高端数控机床发展趋势范例(12篇)
高端数控机床发展趋势范文1篇1
关键词：数控机床；发展；发展方向
一、数控机床的发展历程
1.数控机床的起源
20世纪40年代初，美国派尔逊斯公司在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理。1949年，美国麻省理工学院开始数控机床研究，标志着制造领域中数控加工时代的开始。
2.数控机床的发展
1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。20世纪60年代初，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。
1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床，进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。
20世纪80年代，国际上出现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FMC）。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。数控机床品种迅速扩展，发达国家数控机床产业进入了发展应用阶段。
20世纪90年代，数控机床得到了普遍应用，数控机床技术有了进一步发展，柔性单元、柔性系统、自动化工厂开始应用，标志着数控机床产业化进入成熟阶段。
从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。
虽然美国研制出了世界第一台数控机床，但数控机床的发展还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一，数控机床无非就是搞机电一体化，机械方面德国已没问题，剩下的就是电子系统方面，德国的电子系统工业本来就强大，所以在上世纪六、七十年代，德国就可称为机床界的老大了。但日本人的强项就是仿造，从20世纪70年代起，日本大量从德国引进技术，消化后大量仿造，经过努力，日本在20世纪90年代起，就超越了德国，成为世界第一大数控机床生产国，直到现在还是。数控机床的核心就在数控系统方面，日本目前在系统方面也排世界第一，主要是它的发拿科公司。
3.数控机床的高潮
进入21世纪，军事技术和民用工业的发展对数控机床的要求越来越高，应用现代设计技术、测量技术、工序集约化、新一代功能部件以及软件技术，使数控机床的加工范围、动态性能、加工精度和可靠性有了极大的提高。科学技术特别是信息技术的发展迅速，高速高精控制技术、多通道开放式体系结构、多轴控制技术、智能控制技术、网络化技术、CAD/CAM与CNC的综合集成，使数控机床技术进入了智能化、网络化、敏捷制造、虚拟制造的更高阶段。
二、数控机床的发展趋势
数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。
1.高速度和高精度化
速度和精度是数控系统的两个重要技术指标，它直接关系到加工效率和产品质量。机床向高速化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。
2.智能化和多功能化
智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是在加工过程中模拟人类专家的智能活动，以解决加工过程中许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。
3.提高可靠性
数控系统的可靠性一直是数控设备最重要的指标。在提高元器件的质量方面，目前主要是采用更高集成度的电路芯片，对元器件进行严格筛选和老化、振动实验，实行三维高密度安装工艺，以及采用模块化、标准化和通用化及系列化的生产方式等。
4.小型化
蓬勃发展的机电一体化设备对CNC系统提出了小型化的要求，体积小便于将机电装置合为一体。日本新开发的FS16和FS18都采用了三维安装方法，使电子元器件得以高密度地集合，大大缩小了系统的占用空间。
5.具有开放性
为适应数控进线、联网、普及型、个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性，设计生产开放式的数控系统。
参考文献：
[1]李善术.数控机床及应用.机械工业出版社，2001.
[2]王明红.数控技术.清华大学出版社，2009.
高端数控机床发展趋势范文
2012年我国机床工具行业将面临以下六方面挑战：一是主要用户行业发展放缓，内需拉动难以乐观；二是生产原料价格继续上行，效益增长难度增大；三是汇率上浮压力持续，对外贸易优势受到削弱；四是全球经济复杂多变，进入新的不确定性阶段；五是银行贷款有所松动，资金紧张不会根本改变；六是国外产品大量进口，内资企业压力明显增大。
2011年我国机床工具行业延续了2010年的高速增长，但增速从下半年开始呈现出缓慢回落的态势。行业产业结构调整取得明显进步，服务于高端用户的高档机床供不应求。市场需求结构升级加速，进口再创历史高位，而国产低端产品需求明显减少。国际市场继续呈现不同程度复苏，我国出口到新兴市场的机床工具产品平稳上升。
1～12月行业主要经济指标完成情况及进出口统计
自2011年起，国家统计局定义规模以上企业由年度产品销售收入500万元以上调整为2000万元以上，统计范围发生了一些变化，因此2011年12月机床工具行业统计企业个数为4385家，比2010年年末减少2000多家。本文所涉及2011年数据均在4385家企业范围内。
1、行业主要经济指标完成情况
国统局数据显示：1～12月机床工具行业累计完成工业总产值6606.5亿元，同比增长32.1％；产品销售产值6424.9亿元，同比增长31.1％产品销售率达到97.3％，比上年同期降低0.8个百分点。
机床工具行业实现利润445.8亿元，同比增速为28.0％产值利润率为6.7％，与上年同比降低0.3个百分点。
机床工具行业本期累计固定资产投资完成额同比增长54，7％。
具体到小行业，金切机床行业完成工业总产值1542.9亿元，同比增长23.1％。金切机床产量和其中数控机床产量，分别同比增长15.1％和20.6％；成形机床行业完成工业总产值587.3亿，同比增长36.0％。成形机床产量和其中数控机床产量，分别比同期增长0.9％和13.0％。
2、机床工具产品进出口情况
2011年，机床工具产品累计进口202.9亿美元，同比增长29.3％。其中金属加工机床进口132.4亿美元，同比增长40.6％本文由收集
机床工具产品出口89.0亿美元，同比增长26.4％；其中金属加工机床出口24.2亿美元，同比增长30.3％。
3、金属加工机床消费及市场占有率
2011年国产金属加工机床产值达282.7亿美元，同比增长29.4％。其中金切机床197.5亿美元，同比增长26.2％；成形机床85.2亿美元，同比增长37.4％：金属加工机床消费额达390.9亿美元，同比增长32.9％。
金属加工机床国内市场占有率（按金额计）为66.1％，较2010年降低0.8个百分点；数控机床市场占有率为56.6％，较2010年降低0.1个百分点。
行业经济运行特点
2011年我国机床工具生产、进口及出口总体保持了较高速的增长，市场需求高端化的趋势加速，主要呈现以下5个特点：
1、产销增速高位运行，增速放缓
2011年，机床工具行业工业总产值和产品销售产值继续维持在较高增长水平，其中金属加工机床产量突破100万台。中国仍将继续成为全球最大的机床生产国和消费国。全年机床工具行业呈现高位运行、高开低走、趋势放缓的走势。在五月份增速达到最高、6月份单月产值达到634.9亿元后，增速开始缓慢下行，在8月份跌破了连续保持23个月的单月增幅高于30％的纪录后，9月份到达谷底。进入四季度，虽然出现了预期的机床工具行业一般规律的反弹，三个月产值连续攀升，且10、11两个月的月度增速又回归至30％以上，12月份当月产值达到全年最高682亿元，但受市场需求影响，反弹力度不足，12月份月度产值同比增速则再次跌回至2609％。
机床工具大行业中，增速最高是机床附件小行业，铸造机械和成形机床增速次之，金切机床增速最低。
从七个小行业重点联系企业（部分）的新增订单统计数据看，其走势更为严峻。一是市场需求信息减少；二是低档产品订单下降幅度较大；三是重型、大型机床产品订单明显下滑，其中大型机床产品尤为突出；四是一些企业已完成的订单，用户也不急于提货，甚至明确要求延迟交货；五是数控系统供应商订单在10月份以后下滑明显，库存增加，同时也出现用户延缓提货的现象。
2、产品结构调整明显进步
2011年，一大批机床工具行业科技进步成果进入应用领域，同时市场对高端产品的需求不断增加，在这内外动力的推动下，行业产品结构调整明显进步，一批中高档机床工具服务于汽车，航空航天、船舶、能源等重点领域，甚至还为国外高端用户提供了成套装备。如：济南二机床有限公司在美国福特公司压力机生产线招标项目中，一举中标，将为其提供两条世界最先进的压力机生产线，总价值10亿元。
从相关数据可见，近几年，国产金属加工机床的数控化率无论以数量还是金额计算，均在不断提升，2011年产量数控化率比上年增长1.8个百分点，产值数控化率，比上年增加了2.2个百分点。国内金属加工机床产值增速也大大高于产量增速，金属加工机床平均单价同比增长15.3％，其中成形机床平均单价同比增长35.9％。
3、进口又攀新高
2011年我国机床工具产品进口增速高企不下，同比增长29.3％，月度进口额依然处于高位，但月度同比增速逐步趋缓。
金切机床是机床工具各类进口产品中的绝对主力，达
到105.4亿美元，同比增长40.0％；成形机床进口27.0亿美元，同比增长42.7％，增长较快，进口额已超过数控装置，跃居第二位。1～12月金属加工机床进口额132.4亿美元，同比增长40.6％。其中数控机床111.1亿美元，同比增长42.1％。加工中心、磨床，特种加工机床、车床位居各类金属加工机床进口前四位。金属加工机床主要来源地前四位的是日本、德国、台湾地区和美国，占进口总额的79.5％。
2012年我国机床工具行业将面临以下六方面挑战：一是主要用户行业发展放缓，内需拉动难以乐观；二是生产原料价格继续上行，效益增长难度增大；三是汇率上浮压力持续，对外贸易优势受到削弱；四是全球经济复杂多变，进入新的不确定性阶段；五是银行贷款有所松动，资金紧张不会根本改变；六是国外产品大量进口，内资企业压力明显增大。
2011年我国机床工具行业延续了2010年的高速增长，但增速从下半年开始呈现出缓慢回落的态势。行业产业结构调整取得明显进步，服务于高端用户的高档机床供不应求。市场需求结构升级加速，进口再创历史高位，而国产低端产品需求明显减少。国际市场继续呈现不同程度复苏，我国出口到新兴市场的机床工具产品平稳上升。
1～12月行业主要经济指标完成情况及进出口统计
