高速數(shù)控機(jī)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(jī)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(hào)：TG506 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(xiàng)技術(shù)基于機(jī)床結(jié)構(gòu)、技術(shù)、材料，主軸、進(jìn)給、CNC系統(tǒng)、刀具材料及技術(shù)、測(cè)量測(cè)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(shí)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(yùn)用價(jià)值為：

1）有效降低工件加工表面的受熱時(shí)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(jìn)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(shí)用分析

2.1 高速切削運(yùn)行原理

根據(jù)不同材料分類，高速加工技術(shù)的切屑機(jī)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(yùn)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(jìn)而影響工具加工表面。對(duì)高速切削運(yùn)行原理進(jìn)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(jī)床器械組成，其中刀具是整個(gè)工藝系統(tǒng)中運(yùn)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(yùn)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(shí)，高速切削加工在提高生產(chǎn)率的同時(shí)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(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)性和安全性。

2.3 數(shù)控高速切削機(jī)床技術(shù)要求

高速切削要求數(shù)控機(jī)床中需配有相應(yīng)的主軸、CNC控制系統(tǒng)及高速補(bǔ)給系統(tǒng)。機(jī)床主軸單元需高速轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下平穩(wěn)運(yùn)行，且運(yùn)行狀態(tài)及性能在整個(gè)工作過程中需保持良好。其中主軸軸承作為機(jī)床主軸單元的重要部分，在加工機(jī)床中占重要地位，對(duì)高速主軸的負(fù)載容量和壽命產(chǎn)生直接影響。因此，增強(qiáng)機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)性能可有效優(yōu)化機(jī)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(dòng)迅速、定位精確的進(jìn)給系統(tǒng)。面對(duì)高性能進(jìn)給系統(tǒng)，機(jī)床導(dǎo)軌及工作臺(tái)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(shí)例相對(duì)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(bǔ)充自動(dòng)編程，使得高速切削價(jià)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(kuò)展高速切削的利用空間。

3 高速切削技術(shù)在數(shù)控機(jī)床使用中的發(fā)展趨勢(shì)

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(bǔ)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(shì)為：

1）應(yīng)用于壁薄或細(xì)長類工件的加工，可有效降低切削熱及切削力對(duì)工件形狀產(chǎn)生的影響，增強(qiáng)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(jìn)行加工操作的材料。

3）應(yīng)用高速切削可提高1-2級(jí)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(duì)數(shù)控機(jī)床提出的新要求

高速切削技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行速度、精度、穩(wěn)定性等都有相對(duì)的高要求。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)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(jī)床。當(dāng)目前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的數(shù)控機(jī)床依然有很多的改進(jìn)空間，只有對(duì)其硬件、軟件進(jìn)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(dú)特優(yōu)勢(shì)發(fā)揮得淋漓盡致，提高生產(chǎn)效率。高速切削技術(shù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的要求具體如下：

1）數(shù)控機(jī)床主軸使用電主軸。電主軸可有效保證機(jī)床發(fā)電機(jī)與主軸的完美融合，保持生產(chǎn)過程中整個(gè)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(jī)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(jī)床中較理想的伺服單元。

3）完善數(shù)控機(jī)床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。可借鑒外國一些先進(jìn)加工中心使用的機(jī)床結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)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(kuò)大后角大約5°-8°，同時(shí)在控制刀具重量的同時(shí)，需保證刀具精細(xì)度，確保工件精度不受離心力影響。

5）改進(jìn)和升級(jí)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(jì)及先進(jìn)的動(dòng)力學(xué)原理，配置高，性能好，可有效保證系統(tǒng)運(yùn)行精度，且伺服單元可滿足高速切削技術(shù)中高速進(jìn)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(jìn)的加工技術(shù)是數(shù)控機(jī)床進(jìn)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(jī)床在配套設(shè)備及性能的研究開發(fā)及使用上也會(huì)不斷取得新的突破和成就，高速數(shù)控機(jī)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(xiàn)

[1]王先逵.制造技術(shù)的未來[J].中國機(jī)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(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)范文

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

0 引言

數(shù)控機(jī)床技術(shù)首次出現(xiàn)于上世紀(jì)五、六十年代，它的出現(xiàn)加速了機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，并大大提升了社會(huì)總體生產(chǎn)效率。在經(jīng)濟(jì)全球化的大背景下，數(shù)控機(jī)床制造業(yè)面臨裝備改良以及技術(shù)革新的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)壓力。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的趨勢(shì)下，機(jī)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(jī)床的功能性和結(jié)構(gòu)性有了更嚴(yán)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(jī)床[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，使數(shù)控機(jī)床的多功能性成為可能，從而也擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。本文主要針對(duì)當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，并提出優(yōu)化數(shù)控機(jī)床性能的策略。

1 數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控機(jī)床是一種裝載數(shù)字控制程序的機(jī)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(hào)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(yùn)算和處理后對(duì)機(jī)床的各個(gè)子部件發(fā)送控制信號(hào)，指導(dǎo)整個(gè)機(jī)床的運(yùn)作，并根據(jù)要求和尺寸自動(dòng)將零件加工出來。數(shù)控機(jī)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(jī)床主要由加工程序載體、數(shù)據(jù)控裝置、機(jī)床主體以及其他輔助功能設(shè)備組成。數(shù)控機(jī)床綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、傳感器技術(shù)最新技術(shù)成果，在機(jī)械制造和加工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。數(shù)控機(jī)床是由美國著名發(fā)明家約翰?帕森斯于20世紀(jì)中葉發(fā)明的，在計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子通信技術(shù)的推動(dòng)下，數(shù)控機(jī)床逐漸進(jìn)入數(shù)字化智能控制時(shí)代[2]。數(shù)控機(jī)床技術(shù)是衡量機(jī)械制造生產(chǎn)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)衡量一國生產(chǎn)水平和綜合國力的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)控機(jī)床技術(shù)逐漸滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，為他們提供各種零部件裝備，因此，數(shù)控機(jī)床具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特性

