國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢精選(九篇)

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第1篇：國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢范文

【關(guān)鍵詞】機械制造；數(shù)控技術(shù)；發(fā)展對策

21世紀機械制造全球化、市場競爭激烈化是機械制造企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)，而機械制造中廣泛應(yīng)用數(shù)控技術(shù)則能使企業(yè)在競爭中取得佳績。但我國機械制造中數(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、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。面對市場的競爭和新技術(shù)的挑戰(zhàn)，該如何認識機械制造中數(shù)控技術(shù)，如何看待它的發(fā)展趨勢，如何采取相應(yīng)的對策？

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

1.機械制造數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

機械制造中數(shù)控技術(shù)是通過計算機控制數(shù)字程序來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制，以達到優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱。

1.1數(shù)控裝備與技術(shù)的基本概況

近年來，我國相繼從德、美、法、日本等國引進先進的數(shù)控生產(chǎn)線，使我國制造業(yè)得到空前發(fā)展，主要應(yīng)用特點有：刀具材料以超硬刀具材料為主，如陶瓷、超細硬質(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)控機床加工發(fā)動機；傳動器關(guān)鍵零件，機床結(jié)構(gòu)沒計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，我國機械制造業(yè)還屬于工藝離散型制造業(yè)，雖然已引進加工中心、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)用仍處于初級階段。

1.2機械制造中數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢

目前，械制造業(yè)以現(xiàn)代高新技術(shù)的綜合利用為特點，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，機械制造中數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢主要有以下2個方面。

1.2.1數(shù)控技術(shù)性能發(fā)展新趨勢

（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式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取改善機床動態(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、輔助時間為主要目的的復(fù)合機械制造，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）實時智能化。

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

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

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

（1）數(shù)控裝備智能化。

本世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括：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)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

（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行速度；應(yīng)用先進封裝和互連技術(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、減少互連長度和數(shù)量來改進性能，提高系統(tǒng)的可靠性。

2.機械制造中數(shù)控技術(shù)發(fā)展應(yīng)對策略

先進數(shù)控技術(shù)是機械制造業(yè)快速發(fā)展的保證，直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。

我國機械制造中數(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)對策略和技術(shù)途徑探討機械制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)的對策。

2.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展總體應(yīng)對策略

通過對數(shù)控技術(shù)和機械制造業(yè)發(fā)展趨勢的分析和對我國數(shù)控領(lǐng)域存在問題的研究，筆者認為以科技創(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國情的應(yīng)對對策。

（1）以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)。

我國必須大力加強數(shù)控領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，逐步建立自己獨立的、先進的數(shù)控技術(shù)體系。在此基礎(chǔ)上大力發(fā)展符合國情的數(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)控機床整機的完整的產(chǎn)業(yè)體系。

（2）大力加強技術(shù)支持和服務(wù)。

數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床作為典型的高技術(shù)產(chǎn)品，對用戶的技術(shù)支持和服務(wù)足相當重要的。目前，我們可以利用先進的網(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)，將是推動我國數(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，選用高性能CPU作為系統(tǒng)的運算和控制核心，并盡量用軟件實現(xiàn)數(shù)控的所有功能。

（2）推進數(shù)控機床功能專業(yè)化。

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

3.結(jié)束語

本文闡述了機械制造中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及對策，并對我國機械制造中數(shù)控技術(shù)的發(fā)展途徑進行了探討。另外，我國正逐步融入全球化機械制造的序列中，隨著國外先進制造技術(shù)設(shè)備大量引進、國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項目等重大科技計劃，先進的數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)機械制造業(yè)將日趨實用與普及。 [科]

【參考文獻】

第2篇：國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢范文

關(guān)鍵詞： 數(shù)控機床 制造強國 發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)是先進制造技術(shù)中的一項核心技術(shù)，由數(shù)控機床組成的柔性化制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)機械加工裝備產(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、制造和應(yīng)用的水平在某種程度上代表了一個國家的制造業(yè)水平和競爭力。近年來，國內(nèi)機床設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展在市場需求旺盛的情況下，設(shè)備以滿足市場和用戶需求為主，在高性能加工的設(shè)備和技術(shù)上并沒有進行很好的研究和技術(shù)儲備，在市場趨于平穩(wěn)的時期，我國的機床工業(yè)勢必會更加缺乏競爭力。因此，國家將數(shù)控機床作為重點支持的產(chǎn)業(yè)項目，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。

