工信息通過數(shù)控裝置的邏輯電路以及系統(tǒng)軟件進行譯碼、邏輯處理及運算，并發(fā)出脈沖給伺服系統(tǒng)，并且由伺服系統(tǒng)發(fā)出加工指令。

伺服驅(qū)動是由伺服驅(qū)動裝置以及伺服電機所組成，由數(shù)控裝置發(fā)出位移指令以及速度指令，從而控制執(zhí)行部件根據(jù)要求的方向和速度進行位移。

機床主體的動系統(tǒng)使用的是滾珠絲杠，具有剛性好以及結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢。

5 結(jié) 語

隨著制造行業(yè)近年來逐漸推廣數(shù)控技術(shù)，不僅能在一定程度上提高制造能力，也能提高國內(nèi)市場的競爭力。通過推動數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也在一定程度上推動了經(jīng)濟的發(fā)展。因此，數(shù)控車工技術(shù)將會朝著柔性化、高效化、高精度化以及高速化發(fā)展，同時也能顯著地減少輔助時間與工序進行加工，最終向著多系列、多軸的方向發(fā)展。

參考文獻：

[1] 楊永利.分析數(shù)控車工技術(shù)的應(yīng)用實踐探析[J].黑龍江科技信息，2015， （33）.

[2] 潘平.數(shù)控車工技術(shù)應(yīng)用探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013，（10）.

[3] 劉喜順.數(shù)控車工技術(shù)的應(yīng)用實踐探析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014， （26）.

第9篇：高速數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊罅Πl(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。

1、 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢

效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（cirp）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。

在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從emo2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。美國cincinnati公司的hypermach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉(zhuǎn)速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國dmg公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的mtbf值已達6 000h以上，伺服系統(tǒng)的mtbf值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大。

2、軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。

在emo2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由cnc系統(tǒng)控制或cad/cam直接或間接控制。

3、智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的ngc(the next generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中國的onc(open numerical control system)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。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。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，如在emo2001展中，日本山崎馬扎克（mazak)公司展出的“cyberproduction center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱cpc)；日本大隈（okuma）機床公司展出“it plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱it廣場)；德國西門子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（開放制造環(huán)境，簡稱ome）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

二、 對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計 我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達到了10％。

縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。

1、奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機、專機及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

2、初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機生產(chǎn)廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數(shù)控主機生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。

3、建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。

雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計大致如下。

a.技術(shù)水平上，與國外先進水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。

b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。

c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強；相關(guān)標準規(guī)范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。

a.認識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。

b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。

c.機制方面。不良機制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難。

d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強，核心技術(shù)的工程化能力不強。機床標準落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標準研究不夠。

三、 對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考

1、 戰(zhàn)略考慮

我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進程。

我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實現(xiàn)禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。

2、 發(fā)展策略

從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床、典型數(shù)字化機械、重點行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發(fā)方面，要強調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。

在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強調(diào)創(chuàng)新，強調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。