自2011年起，国家统计局定义规模以上企业由年度产品销售收入500万元以上调整为2000万元以上，统计范围发生了一些变化，因此2011年12月机床工具行业统计企业个数为4385家，比2010年年末减少2000多家。本文所涉及2011年数据均在4385家企业范围内。
1、行业主要经济指标完成情况
国统局数据显示：1～12月机床工具行业累计完成工业总产值6606.5亿元，同比增长32.1％；产品销售产值6424.9亿元，同比增长31.1％产品销售率达到97.3％，比上年同期降低0.8个百分点。
机床工具行业实现利润445.8亿元，同比增速为28.0％产值利润率为6.7％，与上年同比降低0.3个百分点。
机床工具行业本期累计固定资产投资完成额同比增长54，7％。
具体到小行业，金切机床行业完成工业总产值1542.9亿元，同比增长23.1％。金切机床产量和其中数控机床产量，分别同比增长15.1％和20.6％；成形机床行业完成工业总产值587.3亿，同比增长36.0％。成形机床产量和其中数控机床产量，分别比同期增长0.9％和13.0％。
2、机床工具产品进出口情况
2011年，机床工具产品累计进口202.9亿美元，同比增长29.3％。其中金属加工机床进口132.4亿美元，同比增长40.6％。
机床工具产品出口89.0亿美元，同比增长26.4％；其中金属加工机床出口24.2亿美元，同比增长30.3％。
3、金属加工机床消费及市场占有率
2011年国产金属加工机床产值达282.7亿美元，同比增长29.4％。其中金切机床197.5亿美元，同比增长26.2％；成形机床85.2亿美元，同比增长37.4％：金属加工机床消费额达390.9亿美元，同比增长32.9％。
金属加工机床国内市场占有率（按金额计）为66.1％，较2010年降低0.8个百分点；数控机床市场占有率为56.6％，较2010年降低0.1个百分点。
行业经济运行特点
2011年我国机床工具生产、进口及出口总体保持了较高速的增长，市场需求高端化的趋势加速，主要呈现以下5个特点：
1、产销增速高位运行，增速放缓
2011年，机床工具行业工业总产值和产品销售产值继续维持在较高增长水平，其中金属加工机床产量突破100万台。中国仍将继续成为全球最大的机床生产国和消费国。全年机床工具行业呈现高位运行、高开低走、趋势放缓的走势。在五月份增速达到最高、6月份单月产值达到634.9亿元后，增速开始缓慢下行，在8月份跌破了连续保持23个月的单月增幅高于30％的纪录后，9月份到达谷底。进入四季度，虽然出现了预期的机床工具行业一般规律的反弹，三个月产值连续攀升，且10、11两个月的月度增速又回归至30％以上，12月份当月产值达到全年最高682亿元，但受市场需求影响，反弹力度不足，12月份月度产值同比增速则再次跌回至2609％。
机床工具大行业中，增速最高是机床附件小行业，铸造机
械和成形机床增速次之，金切机床增速最低。
从七个小行业重点联系企业（部分）的新增订单统计数据看，其走势更为严峻。一是市场需求信息减少；二是低档产品订单下降幅度较大；三是重型、大型机床产品订单明显下滑，其中大型机床产品尤为突出；四是一些企业已完成的订单，用户也不急于提货，甚至明确要求延迟交货；五是数控系统供应商订单在10月份以后下滑明显，库存增加，同时也出现用户延缓提货的现象。
2、产品结构调整明显进步
2011年，一大批机床工具行业科技进步成果进入应用领域，同时市场对高端产品的需求不断增加，在这内外动力的推动下，行业产品结构调整明显进步，一批中高档机床工具服务于汽车，航空航天、船舶、能源等重点领域，甚至还为国外高端用户提供了成套装备。如：济南二机床有限公司在美国福特公司压力机生产线招标项目中，一举中标，将为其提供两条世界最先进的压力机生产线，总价值10亿元。
从相关数据可见，近几年，国产金属加工机床的数控化率无论以数量还是金额计算，均在不断提升，2011年产量数控化率比上年增长1.8个百分点，产值数控化率，比上年增加了2.2个百分点。国内金属加工机床产值增速也大大高于产量增速，金属加工机床平均单价同比增长15.3％，其中成形机床平均单价同比增长35.9％。
3、进口又攀新高
高端数控机床发展趋势范文
关键词：数控机床；数控技术；发展；未来趋势
中图分类号：C35文献标识码：A
引言
工业发达国家把提高制造业的水平作为其提高综合实力和竞争力的重要手段，数控机床是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。随着科学技术的迅猛发展，制造业正在向自动化、柔性化、集成化、智能化方向发展，CAD/CAM、FMS、CIMS、IMS等先进制造技术正日益在制造业中得到广泛而深入的应用。而这些技术和系统均是以数控技术和数控机床为基础的。因此，数控机床是先进制造技术的重要载体，数控机床的技术水平，尤其是高精尖产品的技术水平，已成为衡量一个国家综合国力的重要组成部分。从技术指标方面介绍了国内外数控机床技术的现状和发展动向。数控机床技术在我国已进入高速发展时期，国产数控机床已占有较大市场份额，但在中高档领域还主要靠进口，高精尖数控技术方面仍处于模仿阶段。
一、数控机床和数控技术的产生
随着社会的发展与制造业对生产设备要求的不断提高，数控机床作为一种以数字指令形式控制机床运行的新型加工设备应运而生。其发展历程大致如下：1940年，位于美国密歇根州的一家飞机制造企业为了加工飞机的叶片，对生产设备的加工轨迹进行设计，并进行了数据的分析处理，这是早期的数控思想的萌芽。1948年，美国首先提出使用脉冲信号对机床的运动轨迹进行控制，并于1952年由Parsons公司和M.I.T合作，率先研制出世界上的第一台数控机床。它采用的是电子管元件，体积庞大。但作为世界上的第一台综合计算机、自动控制、伺服驱动以及测量技术等新型机床，开辟了数字化加工的新时代。1959年，数控机床的硬件发生改变，晶体管元件和印刷电路板取代了之前的电子管元件和硬接线板，机床的体积大大缩小，并且在这一时期出现了带有自动换刀装置的数控机床（加工中心），数控机床进入另一个时代。1965年小规模的集成电路应用于数控装置，不仅使机床的体积更小、能耗低、可靠性高，而且价格也更低，这促进了数控机床的产量发展。19世纪60年代末期，出现了多台机床由一台计算机直接控制的系统（DNC），以及使用小型计算机控制数控系统的形式（CNC），使数控机床进入采用小型计算机控制的第四代。1974年，出现了第五代数控系统，它是使用微处理器和半导体存贮器的数控系统（MNC）。数控技术近几十年的发展历程可以分为硬件数控（NC）和软件数控（CNC）两个阶段。硬件数控阶段主要从1952年的电子管到1965年的小规模集成电路，由于其数控功能均由硬件实现，因此称为硬件数控；软件数控是指1970年以后，数控系统由小型计算机到微处理器，再到基于PC机的几个阶段。
二、数控机床和数控技术的发展现状
1、国内发展现状
我国在数控技术这一块起步和发展都相对铰慢，20世纪50年代末期经历了封闭式开发阶段，“六五”、“七五”期间是引进技术和消化吸收阶段，“八五”、“九五”分别经历了国产化和产业化阶段，如今已初步形成自己的数控产业，并拥有自己的一批数控专业人才。目前国内数控技术企业做的比较成熟的有广州数控、华中数控等，它们主要的产品是经济型和普及型的数控机床和系统。但同时国内的数控产品比较低端，技术含量不高，产生的附加价值比较低，还远远比不上国外的先进设备，因此只能在低端市场徘徊。国内数控技术的研究主要是参照国外开发的一些模式，比较依赖国外的技术，自主创新的成分不多。技术引进无疑是提高技术水平的一种很好的方式，但是过分依赖，以及创新很少的情况极大的限制了我国数控技术发展。因此，提高自主创新能力是提高我国数控技术的最重要的途径。另外，在企业竞争的大环境中，由于国内的法律法规对知识产权的保护做的还不够好，各种仿制山寨大行其道，这也大大降低了企业提高自主创新的动力。相对于国外数控机床，国内产品有几点不足：产品可靠性不高：国产数控系统的平均无故障时间大约为3000~6000小时，而国外产品的平均无故障时间能够达到10000小时以上。这种可靠性的差异必然导致产品的价值和市场占有率的偏低。网络化程度不够：国内机床NC程序的传送主要采用串口通讯，其集成化、远程诊断和网络化水平还较低。体系结构开放性不够：数控系统的体系结构不够开放，用户无法根据实际需要，改变数控系统数据结构，这使得数控系统失去了很多改进、技术创新的机会。
2、国外发展现状
在数控技术比较发达的国家，数控机床产家生产的数控系统已经采用64位的操作系统，而国内产家由于技术水平还跟不上技术发达国家，数控机床通常使用32位的操作系统，这使得国内机床在性能和功能上的不足很明显。在国外，数控机床如加工中心或者数控车削中心，都能够满足复杂零件的加工要求和精度要求。其强大的地方体现在机床一般具有4~5轴联动，能够一次装夹即实现整个的复杂零件的全部加工。通过编程，能够进行主轴立、卧转换，而且转换后的主轴能够实现自动换刀，5轴联动机床能够轻松的完成六面体中五个面的加工，而一些带有自动定位和装夹功能的数控机床甚至能够完成六个面的全部加工（如德玛吉加工中心）。随着数控技术的不断发展，国外的数控机床和系统总体的发展趋势有：数控系统朝PC化和开放性的体系方向发展；驱动装置的供电系统由直流电向交流电发展；越来越趋于网络化的通信功能；控制系统的智能化和柔性化。
三、数控技术的发展趋势
在现代化的制造系统中，数控技术作为关键技术，在生产的过程中，特别是精密仪器和设备的生产中起着至关重要的作用。数控技术领域的覆盖面很广，如机械制造、信息处理、传输技术、自动控制技术、传感技术、伺服驱动技术和软件技术等。从目前数控技术发展的大环境来看，其研究方向可以从几个方面来进行描述。
1、高速高精化
在生产过程中，高速切削一方面能够提高生产效率，另一方面还可以降低表面粗糙度，提高产品的表面加工质量，因此生产高速高精化的数控机床也是数控技术的重要发展趋势。高速加工要求机床的主轴转速能够达到12000~40000r/min；工作台的最大进给速度能够达到40~60m/min；关键的机械零部件具有高刚度和高稳定性；精确的热补偿加工系统；以及能够高速处理数据的控制系统。
2、开放智能化
数控机床的开放性研究是目前很多国家都非常感兴趣的方向，如美国的NGC、日本的OSEC和欧洲的OSACA，以及我们国内的ONC等都有做这方面的研究。数控机床的开放性是指能够实现在同一个运行平台上，面对产商和终端用户，通过修改数控机床的数据结构，将用户的特殊要求和应用集成于控制系统中，实现不同品种、不同档次的开放式数控机床的个性化和专业化。一般而言，机床的开放性应该具备以下特点：由一系列逻辑上独立的要素组成；建立并提供系统各个构成要素与系统接口之间的标准，这样来自不同的产商的系统能够构成一个完整的数控系统；能够动态改变系统的拓扑结构；能够实现与其他自动化系统模块的交互；良好的人机界面。智能化的要求体现在数控系统的各个方面，如提高加工效率与质量的智能化，体现在加工过程的自适应控制，工艺参数的自动生成；简化编程与操作方面的智能化体现在机床能够自动编程；还有机床故障诊断与监控方面的智能化能够缩短