2.1 全方位智能化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)數(shù)控機(jī)床中程序自動(dòng)化、控制智能化有了更高的要求。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，加工過程控制智能化。數(shù)控機(jī)床通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加工系統(tǒng)中的主軸、進(jìn)給電機(jī)功率、電流、電壓等信息，再通過智能算法識(shí)別刀具的受力、磨損狀況以及機(jī)床運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而及時(shí)調(diào)整加工過程中的各項(xiàng)參數(shù)。第二，故障智能診斷和修復(fù)[3]。數(shù)控機(jī)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(jī)床運(yùn)行的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性，機(jī)床的各類配件的選擇上遵循“高科技化、高精準(zhǔn)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(jī)床的精度要求逐漸擴(kuò)展到運(yùn)行、熱變形、抗振等方面。以CNC系統(tǒng)控制精度為例，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)度控制采用當(dāng)前最先進(jìn)的高速插補(bǔ)技術(shù)，通過微小數(shù)控程序?qū)崿F(xiàn)控制，逐步精細(xì)CNC控制單位，并采用高分辨率的傳感器裝置，提升位置檢測(cè)和元件測(cè)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(jī)床加工中心的運(yùn)動(dòng)軌跡精度方面具有顯著效果，它通過三維仿真預(yù)測(cè)數(shù)控機(jī)床的加工精度，幫助數(shù)控機(jī)床在不同加工條件下實(shí)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(jī)床未來發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)人性化操作的主要體現(xiàn)。功能復(fù)合化數(shù)控機(jī)床是指在一臺(tái)機(jī)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(jī)床的功能復(fù)合化的實(shí)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(tái)機(jī)床上，比如雙主軸車削中心；后者是將產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)工藝技術(shù)整合在一臺(tái)機(jī)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(jī)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(shí)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(jī)床能夠減少人工操作的工序，解放勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)效率，因此功能復(fù)合化的數(shù)控機(jī)床也是一種遵循“人性化”的操作系統(tǒng)。

2.4 運(yùn)行高速化

現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床運(yùn)用了伺服傳動(dòng)系統(tǒng)以及無極變速主軸，大大提升了數(shù)控機(jī)床各個(gè)部件的自動(dòng)化水平，提升了數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中的傳動(dòng)性能。通過縮短傳輸鏈來達(dá)到簡(jiǎn)化數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的目的。由于數(shù)控機(jī)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(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)全方位的并聯(lián)和貫通。而伺服傳動(dòng)系統(tǒng)是一種自動(dòng)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(xiàng)輔助服務(wù)，能夠調(diào)整主軸轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)主軸自主變速運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床的全面自動(dòng)化還體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)布局方面，進(jìn)給變速箱和主軸箱的整體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)與主軸、滾珠絲杠的連接距離，從而提升了機(jī)械運(yùn)行的速度。

2.5 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化

驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化是指在數(shù)控機(jī)床的主軸與機(jī)座之間配置多桿并聯(lián)聯(lián)接機(jī)，數(shù)控裝置只要控制中間的桿系中桿的長度來實(shí)現(xiàn)整個(gè)平臺(tái)的自由運(yùn)行。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)解決了以往機(jī)床串聯(lián)移動(dòng)部件質(zhì)量大的問題，同時(shí)提高了系統(tǒng)的剛度，擴(kuò)大了道具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的進(jìn)給范圍，提升了整個(gè)機(jī)臺(tái)的作業(yè)自由度，增加了加工設(shè)備的靈活性和機(jī)動(dòng)性。并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)機(jī)運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床上，更能滿足多種型號(hào)、種類復(fù)雜的零件加工要求，且并聯(lián)機(jī)自身智能化程度高、中邀請(qǐng)、運(yùn)行速率快，成為提升數(shù)控機(jī)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(jī)床的生產(chǎn)制造領(lǐng)域，并聯(lián)機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備是提升數(shù)控機(jī)床的性能的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也是數(shù)控研究行業(yè)的重點(diǎn)研究方向，未來的數(shù)控機(jī)床中的并聯(lián)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的更新進(jìn)步將是一大發(fā)展趨勢(shì)。

2.6 信息互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)高速發(fā)達(dá)的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能是未來數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向。數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)信息互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)化能夠讓各項(xiàng)信息在制造業(yè)各個(gè)部門、各個(gè)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(jī)床的加工運(yùn)行過程進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和在線監(jiān)督，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化操控的能夠有效完成對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)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(jī)床的加工中心配置了一個(gè)信息塔，它的主要構(gòu)件是攝像頭、計(jì)算機(jī)、手機(jī)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(jī)床的性能優(yōu)化策略

3.1 科學(xué)布局機(jī)械各機(jī)構(gòu)

要提升數(shù)控機(jī)床的整體性能必須要從機(jī)床的各個(gè)部件的配置和布局方面著手，合理布局各個(gè)子系統(tǒng)和零部件，盡量簡(jiǎn)化機(jī)械的結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床布局的合理控制，從而提高整個(gè)機(jī)床的剛性度，提升機(jī)床運(yùn)行的受力水平，維護(hù)機(jī)床的熱穩(wěn)定系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)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(jī)床的零部件剛度關(guān)系到整個(gè)機(jī)床運(yùn)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(gè)零部件的剛度和韌性，可以從以下幾個(gè)方面著手：第一，科學(xué)合理地布局機(jī)床內(nèi)部各個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)，盡量減少零部件因負(fù)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(gè)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(dòng)機(jī)與主軸、滾珠絲杠的連接距離，從而提升了機(jī)械運(yùn)行的速度。

3.3 避免熱變形產(chǎn)生

像一些低能耗的運(yùn)行配件（主軸電動(dòng)機(jī)、變量泵等）可以減少其熱量的產(chǎn)生，同時(shí)一些高能耗的運(yùn)行配件（傳動(dòng)齒輪、傳送鏈、傳動(dòng)軸）可盡量減少，減少摩擦后熱量自然降低。此外對(duì)一些易于發(fā)熱的部件可以進(jìn)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(jī)械的抗振性能

數(shù)控機(jī)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(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，這嚴(yán)重影響整個(gè)機(jī)床的運(yùn)行效率，還增加了機(jī)床的噪音。為了減少旋轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)，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(dòng)部件之間的孔隙，削弱機(jī)床運(yùn)行的應(yīng)激振動(dòng)力，然后將機(jī)床的各個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的運(yùn)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(jī)械的抗振性能哈可以通過在機(jī)床各個(gè)部件中添加阻尼材料，削弱振動(dòng)力量。

4 結(jié)束語

總而言之，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展前提下，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)全方位自動(dòng)化、配件高精度化、功能復(fù)合人性化、運(yùn)行高速化、驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化以及信息互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化。中國在進(jìn)入改革開放時(shí)代以后，機(jī)械制造業(yè)發(fā)展迅猛，但是難以改變以勞動(dòng)力、資源、價(jià)格等為主要市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jī)床作為衡量制造業(yè)生產(chǎn)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，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(jī)床著手，早日實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床從低端到高端、從初級(jí)產(chǎn)品制造到高級(jí)產(chǎn)品的制造的轉(zhuǎn)變，不斷提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的性能，從而為促進(jìn)我國制造業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

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[2] 徐敬華，張樹有，李 焱. 基于多域互用的數(shù)控機(jī)床模塊化配置設(shè)計(jì)）[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2011，（17）.