“機床是裝備制造業(yè)的工作母機，實現(xiàn)裝備制造業(yè)的現(xiàn)代化，取決于我國的機床發(fā)展水平。振興裝備制造業(yè)，首先要振興機床工業(yè)，要大力發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控機床”。振興裝備制造業(yè)，機床工業(yè)需先行，這是一條經(jīng)濟發(fā)展的客觀規(guī)律。在國民經(jīng)濟快速發(fā)展的拉動和國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，中國機床工業(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。進入21世紀以來，隨著我國國民經(jīng)濟實力的快速增長，我國制造業(yè)在國際上的地位日益提高。目前，我國正處在工業(yè)化的中期階段，制造業(yè)仍然是國民經(jīng)濟的主體和支柱。但從總體上看，我國制造業(yè)與先進國家的差距還比較明顯。有人坦言：“無論今后科學技術(shù)怎樣進步，發(fā)展先進的制造業(yè)將是人類社會永恒的主題，制造業(yè)也將永遠是人類社會的‘首席產(chǎn)業(yè)’?！痹诋斀袷澜缟?，高度發(fā)達的制造業(yè)和先進的制造技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個國家綜合經(jīng)濟實力和科技水平的最重要標志。制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)是裝備制造業(yè)?，F(xiàn)在我國已是制造業(yè)大國，但并不是制造業(yè)強國。目前我國的裝備制造業(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，其中自動化、智能化制造則是裝備制造業(yè)中的主導(dǎo)技術(shù)，這對于高速、高精度、低消耗的產(chǎn)品制造來說尤為重要。

數(shù)控機床是近展起來的具有廣闊發(fā)展前景的新型自動化機床，是高度機電一體化的產(chǎn)品。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能精度和效率日趨提高，因此對加工機械產(chǎn)品零部件生產(chǎn)設(shè)備――機床也相應(yīng)提出了高性能高精度與高自動化的要求。大批量的產(chǎn)品，如汽車拖拉機與家用電器的零件，以及航空航天、內(nèi)燃機、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，國家對裝備制造業(yè)提出要求：變“制造大國”成為“制造強國”，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重點開發(fā)高檔數(shù)控機床，提升行業(yè)水平。自主開發(fā)高速精密臥式機床，研究其相關(guān)的設(shè)計和制造技術(shù)并取得突破，對國家在高端裝備領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和核心競爭力，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)對高速數(shù)控機床的需求也越來越多。2010年9月8日國務(wù)院召開常務(wù)會議審議并原則通過《國務(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產(chǎn)業(yè)作為重點領(lǐng)域?qū)⒓辛α考涌焱七M，國家將加強財稅金融等政策扶持力度。國務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)部部長馮飛預(yù)計，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)增加值比重可望達到20%以上。機床工業(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，無論在國內(nèi)還是全球范圍，行業(yè)格局變化都比較緩慢。機床本屬于機械行業(yè)，而機械行業(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%用于購買機械產(chǎn)品。設(shè)備工器具購置在固定資產(chǎn)投資中的比例保持在20％左右，并長期保持穩(wěn)定。因此在機床行業(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買裝備制造工具――機床。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，機床下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資增速遠快于全社會平均增速水平。數(shù)控機床的需求來自于下游的機械行業(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、工程機械、模具等高端裝備業(yè)崛起，行業(yè)產(chǎn)能高速擴張，繼續(xù)帶動數(shù)控機床消費的高速增長。羅百輝表示，2011年高端裝備自主創(chuàng)新勢頭將更為強勁，繼續(xù)帶動機械工業(yè)15%以上的增速。目前我國正處于重化工業(yè)化時期，這是超脫于經(jīng)濟短期波動、在近幾十年里對中國經(jīng)濟產(chǎn)生巨大影響的因素，對我國機械工業(yè)的發(fā)展也起著促進作用。它與長期向好的中國宏觀經(jīng)濟一樣，成為機械工業(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)濟強國轉(zhuǎn)變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎(chǔ)的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，構(gòu)成了對機床市場尤其是數(shù)控機床的巨大需求。中國已經(jīng)超過德國，成為世界第一大機床市場。數(shù)控機床已成為機床消費的主流。預(yù)計2015年數(shù)控機床消費將超過60億美元，臺數(shù)將超過10萬臺。數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是：①平臺數(shù)字化。②運行高速化。③加工高精化。④功能復(fù)合化。⑤控制智能化。⑥伺服驅(qū)動高性能控制。中高檔數(shù)控機床的比例會大幅增加，經(jīng)濟型數(shù)控機床的比例不會有太大變化，而非數(shù)控的普通機床的需求將會大幅度減少。

