國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)精選(九篇)

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第1篇：國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)范文

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造；數(shù)控技術(shù)；發(fā)展對(duì)策

21世紀(jì)機(jī)械制造全球化、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈化是機(jī)械制造企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)，而機(jī)械制造中廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)則能使企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中取得佳績(jī)。但我國(guó)機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的研究和發(fā)展方面存在較多問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場(chǎng)占有率等方面情況尤為突出。面對(duì)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)和新技術(shù)的挑戰(zhàn)，該如何認(rèn)識(shí)機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)，如何看待它的發(fā)展趨勢(shì)，如何采取相應(yīng)的對(duì)策？

下面結(jié)合近幾年來自己在這方面的研究，談?wù)勎覈?guó)機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及對(duì)策。

1.機(jī)械制造數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)控制數(shù)字程序來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的制造技術(shù)的總稱。

1.1數(shù)控裝備與技術(shù)的基本概況

近年來，我國(guó)相繼從德、美、法、日本等國(guó)引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控生產(chǎn)線，使我國(guó)制造業(yè)得到空前發(fā)展，主要應(yīng)用特點(diǎn)有：刀具材料以超硬刀具材料為主，如陶瓷、超細(xì)硬質(zhì)合金刀具等，大大提高了加工速度。改善刀具結(jié)構(gòu)與加工工藝，零件孔加工刀具多采用多刃復(fù)合式結(jié)構(gòu)：采用高速專用數(shù)控機(jī)床加工發(fā)動(dòng)機(jī)；傳動(dòng)器關(guān)鍵零件，機(jī)床結(jié)構(gòu)沒計(jì)是以各種高速多刃專用成形刀具和加工工藝為主導(dǎo)。

然而，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)還屬于工藝離散型制造業(yè)，雖然已引進(jìn)加工中心、數(shù)控鏜銑床等，但企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)管理局網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)及生產(chǎn)技藝數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段。

1.2機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

目前，械制造業(yè)以現(xiàn)代高新技術(shù)的綜合利用為特點(diǎn)，正朝著柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向發(fā)展。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展來看，機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要有以下2個(gè)方面。

1.2.1數(shù)控技術(shù)性能發(fā)展新趨勢(shì)

（1）高速、高精、高效化。

由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，數(shù)控技術(shù)必向高速、高精、高效化方向發(fā)展。

（2）多軸化和多系列。

以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合機(jī)械制造，要求其數(shù)控技術(shù)朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。

（3）實(shí)時(shí)智能化。

隨著數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域?qū)崟r(shí)智能控制的研究和應(yīng)用，機(jī)械制造的數(shù)控技術(shù)必然朝著實(shí)時(shí)智能化方向發(fā)展。

1.2.2數(shù)控技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展新趨勢(shì)

機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)為：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，一種機(jī)械制造業(yè)遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

（1）數(shù)控裝備智能化。

本世紀(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：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化：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。

（2）信息集成網(wǎng)絡(luò)化。

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。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)。

（3）數(shù)控系統(tǒng)集成化。

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路，提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度；應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體；通過提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來改進(jìn)性能，提高系統(tǒng)的可靠性。

2.機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)發(fā)展應(yīng)對(duì)策略

先進(jìn)數(shù)控技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)快速發(fā)展的保證，直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力，關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地位。

我國(guó)機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的研究和發(fā)展存在較多問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力方面情況尤為突出。為此，下文從總體應(yīng)對(duì)策略和技術(shù)途徑探討機(jī)械制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)的對(duì)策。

2.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展總體應(yīng)對(duì)策略

通過對(duì)數(shù)控技術(shù)和機(jī)械制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析和對(duì)我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域存在問題的研究，筆者認(rèn)為以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾將是一種符合我國(guó)國(guó)情的應(yīng)對(duì)對(duì)策。

（1）以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)。

我國(guó)必須大力加強(qiáng)數(shù)控領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，逐步建立自己獨(dú)立的、先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)體系。在此基礎(chǔ)上大力發(fā)展符合國(guó)情的數(shù)控產(chǎn)品，從而形成從數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件到種類齊全的數(shù)控機(jī)床整機(jī)的完整的產(chǎn)業(yè)體系。

（2）大力加強(qiáng)技術(shù)支持和服務(wù)。

數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床作為典型的高技術(shù)產(chǎn)品，對(duì)用戶的技術(shù)支持和服務(wù)足相當(dāng)重要的。目前，我們可以利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)手段，為建立新一代立體化的技術(shù)支持和服務(wù)體系開辟新的途徑。

2.2技術(shù)途徑應(yīng)對(duì)數(shù)控技術(shù)發(fā)展

（1）發(fā)展新一代PC數(shù)控系統(tǒng)。

數(shù)控系統(tǒng)是各類數(shù)控裝備的核心，因此通過科技創(chuàng)新首先發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)，將是推動(dòng)我國(guó)數(shù)控技術(shù)發(fā)展的有效途徑。這要求在開發(fā)新型數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，選用高性能CPU作為系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，并盡量用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)控的所有功能。

（2）推進(jìn)數(shù)控機(jī)床功能專業(yè)化。

解決數(shù)控系統(tǒng)問題后，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的模塊化，解決數(shù)控機(jī)床功能部件的專業(yè)化問題。目前我國(guó)機(jī)械制造在這方面離實(shí)際需求還有相當(dāng)大的差距，因此必須人力促進(jìn)數(shù)控機(jī)床功能專業(yè)化。

3.結(jié)束語

本文闡述了機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及對(duì)策，并對(duì)我國(guó)機(jī)械制造中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展途徑進(jìn)行了探討。另外，我國(guó)正逐步融入全球化機(jī)械制造的序列中，隨著國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)備大量引進(jìn)、國(guó)家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目等重大科技計(jì)劃，先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)在國(guó)內(nèi)機(jī)械制造業(yè)將日趨實(shí)用與普及。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

第2篇：國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床 制造強(qiáng)國(guó) 發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心技術(shù)，由數(shù)控機(jī)床組成的柔性化制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)機(jī)械加工裝備產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直備受制造業(yè)的關(guān)注，其設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用的水平在某種程度上代表了一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平和競(jìng)爭(zhēng)力。近年來，國(guó)內(nèi)機(jī)床設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展在市場(chǎng)需求旺盛的情況下，設(shè)備以滿足市場(chǎng)和用戶需求為主，在高性能加工的設(shè)備和技術(shù)上并沒有進(jìn)行很好的研究和技術(shù)儲(chǔ)備，在市場(chǎng)趨于平穩(wěn)的時(shí)期，我國(guó)的機(jī)床工業(yè)勢(shì)必會(huì)更加缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。因此，國(guó)家將數(shù)控機(jī)床作為重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，在發(fā)展規(guī)劃中明確了發(fā)展高速、高精度數(shù)控加工設(shè)備作為主要的支持發(fā)展方向，將提升裝備水平和核心技術(shù)放在重要的位置。

“機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)的現(xiàn)代化，取決于我國(guó)的機(jī)床發(fā)展水平。振興裝備制造業(yè)，首先要振興機(jī)床工業(yè)，要大力發(fā)展國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床”。振興裝備制造業(yè)，機(jī)床工業(yè)需先行，這是一條經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀規(guī)律。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的拉動(dòng)和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，中國(guó)機(jī)床工業(yè)行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)銷兩旺，行業(yè)綜合水平落后的面貌得到改變。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力的快速增長(zhǎng)，我國(guó)制造業(yè)在國(guó)際上的地位日益提高。目前，我國(guó)正處在工業(yè)化的中期階段，制造業(yè)仍然是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體和支柱。但從總體上看，我國(guó)制造業(yè)與先進(jìn)國(guó)家的差距還比較明顯。有人坦言：“無論今后科學(xué)技術(shù)怎樣進(jìn)步，發(fā)展先進(jìn)的制造業(yè)將是人類社會(huì)永恒的主題，制造業(yè)也將永遠(yuǎn)是人類社會(huì)的‘首席產(chǎn)業(yè)’?！痹诋?dāng)今世界上，高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)和先進(jìn)的制造技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的最重要標(biāo)志。制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)是裝備制造業(yè)?，F(xiàn)在我國(guó)已是制造業(yè)大國(guó)，但并不是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。目前我國(guó)的裝備制造業(yè)水平有限，以至于不能很好地滿足現(xiàn)代化機(jī)械生產(chǎn)的需要。而現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的主要方向體現(xiàn)在信息化制造方面，其中自動(dòng)化、智能化制造則是裝備制造業(yè)中的主導(dǎo)技術(shù)，這對(duì)于高速、高精度、低消耗的產(chǎn)品制造來說尤為重要。

數(shù)控機(jī)床是近展起來的具有廣闊發(fā)展前景的新型自動(dòng)化機(jī)床，是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能精度和效率日趨提高，因此對(duì)加工機(jī)械產(chǎn)品零部件生產(chǎn)設(shè)備――機(jī)床也相應(yīng)提出了高性能高精度與高自動(dòng)化的要求。大批量的產(chǎn)品，如汽車拖拉機(jī)與家用電器的零件，以及航空航天、內(nèi)燃機(jī)、軍工、汽車、船舶等行業(yè)需要的重要加工設(shè)備，尤其是高剛性、高精度、高穩(wěn)定性、高復(fù)合型的精密數(shù)控臥式銑鏜床更是航天和軍工企業(yè)急需的關(guān)鍵設(shè)備。