第3篇：高速數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)范文

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

    經(jīng)過近50年的發(fā)展,機(jī)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(shí)現(xiàn)銷售收進(jìn)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(jī)械產(chǎn)業(yè)企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力有所增強(qiáng),1997年科技職員總數(shù)達(dá)48萬人,技術(shù)開發(fā)經(jīng)費(fèi)支出達(dá)85億元,占全行業(yè)銷售收進(jìn)的0.62,有57家大型企業(yè)建立了國家級(jí)技術(shù)中心,有9的企業(yè)建立了專門技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu),行業(yè)整體技術(shù)水平有了明顯進(jìn)步,主要表現(xiàn)在:為國民經(jīng)濟(jì)提供成套技術(shù)裝備和汽車的能力有較大進(jìn)步;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正向公道化方向發(fā)展。

    盡管機(jī)械產(chǎn)業(yè)的綜合技術(shù)水平近幾年有了大幅度進(jìn)步,但和產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)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(jìn)步對(duì)機(jī)械產(chǎn)業(yè)增長的貢獻(xiàn)率目前僅為34,先進(jìn)國家高達(dá)70以上。

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

    3.機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)水平不高,達(dá)到80年代末、90年代初國際先進(jìn)水平的僅占18,達(dá)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(jī)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(jìn)國外技術(shù),對(duì)國外技術(shù)的依存度較高,對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收仍停留在把握已有技術(shù)和進(jìn)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(biāo)

    以數(shù)控機(jī)床、電力電子應(yīng)用及自動(dòng)化技術(shù)、大型農(nóng)業(yè)機(jī)械和施工機(jī)械、轎車關(guān)鍵技術(shù)、環(huán)保裝備五個(gè)方面作為重點(diǎn),以發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)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(jìn)步企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo),進(jìn)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(shí)產(chǎn)權(quán)和較大市場(chǎng)需求潛力的產(chǎn)品。主要產(chǎn)品品種的40達(dá)到90年代初國際水平,5達(dá)到國際先進(jìn)水平,90的重點(diǎn)骨干企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)接近或達(dá)到國際先進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

    (三)技術(shù)發(fā)展的方向和重點(diǎn)

    1.以數(shù)控機(jī)床為代表的基礎(chǔ)機(jī)械

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

    目前我國數(shù)控機(jī)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(shí)間(MTBF)在10000小時(shí)以上,國內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅3000~5000小時(shí);整機(jī)均勻無故障工作時(shí)間國外達(dá)800小時(shí)以上,國內(nèi)最好只有300小時(shí)。

    (2)產(chǎn)品品種少,不能滿足市場(chǎng)需求

    國外數(shù)控機(jī)床品種已達(dá)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)

    生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的企業(yè)雖達(dá)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)。

    (4)數(shù)控機(jī)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(jī)床的發(fā)展方面,要采取跟蹤高級(jí)型、發(fā)展普及型、擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)型,以普及型為主的策略,重點(diǎn)發(fā)展:

    (1)經(jīng)濟(jì)適用、量大面廣的產(chǎn)品

    經(jīng)濟(jì)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(jī)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(dòng)換頭沖壓機(jī)床、復(fù)合式柔性沖壓中心、四邊折彎機(jī)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(jī)床等。

    (3)數(shù)控機(jī)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(jī)床高速主軸、電主軸電機(jī)系列產(chǎn)品;數(shù)控機(jī)床機(jī)械手、刀庫及動(dòng)力刀架系列產(chǎn)品;數(shù)控機(jī)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(hù)裝置等系列產(chǎn)品。

    發(fā)展目標(biāo):

    (1)扶植重點(diǎn)企業(yè)開發(fā)經(jīng)濟(jì)適用、量大面廣的數(shù)控機(jī)床并形成批量生產(chǎn),使這些企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率有明顯進(jìn)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(jī)床系列新品種,以滿足汽車、農(nóng)機(jī)、航空、模具等行業(yè)的需求;

    (3)數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵配套產(chǎn)品:數(shù)控系統(tǒng),滿足國內(nèi)數(shù)控機(jī)床50的配套需求;高速主軸及電主軸年產(chǎn)達(dá)千套;機(jī)械手、刀庫、動(dòng)力刀架及數(shù)控機(jī)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(dòng)化技術(shù)

    電力電子技術(shù)是集微電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)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(shí)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(chǎng)品種滿足率僅35,新產(chǎn)品市場(chǎng)基本上被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。

    現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表和總線式自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的新一代自動(dòng)化儀表系統(tǒng),已成為世界范圍自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱門,是當(dāng)代產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化的主要標(biāo)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(chǎng)上還占有80左右份額,但在高技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)的占有率不到60,新產(chǎn)品市場(chǎng)幾乎全為國外產(chǎn)品占領(lǐng)。

    因此,捉住當(dāng)前時(shí)機(jī)在2~3年內(nèi)以IGBT,現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)為突破,攻克重點(diǎn)技術(shù)和產(chǎn)品,并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。這一領(lǐng)域重點(diǎn)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(chǎng)總線智能儀表

    研制開發(fā)變送、執(zhí)行、配套等類現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)測(cè)儀系統(tǒng)和設(shè)備

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

    3.大型農(nóng)業(yè)機(jī)械和施工機(jī)械

    (1)農(nóng)業(yè)機(jī)械

    產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國家農(nóng)機(jī)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(hù)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(gè)品種的農(nóng)機(jī)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(jì)指標(biāo)落后,可靠性差,壽命短。以拖拉機(jī)為例,MTBF值國外可以達(dá)到330小時(shí)以上,而我國僅100余小時(shí)。品種上:大型缺,小型雜,不成系列。

    2)產(chǎn)品生產(chǎn)達(dá)到經(jīng)濟(jì)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(jī)領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展:

    1)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的大中型拖拉機(jī)及配套農(nóng)具拖拉機(jī)均勻無故障時(shí)間從110小時(shí)進(jìn)步到300小時(shí)以上;

    2)聯(lián)合收割機(jī)聯(lián)合收割機(jī)可靠性系數(shù)從0.5~0.7進(jìn)步到0.9以上;

    3)主要農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械(含烘干倉儲(chǔ)機(jī)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(jìn)步到80以上。

    農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的使用可靠性及壽命指標(biāo)普遍進(jìn)步一倍以上,主要產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。

    (2)施工機(jī)械

    施工機(jī)械是國民經(jīng)濟(jì)大型工程項(xiàng)目建設(shè)必須的關(guān)鍵設(shè)備。我國已初步具備16個(gè)大類,3100多個(gè)品種規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力,部分產(chǎn)品已開始進(jìn)進(jìn)國際市場(chǎng)。但和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求和國際先進(jìn)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(biāo)以及機(jī)電一體化等高新技術(shù)的應(yīng)用和國外先進(jìn)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(yuǎn)不能滿足需要,如路面施工機(jī)械基本上還要靠進(jìn)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(jì)效益的進(jìn)一步進(jìn)步。

    施工機(jī)械重點(diǎn)發(fā)展:

    1)推土機(jī)、液壓挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī);

    2)汽車起重機(jī)、大型叉車;

    3)攤展機(jī)、壓路機(jī);

    4)無開挖式管道展設(shè)機(jī);

    5)江河湖庫清淤設(shè)備。

    發(fā)展目標(biāo):