參考文獻：

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［3］李軍華，數(shù)控機床主傳動齒輪綜合嚙合剛度研究（碩士論文），2007.

［4］張利平主編.液壓氣動技術(shù)速查手冊.北京，化學工業(yè)出版社，2006.

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

［6］姜華.高速精密臥式加工中心開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)研究（博士論文），2007.

第3篇：國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢范文

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

數(shù)控機床（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、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數(shù)控機床。

一、數(shù)控機床的發(fā)展過程

數(shù)控機床是在機械制造技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，自上世紀50年代以來，世界數(shù)控機床主要經(jīng)歷了數(shù)控NC（Numerical Control）和計算機數(shù)控CNC（Computer Numerical Control）兩個階段六個年代。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，推動了數(shù)控系統(tǒng)的進一步發(fā)展。

2.計算機數(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，當首個采用小型計算機的CNC裝置在芝加哥展覽會上露面時，標志著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，受通用微機技術(shù)飛速發(fā)展的影響，數(shù)控系統(tǒng)正朝著以個人計算機（PC）為基礎(chǔ)，開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向進一步發(fā)展。

二、數(shù)控機械的特點

數(shù)控機床是機電一體化的典型產(chǎn)品，數(shù)控機床控制技術(shù)是集計算機及軟件技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)、液壓與氣動技術(shù)和精密機械等技術(shù)為一體的多學科交叉的綜合技術(shù)。

1.對加工對象的適應(yīng)性強，可加工復(fù)雜形狀的零件表面。

在同一臺數(shù)控機床上，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)控機床還能自動加工精密復(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)控機床控制的刀具和工作臺最小移動量達0.0001mm，而且數(shù)控系統(tǒng)可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數(shù)控機床達到很高的加工精度。此外，數(shù)控機床的制造精度高，其自動加工方式避免生產(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)控機床結(jié)構(gòu)剛性好，允許進行大切削量的強力切削，提高了數(shù)控機床的切削效率，節(jié)省了機動時間。因為數(shù)控機床的移動部件的空行程運動速度快，所以工件的裝夾時間、輔助時間比一般機床少。當在加工中心上進行加工時一臺機床實現(xiàn)了多道工序的連續(xù)加工，生產(chǎn)效率提高明顯。

4.自動化程度高，勞動強度低。

數(shù)控機床對零件的加工是按事先編好的程序自動完成的，數(shù)控機床自動化程度高，勞動人員不需要進行復(fù)雜的重復(fù)性手工操作，可大大減輕工人的勞動強度和緊張程度，提高加工效率。

三、數(shù)控機床控制技術(shù)的發(fā)展前景

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機床的發(fā)展越來越快，數(shù)控機床正朝著高性能、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，數(shù)控機床實現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠距離遙控。

2.高精度。

數(shù)控機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)控機床各軸運行速度將大大加快。

4.高柔性。

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

5.模塊化。

數(shù)控機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)控機床發(fā)展中存在的問題

我國近幾年數(shù)控機床雖然發(fā)展較快，但與國際先進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口。