机床的诊断和维护时间等。
3、节能环保化
制造业作为工业国家的支柱产业，产生巨大经济效益的同时也消耗了大量的能源，并且对环境造成重大的影响。美国能源部的调查结果表明，美国能源消耗的31%来源于制造业生产的工业活动中。节能减排是全世界都在研究的热点，因此，研究更低能耗的数控机床也是未来机床研究的一个重要方向。机械加工过程中使用切削液进行冷却，而切削液一般由多种化学原料制成，使用切削液的加工不但增加生产的经济成本，还会造成环境的污染。随着可持续发展战略的提出和人们越来越强的环保意识，绿色机械加工成为制造领域的新焦点。绿色机械加工主要包括三个方面：高速与超高速干式切削，具有低能耗、无污染的特点；研制
对环境无污染的绿色切削液；在高速与超高速干式切削过程中使用无污染或低污染的冷却技术。
结束语
数控加工技术对于制造业的重要性不言而喻，其对一国经济、国防、综合实力和国际地位的推动作用是十分突出的。目前我国的制造行业还落后于发达国家，需要对机械制造技术特别是数控加工技术的深入研究，在引进技术的同时也要积极创新，摆脱对发达国家数控技术的依赖，自主研发具有世界先进水平的数控机床。实现由制造大国到制造强国的战略转变。
参考文献
[1]陈传海.面向可靠性概率设计的数控机床载荷谱建立方法研究[D].吉林大学,2013.
高端数控机床发展趋势范文1篇4
关键词：机电一体化；机械；制造业；智能化
中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：
1概述
传统意义上的机电一体化是机械电气化，侧重于机械方面，主要指电子、电气控制和机械两方面的一体化。机电一体化产品一般具有两个显著特征：一是产品中要有运动机械；二是采用了电子技术，使运动机械实现柔性化和智能化。随着电子计算机技术的发展，机电一体化的本质就是将电子技术应用到机械控制中，运用传感技术检测机械运动，将检测信号传输给微机终端，由计算机分析判断，计算得到能够实现预期运动的控制信号，通过信号来控制执行装置。数控技术是现代机械制造业中的关键技术，对实现制造业柔性自动化、集成化、智能化起着十分重要的作用。机电一体化技术不断进步，超薄型、超小型化成为部分机电一体化产品的发展趋势，实现数控系统高速、高效控制，自动修正与调节加工参数。
2机电一体化在现代机械制造业中的应用
传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。现代机械制造业将机电一体化技术应用于其中，能够提高机械制造业运行的可靠性，保证产品质量的稳定性和一致性，以利于提高产品的市场竞争能力和产品结构调整。将机械技术与电子技术有机结合，再利用微机通信技术，完美实现各自的优点，实现优势互补，实现机械系统的综合—体化，有效增强系统控制精度和质量，同时提高机械系统运行的可靠性。机电—体化技术在机械制造中主要应用于以下几个方面：
2．1机械智能化
智能化是现代机械制造业一个非常重要的发展趋势，很多传统控制技术已经无法满足现代机械制造大型化、高速化和连续化的特点，智能控制技术成为首选。随着人工智能技术的发展,为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求,机电一体化产品的智能化程度在不断提高。具智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于机械制造的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面。智能控制也克服了传统技术所难以解决的问题，其中的专家系统、模糊控制和神经网络也是钢铁制造行业重点发展的工业技术，智能化使得制造业的生产能够更加的合理，从而求得更高的控制目标。计算机数字控制机床(CNC)、加工中心(Nc)、柔性制造系统(FMC)以及计算机集成制造系统(CIMS)等众多自动化设备的发展也适应了工业产品的多品种、小批量的生产方式，人工在生产建设者的研究中日益得到重视，而在大型化、高速化和连续化的钢铁工业中。
2．2控制微型化
微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。21世纪许多航天产品特别是军工等领域的高尖端产品要求精密度超高，以及海洋工业制造提出加工精度更高的要求，微纳米技术的应用，机电一体化产品的微型化能够适应微型机床的发展，提供微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备,包括各种微切削加工(车、铣、磨)机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等。微型机电一体化产品包括信号处理器、执行器、控制电路以及扩展接口等一体的微型器件和系统。微型机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在现代机械制造业中具有十分广阔的发展前景。
2．3系统集成化
机电一体化系统是由机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件构成的，从节约能源角度以及环保方面的因素，将光学技术应用到在机电一体化产品中，充分利用光学技术的先天优点，有效地改进机电一体化系统的能源系统、传感系统和信息处理系统。将计算机技术应用到机电一体化产品中实现人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制，实现生产管理自动化，提高生产效率、节约能耗、减少人员等优势，提高企业整体竞争力，推动现代机械制造业的加速发展。
2．4产业绿色化
绿色成为新世纪的潮流，是当今社会可持续发展战略在现代制造业的体现，也是未来机械制造业发展的方向。绿色制造就是没有或者少有环境污染的制造，开发机电一体化产品是考虑产品废旧后可回收性，绿色制造技术是一个闭式循环系统，从设计、制造、使用一直到产品报废及回收的整个寿命周期对环境影响最小，资源效率最高，也就是说要在产品整个生命周期内，以系统集成的观点考虑产品环境属性，对环境保护从源头抓起，改变了传统的制造模式仅靠末端治理的环境保护办法，并考虑产品的基本属性，使产品在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量等。从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等，合理利用资源，并最大限度地减少对环境的污染和破坏。清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，即将综合预防的环境战略，持续应用于生产过程和产品中。以便减少对人类和环境的风险。清洁生产的两个基本目标是资源的综合利用和环境保护。对生产过程而言，清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺资源，二次能源和再生资源的利用，改进工艺及设备，并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。因此，减少能耗，合理处理生产过后的垃圾附加品，渡少温室气体的排放．加大回收再利用的力度，也是制造业发展乃至整个人类发展所要做的功课。
高端数控机床发展趋势范文篇5
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。
1数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。
1．1高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。
在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“ITplaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
1.4重视新技术标准、规范的建立
1.4.1关于数控系统设计开发规范
如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
1.4.2关于数控标准
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。
STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。
目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。
2对我国数控技术及其产业发展的基本估计
我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。
纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。
a.奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。
b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。
c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。
虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。
a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。
b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。
c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。
分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。
a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。
b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。
c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。
d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。
3对我国数控技术和产业化发展的战略思考
3.1战略考虑
我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。
3.2发展策略
从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
参考文献：
［1］中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20.