    大型工程機(jī)械可靠性指標(biāo)達(dá)到400小時(shí),壽命指標(biāo)達(dá)到10000小時(shí)。

第4篇：高速數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床; 技術(shù)路線; 路線圖

機(jī)床行業(yè)建國后一直是重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)之一。2008年，我國機(jī)床產(chǎn)值列世界第三位，數(shù)控化率達(dá)20％。然而放眼世界，我們與國際先進(jìn)技術(shù)差距仍然很大。我國機(jī)床行業(yè)產(chǎn)量世界第一，而產(chǎn)值才達(dá)到第三，實(shí)是大而不強(qiáng)，技術(shù)上僅居世界二流水平。2008年，我國機(jī)床進(jìn)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(jī)床在國內(nèi)市場(chǎng)的占有率僅為61％。

1 我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的現(xiàn)狀分析

我國機(jī)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(jì)60年代末，在精密機(jī)床專案的推動(dòng)下，我國生產(chǎn)的坐標(biāo)鏜床、齒輪磨床還是具有一定的技術(shù)含量。80年代，有的機(jī)床廠為德、日企業(yè)來圖制造質(zhì)量較為嚴(yán)格的機(jī)床，并且做得很好，還出口了相當(dāng)數(shù)量。在那時(shí)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(jìn)步，如發(fā)展了多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)、數(shù)控復(fù)合加工機(jī)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(jī)床行業(yè)要發(fā)展，就得增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)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(jìn)口,擴(kuò)大出口。多年前機(jī)床行經(jīng)濟(jì)情況不大好時(shí)，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(jī)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(jì)、重管理、輕工藝”的狀況，企業(yè)在設(shè)計(jì)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(jì)研發(fā)、生產(chǎn)管理部門傾斜。但是無法回避的一個(gè)事實(shí)是：我們可以花大價(jià)錢購買國外的產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙而買不來他們的制造工藝方案。因?yàn)槿绾紊a(chǎn)和制造是企業(yè)最核心的價(jià)值點(diǎn)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(shí)瓶頸。很多的制造企業(yè)在具備大量的3D設(shè)計(jì)分析工具與現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備(PLC、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)機(jī)器人等)的同時(shí)依然在用很傳統(tǒng)的手段(AutoCAD、Project等)處理諸如：工藝計(jì)劃排定、資源設(shè)備的整合、工廠生產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)和各種各樣的工藝文檔。各種來自上有產(chǎn)品設(shè)計(jì)的3D信息和制造車間先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備(如5軸機(jī)床)所需要的數(shù)字指令都由于中間工藝設(shè)計(jì)階段的低效率和低集成性而失去它們的本來的價(jià)值;另外一方面，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)階段的低下率使得工藝準(zhǔn)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(jìn)行物理試生產(chǎn)來驗(yàn)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(jì)環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)室;更為頭痛的是：所有的試生產(chǎn)必須是物理樣機(jī)和制造設(shè)備(主、輔設(shè)備)就緒后才能開始進(jìn)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(jìn)行設(shè)備制造的返工，無論是在時(shí)間還是資金成本上都是巨大的毫無意義的浪費(fèi)。

為了解決工藝數(shù)字化的問題，上世紀(jì)九十年代開始很多的制造企業(yè)嘗試著引入CAPP系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)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(yán)格意義上的“輔助工藝設(shè)計(jì)”，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(dòng)。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(jì)水平，如何驗(yàn)證編制的工藝是否合理，如何對(duì)加工和裝配工藝進(jìn)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(yàn)等問題。隨著信息化時(shí)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(shí)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(jì)、分析優(yōu)化和數(shù)據(jù)管理IT平臺(tái)。

3 數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域技術(shù)路線圖范式

高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備領(lǐng)域主機(jī)產(chǎn)品根據(jù)其加工特點(diǎn)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(jī)床、重型數(shù)控金切機(jī)床、數(shù)控特種加工機(jī)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(dòng)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(cè)量?jī)x器等，設(shè)備的加工技術(shù)差別較大，關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。如果把所有種類的機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備技術(shù)路線圖畫在一張圖表里重點(diǎn)不突出。也沒有實(shí)際意義。因此本課題分別針對(duì)冷加工和熱加工涉及的九個(gè)領(lǐng)域編制技術(shù)路線圖。“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)明確指出針對(duì)重點(diǎn)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(jī)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(jī)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(duì)數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行分析。明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，提出不同時(shí)期的發(fā)展目標(biāo)；并根據(jù)發(fā)展目標(biāo)，確定不同時(shí)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(biāo)：對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。包括研發(fā)基礎(chǔ)、技術(shù)路徑、實(shí)現(xiàn)時(shí)間等。主要針對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備的四個(gè)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(diǎn)考慮未來5-10年主要用戶對(duì)工藝與裝備的重大需求。結(jié)合國內(nèi)外高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備發(fā)展趨勢(shì)。以及重點(diǎn)領(lǐng)域的需求，提出未來的重點(diǎn)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(diǎn)工藝與裝備的需要。提出能支持本產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)選擇的重點(diǎn)從研發(fā)基礎(chǔ)、研發(fā)方式、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用時(shí)間等方向進(jìn)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(jī)床制造水平的重要技術(shù)指標(biāo)，如主軸最高轉(zhuǎn)速、快速移動(dòng)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(jìn)水平的差距。

參考文獻(xiàn)

第5篇：高速數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)范文

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

經(jīng)過近50年的發(fā)展，機(jī)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(shí)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(jī)械工業(yè)企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力有所增強(qiáng)，1997年科技人員總數(shù)達(dá)48萬人，技術(shù)開發(fā)經(jīng)費(fèi)支出達(dá)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(jí)技術(shù)中心，有9%的企業(yè)建立了專門技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)，行業(yè)整體技術(shù)水平有了明顯進(jìn)步，主要表現(xiàn)在：為國民經(jīng)濟(jì)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(jī)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(dá)國家相比，仍存在著階段性的差距。主要問題在于：

1．科技進(jìn)步對(duì)機(jī)械工業(yè)增長的貢獻(xiàn)率目前僅為34%，先進(jìn)國家高達(dá)70%以上。

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

3．機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)水平不高，達(dá)到80年代末、90年代初國際先進(jìn)水平的僅占18%，達(dá)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(jī)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(jìn)國外技術(shù)，對(duì)國外技術(shù)的依存度較高，對(duì)引進(jìn)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(biāo)

以數(shù)控機(jī)床、電力電子應(yīng)用及自動(dòng)化技術(shù)、大型農(nóng)業(yè)機(jī)械和施工機(jī)械、轎車關(guān)鍵技術(shù)、環(huán)保裝備五個(gè)方面作為重點(diǎn)，以發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)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(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，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(shí)產(chǎn)權(quán)和較大市場(chǎng)需求潛力的產(chǎn)品。主要產(chǎn)品品種的40%達(dá)到90年代初國際水平，5%達(dá)到國際先進(jìn)水平，90%的重點(diǎn)骨干企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)接近或達(dá)到國際先進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（三）技術(shù)發(fā)展的方向和重點(diǎn)