經(jīng)過近二十多年的技術(shù)引進、消化、吸收和創(chuàng)新，中國數(shù)控機床行業(yè)的發(fā)展令人矚目，國產(chǎn)數(shù)控機床功能部件的生產(chǎn)已經(jīng)具備一定的規(guī)模。但是，據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會提供的數(shù)據(jù)來看，近年來我國一直是世界機床第一消費國和第一進口國。但是，機床行業(yè)迅速發(fā)展的背后，一個不能忽視的事實是，我國關(guān)鍵零部件生產(chǎn)依然受制于人，出現(xiàn)利潤不高、產(chǎn)品缺乏核心競爭力的局面。

2.產(chǎn)品水平不高。

首先，精度普遍不夠高，對于國產(chǎn)加工中心刀庫機械手、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)品達到歐洲標準的定位精度；其次，高精度、靜剛度主機結(jié)構(gòu)和整機性能開發(fā)有差距；再次，產(chǎn)品在主軸轉(zhuǎn)速、快移速度、換刀速度、加速度等機床性能指標上與國外有較大差距。

五、下一步努力方向

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

1.跟蹤國際水平，使數(shù)控機床向高效、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，縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場。

數(shù)控機床使用范圍越來越大，國內(nèi)國際市場容量越來越大，但競爭會加劇，只有緊跟先進技術(shù)進步的大方向，不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進水平。

參考文獻：

[1]王立平.關(guān)于國產(chǎn)數(shù)控機床發(fā)展的幾點思考，航空制造技術(shù)，2010（04）.

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

[3]楊冰.論我國數(shù)控技術(shù)當前存在的主要問題、發(fā)展趨勢及其對策，江蘇?建湖，科技經(jīng)濟市場，2006（11）.

第4篇：國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；改進；措施

如今，我國是世界上最大的數(shù)控機床設(shè)備消費市場，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2012年1～11月，我國數(shù)控機床進口額為42.09億美元。但是我國的機械制造業(yè)還不先進，數(shù)控機床設(shè)備在性能，可靠性，生產(chǎn)率和核心技術(shù)等方面與發(fā)達國家還有一段距離，特別一些數(shù)控機床的技術(shù)和零件還需要依賴于進口。國內(nèi)數(shù)控機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，因而我國數(shù)控機床設(shè)備亟需采取改進措施。

1.提高功能部件自主開發(fā)能力

在與發(fā)達國家多年的技術(shù)交流、引進和吸收，我國數(shù)控機床設(shè)備的發(fā)展有了明顯的改進。然而，我國關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)依然依賴于進口，這就產(chǎn)生了數(shù)控機床設(shè)備盈利低、缺乏競爭力的問題。針對這一現(xiàn)狀，提高數(shù)控機床關(guān)鍵零部件的自主開發(fā)能力是最基本的措施。為提高我國數(shù)控機床產(chǎn)品的自主開發(fā)能力，《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》設(shè)立了“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技專項。此專項以提高數(shù)控機床可靠性和產(chǎn)業(yè)化水平，提高國產(chǎn)功能部件性能為目標，為數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

2.加強核心技術(shù)的開發(fā)和研究

在數(shù)控機床設(shè)備改進中，數(shù)控系統(tǒng)是關(guān)鍵部分。一直以來，我國數(shù)控機床核心技術(shù)嚴重缺乏，90%需要從國外引進。國內(nèi)中、高端數(shù)控機床制造業(yè)，多數(shù)以組裝和制做為主，如在上海設(shè)廠的“機床巨頭”德國吉特邁機床集團，其核心技術(shù)都依賴于發(fā)達國家。數(shù)控機床核心技術(shù)的缺乏直接影響到我國的機床設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因而加強核心技術(shù)研發(fā)是發(fā)展數(shù)控機床的必要條件。首先，我國要不斷進行核心技術(shù)的研發(fā)，鼓勵科研機構(gòu)和企業(yè)機構(gòu)的自主開發(fā)。其次，學會在交流中吸收，在吸收中創(chuàng)造。例如，在機床零件配套和制作方面可以學習德國的先進技術(shù)，在數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)方面可以參考美國的最新理念，并在學習交流中創(chuàng)新并研發(fā)出屬于我國自身的核心技術(shù)。