［2］梁训王宣，周延佑.机床技术发展的新动向［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：21-28.
高端数控机床发展趋势范文篇6
[关键词]政策支持；政府倡导；技术创新；赶超发展
[中图分类号]F276[文献标识码]A
装备制造业是国家战略性的产业，轴承是装备制造业的重要基础件，党和国家对振兴装备制造业予以高度重视，“十二五”期间国家战略性新兴产业规划及中央和地方的配套支持政策确定的7个领域（23个重点方向）将装备制造纳入其中。中国机械工业联合会编制的《“十二五”机械工业发展的规划》以及《轴承行业“十二五”发展规划》也把装备制造及轴承加工成套工艺装备及技术开发列入了重中之重。
河南省人民政府2011年6月份制定的《河南省2011年重点工业产业年度行动计划》（包括《河南省装备制造产业2011年度行动计划》）已经将我公司列入“装备制造产业2011年重点项目”。
2013年围绕实现濮阳“二三五”赶超目标，整合集成科技资源，组织实施重大科技专项计划项目，力争取得自主知识产权核心技术突破，解决全市经济和社会发展重点领域的关键共性技术和制约发展的重大瓶颈问题，加快实现产业化。
濮阳贝英数控机械设备有限公司主要从事研发、设计、生产和销售轴承专用数控磨床。目前，国内在轴承生产方面已取得很大的进步，产品品质在持续上升。轴承装备制造业在研讨、在开发新型的、高精度的轴承套圈加工工艺及装备，以保证生产者生产的轴承达到国家P4级轴承标准、赶超世界先进水平。结合公司的基本情况与技术实力，在利用技术创新服务公司赶超式发展方面，我们重点做好以下“四个一”工程。
1集中力量做好一个重大科技专项
重大科技专项“智能化机器人轴承套圈磨削超精加工生产线”项目的研发得到我公司的高度重视，在资金、技术、生产方面公司全力给予支持，保证项目的顺利进行。此项目用来实现620mm尺寸段的轴承套圈双端面磨削、内外表面磨削、内外挡边磨削以、套圈挡边和内外滚道超精及外径抛光，并可以实现在线自动检测。产品精度可达到国家标准P4级轴承套圈的要求。磨削表面没有烧伤、磨伤、振纹、砂轮花等表面缺陷。
智能化机器人轴承套圈磨削超精加工生产线主要包括五台设备，分别是：
620mm尺寸段轴承套圈双端面磨床采用国际先进磨床技术，磨削过程中工件处于一个固定位置，两个砂轮磨头从工件的两个端面方向向工件移动进行“切入式磨削”；一个工件磨削完毕，两砂轮退出，工件退出后进入下一个工件加工周期；和传统的两个砂轮位置相对固定；轴承套圈移动的“通过式磨削”相比，切入式磨削这种新型的磨削方式解决了以前“通过式双端面磨削”的端面局部烧伤问题；同时提高了两个端面的平行差精度，由以往的≤5h提高到≤1h。
620mm尺寸段内外表同步磨削磨床用于620mm尺寸段的轴承套圈的一次装夹定位，内外表面同步磨削，这种磨削方式提高了内外表面精度的一致性和同轴度。该设备把以前需要两台设备分别加工的两上磨削面整合到一台机床上进行磨削，既提高精度，又提高了加工效率。
620mm尺寸段轴承套圈挡边磨床集内圈挡边磨削、外圈挡边磨削两种功能与一体的新型多功能磨床。机床采用西门子控制系统，全数字进给，进给精度0.001mm，系统稳定可靠、能适应温差、湿度较大的工作环境。
620mm尺寸段轴承套圈超精机主要解决“一机多能”的问题。在这一台机床上可以完成内圈滚道超精、内圈挡边超精、外圈滚道超精和外圈外径抛光四种功能。机床适用于各类圆锥/圆柱滚子轴承外圈滚道、内圈滚道、内圈挡边超精及外圈外径砂带抛光。机床主要进给运动内圈滚道超精往复、外圈滚道超精往复、外圈外径抛光、超精头位置转换均由伺服电机+联轴器+滚珠丝杠驱动，运动精度高，调节方便快捷。在提高套圈表面光洁度的同时，还能改善滚道的各项形位工差，并且能超精出理想的凸度曲线。
工作半径达4m的智能机器人能够将以机械手底座为圆心4米范围内620mm尺寸段的轴承套圈在任意一个位置拿起或放下，实现上述四台机床间的工件无人自动化传输。将四台机床高效地联系在一起形成一个从毛坯到成品的一条龙式620mm尺寸段的轴承套圈加工生产线。
2切实推进一项重点科技攻关
针对国外同类产品磨削方式单一、价格高昂的缺陷，我公司高度重视，在资金、技术、生产方面公司全力给予支持，保证重点科技攻关项目“圆锥滚子数控磨削/超精加工自动生产线”的顺利进行。通过自主创新、科技攻关开发研制的数控圆锥滚子自动生产线，经过反复试验，磨削的圆锥滚子的外径和球基面，超精后圆锥滚子的外径完全符合设计要求。并实现在线自动检测，产品精度可达到Ⅰ级圆锥滚子的国家标准。
圆锥滚子数控磨削/超精加工自动生产线主要包括四种设备，分别是：
外径无心磨床，可多轴联动；直线、圆弧插补修整砂轮；自适应控制技术。磨床砂轮恒线速度达到45m/s，复合砂轮磨削。
球基面的弹性压盘、定位盘、定位环和隔离盘这一套工装，可以很好地提高滚子的定位精度从而保证滚子的几何精度。
外径超精机采用大往复小振荡，提高超精性能，机床采用长螺旋导棍，对圆锥滚子的外径表面进行无心通过式超精加工，具有较高的生产率。可加工直母线圆锥滚子和近似对数曲线圆锥滚子。
机外检测机通过在滚子自动联线关键工序点建立自动SPC检测点，并整线网络集成，对整线质量数据进行实时统计、分析、反馈，以实现SPC过程控制、并最终达到预控制、零缺陷的控制目标。
3批量生产一项科技成果转化
高速重载铁路轴承套圈自动生产线项目是我们公司2011-2012年度的重点研发项目，经过两年的研发与试验论证。目前已经具备了将研发的科技成果批量转化为现实产品的条件。公司总投资460万元，研究开发高速重载铁路轴承套圈双滚道一次装卡磨削的关键技术，生产制造高速重载铁路轴承套圈双滚道一次装卡同时磨削2个滚道的专用设备。解决国内外其他机床单工位加工因多次装卡造成的精度误差大、一致性差的重大技术难题。同时解决任意对数曲线的数控磨削加工技术。
项目达到的主要性能指标：在目前轴承产品主要精度指标基础上储备40%左右，加工产品效率比现在设备提高60%左右，将原两次装卡改为一次装卡，提高加工生产效率。加工精度通过改善加工定位精度，采用两轴插补修整技术，将砂轮修成V型精度符合加工产品要求，提高轴承旋转精度和使用寿命。使轴承外圈的磨加工主要技术指标达到P4级水平。获得授权专利技术3项。
按照公司目前的生产能力测算：预计形成规模生产后，每年可生产10条该项目项下的自动生产线，市场需求预计不低于30条/年，每条生产线售价480万元，每年可增加销售收入4800万元，实现利润500万元，实现税收380万元。
4精心培育一批普通科技攻关项目
根据公司的发展目标和近期规划，按照试制一批、论证一批、研发一批的技术创新思路。公司高层决定在2013年公司技术研发部门要精心培育一批普通科技攻关项目，为实现赶超式、跨越式发展提供科技支持。
目前已经进入研发阶段的有：
高精度新型数控立式万能磨床，机床开设计两个不同的磨头主轴，四个伺服轴，主轴上下往复、工作台水平移动、工作台水平回转三轴联运。可完成对工件的外圆面、内圆面、外锥面、内锥面、外曲面、内曲面等多个表面的复合磨削，可实现批量柔性化生产；为了实现高精度磨削，提高机床的动态刚性我们采用了全封闭式静压导轨、静压转台、双伺服驱动进给；直线、圆弧插补修整砂轮；配备光栅尺反馈系统。从而保证磨削表面粗糙度值≤Ra0.2；尺寸散差：±0.015mm；沟道与基准面的位置差：±0.005mm；沟道对基准的平衡差：0.007mm；小端面平度：0.002mm。
高精度新型切入式双端面麻床，机床采用国际先进磨床技术，磨削过程中工件处于一个固定位置，两个砂轮磨头从工件的两个端面方向向工件移动进行“切入式磨削”；一个工件磨削完毕，两砂轮退出，工件退出后进入下一个工件加工周期。和传统的两个砂轮位置相对固定；轴承套圈移动的“通过式磨削”相比。切入式磨削这种新型的磨削方式解决了以前“通过式双端面磨削”的端面局部烧伤问题；同时提高了两个端面的平行差精度，由以往的≤5h提高到≤1h。
多功能新型数控立式超精研机，一般的超精机只有超精单一表面的功能；本机型的开发主要解决“一机多能”的问题。在这一台机床上可以完成内圈滚道超精、内圈挡边超精、外圈滚道超精和外圈外径抛光四种功能。主要进给运动内圈滚道超精往复、外圈滚道超精往复、外圈外径抛光均由伺服电机+联轴器+滚珠丝杠驱动，运动精度高，调节方便快捷。适用于各类圆锥/圆柱滚子轴承外圈滚道、内圈滚道、内圈挡边超精及外圈外径砂带抛光。
高端数控机床发展趋势范文篇7
【关键词】机械齿轮；加工工艺；发展趋势
1.齿轮加工
1．1锻造制坯当前汽车齿轮的制造技术中，热模锻仍然是齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。近年来，楔横轧技术在轴类加工上得到了大范围推广。这项技术特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯，它不仅精度较高、后序加工余量小，而且生产效率高。
1．2正火这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削加工的硬度和为最终热处理做组织准备，以有效减少热处理变形。一般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大，使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以控制，造成硬度散差大，金相组织不均匀，直接影响金属切削加工和最终热处理，使得热变形大而无规律，零件质量无法控制。为此，采用等温正火工艺。实践证明，采用等温正火有效改变了一般正火的弊端，产品质量稳定可靠。