1．以數(shù)控機(jī)床為代表的基礎(chǔ)機(jī)械

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

目前我國數(shù)控機(jī)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(shí)間（MTBF）在10000小時(shí)以上，國內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅3000～5000小時(shí)；整機(jī)平均無故障工作時(shí)間國外達(dá)800小時(shí)以上，國內(nèi)最好只有300小時(shí)。

（2）產(chǎn)品品種少，不能滿足市場(chǎng)需求

國外數(shù)控機(jī)床品種已達(dá)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)

生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的企業(yè)雖達(dá)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)。

（4）數(shù)控機(jī)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(jī)床的發(fā)展方面，要采取跟蹤高級(jí)型、發(fā)展普及型、擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)型，以普及型為主的策略，重點(diǎn)發(fā)展：

（1）經(jīng)濟(jì)適用、量大面廣的產(chǎn)品

經(jīng)濟(jì)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(jī)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(dòng)換頭沖壓機(jī)床、復(fù)合式柔性沖壓中心、四邊折彎機(jī)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(jī)床等。

（3）數(shù)控機(jī)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(jī)床高速主軸、電主軸電機(jī)系列產(chǎn)品；數(shù)控機(jī)床機(jī)械手、刀庫及動(dòng)力刀架系列產(chǎn)品；數(shù)控機(jī)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(hù)裝置等系列產(chǎn)品。

發(fā)展目標(biāo)：

（1）扶植重點(diǎn)企業(yè)開發(fā)經(jīng)濟(jì)適用、量大面廣的數(shù)控機(jī)床并形成批量生產(chǎn)，使這些企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)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(jī)床系列新品種，以滿足汽車、農(nóng)機(jī)、航空、模具等行業(yè)的需求；

（3）數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵配套產(chǎn)品：數(shù)控系統(tǒng)，滿足國內(nèi)數(shù)控機(jī)床50%的配套需求；高速主軸及電主軸年產(chǎn)達(dá)千套；機(jī)械手、刀庫、動(dòng)力刀架及數(shù)控機(jī)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(dòng)化技術(shù)

電力電子技術(shù)是集微電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)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(shí)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(chǎng)品種滿足率僅35%，新產(chǎn)品市場(chǎng)基本上被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。

現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表和總線式自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)于一體的新一代自動(dòng)化儀表系統(tǒng)，已成為世界范圍自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要標(biāo)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(chǎng)上還占有80%左右份額，但在高技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)的占有率不到60%，新產(chǎn)品市場(chǎng)幾乎全為國外產(chǎn)品占領(lǐng)。

因此，抓住當(dāng)前時(shí)機(jī)在2～3年內(nèi)以IGBT，現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)為突破，攻克重點(diǎn)技術(shù)和產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。這一領(lǐng)域重點(diǎn)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(chǎng)總線智能儀表

研制開發(fā)變送、執(zhí)行、配套等類現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)測(cè)儀系統(tǒng)和設(shè)備

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

3.大型農(nóng)業(yè)機(jī)械和施工機(jī)械

（1）農(nóng)業(yè)機(jī)械

工業(yè)發(fā)達(dá)國家農(nóng)機(jī)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(hù)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(gè)品種的農(nóng)機(jī)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(jì)指標(biāo)落后，可靠性差，壽命短。以拖拉機(jī)為例，MTBF值國外可以達(dá)到330小時(shí)以上，而我國僅100余小時(shí)。品種上：大型缺，小型雜，不成系列。

2）產(chǎn)品生產(chǎn)達(dá)到經(jīng)濟(jì)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(jī)領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展：

1）促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的大中型拖拉機(jī)及配套農(nóng)具拖拉機(jī)平均無故障時(shí)間從110小時(shí)提高到300小時(shí)以上；

2）聯(lián)合收割機(jī)聯(lián)合收割機(jī)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(jī)械（含烘干倉儲(chǔ)機(jī)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(jī)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(jī)產(chǎn)品的使用可靠性及壽命指標(biāo)普遍提高一倍以上，主要產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。

（2）施工機(jī)械

施工機(jī)械是國民經(jīng)濟(jì)大型工程項(xiàng)目建設(shè)必須的關(guān)鍵設(shè)備。我國已初步具備16個(gè)大類，3100多個(gè)品種規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，部分產(chǎn)品已開始進(jìn)入國際市場(chǎng)。但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求和國際先進(jìn)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(biāo)以及機(jī)電一體化等高新技術(shù)的應(yīng)用與國外先進(jìn)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(yuǎn)不能滿足需要，如路面施工機(jī)械基本上還要靠進(jìn)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(jì)效益的進(jìn)一步提高。

施工機(jī)械重點(diǎn)發(fā)展：

1）推土機(jī)、液壓挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)；

2）汽車起重機(jī)、大型叉車；

3）攤鋪機(jī)、壓路機(jī)；

4）無開挖式管道鋪設(shè)機(jī)；

5）江河湖庫清淤設(shè)備。

發(fā)展目標(biāo)：

大型工程機(jī)械可靠性指標(biāo)達(dá)到400小時(shí)，壽命指標(biāo)達(dá)到10000小時(shí)。

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(dá)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(yán)重，造成無序競(jìng)爭(zhēng)，難以集中形成實(shí)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(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，包括多數(shù)中外合資的零部件企業(yè)對(duì)產(chǎn)品開發(fā)能力建設(shè)幾乎沒有投入。目前，國內(nèi)對(duì)轎車產(chǎn)品尚不具備自主開發(fā)能力，機(jī)電一體化的高新技術(shù)零部件產(chǎn)品還必須引進(jìn)技術(shù)。

近期轎車重點(diǎn)發(fā)展：

（1）經(jīng)濟(jì)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(jì)型轎車的公用設(shè)計(jì)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(jì)型轎車方面的自主開發(fā)能力。

（2）轎車動(dòng)力總成

消化吸收引進(jìn)技術(shù)，與國外有實(shí)力的企業(yè)進(jìn)行合資、合作、聯(lián)合開發(fā)，在國產(chǎn)汽油機(jī)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(jī)械變速器（AMT）技術(shù)。

（3）轎車關(guān)鍵零部件

以機(jī)電一體化汽車電子部件為突破口，從引進(jìn)技術(shù)、合資入手，在保證高起點(diǎn)、大批量、專業(yè)化生產(chǎn)的同時(shí)，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(diǎn)是電控防抱死制動(dòng)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(dá)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(diǎn)開發(fā)各類高性能專用底盤。對(duì)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(dòng)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(jìn)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(jī)械的年銷售額約2000億美元，集中于美國、歐州、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家。我國環(huán)保機(jī)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(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，市場(chǎng)需求不斷增長，環(huán)保機(jī)械將成為機(jī)械工業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