“十一五”期間，國(guó)家對(duì)裝備制造業(yè)提出要求：變“制造大國(guó)”成為“制造強(qiáng)國(guó)”，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)開發(fā)高檔數(shù)控機(jī)床，提升行業(yè)水平。自主開發(fā)高速精密臥式機(jī)床，研究其相關(guān)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)并取得突破，對(duì)國(guó)家在高端裝備領(lǐng)域擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競(jìng)爭(zhēng)力，將起到至關(guān)重要的影響。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)高速數(shù)控機(jī)床的需求也越來越多。2010年9月8日國(guó)務(wù)院召開常務(wù)會(huì)議審議并原則通過《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、新能源、新材料和新能源汽車七個(gè)產(chǎn)業(yè)作為重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)⒓辛α考涌焱七M(jìn)，國(guó)家將加強(qiáng)財(cái)稅金融等政策扶持力度。國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)部部長(zhǎng)馮飛預(yù)計(jì)，未來十年將是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的十年，到2020年，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)占工業(yè)增加值比重可望達(dá)到20%以上。機(jī)床工業(yè)由于技術(shù)含量和工藝要求極高，屬于技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，行業(yè)壁壘很高，無論在國(guó)內(nèi)還是全球范圍，行業(yè)格局變化都比較緩慢。機(jī)床本屬于機(jī)械行業(yè)，而機(jī)械行業(yè)與下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資密切相關(guān)。下游行業(yè)每年固定資產(chǎn)投資中，約60%用于購(gòu)買機(jī)械產(chǎn)品。設(shè)備工器具購(gòu)置在固定資產(chǎn)投資中的比例保持在20％左右，并長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。因此在機(jī)床行業(yè)下游產(chǎn)業(yè)中，固定資產(chǎn)投資的主要部分都是用來購(gòu)買裝備制造工具――機(jī)床。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，機(jī)床下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資增速遠(yuǎn)快于全社會(huì)平均增速水平。數(shù)控機(jī)床的需求來自于下游的機(jī)械行業(yè)固定資產(chǎn)投資，2011年汽車及零部件、航空航天設(shè)備、高速列車、軍工、電子信息、電力設(shè)備、船舶、工程機(jī)械、模具等高端裝備業(yè)崛起，行業(yè)產(chǎn)能高速擴(kuò)張，繼續(xù)帶動(dòng)數(shù)控機(jī)床消費(fèi)的高速增長(zhǎng)。羅百輝表示，2011年高端裝備自主創(chuàng)新勢(shì)頭將更為強(qiáng)勁，繼續(xù)帶動(dòng)機(jī)械工業(yè)15%以上的增速。目前我國(guó)正處于重化工業(yè)化時(shí)期，這是超脫于經(jīng)濟(jì)短期波動(dòng)、在近幾十年里對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大影響的因素，對(duì)我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展也起著促進(jìn)作用。它與長(zhǎng)期向好的中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)一樣，成為機(jī)械工業(yè)近30年來持續(xù)快速發(fā)展的最好注解。所謂重化工業(yè)化時(shí)期，也就是工業(yè)化的中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設(shè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機(jī)械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎(chǔ)的高增長(zhǎng)行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，構(gòu)成了對(duì)機(jī)床市場(chǎng)尤其是數(shù)控機(jī)床的巨大需求。中國(guó)已經(jīng)超過德國(guó)，成為世界第一大機(jī)床市場(chǎng)。數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床消費(fèi)的主流。預(yù)計(jì)2015年數(shù)控機(jī)床消費(fèi)將超過60億美元，臺(tái)數(shù)將超過10萬臺(tái)。數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是：①平臺(tái)數(shù)字化。②運(yùn)行高速化。③加工高精化。④功能復(fù)合化。⑤控制智能化。⑥伺服驅(qū)動(dòng)高性能控制。中高檔數(shù)控機(jī)床的比例會(huì)大幅增加，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的比例不會(huì)有太大變化，而非數(shù)控的普通機(jī)床的需求將會(huì)大幅度減少。

參考文獻(xiàn)：

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［5］姚銀歌.大型數(shù)控落地銑鏜床CAE與主軸箱優(yōu)化設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用（碩士論文），2010.

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第3篇：國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展前景 改革措施

數(shù)控機(jī)床（Numerical Control Machine Tools）是用數(shù)字代碼形式的信息（程序指令），控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床。

一、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程

數(shù)控機(jī)床是在機(jī)械制造技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，自上世紀(jì)50年代以來，世界數(shù)控機(jī)床主要經(jīng)歷了數(shù)控NC（Numerical Control）和計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC（Computer Numerical Control）兩個(gè)階段六個(gè)年代。其過程大致如下：

1.數(shù)控NC階段主要經(jīng)歷了三代。

第1代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代初，系統(tǒng)全部采用電子管元件，邏輯運(yùn)算與控制采用硬件電路完成。

第2代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)為標(biāo)志。

第3代數(shù)控系統(tǒng)，始于60年代中期，由于小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，其體積變小，功耗降低，可靠性提高，推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC階段經(jīng)歷了三代。

第4代數(shù)控系統(tǒng)，始于70年代，當(dāng)首個(gè)采用小型計(jì)算機(jī)的CNC裝置在芝加哥展覽會(huì)上露面時(shí)，標(biāo)志著CNC技術(shù)的問世。

第5代數(shù)控系統(tǒng)，70年代后期，中、大規(guī)模集成電路技術(shù)取得巨大成就，促使價(jià)格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片產(chǎn)生，并逐步應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。

第6代數(shù)控系統(tǒng)，始于90年代初，受通用微機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，數(shù)控系統(tǒng)正朝著以個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）為基礎(chǔ)，開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向進(jìn)一步發(fā)展。

二、數(shù)控機(jī)械的特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)是集計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)和精密機(jī)械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。

1.對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)，可加工復(fù)雜形狀的零件表面。

在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，通過重新編制程序，可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動(dòng)加工，也可以加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)及試制新產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床還能自動(dòng)加工精密復(fù)雜的表面（如螺旋表面）。

2.加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

目前，數(shù)控機(jī)床控制的刀具和工作臺(tái)最小移動(dòng)量達(dá)0.0001mm，而且數(shù)控系統(tǒng)可自動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數(shù)控機(jī)床達(dá)到很高的加工精度。此外，數(shù)控機(jī)床的制造精度高，其自動(dòng)加工方式避免生產(chǎn)者的人為操作誤差，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。

3.生產(chǎn)效率高。

由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好，允許進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率，節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的移動(dòng)部件的空行程運(yùn)動(dòng)速度快，所以工件的裝夾時(shí)間、輔助時(shí)間比一般機(jī)床少。當(dāng)在加工中心上進(jìn)行加工時(shí)一臺(tái)機(jī)床實(shí)現(xiàn)了多道工序的連續(xù)加工，生產(chǎn)效率提高明顯。

4.自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。

數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工是按事先編好的程序自動(dòng)完成的，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)人員不需要進(jìn)行復(fù)雜的重復(fù)性手工操作，可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和緊張程度，提高加工效率。

三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展越來越快，數(shù)控機(jī)床正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化、模塊化和智能化方向發(fā)展。

1.高性能。

隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)多臺(tái)集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。

2.高精度。

數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。

3.高速度。

數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)行速度將大大加快。

4.高柔性。

數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動(dòng)化程度更高的方向發(fā)展，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。

5.模塊化。

數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。

四、數(shù)控機(jī)床發(fā)展中存在的問題

我國(guó)近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國(guó)際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在以下方面。

1.核心零部件大量依靠進(jìn)口。

經(jīng)過近二十多年的技術(shù)引進(jìn)、消化、吸收和創(chuàng)新，中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展令人矚目，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床功能部件的生產(chǎn)已經(jīng)具備一定的規(guī)模。但是，據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù)來看，近年來我國(guó)一直是世界機(jī)床第一消費(fèi)國(guó)和第一進(jìn)口國(guó)。但是，機(jī)床行業(yè)迅速發(fā)展的背后，一個(gè)不能忽視的事實(shí)是，我國(guó)關(guān)鍵零部件生產(chǎn)依然受制于人，出現(xiàn)利潤(rùn)不高、產(chǎn)品缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力的局面。

2.產(chǎn)品水平不高。

首先，精度普遍不夠高，對(duì)于國(guó)產(chǎn)加工中心刀庫(kù)機(jī)械手、數(shù)控車床刀架，用戶不放心，定位精度，特別是重復(fù)定位精度有待提高。只有少數(shù)產(chǎn)品達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)的定位精度；其次，高精度、靜剛度主機(jī)結(jié)構(gòu)和整機(jī)性能開發(fā)有差距；再次，產(chǎn)品在主軸轉(zhuǎn)速、快移速度、換刀速度、加速度等機(jī)床性能指標(biāo)上與國(guó)外有較大差距。

五、下一步努力方向

為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，相關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下幾個(gè)方面著力研究。

1.跟蹤國(guó)際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效、高精方面發(fā)展。

2.多品種制造，滿足不同層次的用戶。

3.模塊化設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場(chǎng)。

數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)容量越來越大，但競(jìng)爭(zhēng)會(huì)加劇，只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉小敏，王元生.我國(guó)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2006（8）.

[3]楊冰.論我國(guó)數(shù)控技術(shù)當(dāng)前存在的主要問題、發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)策，江蘇?建湖，科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2006（11）.

第4篇：國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；改進(jìn)；措施

如今，我國(guó)是世界上最大的數(shù)控機(jī)床設(shè)備消費(fèi)市場(chǎng)，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2012年1～11月，我國(guó)數(shù)控機(jī)床進(jìn)口額為42.09億美元。但是我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)還不先進(jìn)，數(shù)控機(jī)床設(shè)備在性能，可靠性，生產(chǎn)率和核心技術(shù)等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一段距離，特別一些數(shù)控機(jī)床的技術(shù)和零件還需要依賴于進(jìn)口。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床存在功能部件性能差，核心技術(shù)缺乏，產(chǎn)品水平低等問題，因而我國(guó)數(shù)控機(jī)床設(shè)備亟需采取改進(jìn)措施。

1.提高功能部件自主開發(fā)能力

在與發(fā)達(dá)國(guó)家多年的技術(shù)交流、引進(jìn)和吸收，我國(guó)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的發(fā)展有了明顯的改進(jìn)。然而，我國(guó)關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)依然依賴于進(jìn)口，這就產(chǎn)生了數(shù)控機(jī)床設(shè)備盈利低、缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的問題。針對(duì)這一現(xiàn)狀，提高數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵零部件的自主開發(fā)能力是最基本的措施。為提高我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的自主開發(fā)能力，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》設(shè)立了“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技專項(xiàng)。此專項(xiàng)以提高數(shù)控機(jī)床可靠性和產(chǎn)業(yè)化水平，提高國(guó)產(chǎn)功能部件性能為目標(biāo)，為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.加強(qiáng)核心技術(shù)的開發(fā)和研究

在數(shù)控機(jī)床設(shè)備改進(jìn)中，數(shù)控系統(tǒng)是關(guān)鍵部分。一直以來，我國(guó)數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏，90%需要從國(guó)外引進(jìn)。國(guó)內(nèi)中、高端數(shù)控機(jī)床制造業(yè)，多數(shù)以組裝和制做為主，如在上海設(shè)廠的“機(jī)床巨頭”德國(guó)吉特邁機(jī)床集團(tuán)，其核心技術(shù)都依賴于發(fā)達(dá)國(guó)家。數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)的缺乏直接影響到我國(guó)的機(jī)床設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因而加強(qiáng)核心技術(shù)研發(fā)是發(fā)展數(shù)控機(jī)床的必要條件。首先，我國(guó)要不斷進(jìn)行核心技術(shù)的研發(fā)，鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)機(jī)構(gòu)的自主開發(fā)。其次，學(xué)會(huì)在交流中吸收，在吸收中創(chuàng)造。例如，在機(jī)床零件配套和制作方面可以學(xué)習(xí)德國(guó)的先進(jìn)技術(shù)，在數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)方面可以參考美國(guó)的最新理念，并在學(xué)習(xí)交流中創(chuàng)新并研發(fā)出屬于我國(guó)自身的核心技術(shù)。