1．3车削加工为了满足高精度齿轮加工的定位要求，齿坯的加丁全部采用数控车床，使用机械夹紧不重磨车刀，实现了在一次装夹下孔径、端面及外径加T同步完成，既保证了内孔与端面的垂直度要求，又保证了大批量齿坯生产的尺寸离散小，从而提高了齿坯精度，确保了后序齿轮的加工质量。另外，数控车床加工的高效率还大大减少了设备数量，经济性好。
1．4滚、插齿加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机，虽然调整维护方便，但生产效率较低，若完成较大产能需要多机同时生产。随着涂层技术的发展，滚刀、捅刀刃磨后的再次涂镀非常方便地进行，经过涂镀的刀具能够明显地提高使用寿命，一般能提高90％以上，有效地减少了换刀次数和刃磨时间，效益显著。对于差动挂轮，进给，刀架角度等参数的合理凋整，能保证后续加工质量稳定。
1．5剃齿径向剃齿技术以其效率高、设计齿形和齿向的修形要求易于实现等优势被广泛应用于大批量汽车齿轮生产中。
1．6热处理汽车齿轮要求渗碳淬火，以保证其良好的力学性能。对于热处理后不冉进行磨齿加工的产品，稳定可靠的热处理设备是必不可少的。
1．7磨削加工主要是对经过热处理的齿轮内孔、端面、轴的外径等部分进行精加t，以提高尺寸精度和减小形位公差。齿轮加工采用节圆夹具定位夹紧，能有效保证齿部与安装基准的加工精度，获得满意的产品质量。
1．8修整这是变速器、驱动桥齿轮装配前对齿部进行磕碰毛刺的检查清理，以消除它们在装配后引起噪声异响；并且通过单对啮合听声音或在综合检查仪上观察啮合偏差来完成。
2.齿轮加工技术与装备的未来发展趋势
为适应齿轮加工行业对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求，制齿机床及制齿技术出现了以下发展趋势。
2．1数控化由于通过将机床的各运动轴进行CNC控制及部分轴间进行联动后，具有以下优点：1)增加了机床的功能，如滚削小锥度及鼓形齿轮等变得极为简单。2)缩短了传动链，同时采用半闭环或全闭环控制后，通过数控补偿可以提高各轴的定位精度和重复定位精度，从而提高了机床的加工精度及唧值，增加了机床的可靠性。3)换品种时，由于省去了计算及换分齿挂轮及差动挂轮、进给及主轴换挡的时间，插齿机还省去了换斜导轨的时间，从而减少了辅助加工时间，增加了机床的柔性。4)由于机械结构变得简单了，可以设计得更有利于提高机床的刚性及使热变形降到最底。5)各轴间没有机械联系，结构设计变得典型化，更利于实施模块化设计及制造。
2．2高速高效当前的齿轮加工制造中广泛应用齿轮加工机床，如滚齿机、插齿机及磨齿机的高速化主要是指机床拥有高的刀具主轴转速和高的工作台转速，它们是提高切削效率的主要指标。传统机械滚齿机的滚刀主轴速度通常最高为500r／rain，工作台转速最高为32r／min。随着齿轮加工刀具性能的提高，齿轮加工机床的高速、高效切削得到了飞速发展和成熟，齿轮滚齿切削速度由100m／min发展到500～600m／min，切削进给速度由3～4mm／r发展到20mm／r，这使滚齿机主轴的最高转速可达5500r／min，工作台最高转速可达800r/min，机床部件移动速度也高达10m／min；大功率主轴系统使机床可运用直径和长度均较大的砂轮进行磨削，有利于增加砂轮寿命，也有利于操作者选择最优的磨削参数来完成磨削加工。
2．3高精度齿轮的加工方法很多，如插齿、滚齿、剃齿、磨齿、研齿等。随着科技的发展，近年来由采用了高精度、具有预加负荷的高刚性直线导轨、滚珠丝杆、滚动轴承、电主轴、力矩电动机及数控技术，使高速加工条件下的齿轮加工机床精度得到保证并有所提高。电主轴精度一般为径向振摆0.002mm，轴向0.001mm,环形转矩伺服电动机定位精度达0.5''''，重复定位精度达0.01''''；直线运动轴的定位精度小于0.008mm，重复定位精度小于0.005mm．滚齿及插齿尽管为粗加工，但在高速切削的条件下仍能达到DIN6～7级精度，为其后的精加T丁序获得高精度提供了保证。
2．4绿色环保切削过程中应用切削液可提高刀具寿命，改善加工表面质量和利于排出切削热而不致引起机床的热变形。但是，在高速切削过程中切削液的飞溅和形成的油雾对生态环境，特别是操作者的健康特别有害，为此，通常是将加下区用护罩封闭起来，安装上油雾分离器，使排出的只是不含油的雾，而切削油则重新流回机床内循环利用。但这并不能从根本上解决环保问题，因为变质切削液的更换排放会严重污染环境，湿式齿轮加工中消耗的切削液及切削液附加装置的费用占加工成本的20％左右，采用高速干式切削能提高2—3倍以上的加下效率，刀具的使用寿命是湿式切削的2—5倍，因此，干式切削降低了单件齿轮的加工成本。高速干式切削既可减少切削液的消耗和冷却处理装备，又可避免对环境造成污染，还能提高生产效率，降低单件齿轮的制造成本。
2．5智能化数字化控制技术、传感器技术、信息技术和网络控制技术结合在一起，使数控齿轮加工机床的智能化水平更高。齿轮加机床要实现误差补偿、温度补偿、自动平衡、防撞功能、过载保护、有无T件自动识别、装夹工件是否正确、工件是否已加工过、对齿啮合、加工余量分配、刀具磨损、在线精密检测、自动修整砂轮、零编程界面、多功能加工软件、切削下艺专家系统、机器人在机床间搬运工件时的自动识别、远程控制、远程诊断等功能，虽然智能化是齿轮机床提高可靠性、安全性、稳定性、复杂零件加工、精密加T和实现无人化生产的基础，但还必将不断完善和提高。
高端数控机床发展趋势范文篇8
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。
1数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。
1.1高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA、日本的OSEC，中国的ONC等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数
控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际着名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些着名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“ITplaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
1.4重视新技术标准、规范的建立
1.4.1关于数控系统设计开发规范
如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
1.4.2关于数控标准
高端数控机床发展趋势范文篇9
【关键词】机械制造数控技术发展趋势
随着制造业的不断发展，传统的机械制造技术已经越来越不能满足现代制造业发展的要求。因此，需要利用现代数控技术的灵活性来增强机械制造业对外界元素的适应能力以及市场的变化情况，最大限度地应用在机械制造行业中，并将机械设备的功能以及效率、可靠性提高到一个全新的平台，以此来满足现代化市场的竞争需求，而不被社会所淘汰。
1数控技术及其特点
1.1数控技术概述
利用数字信息对机械加工以及运动过程所进行控制的技术称之为数控技术，其主要是把传统的机械制造技术、计算机技术、网络通信技术、光机电技术及传感检测技术结合在一起的现代制造业基础技术，因此，其具有高精准度、效率高、柔性自动化等特点。现阶段其主要是预先编制好程序，利用控制程序来实现对设备的控制功能，采用计算机进行控制。
1.2数控加工技术特点
通过简便的改变数控加工的工艺参数，给换批加工以及研制新产品带来了方便；通过实现一次装夹工件完成多道工序的加工，以此来确保加工精度，缩短了辅助时间；普通机床难以完成的复杂零件以及零件曲面形状的加工得到了高品质的完成；通过模块化标准工具的采用，不仅减少了换刀以及安装时间，还提高了工具标准化的程度以及工具的管理水平。
2数控技术在机械加工中的应用
2.1数控技术在机床上的应用
机械制造中的关键是机械设备，具备有控制能力的机床设备是现代的机电一体化产品的重要组成部分，同时也是现今社会对现代机械制造业的要求。数控机床是通过把计算机的控制装置运用到机床上，利用数控技术对机床的加工进行实施操控，计算机数控技术给机械制造业提供了良好的机床控制能力。其工作原理是以代码来实现机床控制的机电一体化产品，把刀具跟工件之间的位置、主轴变速以及刀具的选择、冷却泵的工作和停止等操作以及顺序动作数字码记录在控制介质上，通过发出的控制指令来控制机床的伺服系统或者是其他的一些执行元件，让机床最终能够自动地加工出所需要的零件。
2.2数控系统在工业生产上的应用
工业机器人跟传统的数控系统都是主要由控制单元以及驱动单元、执行机构所组成的。工业机器人一般被运用在机器设备的生产线上面，例如装配、焊接以及喷漆等方面，一些比较复杂恶劣的劳动环境下也会被运用到，利用它们来完成人类很难完成的工作，例如深水作业以及太空作业，通过人手或是手腕的动作模拟程序来完成构件的搬运以及抓取等动作，这在很大程度上改善了人们的劳动条件，大家的人身安全以及生产品质也得到了保障。
在汽车的批量装配以及喷漆或是安装大型的集装箱、搬运等方面，工业机器人起到了重要的作用。在实际操作过程中，控制单元一般都是由计算机系统组成，其就像是人类的中枢神经，通过写入内核的程序向驱动单元发出指令，指挥机器人完成预想的操作，并同时同步地检测执行动作，当出现错误或是发生鼓掌的时候，就由传感系统以及检测系统反馈到控制单元内，并发出报警信号做出相应的保护动作，执行结构主要是由伺服系统和机械构件组成，通过动力部分提供动力给执行结构，在驱动元件的作用下让执行结构完成规定的操作。