環(huán)保機(jī)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(jí)產(chǎn)品所占比重較大，具有當(dāng)代水平的機(jī)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(shí)市場(chǎng)需求。在目前3000多種環(huán)保機(jī)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(jì)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(jìn)口，高濃度有機(jī)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(jìn)水平落后20年

相當(dāng)多的產(chǎn)品沒有行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)、基本性能參數(shù)不統(tǒng)一，質(zhì)量檢測(cè)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(cè)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(jī)械重點(diǎn)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?xì)庹羝?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(dòng)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(biāo)，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(cè)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(biāo)，提供垃圾處理成套裝備。

（4）環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器

便攜式多功能多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀、12種總量控制的污染物監(jiān)測(cè)儀、大氣環(huán)境污染監(jiān)測(cè)儀器和系統(tǒng)以及水處理過程自動(dòng)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(biāo)：

（1）大型成套設(shè)備的國產(chǎn)化率達(dá)到70%以上；一般工程項(xiàng)目的設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到90%以上；高濃度有機(jī)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(dá)到80%以上。

第6篇：高速數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)范文

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

《高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備》國家科技重大專項(xiàng)要求，到2020年，我國將實(shí)現(xiàn)高檔數(shù)控機(jī)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(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備80％實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化；國產(chǎn)中、高檔數(shù)控機(jī)床用的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)占有率達(dá)到60％以上：高檔數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)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(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長、數(shù)控系統(tǒng)分會(huì)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(jī)遇，以發(fā)展數(shù)控機(jī)床為主導(dǎo)、主機(jī)為龍頭、完善配套為基礎(chǔ)，重點(diǎn)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(jī)床產(chǎn)業(yè)化。依托科技重大專項(xiàng)，堅(jiān)持科技進(jìn)步和自主創(chuàng)新。加強(qiáng)創(chuàng)新人才隊(duì)伍建設(shè)，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國由機(jī)床工具生產(chǎn)大國向強(qiáng)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(jī)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(jìn)和共同進(jìn)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(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(biāo)準(zhǔn)型的功能模塊，為全世界的主機(jī)廠提供批量配套。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是：主機(jī)廠和系統(tǒng)廠發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，有利于形成專業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)。缺點(diǎn)是：系統(tǒng)廠和主機(jī)廠主要是買賣關(guān)系，雙方結(jié)合不夠緊密主機(jī)廠為了保護(hù)自己的知識(shí)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(jī)廠獨(dú)立開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)，并與其自產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床配套銷售。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是：主機(jī)銷售帶動(dòng)系統(tǒng)推廣；其缺點(diǎn)是：主機(jī)廠獨(dú)有品牌的數(shù)控系統(tǒng)很難被其他主機(jī)廠選用。

馬扎克模式：主機(jī)廠在系統(tǒng)廠提供開發(fā)平臺(tái)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(jī)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(diǎn)，又發(fā)揚(yáng)了其自身的優(yōu)點(diǎn)。這使得主機(jī)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(jī)廠用較少的投入，形成了自己的特色技術(shù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品；主機(jī)廠自主品牌的數(shù)控系統(tǒng)的推廣，還可以進(jìn)一步強(qiáng)化主機(jī)廠的機(jī)床品牌，增加用戶對(duì)主機(jī)廠的忠誠度；降低主機(jī)廠采購數(shù)控系統(tǒng)的成本同時(shí)帶動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

“根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)分析，馬扎克模式是主機(jī)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(jī)床廠以資產(chǎn)為紐帶，建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，實(shí)現(xiàn)主機(jī)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(jī)床、北一機(jī)床、武重集團(tuán)、南通機(jī)床等重點(diǎn)機(jī)床企業(yè)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，大大促進(jìn)了中高檔國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展。如華中數(shù)控與大連機(jī)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(tái)的基礎(chǔ)上，大連機(jī)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(jī)床的整機(jī)性價(jià)比得到提高，用戶得到了實(shí)惠，也改變了大連機(jī)床以往中、高檔機(jī)床全部配置國外系統(tǒng)的狀況。

為與主機(jī)全面配套奠定基礎(chǔ)

“十一五”期間，國家啟動(dòng)實(shí)施《高檔數(shù)控及基礎(chǔ)制造裝備》國家科技重大專項(xiàng)，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(jī)床上得到應(yīng)用，為與主機(jī)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(dòng)高檔數(shù)控系統(tǒng)填補(bǔ)國內(nèi)空白，打破國外封鎖，300臺(tái)五軸系統(tǒng)在軍工等重點(diǎn)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(dòng)及電機(jī)”三個(gè)重大專項(xiàng)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(tái)重大專項(xiàng)高檔數(shù)控機(jī)床配套應(yīng)用，主要技術(shù)指標(biāo)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(dòng)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(shí)產(chǎn)權(quán)的高速實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(dòng)、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(dòng)高速加工中心等數(shù)控機(jī)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(qiáng)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(jī)床結(jié)構(gòu)，支持斜面加工、定向退刀，支持3維刀具半徑補(bǔ)償；高速高精度控制。配合伺服驅(qū)動(dòng)，可適配0.75～110KW交流同步伺服電機(jī)、交流異步主軸電機(jī)、力矩電機(jī)、直線電機(jī)；基于新一代光纖現(xiàn)場(chǎng)總線。

技術(shù)與市場(chǎng)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(rèn)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(shí)際應(yīng)用中驗(yàn)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(jī)電接口不一，影響配套。第三，產(chǎn)品的應(yīng)用驗(yàn)證不夠：產(chǎn)品生產(chǎn)完成后驗(yàn)證考核數(shù)量、時(shí)間不夠，可靠性測(cè)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(chǎng)占有率偏低，用戶認(rèn)可度不高。

另一方面，是市場(chǎng)方面的差距。據(jù)工信部的《機(jī)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(chǎng)占有率只有35％，而高檔數(shù)控系統(tǒng)95％以上依靠進(jìn)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(dòng)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(cái)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(tái)。建立技術(shù)研發(fā)管理機(jī)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(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 直線電機(jī)

直線電動(dòng)機(jī)是近些年來國內(nèi)外積極研究的新型電機(jī)之一。它是一種不需要中間轉(zhuǎn)換裝置，而能直接作直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)械。如今，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)不斷的更新，已達(dá)到成熟的階段，被廣泛應(yīng)用于高檔數(shù)控機(jī)床，這是因?yàn)榧夹g(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(diǎn)，而且使機(jī)器布置更加緊湊，結(jié)構(gòu)多變，易于實(shí)現(xiàn)高剛性，提高了機(jī)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(dòng)和控制系統(tǒng)，促使直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)技術(shù)向更高、更快的發(fā)展趨勢(shì)，又能滿足市場(chǎng)廣大的需求，帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。直線驅(qū)動(dòng)機(jī)床是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，所以我們應(yīng)加緊步伐追趕。