3.注重創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)

所謂創(chuàng)新是競(jìng)爭(zhēng)中取勝的根本，是行業(yè)發(fā)展的基本推動(dòng)力。在數(shù)控機(jī)床設(shè)備的發(fā)展中，技術(shù)的創(chuàng)新性是設(shè)備滿足市場(chǎng)需要的關(guān)鍵。在國(guó)內(nèi)，許多企業(yè)忽略了數(shù)控機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新的重要性，盲目跟隨國(guó)際技術(shù)潮流，沒有個(gè)性化的技術(shù)，這導(dǎo)致無法滿足市場(chǎng)的需求。因而，在面臨數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)需求逐漸增加的情況下，企業(yè)應(yīng)該重視市場(chǎng)動(dòng)向，提高創(chuàng)新能力。“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技專項(xiàng)提出注重“創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)”，期中包括注重核心技術(shù)與裝備的創(chuàng)新。遵循“在創(chuàng)新中求發(fā)展”的理念，數(shù)控機(jī)床技術(shù)才會(huì)有顯著的提高，才能在國(guó)際機(jī)床市場(chǎng)提供良好的競(jìng)爭(zhēng)條件。

4.創(chuàng)造良好的工作環(huán)境

對(duì)于數(shù)控機(jī)床設(shè)備來說，穩(wěn)定性、可靠性是兩個(gè)重要的運(yùn)行指標(biāo)?，F(xiàn)實(shí)中，數(shù)控機(jī)床多數(shù)在較惡劣的電磁環(huán)境中使用。為了保證機(jī)床的正常運(yùn)行，抗干擾度是非常必要的。解決電磁干擾的改進(jìn)措施有：

4.1.利用電源濾波器抑制電磁干擾。電源濾波器可以過濾進(jìn)入設(shè)備中的噪音，以防止機(jī)床被噪聲污染，從而抑制電磁干擾。

4.2.利用隔離變壓器來供電。隔離變壓器實(shí)現(xiàn)電路與電路間的電氣隔離，從而隔絕電流帶來的設(shè)備與設(shè)備之間的干擾，其效果良好。

4.3.利用感性負(fù)載吸收噪聲。感性負(fù)載在斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈沖噪聲，影響設(shè)備的正常運(yùn)行，感性負(fù)載可以采用并聯(lián)電阻、壓敏電阻、穩(wěn)壓管等吸收噪聲。

5.建立完善的管理機(jī)制

如今，許多數(shù)控機(jī)床都存在“壞的快”的問題，如何"管好、使用好、維護(hù)好"數(shù)控機(jī)床設(shè)備，是許多企業(yè)非常重視的問題之一。數(shù)控機(jī)床不能像普通機(jī)床設(shè)備工作時(shí)，可以自由的根據(jù)工作中存在的問題進(jìn)行人為的調(diào)整，數(shù)控機(jī)床技術(shù)復(fù)雜，在機(jī)床維護(hù)和編程技術(shù)方面要求較高，因而建立安全的管理機(jī)制非常重要。

建立完善的管理機(jī)制，首先，要提高對(duì)操作者、維修人員、管理人員、檢驗(yàn)人員等的管理和培訓(xùn)。例如，對(duì)于維修人員需要培養(yǎng)其專業(yè)的知識(shí)能力和分析判斷能力；檢驗(yàn)人員要求能夠通過數(shù)控機(jī)床的組裝，參數(shù)調(diào)整等信息預(yù)測(cè)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)質(zhì)量；操作者要求對(duì)機(jī)床的調(diào)整和在線操作熟練掌握；管理人員要具備專業(yè)的知識(shí)積累，了解數(shù)控機(jī)床設(shè)備的特點(diǎn)和過程控制。其次，要防止設(shè)備的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，合理分散設(shè)備的工作量，達(dá)到設(shè)備的合理工作。 另外，科學(xué)組織生產(chǎn)，解決生產(chǎn)力不平衡問題。這主要從生產(chǎn)組織管理的角度入手，提高數(shù)控機(jī)床設(shè)備的工作率，合理安排設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍，合理分配設(shè)備的生產(chǎn)任務(wù)。最后，及時(shí)維修設(shè)備的故障和處理問題。在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，設(shè)備出現(xiàn)故障是正常現(xiàn)象，那么及時(shí)處理才能避免問題越來越嚴(yán)重。

6.結(jié)語

數(shù)控機(jī)床是一門技術(shù)性強(qiáng)的應(yīng)用性工程，在工業(yè)制造方面有著舉足輕重的地位。隨著社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)的不斷進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床在逐步改進(jìn)的同時(shí)還存在許多的問題。為解決這一現(xiàn)象，在數(shù)控機(jī)床的改進(jìn)中，要注重功能部件、核心技術(shù)、創(chuàng)新能力、工作環(huán)境和管理機(jī)制建設(shè)，才能真正實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)一步的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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第5篇：國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)范文

一、多軸多刀數(shù)控技術(shù)的基本技術(shù)原理

多軸多刀數(shù)控技術(shù)的最直接，同時(shí)也是最有效的載體是多軸數(shù)控加工中心，這個(gè)數(shù)控加工中心主要包括數(shù)控裝置、輸入裝置和伺服裝置等。多軸多刀數(shù)控技術(shù)的基本技術(shù)原理是：把數(shù)控機(jī)床中的數(shù)控裝置、伺服裝置和工藝參數(shù)等，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，然后以編成相應(yīng)的程序代碼輸入到機(jī)床控制系統(tǒng)之中，由控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理這些程序代碼，最后安裝伺服系統(tǒng)的指令完成控制機(jī)床各個(gè)部件協(xié)調(diào)的動(dòng)作，完成各種零部件的加工生產(chǎn)。

二、多軸多刀數(shù)控技術(shù)的設(shè)備

在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)界來說，在世界范圍內(nèi)，美國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)家在復(fù)合加工機(jī)床、數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)床和數(shù)控加工刀具的結(jié)合方面的研究成果比較大。其中，德國(guó)的DS公司、意大利的COMAU等公司研發(fā)的平動(dòng)機(jī)床，等都是當(dāng)前世界上比較先進(jìn)的并聯(lián)機(jī)床。

而對(duì)于中國(guó)的數(shù)控機(jī)床的發(fā)展來說，隨著改革開放經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也有了30多年的跌宕起伏的發(fā)展史，當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入到了成熟時(shí)期。在世紀(jì)之處的幾年例，中國(guó)金屬切削機(jī)床的產(chǎn)量的粘平均增長(zhǎng)率達(dá)到了19%左右，而同時(shí)期的數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量更是比同期提高了33個(gè)百分點(diǎn)，由此可以看出，數(shù)控機(jī)床的增長(zhǎng)速度要比金屬切削機(jī)床的增長(zhǎng)速度快。

當(dāng)前，中國(guó)還是新興的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)國(guó)家，其它的國(guó)家比如韓國(guó)等，以及中國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)也是新興的數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)，在這些國(guó)家和地區(qū)，多軸多刀數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)方面具備很強(qiáng)的實(shí)例，而且市場(chǎng)相當(dāng)廣闊。比如中國(guó)的廣州數(shù)控、北京機(jī)床廠、大連機(jī)床廠等，以及韓國(guó)的斗山數(shù)控，在數(shù)控系統(tǒng)、多軸多刀數(shù)控機(jī)床方面均有了技術(shù)比較先進(jìn)的產(chǎn)品，有效滿足了所在地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)的需要。但是這些新興市場(chǎng)國(guó)家在高端多軸多刀數(shù)控機(jī)床研究方面卻無法與傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)研究強(qiáng)國(guó)相比，比如沒有的辛辛那提公司、德國(guó)的西門子公司和日本的FANUC公司等。

在1990年，中國(guó)的燕山大學(xué)研制出了中國(guó)的第一臺(tái)并聯(lián)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，而七年之后，東北大學(xué)研制出中國(guó)的第一臺(tái)平移自由度并聯(lián)機(jī)床樣機(jī)。一年之后，也就是在1998年，清華大學(xué)和天津大學(xué)共同研發(fā)出并聯(lián)機(jī)床VAMTIY。這些數(shù)控機(jī)床設(shè)備主要以提高加工的精度為主要的設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)也能夠應(yīng)用于其他的葉片類、大型模具等復(fù)雜曲面零件的加工生產(chǎn)，其中，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的當(dāng)屬大型龍門式五軸聯(lián)動(dòng)混聯(lián)機(jī)床。

三、多軸多刀數(shù)控機(jī)床的程序編制

從形式上來分類，多軸多刀數(shù)控技術(shù)主要分為三種：第一種是手動(dòng)編程，第二種是自動(dòng)編程，第三種是仿真技術(shù)。

手動(dòng)編程。多軸多刀數(shù)據(jù)編程的缺點(diǎn)是顯而易見的，比如編程的速度比較慢、不能用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的編程、編程的耗時(shí)比較長(zhǎng)等。不過，應(yīng)當(dāng)注意的是，手動(dòng)編程也具有程序短小、可修改性非常強(qiáng)和可用標(biāo)準(zhǔn)參考方程曲線等優(yōu)勢(shì)，比如拋物線、擺線等。該文原載于中國(guó)社會(huì)科學(xué)院文獻(xiàn)信息中心主辦的《環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)》雜志http：//總第539期2014年第07期-----轉(zhuǎn)載須注名來源現(xiàn)階段，很多多軸多刀的加工手法都是應(yīng)手動(dòng)編程來完成的，比如圓周上鉆等。下面筆者將通過一個(gè)實(shí)例來介紹手動(dòng)編程程序：

#1=60

#2=7

#3=2

#4=2.3398823/180

#5=21

#6=23

While#4LE#3

#7=360/#6*[#4-7]*#2

#8 = #2* COS（ #4）#11 = #2* SIN（ #4）

G88G89G90X[#18]Y[#8]Z[#6]R[#7]F300

#5= #5+ 1

ENDW

G120

G91G28Z1

M15

M30

自動(dòng)編程。通過上文中的分析，我們知道手動(dòng)編程具有容易出錯(cuò)、不適用于復(fù)雜零件編程的缺點(diǎn)，而且編程的工作量也比較大，但是應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)編程，由于具有編程速度快等優(yōu)勢(shì)，受到業(yè)界的廣泛歡迎。當(dāng)前，越來越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到，自動(dòng)編程技術(shù)具有高精度、該效率等特點(diǎn)，不僅可以應(yīng)用于復(fù)雜零件的編程，而且性能也比較高。但是，當(dāng)前由于技術(shù)條件的限制，這種編程技術(shù)要想真正發(fā)揮其性能，還需要性能優(yōu)良的CAD/CAM軟件。