2.3数控技术在兵器工业机械中的应用
根据现阶段的兵器工业机械的具体情况，进行全面的投资并购买置办大量的数控加工机床等设施是一个不可能完成的任务，因此，就需要充分地利用好现有各种型号的加工机床。把普通的机床跟数控机床结合在一起，制定出加工精度等级。相比较于传统的普通机床，数控机床有着精加工精度高而且重复性良好、加工品质也比较稳定的优点，对于精度要求低的加工设备可以在普通机床上进行加工，对于精度要求高的加工设备可以在具有高精度的数控机床上进行加工。另外，兵器企业主要针对目前企业的主要装备都是普通机床，因此就需要充分利用现有的设备资源，建立在普通旧机床的基础上，根据相应的要求，在原有的机床上选择国产或是国外进口的数控系统进行数显以及数控的改造，让其通过数控改造能够成为一个全新概念的数控机床，最终能够达到投入最少的资金，方便操作，功能以及精度都有所提高，并能够满足机械加工的需求，适应日后逐渐复杂的制造过程，实现整体机床数控化的提高。
3数控技术的发展趋势及战略
3.1数控技术的发展趋势
3.1.1高速度高精度加工技术趋势
高效率和高质量是现代制造技术的发展关键。速度和精度是数控系统的两个重要技术指标，它直接关系到技工效率和产品质量，高速、高精度加工技术可以极大地提高现代制造业的效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争力。
3.1.2柔性化
柔性化包含两个方面，一方面是数控系统本身的柔性，数控系统采用了模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户要求。另一方面是群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
3.1.3开放化
数控系统开放化已经成为数控系统发展的趋势，因为传统的数控系统是一种专用封闭性数控系统存在兼容性差、技术升级困难的弊端。开放化数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，通过改变、增加或裁剪结构对象形成系列化，面向机床厂家和最终用户。
3.1.4多轴化
一机多能的数控系统可以最大限度地提高设备利用率，数控系统正向多轴多系统系列控制功能发展。多轴联动机工，零件在一台数控机床上一次装夹后，可进行自动换刀、旋转主轴头、旋转工作台等操作，完成多工序、多表面的复合加工，不仅光洁度高而且效率也大幅度提高。
3.1.5集成化
数控技术的集成化主要有几个方面。使用更新的IC器件，NC系统进行高密度立体安装，以减少占有空间和提高可靠性；使用光缆传递信号，减少铜缆；采用无缆连接，进一步减小NC系统内连接电缆数目。
3.1.6智能化、网络化
在数控技术上实时智能化正沿着自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等方面发展。而数控装备网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式的基础单元。
3.2数控技术发展战略
我国是一个制造大国，因此，在世界产业的转移中要不断地接受前端专业，而不是后端转移，为了防止我国制造业在新一轮的国际产业结构调整中成为“空芯”，就要紧紧抓住先进的制造核心技术。但是在实际的操作过程中，不能够以资源、环境以及市场作为代价来换取可能仅仅只是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而是应该注重制造业核心技术的开发和研究，力争用科技力量提升制造业技术力量水平。如果不能取得核心技术制造中心的位置，那么我国的现代制造业的发展进程将会受到严重的影响。要以我国的基本国情角度作为出发点，导向是国家的战略需求以及国民经济的市场需求，最终要以提高我国的制造装备业综合竞争能力以及产业化水平作为最终目标。利用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术，研究开发的内容要以能够支持产业化发展的支撑技术、配套技术为主，最终能够实现制造装备业飞跃性的发展。要强调以市场需求作为导向，通过整机的发展来带动数控产业的发展，重点解决数控系统以及相关功能部件的可靠性以及生产规模的问题。
4结语
在制造业的发展过程中，数控技术的发展对于提高其整体水平具有重要的影响。实现机械制造自动化的关键因素就是数控技术，国家工业的发展以及综合国力的提高将会受到其直接性的影响，现在用来衡量一个国家的技术水平以及战略地位的重要标准，就是以数控技术作为核心内容的机械设备的生产和应用水平。因此，广泛地使用数控技术于制造业，不论是从战略角度还是其发展策略，都是我国实现工业经济大国的必要措施，因此，需要大力倡导与发展。
参考文献：
[1]丛高祥，陈丽，李凯等.浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J].价值工程，2011，（03）：22-23.
高端数控机床发展趋势范文篇10
关键词：数控车床发展高速化高精度复合化
中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0117-01
车削类机床是应用最广泛的机床之一，伴随机床相关上游行业的发展，现代数控车削机床明显的呈现出高速度、高精度、复合化的特点。下面通过对马扎克、大隈等世界著名车床生产厂家产品分析，对高速度、高精度和复合化进行着重介绍。
1马扎克产品在国内市场具有良好的口碑和极大的市场销量
下面介绍马扎克车削类产品线型谱规划。
马扎克1000mm以下加工直径卧式车床主要分布有QTN（S）系列和ST（N）系列两个大系列，此外还有紧凑型，多主轴多刀塔等一些低端或高端配置。
（1）QTN系列加工直径范围280～580，属于高效、高精的新一代标准机型，可以选配动力刀塔、副主轴、Y轴等结构。QTS只有动力刀塔选配，属于机械参数与QTS相同，但控制系统配置略低。QTN系列的主要特点有以下几点。
①平床身斜床鞍结构，工艺性好。
②采用电主轴单元和动力刀塔，具备C轴，具有高效率的车削和铣削能力。
③各轴均采用直线导轨和滚珠丝杠驱动，加工装配简单，进给速度可达30m/min。
④整体外防护，简洁而不失厚重。
（2）ST系列加工直径范围620～910，属于高刚性、高效率的强力重切削机床，主要针对长型、大口径零部件加工。STN系列采用马扎克MAZATROLmatrixNEXUS数控系统，有动力刀塔配置形式。ST（N）系列的主要特点有以下几点。
①整机采用45°斜床身、15°床鞍的滑动导轨结构，刚性好，适合中大型零件的重切削加工。
②主轴配置形式多，可以配置最大530的主轴通孔。
③主轴输出扭矩大，最高达到6000nm左右。
④除上述产品外马扎克还扩展了如下低端和高端产品型号。
大隈车削机床市场仍可度高，其机床以刚性好著称。LBⅡ系列硬轨车床采用斜床身机构形式，主轴转速高，加工过表面质量达到0.8um，主轴有标准和高刚性两种配置形式，广泛使用于轴类盘类零件的加工。
2高速化
随着内置电机和直线电机技术、高速精密滚珠丝杠等的发展，现代机床高速化主要体现在主轴转速越来越高，移动速度越来越快两方面。上述厂家产品除了在低端配置和大型车床中使用交流伺服电机外，主流车床基本都采用电主轴结构形式。内置电机主轴没有中间传动结构，使得主轴转速比传统主轴转速高25%左右，同时输出恒功率转速比一般都达到4、甚至可达8，从而使一种主轴适用的工具直径范围更大，减少了机床的规格，使得传统的机床规格划分显得过细。另一方面机床的移动速度在采用滚动导轨时30m/min成为了行业标准配置，采用滑动导轨的移动速度也都在20～25m/min，森精机部分产品达到30m/min，而DMG公司采用直线电机后速度更达到60m/min。
3高精度
现代数控系统核心频率的提高使得纳米级以上控制成为主流，加工表面质量得到极大提高。上述厂家主流产品进给轴的定位精度、重复定位精度均稳定的保持在u级，工件真圆度达到u级以下，机床主轴动态性能非常出色。控制机床的热变形对加工精度的影响成为了各个厂家技术核心。目前控制热变形方式可归纳为如下：（1）机床热变形系统补偿技术。（2）液压站、油冷机、变压器等热阻隔（流通）。（3）丝杠、导轨、床身、主轴箱等的主动冷却等。（4）床身均衡变形控制等手段。
4复合化
现代车床为适用高效率生产要求，一次装夹完成尽量多的工序，配置动力刀塔，具备铣削能力已经成为主流，动力刀塔加C轴结构能够满足一般轴类件的铣削要求。复合化正在改变人们对传统继承划分认识。目前高端车床比较常见的复合化结构主要有配置双主轴、双刀塔、Y轴、增加B轴等。配置Y轴和B轴的车床有接近加工中心的铣削能力，同时能够应对复杂零件加工。马扎克的QTN系列，大隈的SPACETURNLB系列，森精机的NL系列，DMG的CTX系列等均实现同平台产品配置横向多样化发展，中村留在车床的复合化方面结构形式多样，规格齐全。
此外现代数控车床也更加注重自动化，绿色环保，智能化等。
5结论
为避免同质化竞争，保证适当利润，产品应以中端车削中心为核心主打产品，向下适当兼顾数控车削机床。在基本完成产品型谱开发后，具备主轴等关键零件加工能力后，进行机械主轴的自行开发和设计。
数控车削中心开发的技术核心是动力刀塔，动力刀塔的发展是车削中心必须突破的关键技术，同时动力刀塔也是车削中心的高利润点。可以在适当技术储备后进行开发。
车削电主轴的装配技术是车削中心的另一项关键技术。在突破动力刀塔和电主轴两项关键技术后再向多主轴多刀塔高复合化的车削机床发展。
参考文献
[1]K2011机床综合样本.