1.直線電機(jī)在數(shù)控機(jī)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(jī)床發(fā)展的一大趨勢(shì)，直線電機(jī)具有反應(yīng)靈敏，速度快，重量輕，傳動(dòng)系統(tǒng)速度可提高到40～ 50m/min以上的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”傳輸方式可達(dá)30m/min最高速度，加速度僅為3m/s2。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的工作臺(tái)，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(jī)的最大特點(diǎn)；因其電機(jī)慣量小，所以由它構(gòu)成的直線伺服系統(tǒng)可以達(dá)到更高的頻率響應(yīng)。

1993年，一臺(tái)型號(hào) HSC 240的加工中心是世界上第一臺(tái)由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)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(dá)到24000r/min，60m/min的進(jìn)給速度更是讓人驚訝，加速度則是達(dá)到的1g，當(dāng)進(jìn)給速度保持在20m/min時(shí)，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(jī)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(dòng)技術(shù)，通過校企聯(lián)合等模式應(yīng)用實(shí)踐中，為此項(xiàng)技術(shù)在我國的應(yīng)用與發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，并取得了很大的進(jìn)展。但我們也必須正視自己存在缺陷，與國際先進(jìn)水平相比，當(dāng)前中國的經(jīng)濟(jì)型機(jī)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(jī)床較少，技術(shù)水平與世界先進(jìn)國家還有很大的差距。因此，我們需要增加對(duì)機(jī)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(jìn)水平，制作出適合中國國情的高檔直線電機(jī)及其控制系統(tǒng)和其他附屬產(chǎn)品，以滿足高端數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的需求，提高自身的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

2.應(yīng)用難點(diǎn)的分析

2.1.如何防磁抗干擾

由于直線電機(jī)的磁場(chǎng)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(jī)磁場(chǎng)吸入而干擾其正常工作，甚至損壞電機(jī)，所以要對(duì)其進(jìn)行隔磁處理。此外，還需要考慮機(jī)床冷卻液，油，電纜的保護(hù)，信號(hào)線屏蔽，負(fù)載擾動(dòng)和系統(tǒng)控制。由于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)省去了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，所以電機(jī)直接承受著各種干擾力，同時(shí)，該直線電機(jī)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(qiáng)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(dòng)機(jī)，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(dòng)部分很小，將使電機(jī)動(dòng)子溫度急劇升高，而動(dòng)子通常在機(jī)床導(dǎo)軌附近，過多的熱量會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)軌溫度變化大，導(dǎo)致軌道變形，從而影響機(jī)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(jī)的正常使用。

2.3.減少磁力

目前，直線電機(jī)的定子大多數(shù)是稀土永磁體，而稀土永磁體對(duì)鐵磁性材料的吸力及其強(qiáng)大，且對(duì)鐵磁性材料有極高的磁化能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，直線電機(jī)的永磁定子法向磁力為電機(jī)可以提供連續(xù)的推力的10倍，并且定子的磁力與電機(jī)動(dòng)子是否通電無關(guān)。磁吸力存在于定子與動(dòng)子之間及定子與安裝件之間。平行的導(dǎo)軌是單馬達(dá)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(jī)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(dòng)摩擦力，會(huì)影響推力的不穩(wěn)定，影響機(jī)床動(dòng)態(tài)性能。因此，合理降低電機(jī)的磁場(chǎng)力將是一個(gè)突出的問題。

3.優(yōu)化直線電機(jī)在數(shù)控機(jī)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(jī)動(dòng)子內(nèi)，液體經(jīng)過動(dòng)子線圈繞組旁的冷卻水套迂回流出，將動(dòng)子產(chǎn)生大量的熱帶走，達(dá)到冷卻。在實(shí)際應(yīng)用中，具體冷卻參數(shù)的確定將視電機(jī)參數(shù)及其要求來確定。

3.2.加強(qiáng)隔磁與防護(hù)

避免直線電機(jī)的磁效應(yīng)強(qiáng)帶來不利影響，必須采取隔離磁處理。把防護(hù)罩安裝在定子表面，或由直線電機(jī)磁場(chǎng)的折疊密封保護(hù)套完全封閉起來；也可以在驅(qū)動(dòng)部分安裝在內(nèi)部噴氣裝置，從內(nèi)到外噴射空氣，從而達(dá)到灰塵、切屑粉末不被吸入的效果。此外，其它部件所需信號(hào)電纜及動(dòng)力電纜等雖然具有屏蔽膜，仍要遠(yuǎn)離直線電機(jī)磁場(chǎng)區(qū)域，避免磁場(chǎng)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(jì)必須使用閉環(huán)控制。

3.3.保證定子和動(dòng)子的間距

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

4.小結(jié)

從機(jī)床的未來的發(fā)展方向，直線電機(jī)無論作為功能部件還是其相關(guān)技術(shù)在機(jī)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(shí)際情況而定，從全局角度考慮發(fā)展直線電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制的機(jī)床產(chǎn)品，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，占領(lǐng)高檔數(shù)控機(jī)床的重要制高點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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

第8篇：高速數(shù)控機(jī)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(shí)踐

中圖分類號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(diǎn)，但是在實(shí)際運(yùn)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(shí)際應(yīng)用質(zhì)量，需要對(duì)其所具備的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行深入了解，在保留優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，對(duì)缺點(diǎn)能有所規(guī)避，現(xiàn)對(duì)數(shù)控車技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用狀況進(jìn)行實(shí)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(duì)零件產(chǎn)品的整體性加工完成工作時(shí)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(diǎn)，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(jī)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(hù)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(cè)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(dòng)化檢測(cè)對(duì)設(shè)備自身的信息產(chǎn)生一定影響，并且會(huì)連續(xù)、自動(dòng)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(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行改善。

1.2.3 專家技術(shù)

所謂專家技術(shù)是指將機(jī)床切削加工時(shí)所擁有的各種規(guī)律以及有關(guān)的專家經(jīng)驗(yàn)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(zhǔn)備期。

2 數(shù)控車工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及分類

2.1 優(yōu) 點(diǎn)

數(shù)控車工技術(shù)具備著四大優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確性高、效率高、適應(yīng)能力高、勞動(dòng)強(qiáng)度低。

2.1.1 準(zhǔn)確度高

數(shù)控車工系統(tǒng)中，對(duì)傳動(dòng)裝置有所優(yōu)化，這樣將會(huì)在加工階段中有效地降低了人為誤差出現(xiàn)的機(jī)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(jì)算機(jī)控制后，能夠順利且高速地進(jìn)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(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到改善或者及時(shí)修正整套數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，提高適應(yīng)能力。并且能夠在一定程度上擴(kuò)大加工范圍，提高加工水平。

2.1.4 勞動(dòng)強(qiáng)度低

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

2.2 缺 點(diǎn)

數(shù)控車工技術(shù)有著以前技術(shù)所無法達(dá)到的高效率、高精度，可是隨之而來的是昂貴的投資價(jià)格，并且一旦對(duì)復(fù)雜的零件進(jìn)行加工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的編程工作，同時(shí)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(jià)格級(jí)別，所以功能水平分為以下幾種：