現(xiàn)階段，中國(guó)國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的CAD/CAM軟件主要包括：Pro/ENGINeer、UG和CATIA軟件等。這些軟件普遍應(yīng)用于工作站或者微機(jī)平臺(tái)上。但是這些軟件的價(jià)格通常比較昂貴，因此在一定程度上限制了該技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)的CAD/CAM技術(shù)取得了比較大的進(jìn)步，比如高華CAD等，相比國(guó)外的技術(shù)軟件，這些軟件的價(jià)格相對(duì)來說比較便宜，因此符合我國(guó)的基本國(guó)情，從而占領(lǐng)了大年的大部分市場(chǎng)份額。由此我們也可以看出，我國(guó)在這方面的發(fā)展，無論從技術(shù)研究水平，還是從市場(chǎng)推廣方面來說，都與西方發(fā)達(dá)國(guó)家有著不小的差距。

國(guó)外的CAD/CAM技術(shù)軟件出現(xiàn)的時(shí)間比較早，而且研發(fā)和利用的時(shí)間相對(duì)來說比較長(zhǎng)，比如UG等公司都是CAM行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，生產(chǎn)的都是世界范圍內(nèi)的頂級(jí)差異，可高效仿真刀具和機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前，這些公司的產(chǎn)品在我國(guó)已經(jīng)占領(lǐng)了一部分的市場(chǎng)份額。因此，無論從技術(shù)研發(fā)角度，還是從市場(chǎng)開發(fā)層面看，我國(guó)的CAD/CAM軟件的前景都不是特別的樂觀，特別是在五軸數(shù)控機(jī)床研究方面，中國(guó)的企業(yè)做的還不是很好，存在不少的問題和缺陷等。

自動(dòng)仿真技術(shù)。數(shù)控加工生產(chǎn)中的仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件來模擬數(shù)控加工生產(chǎn)的過程，然后把加工過程和結(jié)構(gòu)通過數(shù)字、圖形和圖表等方式展示出來，通過計(jì)算機(jī)展示出來，從而為人們的判斷、驗(yàn)證和控制加工過程提供合理的方法。現(xiàn)階段，數(shù)控加工仿真技術(shù)主要包括兩個(gè)方面，一是幾何仿真技術(shù)，二是力學(xué)仿真技術(shù)。

當(dāng)前，雖然主流的三維軟件均有三維仿真功能，但是由于多軸加工生產(chǎn)具有復(fù)雜性的特征，所以無法徹底消除零件與刀具、刀具與工作臺(tái)等之間的碰撞，其控制方法和技術(shù)還有待完善。

多軸多刀數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 多軸多刀數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，高精度與高速度；其次，高柔性化與復(fù)合化；再次，多功能化；第四，智能化；第五，自動(dòng)仿真技術(shù)。通盤考慮干涉、避讓檢查等約束條件，結(jié)合幾何仿真與力學(xué)仿真技術(shù)的自動(dòng)仿真技術(shù)。

第6篇：國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)　現(xiàn)狀　發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控技術(shù)具有可以解決高精度復(fù)雜零件加工問題；可以為產(chǎn)品增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率；可以降低成本、提高生產(chǎn)安全；可以自動(dòng)編程、減輕工人負(fù)擔(dān)等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于裝備制造業(yè)。

1　我國(guó)數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1　數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地初步形成　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，在攻關(guān)成果和技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了一批數(shù)控廠家。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地，包括若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠等，如州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)等。

1.2　基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)　我國(guó)大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，掌握了數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

2　存在的問題

2.1　數(shù)控系統(tǒng)和功能部件發(fā)展滯后　數(shù)控系統(tǒng)和功能部件發(fā)展滯后已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。國(guó)產(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)國(guó)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。功能部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總體占有率約為30%，其中高檔功能部件市場(chǎng)占有率更低。臺(tái)灣地區(qū)品牌功能部件約占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的50%，其余20%為歐盟、日本等品牌產(chǎn)品。據(jù)國(guó)家海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2010年我國(guó)進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)金額達(dá)18.1億美元，機(jī)床附件（含功能部件和夾具）類產(chǎn)品達(dá)16.2億美元。

2.2　高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)仍有較大差距　以高速、高精、復(fù)合、智能等為特征的高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)雖然已經(jīng)取得明顯進(jìn)步，一批共性、基礎(chǔ)技術(shù)和新產(chǎn)品研發(fā)也有了新的進(jìn)展，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，還存在較大差距。有些關(guān)鍵技術(shù)，如：高速高精運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)綜合補(bǔ)償技術(shù)、多軸聯(lián)動(dòng)和復(fù)合加工技術(shù)、智能化技術(shù)、高精度直驅(qū)技術(shù)、可靠性技術(shù)等尚需進(jìn)一步突破，有些重大技術(shù)離產(chǎn)業(yè)化還有一段路程。以企業(yè)為主體、以市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的研發(fā)體系尚未真正建立，行業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展缺乏高新技術(shù)支撐。

2.3　自主開發(fā)能力薄弱，自主品牌缺乏綜合競(jìng)爭(zhēng)力　當(dāng)前國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床企業(yè)自主開發(fā)能力建設(shè)存在著研發(fā)基礎(chǔ)薄弱、研發(fā)資金使用效率低、持續(xù)投入能力不足、缺乏關(guān)鍵性技術(shù)儲(chǔ)備和重大技術(shù)突破、人才結(jié)構(gòu)不均衡、零部件支撐能力弱、缺乏完整產(chǎn)業(yè)研究開發(fā)體系等問題。

3　我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1　高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)　為縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。為此，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一，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。

在轎車工業(yè)領(lǐng)域，多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，加工的零部件多為薄壁和薄筋，要對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工，必須保證高切削速度和切削力很小的情況下，這樣這樣才能使這些剛度很差，材料為鋁或鋁合金達(dá)到很好的切割效果。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高，機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件聯(lián)結(jié)方式拼裝，這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年來，超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)（0.01μm），精密級(jí)加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm。在可靠性方面，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大，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，主要是為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工。

3.2　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)　智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面，21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)。包括：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；如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等，為簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化；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，主要是為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化；如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成，這樣做主要是為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化。

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，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。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，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），面向機(jī)床廠家和最終用戶，形成系列化，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，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，目前數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心，除此之外，還有結(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(kù)等。

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(guó)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)，如日本山崎馬扎克（Mazak）公司的“CyberProduction　Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱CPC）；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司的“IT　plaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng)）；德國(guó)西門子（Siemens）公司的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)。

3.3　5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)床的效率可以等于兩臺(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。

3.4　自動(dòng)編程技術(shù)的應(yīng)用　數(shù)控自動(dòng)編程技術(shù)受到廣泛關(guān)注，各國(guó)的專家學(xué)者都在潛心研究自動(dòng)編程系統(tǒng)。數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上按事先編制好的程序，對(duì)零件進(jìn)行自動(dòng)加工的一種加工工藝方法，零件加工的最終效果直接取決于數(shù)控程序編制的效率和準(zhǔn)確率。數(shù)控編程是目前提高加工精度、表面加工質(zhì)量、加工效率以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化最重要的一環(huán)，在制造業(yè)中應(yīng)用廣泛。數(shù)控編程分為手工編程和自動(dòng)編程，對(duì)于那些程序量大、軌跡計(jì)算復(fù)雜的零件，根本不可能采用手工編程，即使能編制出加工程序，其低下的效率亦根本不能滿足市場(chǎng)的需求。受飛速發(fā)展的技術(shù)革命的巨大沖擊，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造方式發(fā)生了根本性的變化，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期越來越短，逐漸向小批量、多品種、高精高效加工的方向發(fā)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)的推廣和計(jì)算機(jī)數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)編程勢(shì)在必行。自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)代替編程人員完成編程工作，自動(dòng)生成加工指令，解決一些人工編程難以解決的難題，充分利用計(jì)算機(jī)計(jì)算速度快而準(zhǔn)的特點(diǎn)，可極大地提高編程的效率和準(zhǔn)確率。

4　結(jié)束語

在今后的發(fā)展中，應(yīng)重點(diǎn)攻克數(shù)控系統(tǒng)、功能部件的核心關(guān)鍵技術(shù)，增強(qiáng)我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備的自主創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)、功能部件協(xié)同發(fā)展，重型、超重型裝備與精細(xì)裝備統(tǒng)籌部署，打造完整產(chǎn)業(yè)鏈。提高國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率，提高數(shù)控機(jī)床主機(jī)的可靠性，滿足我國(guó)航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造等重點(diǎn)領(lǐng)域所需的高端裝備。

參考文獻(xiàn)：

[1]琚素英.我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略思考[J].山西焦煤科技，2007，6.