[2]ORISEIKINLseries车床样本.
高端数控机床发展趋势范文篇11
机床是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段，机械制造的工作母机，是装备制造业的基础设备，主要应用领域是船舶、工程机械、军工、农机、电力设备、铁路机车、汽车等行业。在船舶、工程机械等行业的产能扩张压力的推动之下，机床工业正迎来快速发展阶段。
就最近几年的发展情况看，在机床工业的下游产业中，船舶、工程机械、重型机械、军工是发展最快的行业，这些行业的企业在从产能闲置发展到满产超产的过程中，对机床设备的更新换代和小规模添置需求带动了机床工业稳定中速增长；当前各大造船公司、工程机械公司的产能利用率基本都在100％以上，尤其是造船行业，手持订单远超当前产能。生产任务已经排到了2011年，扩大产能已成为必然，扩产必须的生产设备尤其是机床设备的需求量将迎来加速增长，其他如汽车、电力设备的需求也将维持稳定增长。
二、各机械子行业交替推动机床工业发展。大型重型机床速度远快于中小型机床
机床是制造机器的机器，为汽车、船舶、军工、工程机械等各个装备制造产业提供装备，因此与宏观经济、特别是制造领域的固定资产投资密切相关。同时机床行业的直接下游是机械制造，因此机床行业与机械制造业的关系更为密切。机床工业给其下游多个机械制造子行业提品，因此不同时期，各装备制造子行业有繁荣，有衰退，而机床工业发展比其下游行业要相对稳健。在各个不同的经济发展阶段，各个子行业交替成为推动机床行业发展的主动力，机床行业将跟随发展最快的子行业增长。
在当前的经济发展阶段，船舶、工程机械，重型机械、石化生产设备等重型设备是发展最快和增长前景最为明确的下游行业，汽车工业虽然整体盈利水平增长跟不上产量增长，但产销量的增长还是比较明朗的，因此汽车工业对机床的需求仍将稳定增长。
重型工业发展是此轮中国经济繁荣的主要增长点，成为拉动我国经济的重要力量，中国目前正处于重型机械、重化工业发展阶段的中段，这一阶段还将持续很长时间，重型机械行业发展应该快于轻型、中型机械产品的发展，相对应地其所推动的大型、重型机床行业的发展速度将远快于中小型机床，因此我们更看好大型、重型机床行业的发展前景。
三、高精密机床壁垒很高
机床行业作为精密机械制造业，发展特点是循序渐进，逐步累积，产品性能很难在短时间内取得爆发式进展。如同其它制造业一样，基于亚洲国家的成本优势，近年来机床工业有向亚洲新兴国家转移的趋势，但这种趋势发展的速度比较缓慢，远远落后于其它类机械设备制造业，这主要也是因为机床工业技术和工艺提高的难度很高。当然我们认为这种转移的趋势不可逆转。
高精机床是先发优势明显的行业，技术与工艺非常严苛，每提高一步都需要很丰富的技术、工艺上的沉淀和艰苦的努力。对于后发的国家和企业来说很难弥补，这也是我国机床工业长期落后，贸易逆差居高不下的重要原因。这与我国其他行业特别是其他机械子行业发展突飞猛进，产品开始大规模出口的形势形成了鲜明对比。相对于其他机械行业来说，我国管理部门对机床行业的重视和扶持力度是相当大的，但是机床行业的逆差水平是所有机械类子行业中最高的，这充分说明了高精机床提高的难度。
正因为高精机床行业提高难度大，所以机床行业先进国家对本国机床企业保护的力度也比其他行业要大，西方国家对我国机床业不仅在技术上严格限制转让，而且基于政治原因在高精机床产品上也对我国实施限制和禁运。高精机床是当前为数不多的西方国家对我国采取限制和禁运措施的产品。
当然机床行业这种高壁垒特点确实给国内机床企业发展制造了障碍，但这也成为国内高精机床行业龙头企业的保护墙和后发企业的进入壁垒，龙头机床企业相对国内后发企业的技术优势会维持很长一段时期。
四、中国机床工业取得很大进步
机床是装备工业的基础，生产装备的装备，机床工业是关系国民经济、国防建设的基础工业和战略性产业，在发达国家无一不重视机床工业。我国机床工业经过多年艰苦努力，建立起较大的规模和较完整的体系，奠定了有利的技术基础，具备相当的竞争实力。整体上说，我国机床工业已跨入世界行列的第一方阵。2000年以来，世界机床工业由欧洲向亚洲新兴国家转移趋势，虽然缓慢但难以逆转。
“十五”以来，我国机床消费连创纪录，大陆市场机床消费总额(国内产品销售产值十进口额一出口额)和进口额已连续5年居世界第一，成为令全球瞩目的机床消费大国。2006年中国大陆市场机床消费额达131.1亿美元，同比增长约20％；机床进口72.4亿美元，同比增长11.55％，增幅比上年同期提高1.7个百分点。中国机床消费额占全球机床销售总额的比重已达到20％以上，为机床产业发展提供了难得的市场机遇。世界机床消费位列二、三、四名的日本约占15％，美国约占11.6％，德国约占10.6％。
作为一个世界上发挥重要作用的大国，我国必须从各个方面确保国家的独立自主地位。我国机床行业产品种类齐全，可生产品种已经超过3600种，基本已经无空白领域，大部分满足了我国装备制造业对机床的需求。
近年来，我国机床市场需求非常旺盛，2003年至2006年之间，销售收入增长率分别为21％、21％、17％，27％，而数控机床更是以50％以上的速度增长。机床工具行业整体销售收入连年以20％以上的复合增长率增长，从目前的情况来看，国内机床行业需求旺盛趋势还将延续。在技术含量较高的金属切削机床方面，机床产量连年上升，年复合增长率22％以上，数控金属切削机床产量上升幅度更快，数控金切机床比例稳步增长，2001年中国数控金切机床比例只有9％，到2007年上半年已经达到了20％。由于我国目前正处于工业化初期，很多金属加工产品要求的精度并不要求很高，加上我国劳动力成本低廉，因此低端普通机床仍然有一定的市场销路。
五、国产机床数控化率逐年提高
数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液)和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。
数控机床与普通机床相比有很多无可比拟优点：1、适合于复杂异形零件的加工；2、加工精度高；3、加工稳定可靠；4、高柔性，加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，5、高生产率；6、劳动条件好，机床自动化程度高，操作人员劳动强度大大降低，工作环境较好。
缺点是：1、投资大，使用费用高；2、生产准备工作复杂；3、维修困难，数控机床是典型的机电一体化产品，技术含量高，对维修人员的技术要求很高。欧洲、美国、日本的机床业都很重视数控化，目前欧美日的金属切削机床的产值数控化率均在80％以上，数量数控化率也在60％以上。
我国数控机床开发晚，起点低，前期发展缓慢。数控系统装置是数控机床的神经中枢，是长期阻碍中国数控领域发展的关键环节。“九五”以后国家有关部门明确发展以pc为平台的数控系统，通过“九五”的攻关，现在框架上已初步完成。解决了多坐标联动的技术难题。从过去的三坐标联动达到了最多可达入坐标联动，打破了国外对我国的技术“限制”。同时，我国国产数控系统已具备批量生产能力，市场品牌也在逐步树立，正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面。
经过多年的发展的我国数控机床已经取得了很大进步，远高于普通机床的发展速度，2002年国产数控金属切削机床24803台，06年达到了82024台，数量数控化率从9％提高到了20％，产值数控化率为44％。
但是总体来说我国数控金切机床还是相对比较落后，国内市场占有率低，基本依赖进口，这是导致我国金属加工、金属切削机床的贸易逆差连年上升的重要原因。我国数控金切机床消费对进口产品的依存度长期维持在70％以上，如何发展我国数控金切机床，是我国机床业界的重要任务，同时也是我国机床扩张和增长的重大机会。