第一，高檔數(shù)控機(jī)床，價(jià)格昂貴且功能齊全；

第二，中檔數(shù)控機(jī)床，價(jià)格適中，功能較全且實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合較廣；

第三，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，這類機(jī)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(dòng)化程度較低的情況，價(jià)格便宜實(shí)惠。

依照運(yùn)動(dòng)方式則可以分為點(diǎn)控制數(shù)控機(jī)床、直線控制數(shù)控機(jī)床。

直線控制數(shù)控機(jī)床不同于點(diǎn)控制數(shù)控機(jī)床的地方在于其兩點(diǎn)之間是直線軌跡，同時(shí)其對(duì)于移動(dòng)速度也有著控制。此類機(jī)床大多有銑床、數(shù)控銷、簡(jiǎn)易數(shù)控車床。

3 數(shù)控車工工藝及工裝

對(duì)于數(shù)控車工而言，其對(duì)于加工控制精度要求較高、對(duì)于所使用設(shè)備的要求也較嚴(yán)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(shí)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(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

3.1 刀 具

對(duì)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(shí)際情況相結(jié)合進(jìn)行判斷。比如需要加工耐熱合金或不銹鋼等材料時(shí)，需要使用剛性或者冷卻劑較好的刀刃。精車時(shí)，因?yàn)榫噷?duì)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(shí)，因?yàn)槠浯蟊车倪M(jìn)給量以及吃刀量較大，需要使用強(qiáng)度高、耐用度高的刀具；此外，盡可能使用機(jī)夾刀片及機(jī)夾刀。

3.2 切削用量的選擇

因?yàn)榻饘偾邢骷庸ぴ跀?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(shí)間相關(guān)。對(duì)于切削條件而言，切身直接引起刀具的損傷、進(jìn)給量、切削速度是其三大要素。切削速度的提升將會(huì)導(dǎo)致刀尖溫度的上升，并且會(huì)由此產(chǎn)生熱能性、化學(xué)性、機(jī)械性的一定磨損。一旦切削速度提升了20%，那么刀具實(shí)際能夠使用的壽命會(huì)縮短至一半。

3.3 夾 具

對(duì)于數(shù)控車工技術(shù)的夾具，在選用時(shí)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(zhǔn)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(jī)床的刀具對(duì)于加工零配件的運(yùn)動(dòng)方向以及軌跡被稱作為加工路線。在對(duì)加工路線進(jìn)行選擇時(shí)，需要將加工路線盡可能縮短，將刀具空行程的時(shí)間減少，確保表面粗糙度以及加工精度達(dá)到實(shí)際需求。

4 數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床作為數(shù)控技術(shù)實(shí)際運(yùn)用時(shí)的主要載體，將如今先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與數(shù)控機(jī)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(dá)到預(yù)期的工作目的。在實(shí)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(jī)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(jī)床整體結(jié)構(gòu)。

4.1 數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控機(jī)床中的數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了六個(gè)時(shí)代以及兩個(gè)階段的發(fā)展：基于PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)、微處理器；小型計(jì)算機(jī)、集成電路、晶體管以及電子管。同時(shí)數(shù)控機(jī)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(jī)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(jī)床。數(shù)控機(jī)床將精密測(cè)量、計(jì)算機(jī)、機(jī)床制造及其配套技術(shù)、自動(dòng)化控制中的最新研究成果相互結(jié)合，這樣就能夠?qū)⒕纫蟾摺a(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(jī)床按照用途進(jìn)行劃分，可以分為全功能型、超精密型、簡(jiǎn)易型等，而不同種類的數(shù)控機(jī)床也有著不同的精度。簡(jiǎn)易型的數(shù)控機(jī)床主要適用于銑床以及車床，其加工精度以及運(yùn)動(dòng)精度為0.03～0.05 mm以上，最小的運(yùn)動(dòng)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(jī)床的結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床是由四部分組成，分別為機(jī)床主體、伺服驅(qū)動(dòng)、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(jìn)行記載，其中包括刀具運(yùn)動(dòng)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(jī)床根據(jù)指令信息進(jìn)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(jìn)行譯碼、邏輯處理及運(yùn)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(dòng)是由伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及伺服電機(jī)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(jìn)行位移。

機(jī)床主體的動(dòng)系統(tǒng)使用的是滾珠絲杠，具有剛性好以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。

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(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。通過推動(dòng)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，也在一定程度上推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，數(shù)控車工技術(shù)將會(huì)朝著柔性化、高效化、高精度化以及高速化發(fā)展，同時(shí)也能顯著地減少輔助時(shí)間與工序進(jìn)行加工，最終向著多系列、多軸的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[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(shí)踐探析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014， （26）.

第9篇：高速數(shù)控機(jī)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(gè)國民經(jīng)濟(jì)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(jì)時(shí)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(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)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(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)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(duì)我國實(shí)行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)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(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)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(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)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(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)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(shì)

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(kuò)大，他對(duì)國計(jì)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?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面［1～4］。

1、 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)

效率、質(zhì)量是先進(jìn)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)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(huì)（cirp）將其確定為21世紀(jì)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(diǎn)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(duì)這些筋、壁進(jìn)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(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)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(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從emo2001展會(huì)情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)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(jī)床。美國cincinnati公司的hypermach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60 000r/min。加工一薄壁飛機(jī)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(dá)12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)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(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。

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

為了實(shí)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(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

2、軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)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(dòng)機(jī)床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

在emo2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)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(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)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(dòng)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(shì)

21世紀(jì)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(gè)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(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)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(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)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(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)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(shí)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(gè)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(yùn)行平臺(tái)、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(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。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(duì)信息集成的需求，也是實(shí)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(jī)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(jī)，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(jiǎn)稱cpc)；日本大隈（okuma）機(jī)床公司展出“it plaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱it廣場(chǎng))；德國西門子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（開放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱ome）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

二、 對(duì)我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì) 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(gè)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(jìn)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(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)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(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績(jī)。

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(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)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(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)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(duì)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(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)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(shí)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(duì)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(kuò)大趨勢(shì)。從國際上來看，對(duì)我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。

a.技術(shù)水平上，與國外先進(jìn)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(chǎng)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(duì)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(duì)競(jìng)爭(zhēng)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(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)方面。

a.認(rèn)識(shí)方面。對(duì)國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足；對(duì)市場(chǎng)的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足；對(duì)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(shí)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(shí)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(jī)制方面。不良機(jī)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(shí)施，往往規(guī)劃理想，實(shí)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(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。

三、 對(duì)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(jìn)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(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場(chǎng)為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)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(huì)嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)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(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(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(huì)的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)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(duì)我國實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)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(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)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(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)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(jī)、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(huì)有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)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(qiáng)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(biāo)，按國家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國家之急需。

在競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識(shí)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(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。