第7篇：國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)范文

[關(guān)鍵詞]直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)；電主軸；轉(zhuǎn)臺(tái)；雙擺頭；數(shù)控機(jī)床

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）14-0371-01

0 引言

目前，隨著汽車模具、消費(fèi)電子、醫(yī)療器械等行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)數(shù)控機(jī)床提出了更高的要求，高速化、高精度化、高效率已經(jīng)成為了數(shù)控機(jī)床發(fā)展的必然趨勢(shì)。直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)以其響應(yīng)快、無傳動(dòng)間隙、速度高等特點(diǎn)在數(shù)控機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用，大大提高了零件加工效率、表面質(zhì)量，延長(zhǎng)了刀具使用壽命，最重要的是提高了數(shù)控機(jī)床的平均無故障時(shí)間。

1 直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)

直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)是電動(dòng)機(jī)直接與運(yùn)動(dòng)部件結(jié)合，取消了機(jī)械傳動(dòng)的滾珠絲杠副、齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)等傳動(dòng)方式，響應(yīng)快，大大減少了機(jī)械傳動(dòng)中的傳動(dòng)鏈誤差、零件磨損、反向間隙。直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)的典型應(yīng)用包括直線電動(dòng)機(jī)和力矩電動(dòng)機(jī)。

1.1 直線電動(dòng)機(jī)

直線電動(dòng)機(jī)可認(rèn)為是將旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)軸向剖開，然后將轉(zhuǎn)子與定子展開，形成如圖1所示的由定子與轉(zhuǎn)子組成的直線電動(dòng)機(jī)。

1.2 力矩電動(dòng)機(jī)

力矩電動(dòng)機(jī)由定子與轉(zhuǎn)子組成，主要驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)元件，外部連接有冷卻套，如圖2所示。力矩電動(dòng)機(jī)具有低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩；控制精度高；結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕；高效率、低能耗的優(yōu)點(diǎn)。

2 直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用

2.1 直線軸的應(yīng)用

在數(shù)控機(jī)床中，直線電動(dòng)機(jī)主要用來驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)部件，如數(shù)控機(jī)床的直線軸X、Y、Z軸。

1）高速度。目前，由直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線軸快進(jìn)速度可達(dá)200m/min

以上，而伺服電動(dòng)機(jī)加滾珠絲杠的傳動(dòng)方式快進(jìn)速度小于60m/min，大多為20～30m/min。

2）高加速度。直線電動(dòng)機(jī)最大加速度可達(dá)30g，加工中心的加速度已達(dá)3.24g，而傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)給加速度在1g以下，一般為0.3g。

3）定位精度高。減少機(jī)械傳動(dòng)鏈，采用光柵閉環(huán)控制，精度可以是絲桿的10倍甚至100倍，定位精度可達(dá)0.1～0.01μm。由于運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)態(tài)特性好，響應(yīng)靈敏，加上插補(bǔ)控制的精細(xì)化，可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)控制。

4）長(zhǎng)行程。采用絲杠傳動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，當(dāng)長(zhǎng)度大于6m時(shí)，絲杠由于自重的問題就會(huì)出現(xiàn)大撓度，再加上傳動(dòng)熱會(huì)使絲杠變形更加嚴(yán)重。而采用直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于電動(dòng)機(jī)與基礎(chǔ)件緊密結(jié)合，無懸垂現(xiàn)象，定子可無限加長(zhǎng)，目前已有應(yīng)用長(zhǎng)達(dá)40m以上。目前，國(guó)外的直線電動(dòng)機(jī)廠家主要由德國(guó)西門子、美國(guó)的BALDOR、荷蘭TECNOTION公司等，國(guó)內(nèi)的主要廠家有深圳大族精密機(jī)電有限公司、鄭州微納科技有限公司等。

2.2 回轉(zhuǎn)軸的應(yīng)用

1）電主軸。電主軸主要由定子、轉(zhuǎn)子、主軸支撐單元、主軸等組成。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、噪聲低、響應(yīng)快，且轉(zhuǎn)速高、功率大等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床采用電主軸可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的高效、高精加工，尤其在醫(yī)療、模具、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，電主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到40000r/min以上，典型的如沈陽(yáng)機(jī)床的i5M1.1智能高速鉆攻中心，電主軸轉(zhuǎn)速為40000r/min，可實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)中框、按鍵、外殼等的高光加工。

目前，國(guó)外的電主軸廠家主要有瑞士ibag、意大利PS、德國(guó)GMN等，國(guó)內(nèi)廠家主要有廣州昊志、北京精雕、北京超同步等，其中昊志與精雕的電主軸主要應(yīng)用于消費(fèi)電子行業(yè)的加工，產(chǎn)量較大。

2）轉(zhuǎn)臺(tái)。力矩轉(zhuǎn)臺(tái)主要由定子及轉(zhuǎn)子、支撐軸承、轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊裝置、角度檢測(cè)系統(tǒng)組成，如圖3所示。

具有結(jié)構(gòu)緊湊、無磨損、精度高、動(dòng)態(tài)特性好、承載能力大等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于車銑復(fù)合加工中心上。目前，國(guó)外的力矩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)廠家主要有德國(guó)的CyTec、意大利LCM、德國(guó)的peiseler等。國(guó)內(nèi)廠家主要有大連光洋、凱奇電氣、華中數(shù)控，其中大連光洋與高校聯(lián)合開發(fā)出了一系列產(chǎn)品，完成了系列化直驅(qū)功能部件的樣機(jī)制造，部分已經(jīng)量產(chǎn)。典型的機(jī)床廠家有國(guó)外哈默的C62A/C軸直驅(qū)搖籃轉(zhuǎn)臺(tái)加工中心、德國(guó)德瑪吉NMV3000DCGB/C軸直驅(qū)立式五軸加工中心。國(guó)內(nèi)典型的廠家有沈陽(yáng)機(jī)床i5M8的A/CS雙擺智能立式五軸加工中心，用來加工葉輪、醫(yī)療關(guān)節(jié)等曲面零件。

3）雙擺頭。雙擺頭采用力矩電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，具有高速、高精和更好的動(dòng)態(tài)性能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)鏈短、傳動(dòng)精度高，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低，因此具有良好的精度保持性。雙擺頭為五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心的關(guān)鍵功能部件。特別適合復(fù)雜空間曲面的加工。如加工客機(jī)龐大的機(jī)身、大直徑葉輪、葉片等要求效率和精度的零件。典型的機(jī)床應(yīng)用有意大利Breton的五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心TITAN系列（車銑復(fù)合），德國(guó)handtmann海德曼五軸龍門加工中心HSCPBZ、UBZ、GANTRY系列產(chǎn)品覆蓋鈦、鋼、鋁等復(fù)合材料，確保精度、生產(chǎn)率和成本效益方面的峰值性能。德國(guó)茲默曼Zimmermann公司的FZ100和3軸銑頭M3ABC成功地實(shí)現(xiàn)了6軸加工。適合于鋁合金、復(fù)合材料、模型材料鋼件和鑄鐵的高速加工。除上述外，力矩電動(dòng)機(jī)還應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)刀架、動(dòng)態(tài)刀庫(kù)、動(dòng)力頭上等。

3 結(jié)論

綜上所述，直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，大大提高了零件的加工精度和加工效率，符合當(dāng)前數(shù)控機(jī)床向高精度、高效率、復(fù)合化、智能化、綠色化發(fā)展的趨勢(shì)，在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將不斷拓展。所以，直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)將是高速、高精、高效數(shù)控機(jī)床未來發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 王紅旭，魏巍.直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用前景[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2008（6）：150-154.

第8篇：國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)范文

在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺(tái)為基礎(chǔ)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國(guó)在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場(chǎng)占有率等方面情況尤為突出。在新世紀(jì)到來時(shí)，如何有效解決這些問題，使我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們?cè)趪?guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。

為完成此任務(wù)，首先必須確立符合中國(guó)國(guó)情的發(fā)展道路。為此，本文從總體戰(zhàn)略和技術(shù)路線兩個(gè)層次及數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、數(shù)控整機(jī)等幾個(gè)具體方面探討了新世紀(jì)的發(fā)展途徑。

1總體戰(zhàn)略

制定符合中國(guó)國(guó)情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)21世紀(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。通過對(duì)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析和對(duì)我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域存在問題的研究，我們認(rèn)為以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以管理和營(yíng)銷為重點(diǎn)，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路將是一種符合我國(guó)國(guó)情的發(fā)展數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的總體戰(zhàn)略。

1.1以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)

中國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展，從無到有，從引進(jìn)消化到擁有自己獨(dú)立的自主版權(quán)，取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。但回顧這幾十年的發(fā)展，可以看到我們?cè)跀?shù)控領(lǐng)域的進(jìn)步主要還是按國(guó)外一些模式，按部就班地發(fā)展，真正創(chuàng)新的成分不多。這種局面在發(fā)展初期的起步階段，是無可非議的。但到了世界數(shù)控強(qiáng)手如林的今天和知識(shí)經(jīng)濟(jì)即將登上舞臺(tái)的新世紀(jì)，這一常規(guī)途徑就很難行通了。例如，在國(guó)外模擬伺服快過時(shí)時(shí)，我們開始搞模擬伺服，還沒等我們占穩(wěn)市場(chǎng)，技術(shù)上就已經(jīng)落后了；在國(guó)外將脈沖驅(qū)動(dòng)的數(shù)字式伺服打入我國(guó)市場(chǎng)時(shí)，我們就跟著搞這類所謂的數(shù)字伺服，但至今沒形成大的市場(chǎng)規(guī)模；近來國(guó)外將數(shù)字式伺服發(fā)展到用網(wǎng)絡(luò)（通過光纜等）與數(shù)控裝置連接時(shí)，我們又跟著發(fā)展此類系統(tǒng)，前途仍不樂觀。這種老是跟在別人后面走，按國(guó)外已有控制和驅(qū)動(dòng)模式來開發(fā)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上難免要滯后，再加上國(guó)外公司在我國(guó)境內(nèi)設(shè)立研究所和生產(chǎn)廠，實(shí)行就地開發(fā)、就地生產(chǎn)和就地銷售，使我們的產(chǎn)品在性能價(jià)格比上已越來越無多大優(yōu)勢(shì)，因此要進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，難度自然就很大了。

為改變這種現(xiàn)狀，我們必須深刻理解和認(rèn)真落實(shí)“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的偉大論斷，大力加強(qiáng)數(shù)控領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，努力研究具有中國(guó)特色的實(shí)用的先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，逐步建立自己獨(dú)立的、先進(jìn)的技術(shù)體系。在此基礎(chǔ)上大力發(fā)展符合中國(guó)國(guó)情的數(shù)控產(chǎn)品，從而形成從數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件到種類齊全的數(shù)控機(jī)床整機(jī)的完整的產(chǎn)業(yè)體系。這樣，才不會(huì)被國(guó)外牽著鼻子，永遠(yuǎn)受別人的制約，才有可能用先進(jìn)、實(shí)用的數(shù)控產(chǎn)品去收復(fù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，打開國(guó)際市場(chǎng)，使中國(guó)的數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)在21世紀(jì)走在世界的前列。

1.2在商品化上狠下工夫

近幾年我國(guó)數(shù)控產(chǎn)品雖然發(fā)展很快，但真正在市場(chǎng)上站住腳的卻不多。就數(shù)控系統(tǒng)而言，國(guó)產(chǎn)貨仍未真正被廣大機(jī)床廠所接受，因此出現(xiàn)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)用于舊機(jī)床改造的例子較多，而裝備新機(jī)床的卻很少，機(jī)床廠出產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床大多數(shù)用的都是國(guó)外的系統(tǒng)。這當(dāng)然不是說舊機(jī)床的數(shù)控化改造不重要，而是說明從商品的角度看，我們的數(shù)控系統(tǒng)與國(guó)外相比還存在相當(dāng)大的差距。