六、对进口机床依存度仍然很高
长期以来我国机床工业取得了很大发展，但是相对于发达国家的机床工业我们仍然落后，主要在加工精度、稳定性、无故障时间上与国外产品有较大差距，而且数控化率偏低，虽然我国大陆机床主机的销售收入增长很快，但进口增长也很快，进出口逆差有逐年扩大趋势，只是在07年上半年，进出口逆差有稍稍缩小的迹象，总体而言，我国对进口机床的依存度较高，一直维持在50％以上。这其中，数控金切机床对国外产品的依存度很高是重要原因。我国数控金切机床对进口存度达到了70％，可以说基本依赖进口。
造成这种局面的主要原因是我国机床产品，尤其是高精机床和数控机床的性能、质量、稳定性落后，而且提高速度缓慢；另一个原因是国内对机床行业的保护力度还不到位。前些年为了吸引外资，对外商直接投资企业购买外国设备免税。近年来，政府已经对这些政策进行了修改，外商投资企业进口机床的免税条款已经废除，而且国内企业的固定资产投资购买国产设备可以抵税。这些措施有力地支持了国产机床业的发展。
当然我国机床行业对进口度高，也从侧面说明了机床行业提高的速度较慢，很难取得爆发性的飞跃，行业壁垒非常高，因此国内机床行业内的领先企业，在技术和产品性能上优势将保持很长一段时间，其他后来者很难在短时间内超越。同时对外依存度高也给予了我国机床行业较大的发展空间。
高端数控机床发展趋势范文篇12
【关键词】数控刀具；发展现状；高效切削
我国数控机床研究从1958年开始，起步比发达国家要晚，发展速度缓慢。数控技术和数控机床是制造业现代化的基础，是一个国家综合国力的重要体现。从改革开放以来，我国正处于制造技术快速发展的时期，数控机床的普及、先进制造技术的发展、制造业现代化步伐的加快对刀具行业提出了新的挑战。在中国机床工具工业协会的一分调研报告中，关于刀具的描述是这样的：“在调研中用户对国产数控刀具滞后现象反映相当强烈。国产数控刀具在寿命、可靠性等方面差距明显，无论在品种、性能和质量上都远远不能满足用户要求。由于国产刀具品种少、寿命低，严重影响数控机床效率的发挥。调研企业进口的数控机床，配用大量进口数控刀具，由于价格昂贵，用户不堪重负。”所以中国数控刀具的发展成了我们现在急需解决的重大问题。
一、中国目前对数控刀具的需求
数控刀具是国内对现代高效刀具的习惯称呼，它是现代数字化制造技术的一个有机组成部分。改革开放以来，我国经济得到了飞速的发展，同时制造业也兴隆起来，数字化制造技术也获得了快速的发展。20世纪末，我国金切机床年产量已达19万台，但其中数控机床仅1.4万台；当时，以新型硬质合金刀具为代表的现代高效刀具，亦仅占全部刀具产值的15%。进入新世纪以后，我国机床工具行业的发展速度大大加快，2007年，我国数控机床产量达到12.32万台，产值数控化率达到43.7%。与此相匹配的高效硬质合金刀具的比重，亦上升到全部刀具产值的40.3%。据统计，中国刀具需求在80亿元人民币以上，其中高精、高效、高可靠的现代刀具，如硬质合金和陶瓷等超硬刀具材料可转位刀具的消费额约15亿元人民币，其中80%～85%依赖进口，模具制造使用的刀具进口更是占到90%以上，加之模具企业对高精度、高效率、高可靠性、专用性刀具的需求越来越迫切，中国的高效刀具市场潜力巨大。
二、国内目前刀具行业的发展现状
由于我国机床工具行业对现代金属切削刀具与传统刀具的差别缺乏足够的认识，长期以来重主机、轻工具，在发展战略上数控刀具与数控机床的发展严重脱节，使我国工具技术的发展和行业水平与现代制造业的要求相去甚远。据2002年中国机械工业年鉴，工具行业29个重点骨干企业2002年完成工业销售产值14.3亿元（现行价，RMB，约等于Sandivik公司2002年投人研发费用的8.6%），共亏损3960.04万元（RMB）。从业职工平均人数3.26万人，人均销售产值4.38万元（RMB），职工人均年收入8626元。95%以上的国内工具企业的现状停留在传统的金属切削刀具制造水平上。2004年，我国共出口高速钢刀具19.39亿件，相当于日本全年高速钢刀具产量的25倍，每支均价0.2美元，只相当于日本同类高速钢刀具的1/20；而我国高效刀具的进口已经从2000年的8千万美元猛增到2004年的4亿美元。中国机床工具工业协会工具分会秘书长沈壮行日前再次提起这组数据，中国工具工业“低端混战、高端失守”的局面的确令人担忧。为什么中国的工具企业在全球“高精度、高效率、高可靠性和专用化”的大环境下依然能够抱着传统工具生产继续生存？中国工具工业到底是否能够赶上世界工具行业的发展，是我国现在刀具行业需要考虑的一个关键问题。
三、我国数控刀具与发达国家相比的差距
在发达国家，现代高效刀具已经取代传统标准刀具，成为发展主流。长期以来，标准化刀具是各国制造业使用的主流产品，硬质合金刀具已占全部刀具销售的70%以上。而直到上世纪末，我国在这一领域的发展还颇为缓慢。我国机床行业对现代切削刀具和传统刀具的差别认识不足，主要重主机、轻刀具，在发展战略上数控刀具与数控机床的发展严重脱节，使我国刀具技术的发展和行业水平与现代制造业不相称。为了缩小与工业发达国家的差距，我国刀具企业必须努力提高人员的素质、加快关键技术的开发应用、完善售后服务。提高人员素质：为满足刀具行业各个方面的需求，刀具企业要加强人才的培育，提高工作人员的素质是必要的、也是迫切需要的。鼓励员工提高技能、自主创新，进行小改小革，以提高工作质量和产品质量，促进刀具行业的发展。加快关键技术开发：我国刀具企业要加快新型刀具材料、涂层技术、多功能及专用刀具等的开发，要加快观念更新，把为用户提供成套切削加工技术、革新加工方法作为发展方向和服务的内容。打通原材料生产与刀具生产之间的障碍，拥有自己的刀具材料生产力量，有力、及时的支撑刀具业的进步。
四、我国数控刀具的发展方向
中国已经成为世界的制造业大国，也将成为世界的制造业强国，这是不可逆转的趋势。但是我国消费了全球工具材料的40%，可刀具销售收入，却只占全球的15%。所以我国刀具的发展需要加大力度。大致可以朝以下几个方向发展：（一）刀具质量与精度：（二）切削刀具的设计。
五、我国高效切削加工技术的发展
我国近年来发展的数控机床和现代高效刀具，基本上处于仿制阶段，或者说是仿创结合。虽然做出了高端产品，但其发展仍处于初级阶段，不能和具备自主创新能力的高级阶段混为一谈。在高端产品发展方面，采用以仿为主，替代进口的方针，有利于加快发展速度，满足制造业的需求。但这种发展方式付出的代价是技术上完全依赖发达国家，失去了发展的主导权，永远跟在人家后面走。例如：现代高效刀具的基础制造技术主要有三大块：高水平的现代刀具材料、高水平的现代涂层技术和装备以及高水平的刀具专用数字化制造技术的装备。这三大块的高端技术，包括原材料、技术、工艺和装备，我们还完全依靠引进，离开了这些“洋拐棍”，高端产品是制造不出来的。由此可见，我们在回顾机床工具行业最近十年的快速发展历程时，既要充分肯定成绩，又要坚持实事求是，不要盲目高估我们已经达到的发展水平。要继续兢兢业业，埋头苦干，在发展中不断夯实基础，增强自主开发的能力，才能为现代制造业提供更好的服务。
六、总结
总体来说，中国制造业远没有做到像发达国家那样，把采用现代高效刀具作为提高加工效率、降低成本的重要手段。中国刀具技术的落后，不仅表现在生产方面，也表现在使用方面。最近三年，中国机床进口额和消费额均连续保持世界第一，但刀具消费却远远落在后面，我国数控机床大量应用于生产后，很多先进的数控机床，配不到先进的国产刀具，不得不配“洋刀”。中国工具工业几十年如一日的产品结构，在新的发展时期终于暴露出严重缺陷，拖了制造业现代化的后腿。所以我们国家数控刀具的发展是当前刻不容缓的事情。
参考文献：
[1]《数控刀具的应用》经纬股份公司榆次分公司精大件厂；梁宏伟