影響數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床商品化的主要因素除技術(shù)性能和功能外，更重要的就是可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)用性。以往，一些數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品的研究、開發(fā)部門，所追求的往往是一些體現(xiàn)技術(shù)水平的指標(biāo)（如多少通道、多少軸聯(lián)動(dòng)、每分鐘多少米的進(jìn)給速度等等），而對(duì)影響實(shí)用性的一些指標(biāo)和一些小問題卻不太重視，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、魯棒性、可靠性、實(shí)用性方面花的精力相對(duì)較少。從而出現(xiàn)某些產(chǎn)品鑒定時(shí)的水平都很高，甚至也獲各種大獎(jiǎng)。但這些高指標(biāo)、高性能的產(chǎn)品到用戶哪兒卻由于一些小問題而表現(xiàn)不盡人意，最后喪失了信譽(yù)，打不開市場(chǎng)。這說明，高指標(biāo)、高性能的樣機(jī)型的產(chǎn)品離用戶真正需要的實(shí)用、可靠的商品是有相當(dāng)大的距離的，將一個(gè)高指標(biāo)、高性能的產(chǎn)品變?yōu)橐粋€(gè)有市場(chǎng)的商品還需作出大量艱苦的努力。

另一方面，數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床不像家電類產(chǎn)品那樣易于大批量生產(chǎn)，應(yīng)用環(huán)境也不那么簡(jiǎn)單。數(shù)控產(chǎn)品是在生產(chǎn)環(huán)境中使用，面臨的是五花八門的工藝問題。如果開發(fā)部門對(duì)這些問題掌握得不透，就難以將產(chǎn)品設(shè)計(jì)得很完善。而且數(shù)控產(chǎn)品的某些問題在開發(fā)、試用，甚至鑒定時(shí)都難以發(fā)現(xiàn)。這就造成，同樣型號(hào)的數(shù)控機(jī)床在有的用戶那兒運(yùn)行得很好，而在別的用戶那兒卻表現(xiàn)欠佳。或者同樣型號(hào)的數(shù)控機(jī)床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件時(shí)卻不盡人意。出現(xiàn)這種情況，有時(shí)是用戶操作人員的水平問題，但有時(shí)就是數(shù)控產(chǎn)品本身潛在問題的暴露。為解決這一問題，國(guó)外一些公司設(shè)立了專門機(jī)構(gòu)來測(cè)試考驗(yàn)自己的產(chǎn)品，如為考驗(yàn)新開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，廠家自己設(shè)計(jì)和從生產(chǎn)實(shí)際中收集了大量零件程序，讓數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行各種各樣的程序，一旦發(fā)現(xiàn)問題，即立即反饋給開發(fā)部門予以解決。經(jīng)過這樣的測(cè)試考驗(yàn)過程后，數(shù)控系統(tǒng)的潛在問題就大為減少。以往，我們的產(chǎn)品就很少進(jìn)行這樣嚴(yán)格的全面的自我測(cè)試考驗(yàn)。好些問題要等到用戶去給我們挑出來。這樣，即使一個(gè)小問題也將嚴(yán)重影響國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品的聲譽(yù)。

因此，我們應(yīng)充分重視上述問題，在商品化上切實(shí)狠下工夫，將其作為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的主干來抓，貫穿于技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)、試制、生產(chǎn)等的全過程中，從而將我們已有的技術(shù)水平較高的數(shù)控產(chǎn)品變成真正有市場(chǎng)的好商品。

1.3將管理和營(yíng)銷作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)

經(jīng)過20來年市場(chǎng)風(fēng)雨的沖擊，國(guó)人已越來越認(rèn)識(shí)到，技術(shù)固然重要，但在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境下，要在激烈的全球競(jìng)爭(zhēng)中獲勝，管理和營(yíng)銷就顯得更為重要。例如，我國(guó)臺(tái)灣生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床不但占領(lǐng)了大陸市場(chǎng)的相當(dāng)大的份額，而且還打進(jìn)了美國(guó)市場(chǎng)。是臺(tái)灣數(shù)控機(jī)床的技術(shù)和質(zhì)量超過美國(guó)了嗎？顯然不是。那他們靠的是什么？重要的一條就是在企業(yè)管理和產(chǎn)品營(yíng)銷上下了工夫。而我們長(zhǎng)期以來把主要精力放在開發(fā)技術(shù)和提高水平上，忽視了經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)開拓、產(chǎn)品營(yíng)銷等方面的工作，結(jié)果在新技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)出來以后，在產(chǎn)品質(zhì)量提高以后，企業(yè)仍然處于產(chǎn)品銷售不暢的困境［1］。國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)說明，數(shù)控產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力不僅取決于技術(shù)，更取決于經(jīng)營(yíng)管理能力和營(yíng)銷能力。

因此，從現(xiàn)在起我們應(yīng)將管理和營(yíng)銷作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，真正擺脫計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代所遺留下來的思維方式和工作習(xí)慣的束縛，建立適應(yīng)市場(chǎng)的高效、靈敏的運(yùn)行機(jī)制和有效的激勵(lì)機(jī)制。通過這種機(jī)制，一方面切實(shí)加強(qiáng)企業(yè)管理，激發(fā)企業(yè)負(fù)責(zé)人和廣大職工的負(fù)責(zé)精神、創(chuàng)造精神和獻(xiàn)身精神，努力提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力；另一方面充分調(diào)動(dòng)企業(yè)內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)外一切積極因素，大力加強(qiáng)市場(chǎng)開拓力度，奮力打通營(yíng)銷渠道?？梢詧?jiān)信，有過硬競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，再加上北京開關(guān)廠那樣的“找、掙、鉆、搶”精神，我們就一定能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得勝利。

1.4大力加強(qiáng)技術(shù)支持和服務(wù)

數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床作為典型的高技術(shù)產(chǎn)品，對(duì)用戶的技術(shù)支持和服務(wù)是相當(dāng)重要的。以前國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品喪失信譽(yù)的原因，除可靠性問題外，另一大問題就是缺乏有力的技術(shù)支持和服務(wù)。用戶花了很多錢買的數(shù)控機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)問題卻叫天天不應(yīng)，叫地地不靈，以后誰還敢買我們的產(chǎn)品。因此，應(yīng)將對(duì)用戶的技術(shù)支持和服務(wù)當(dāng)成重要的日常工作來抓，使我們?cè)谑袌?chǎng)上向縱深挺進(jìn)時(shí)，有一個(gè)強(qiáng)大后方。因此，為了取得數(shù)控產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的全面勝利，必須建立以技術(shù)支持和服務(wù)為核心的強(qiáng)大后方。當(dāng)然，為贏得主動(dòng)，后方也須主動(dòng)出擊。目前，利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段（如網(wǎng)絡(luò)和多媒體），將為建立新一代立體化的技術(shù)支持和服務(wù)體系開辟新的途徑。

1.5堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路

可持續(xù)發(fā)展是下一世紀(jì)企業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)要有大的發(fā)展也必須堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路。綠色是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，其主要思想是清潔和節(jié)約。為此應(yīng)大力加強(qiáng)綠色數(shù)控產(chǎn)品的開發(fā)，加速促進(jìn)數(shù)控產(chǎn)品、數(shù)控產(chǎn)業(yè)以及整個(gè)制造業(yè)的綠色化，主要戰(zhàn)略措施應(yīng)考慮以下幾方面：①有效減少產(chǎn)品制造及使用過程中的環(huán)境污染。如減少數(shù)控機(jī)床的鑄件結(jié)構(gòu)，消除鑄造對(duì)環(huán)境的污染；將數(shù)控機(jī)床主軸的以油氣、噴油等取代油霧，減少對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的污染；在精密數(shù)控機(jī)床及其運(yùn)行環(huán)境的溫度控制中取消氟利昂制冷的恒溫技術(shù)；以電傳動(dòng)代替機(jī)械傳動(dòng)，減少噪聲污染。②大幅度降低資源消耗和能源消耗。如以軟件代替硬件，從而減少硬件制造的資源和能源消耗及污染，并減少產(chǎn)品壽命結(jié)束后硬件裝置的拆卸回收問題；以永磁驅(qū)動(dòng)代替感應(yīng)驅(qū)動(dòng)，提高效率和功率因數(shù)，節(jié)約能源；以電傳動(dòng)代替機(jī)械傳動(dòng)，提高效率，減少能源消耗。③加強(qiáng)用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機(jī)床。這既符合運(yùn)用信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和裝備現(xiàn)代化這一產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，又可取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)擁有普通機(jī)床數(shù)百萬臺(tái)，加強(qiáng)用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機(jī)床將成為下世紀(jì)我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。④大力發(fā)展綠色數(shù)控機(jī)床。綠色數(shù)控機(jī)床應(yīng)是材料消耗少、能耗低、無污染，壽命長(zhǎng)且便于拆卸回收的新型機(jī)床。例如，以并聯(lián)結(jié)構(gòu)代替串聯(lián)結(jié)構(gòu)就是開發(fā)綠色數(shù)控機(jī)床的一條途徑，這是因?yàn)椴⒙?lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床消耗的金屬材料僅為常規(guī)串聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床的幾分之一，其加工量也比常規(guī)機(jī)床大幅度減少，特別是消除了大型結(jié)構(gòu)件的鑄造，這將顯著降低機(jī)床制造過程中的能源消耗和對(duì)環(huán)境的污染。此外，并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床有利于采用電傳動(dòng)，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了ISO14000環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)，全球環(huán)境問題“法律化”的趨勢(shì)正在進(jìn)一步發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展將成為企業(yè)通向國(guó)際市場(chǎng)的通行證［2］。因此，我們的數(shù)控產(chǎn)品要在下一世紀(jì)走向國(guó)際市場(chǎng)，我們的企業(yè)就必須“從我做起，從現(xiàn)在做起”。

2技術(shù)途徑

2.1發(fā)展具有中國(guó)特色的新一代PC數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)是各類數(shù)控裝備的核心，因此通過科技創(chuàng)新首先發(fā)展具有中國(guó)特色的新型數(shù)控系統(tǒng)，將是推動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的有效技術(shù)途徑。

實(shí)踐證明，10年來我們所走的PC數(shù)控道路是完全正確的。PC機(jī)（包括工業(yè)PC）產(chǎn)量大、價(jià)格便宜，技術(shù)進(jìn)步和性能提高很快，且可靠性高（工業(yè)PC主機(jī)的MTBF已達(dá)30年［3］）。因此，以其作為數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)不但可以大幅度提高數(shù)控系統(tǒng)的性能價(jià)格比，而且還可充分利用通用微機(jī)已有軟硬件資源和分享計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的最新成果，如大容量存儲(chǔ)器、高分辨率彩色顯示器、多媒體信息交換、聯(lián)網(wǎng)通訊等。此外，以通用微機(jī)作為數(shù)控平臺(tái)還可獲得快速的技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)PC機(jī)升級(jí)換代時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)也可相應(yīng)升級(jí)換代，從而長(zhǎng)期保持技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

目前，PC數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)有2種主要形式：（1）專用數(shù)控加PC前端的復(fù)合式結(jié)構(gòu)；（2）通用PC加位控卡的遞階式結(jié)構(gòu)。另外還有一種正在發(fā)展的數(shù)字化分布式結(jié)構(gòu)。其方案是將由DSP等組成的數(shù)字式伺服通過以光纜等為介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)與數(shù)控裝置連接起來，組成一完整的數(shù)控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)雖然性能很好，但由于開發(fā)和生產(chǎn)成本太高，近期難以被國(guó)內(nèi)廣大用戶所接受。我們認(rèn)為，上述結(jié)構(gòu)并不是符合中國(guó)國(guó)情的最好方案，適合中國(guó)國(guó)情的應(yīng)是將所有數(shù)控功能全軟件化的集成式結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的硬件規(guī)模最小，不但有利于降低系統(tǒng)成本，而且更重要的是可以有效提高系統(tǒng)的可靠性。

幾十年的經(jīng)驗(yàn)表明，可靠性好壞是國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)能否發(fā)展的關(guān)鍵。雖然影響數(shù)控系統(tǒng)可靠性的因素很多，但過大的硬件規(guī)模和較低的硬件制造工藝水平往往對(duì)可靠性造成最大的威脅。以往，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在總體設(shè)計(jì)時(shí)由于種種原因的限制，不得不選用技術(shù)指標(biāo)不太高的普通CPU，這樣，為完成數(shù)控的復(fù)雜功能往往需要由多個(gè)CPU來組成系統(tǒng)，有時(shí)還需另加一些專用或通用硬件電路來實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的一些高實(shí)時(shí)（如細(xì)插補(bǔ)、位置伺服控制等），從而造成系統(tǒng)硬件規(guī)模龐大。對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)這種批量不大的產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有工藝條件下，很難從硬件制造的角度保證系統(tǒng)的可靠性，因而使得國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的表現(xiàn)不佳，對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的形象和聲譽(yù)造成嚴(yán)重影響，使得不少用戶現(xiàn)在還心有余悸。

因此，我們?cè)陂_發(fā)新型數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用新型高性能CPU（如高主頻的PentiumII、PentiumIII等）作為系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，并盡量用軟件來實(shí)現(xiàn)數(shù)控的所有功能。這樣，可大幅度減小系統(tǒng)硬件的規(guī)模。此外，還應(yīng)在軟件設(shè)計(jì)、電源設(shè)計(jì)、接插件設(shè)計(jì)與選用、接地與屏蔽設(shè)計(jì)和施工等方面采用強(qiáng)抗擾高可靠性設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，從而全面提高系統(tǒng)的可靠性。

由于一個(gè)新型高性能CPU可以代替數(shù)十個(gè)普通CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平臺(tái)上不僅可以完成數(shù)控系統(tǒng)的基本功能（如信息處理、刀補(bǔ)計(jì)算、插補(bǔ)計(jì)算、加減速控制等）和開關(guān)量控制功能（內(nèi)裝PLC），而且還可以完成伺服控制功能。這樣，以前由DSP完成的數(shù)字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量變換控制等）均可由PC中的CPU完成，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)裝式伺服控制，這不僅有效縮小了數(shù)控部分的硬件規(guī)模，而且還大幅度縮小了伺服控制部分硬件規(guī)模。

這種具有內(nèi)裝PLC和內(nèi)裝伺服控制的全軟件化集成式數(shù)控系統(tǒng)，其硬件規(guī)模將達(dá)到最小化，整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)除一個(gè)PC平臺(tái)外，剩下的只有驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的功率接口和反饋接口。這既有效提高了系統(tǒng)可靠性，又消除了信息傳遞瓶頸，提高了系統(tǒng)性能，同時(shí)還可顯著降低系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)（包括電機(jī)）售價(jià)將可降至現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)的一半左右。顯然，這種高性能、高可靠性、低成本的新型數(shù)控系統(tǒng)將具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，有望為開創(chuàng)中國(guó)數(shù)控的新局面作出貢獻(xiàn)。

此外，集成化PC數(shù)控系統(tǒng)還有一大優(yōu)點(diǎn)，就是容易實(shí)現(xiàn)開放式結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)?，這種系統(tǒng)的硬件本身已經(jīng)是完全開放的，構(gòu)成開放式數(shù)控系統(tǒng)的工作完全在軟件上，只要制定好標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，從信息處理、軌跡插補(bǔ)、加減速控制、開關(guān)量控制到伺服控制都可以實(shí)現(xiàn)開放，從而可大大方便用戶的使用。

2.2推進(jìn)數(shù)控功能部件的專業(yè)化生產(chǎn)

解決數(shù)控系統(tǒng)問題后，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)與制造便是我國(guó)機(jī)床制造企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的另一關(guān)鍵。要實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)制造，必須解決數(shù)控機(jī)床功能部件的專業(yè)化生產(chǎn)問題。目前我國(guó)在這方面離實(shí)際需求還有相當(dāng)大的差距。因此，在今后的若干年內(nèi)，我們必須大力促進(jìn)數(shù)控機(jī)床功能部件的開發(fā)和專業(yè)化生產(chǎn)。其要點(diǎn)如下：

(1)新型永磁電主軸單元電主軸已成為國(guó)際市場(chǎng)上最熱門的數(shù)控機(jī)床功能部件。但目前這類產(chǎn)品幾乎都為感應(yīng)異步型，存在以下突出問題：①轉(zhuǎn)子上存在繞組，有大電流流過，因此轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重，直接影響主軸精度；②低速出力小且轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，難以滿足寬范圍切削要求；③效率和功率因素低，不僅電機(jī)體積和重量大而且要求逆變器容量大、耗能多；④控制系統(tǒng)復(fù)雜、成本高。

因此，利用我國(guó)稀土永磁材料的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)新型大功率、高效率、寬調(diào)速范圍永磁同步型交流電主軸單元，將可有效解決現(xiàn)有電主軸存在的問題，形成具有中國(guó)特色的新一代電主軸產(chǎn)品。由于永磁電主軸的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)都較感應(yīng)異步型電主軸簡(jiǎn)單，因此易于進(jìn)行專業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)然，這還要攻克主軸支承（陶瓷軸承、流體動(dòng)靜壓軸承、磁懸浮軸承）技術(shù)、高精度高速動(dòng)平衡技術(shù)、高速驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)與控制技術(shù)、高可靠性安全保證技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

(2)廉價(jià)的高性能伺服系統(tǒng)目前，一套進(jìn)給交流伺服系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)）的價(jià)格一般都在萬元以上，主軸伺服系統(tǒng)的價(jià)格高達(dá)數(shù)萬元，已成為降低國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床成本的一大障礙。因此，應(yīng)配合新型集成化國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，大力開發(fā)廉價(jià)的高性能內(nèi)裝式伺服系統(tǒng)。由于內(nèi)裝式伺服的硬件部分只有電機(jī)和功率接口，充分利用我國(guó)的永磁資源優(yōu)勢(shì)，通過專業(yè)化生產(chǎn)可以把電機(jī)的造價(jià)降下來，而采用智能化的IPM模塊作為功率接口也很便宜，因此將內(nèi)裝式進(jìn)給伺服的價(jià)格控制在數(shù)千元以內(nèi)，將內(nèi)裝式主軸伺服的價(jià)格控制在2萬元以內(nèi)，將是完全可能的。

(3)直線交流伺服系統(tǒng)直線交流伺服系統(tǒng)是下一世紀(jì)數(shù)控機(jī)床不可缺少的功能部件，目前我國(guó)還沒有成熟產(chǎn)品，因此應(yīng)加強(qiáng)研究、開發(fā)和推廣應(yīng)用?？紤]到常規(guī)機(jī)床的防磁問題較難解決，而并聯(lián)機(jī)床的防磁相對(duì)容易，因此可為常規(guī)結(jié)構(gòu)機(jī)床開發(fā)感應(yīng)異步型直線電機(jī)，為并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床開發(fā)永磁同步型直線電機(jī)，從而揚(yáng)長(zhǎng)避短，構(gòu)成符合實(shí)際應(yīng)用要求的新型高速高精度進(jìn)給系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步開發(fā)將驅(qū)動(dòng)與支承合二為一的磁懸浮工作臺(tái)。

(4)零傳動(dòng)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)與擺頭數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)與擺頭是多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件，傳統(tǒng)的采用高精度蝸桿蝸輪等傳動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)與擺頭不僅制造難度大、成本高，而且難以達(dá)到高速加工所需的速度和精度，因而必須另辟蹊徑開發(fā)新型零傳動(dòng)（無機(jī)械傳動(dòng)鏈）數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和擺頭，以促進(jìn)我國(guó)高速高精度多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。

(5)高速高精度檢測(cè)裝置高速高精度是下世紀(jì)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主題，這不但需要高性能的控制和驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還需要高品質(zhì)的檢測(cè)環(huán)節(jié)，因此應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)0.1μm以上精度的高速(60m/min以上)線位移傳感器和100萬脈沖/r的角位移傳感器，此類技術(shù)國(guó)外對(duì)我國(guó)是封鎖的。

2.3加速數(shù)控機(jī)床的全國(guó)產(chǎn)化，打好市場(chǎng)翻身仗

數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的最終成功將體現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的全國(guó)產(chǎn)化和市場(chǎng)占有率上。在上述總體戰(zhàn)略指導(dǎo)下，采取抓兩頭（低價(jià)位數(shù)控機(jī)床和高速高效數(shù)控機(jī)床）、帶中間（普通數(shù)控機(jī)床）、促重型（重型關(guān)鍵裝備）的方針，將是在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上快速收復(fù)失地，在國(guó)際市場(chǎng)上穩(wěn)步進(jìn)軍，最終打贏國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)翻身仗的一種有效戰(zhàn)術(shù)和策略。關(guān)于普通數(shù)控機(jī)床的發(fā)展已有許多文章作了專門論述，因此下面僅就低價(jià)位數(shù)控機(jī)床、高速高效數(shù)控機(jī)床和重型數(shù)控機(jī)床的發(fā)展問題作一討論。

(1)大力發(fā)展低價(jià)位數(shù)控機(jī)床低價(jià)位機(jī)床是功能滿足用戶要求(無功能浪費(fèi))、技術(shù)指標(biāo)適中、可靠性好、價(jià)格便宜的普及型數(shù)控機(jī)床。這類機(jī)床已成為國(guó)際市場(chǎng)上數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)之一，也是國(guó)內(nèi)眾多用戶渴求的產(chǎn)品，其市場(chǎng)前景相當(dāng)廣闊。然而，如果采用國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)（包括伺服）按照傳統(tǒng)思路來發(fā)展低價(jià)位機(jī)床，是很難將價(jià)格降至廣大用戶所能接受的水平的。因此，采用本文提出的新型集成化國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)來發(fā)展高性能的低價(jià)位數(shù)控機(jī)床，將是一條最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此構(gòu)成的全國(guó)產(chǎn)普及型數(shù)控車床的售價(jià)完全可以控制在10萬元以內(nèi)，三坐標(biāo)數(shù)控銑床可控制在15萬元左右，加工中心可控制在20萬元左右。此價(jià)位的國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床將是具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的。

(2)加速開發(fā)高速高效數(shù)控機(jī)床高速高效是數(shù)控機(jī)床發(fā)展的另一大潮流。發(fā)展高速高效數(shù)控機(jī)床的技術(shù)途徑可有以下幾條：①通過提高切削速度和進(jìn)給速度，從而達(dá)到成倍提高生產(chǎn)效率，有效提高零件的表面加工質(zhì)量和加工精度并解決常規(guī)加工難以解決的某些特殊材料（如鋁鈦合金、模具鋼、淬硬鋼）和特殊形狀零件（如復(fù)雜薄壁零件）的高效加工問題。②通過工藝復(fù)合，減少工件的安裝次數(shù)，有效縮短搬運(yùn)和裝夾時(shí)間。例如，將五面五軸加工中心與立車復(fù)合構(gòu)成萬能加工中心，可實(shí)現(xiàn)一次裝卡完成零件的大部分（或全部）加工。③采用高速高精度圓周銑加工孔和以螺旋軌跡插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)不鉆底孔的直接攻絲等新加工方法，大幅度減少換刀次數(shù)，提高加工效率。④為數(shù)控機(jī)床開發(fā)智能尋位加工功能，消除對(duì)精密夾具和人工找正的依賴，有效縮短單件小批加工的準(zhǔn)備時(shí)間。

在我國(guó)現(xiàn)實(shí)條件下如果沿用傳統(tǒng)思路是難以實(shí)現(xiàn)上述途徑的，因此，必須立足國(guó)情，結(jié)合實(shí)際勇于創(chuàng)新，大膽探索新的道路?？紤]到常規(guī)數(shù)控機(jī)床在總體結(jié)構(gòu)上基本上采用工件和刀具沿各自導(dǎo)軌共同運(yùn)動(dòng)的方案，一方面由于機(jī)床傳動(dòng)環(huán)節(jié)剛性不足和導(dǎo)軌中的摩擦阻力較大，使運(yùn)動(dòng)部件難以獲得高的進(jìn)給速度；另一方面由于工件、夾具和工作臺(tái)的總質(zhì)量比較大，使之難以獲得高的加速度。此外，傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)是一種串聯(lián)開鏈結(jié)構(gòu)，組成環(huán)節(jié)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且由于存在懸臂部件和環(huán)節(jié)間的聯(lián)接間隙，不容易獲得高的總體剛度，因此難以適應(yīng)高速高效加工的特殊要求。為此，開發(fā)國(guó)產(chǎn)高速高效數(shù)控機(jī)床時(shí)，可采用工件固定，以直線電機(jī)組成并聯(lián)短鏈直接驅(qū)動(dòng)主軸和刀具運(yùn)動(dòng)、將高速高精度傳動(dòng)與高剛度支撐合二為一的適合于高速高效加工中心的新型結(jié)構(gòu)。采用該結(jié)構(gòu)的高速高效數(shù)控機(jī)床不但速度高、剛度高，如果在傳動(dòng)與控制上處理得當(dāng)，可以達(dá)到比常規(guī)機(jī)床更高的加工精度和加工質(zhì)量，而且具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，制造成本低，易于經(jīng)濟(jì)化批量生產(chǎn)等顯著優(yōu)點(diǎn)。因此，沿此思路發(fā)展高速高效數(shù)控機(jī)床將是一條符合國(guó)情、易于取得成功的道路。

(3)突破重型數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)制造技術(shù)重型數(shù)控機(jī)床（特別是多坐標(biāo)重型數(shù)控機(jī)床）是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防生產(chǎn)中的重大關(guān)鍵設(shè)備，屬于戰(zhàn)略物資，真正先進(jìn)的重型數(shù)控機(jī)床國(guó)外是不可能賣給我們的，因此，在我國(guó)下世紀(jì)數(shù)控產(chǎn)品的發(fā)展中必須依靠自己的力量進(jìn)行解決。發(fā)展重型數(shù)控機(jī)床必須有過硬的基礎(chǔ)，我們?cè)跀?shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程中應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)研究，充分發(fā)揮我國(guó)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，各部門通力合作、共同努力，爭(zhēng)取在下世紀(jì)初取得突破性進(jìn)展。

目前，在發(fā)展重型數(shù)控機(jī)床中除需加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究外，還應(yīng)加強(qiáng)其關(guān)鍵技術(shù)研究。例如，重型機(jī)床的控制就是需要加以特殊解決的關(guān)鍵問題。因重型機(jī)床加工的工件特別昂貴不允許報(bào)廢，為了確保機(jī)床工作可靠，在數(shù)控系統(tǒng)中可采用雙（或多）CPU冗余工作方案，以確保運(yùn)算和控制的絕對(duì)正確，并在出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)診斷、自動(dòng)修復(fù)或自動(dòng)替補(bǔ)，確保加工不出問題。此外，在電源上可采取雙蓄電池供電的全隔離供電方案，即一組電池在給系統(tǒng)供電時(shí)，可對(duì)另一組電池進(jìn)行充電，電網(wǎng)與控制系統(tǒng)是完全隔離的。這就徹底消除了重型車間中電網(wǎng)電壓波動(dòng)厲害、干擾嚴(yán)重對(duì)數(shù)控系統(tǒng)造成的影響，從而有效保證系統(tǒng)的可靠性。又如，重型數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)也是一大關(guān)鍵問題。當(dāng)行程長(zhǎng)度超過5m，普通滾珠絲桿就難以勝任大負(fù)荷的傳動(dòng)，因此目前一般采用預(yù)加負(fù)載的雙齒輪-齒條機(jī)構(gòu)、靜壓蝸桿-蝸母條機(jī)構(gòu)、四足（或雙足）爬行進(jìn)給機(jī)構(gòu)等來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)行程傳動(dòng)。但這些方案存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、速度和加速度低、動(dòng)態(tài)性能差、難以達(dá)到高精度、維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜等問題。為此可發(fā)展陣列式高效直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)和空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，以新的途徑來解決重型數(shù)控機(jī)床的高速、高精度驅(qū)動(dòng)問題。除此之外，機(jī)床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、長(zhǎng)行程精密檢測(cè)、重力變形補(bǔ)償、切削力變形補(bǔ)償、熱變形補(bǔ)償?shù)纫彩侵匦蛿?shù)控機(jī)床中必須解決的關(guān)鍵問題，必須予以充分重視。

3結(jié)語

制定符合中國(guó)國(guó)情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國(guó)際接軌的發(fā)展道路，對(duì)21世紀(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。本文在對(duì)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析，對(duì)我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域存在的問題進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，對(duì)21世紀(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展途徑進(jìn)行了探討，提出了以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以管理和營(yíng)銷為重點(diǎn)，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路的總體發(fā)展戰(zhàn)略。在此基礎(chǔ)上，研究了發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件、數(shù)控機(jī)床整機(jī)等的具體技術(shù)途徑。

我們衷心希望，我國(guó)科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作，把握好知識(shí)經(jīng)濟(jì)給我們帶來的難得機(jī)遇，迎接競(jìng)爭(zhēng)全球化帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，為在21世紀(jì)使我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭而共同努力奮斗！

作者簡(jiǎn)介

周凱男，1954年生。清華大學(xué)（北京市100084）精密儀器與機(jī)械學(xué)系副教授、工學(xué)博士。主要從事數(shù)控技術(shù)、機(jī)電控制工程、制造科學(xué)與制造系統(tǒng)等方面的研究工作。取得科研成果15項(xiàng)。70余篇。

參考文獻(xiàn)

1楊皖蘇，嚴(yán)鴻和.機(jī)械科學(xué)與技術(shù),1997，26(4):1～6

第9篇：國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)范文

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化技術(shù)；信息技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更新日新月異。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程

“機(jī)電一體化”這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊(cè)時(shí)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)及70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國(guó)內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用，近年來“機(jī)電一體化”更流行使用。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械—電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動(dòng)控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫(kù)，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這樣，對(duì)機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的新領(lǐng)域。

進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。

二、典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)

（一）數(shù)控機(jī)床

目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家（近320萬臺(tái)），但數(shù)控機(jī)床只占約5％且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控機(jī)床占10％）。近些年來數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。

1．高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動(dòng)速度由過去的10～20m/min提高到48m/min，60m/mni，80m/min，120m/min；在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)的加速度，由過去一般機(jī)床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達(dá)15G；直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。

2．高精度化。數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右；納米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。

數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級(jí)插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動(dòng)出的圓弧都可以達(dá)到1u的圓度，插補(bǔ)前多程序預(yù)讀，大大提高了插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動(dòng)拐角處理等。

3．復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)。如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床，5軸5聯(lián)動(dòng)加工各類異形零件。同時(shí)派生出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等，采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)算方式，特殊編程要求。

4．使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼”。如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時(shí)大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá)1000m/min，加工鋁件能達(dá)5000m/min。

5．?dāng)?shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理。數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動(dòng)率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。

（二）自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線及各種自動(dòng)化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動(dòng)生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動(dòng)分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動(dòng)生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動(dòng)機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國(guó)的自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國(guó)家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對(duì)維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個(gè)性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。專家預(yù)測(cè)，機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）光機(jī)電一體化方向

一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（下轉(zhuǎn)第80頁(yè)）（上接第81頁(yè)）（動(dòng)力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

（二）柔性化方向

未來機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

（三）智能化方向

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。

四、仿生物系統(tǒng)化方向

今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。就目前情況看，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢(shì)，但還有一段很漫長(zhǎng)的道路要走。

五、微型化方向

目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要再區(qū)分機(jī)械部分和控制器部分了。那時(shí)，機(jī)械和電子完全可以“融合”機(jī)體，執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)