3.注重創(chuàng)新能力平臺建設(shè)

所謂創(chuàng)新是競爭中取勝的根本，是行業(yè)發(fā)展的基本推動力。在數(shù)控機床設(shè)備的發(fā)展中，技術(shù)的創(chuàng)新性是設(shè)備滿足市場需要的關(guān)鍵。在國內(nèi)，許多企業(yè)忽略了數(shù)控機床技術(shù)創(chuàng)新的重要性，盲目跟隨國際技術(shù)潮流，沒有個性化的技術(shù)，這導(dǎo)致無法滿足市場的需求。因而，在面臨數(shù)控機床市場需求逐漸增加的情況下，企業(yè)應(yīng)該重視市場動向，提高創(chuàng)新能力。“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技專項提出注重“創(chuàng)新能力平臺建設(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)控機床技術(shù)才會有顯著的提高，才能在國際機床市場提供良好的競爭條件。

4.創(chuàng)造良好的工作環(huán)境

對于數(shù)控機床設(shè)備來說，穩(wěn)定性、可靠性是兩個重要的運行指標?，F(xiàn)實中，數(shù)控機床多數(shù)在較惡劣的電磁環(huán)境中使用。為了保證機床的正常運行，抗干擾度是非常必要的。解決電磁干擾的改進措施有：

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入設(shè)備中的噪音，以防止機床被噪聲污染，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.利用感性負載吸收噪聲。感性負載在斷電時會產(chǎn)生強烈的脈沖噪聲，影響設(shè)備的正常運行，感性負載可以采用并聯(lián)電阻、壓敏電阻、穩(wěn)壓管等吸收噪聲。

5.建立完善的管理機制

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

建立完善的管理機制，首先，要提高對操作者、維修人員、管理人員、檢驗人員等的管理和培訓(xùn)。例如，對于維修人員需要培養(yǎng)其專業(yè)的知識能力和分析判斷能力；檢驗人員要求能夠通過數(shù)控機床的組裝，參數(shù)調(diào)整等信息預(yù)測數(shù)控機床的生產(chǎn)質(zhì)量；操作者要求對機床的調(diào)整和在線操作熟練掌握；管理人員要具備專業(yè)的知識積累，了解數(shù)控機床設(shè)備的特點和過程控制。其次，要防止設(shè)備的超負荷運轉(zhuǎn)，合理分散設(shè)備的工作量，達到設(shè)備的合理工作。 另外，科學組織生產(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，及時維修設(shè)備的故障和處理問題。在數(shù)控機床工作時，設(shè)備出現(xiàn)故障是正常現(xiàn)象，那么及時處理才能避免問題越來越嚴重。

6.結(jié)語

數(shù)控機床是一門技術(shù)性強的應(yīng)用性工程，在工業(yè)制造方面有著舉足輕重的地位。隨著社會生產(chǎn)力和科學的不斷進步，數(shù)控機床在逐步改進的同時還存在許多的問題。為解決這一現(xiàn)象，在數(shù)控機床的改進中，要注重功能部件、核心技術(shù)、創(chuàng)新能力、工作環(huán)境和管理機制建設(shè)，才能真正實現(xiàn)數(shù)控機床進一步的改進。

參考文獻：

[1]陳虎；于德海；；數(shù)控技術(shù)全面支持高速復(fù)合機床精度的提升[J]；世界制造技術(shù)與裝備市場；2010

第5篇：國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢范文

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，同時也是最有效的載體是多軸數(shù)控加工中心，這個數(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床控制系統(tǒng)之中，由控制系統(tǒng)負責處理這些程序代碼，最后安裝伺服系統(tǒng)的指令完成控制機床各個部件協(xié)調(diào)的動作，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)控機床產(chǎn)業(yè)界來說，在世界范圍內(nèi)，美國、德國和日本等國家在復(fù)合加工機床、數(shù)控機床與工業(yè)機器人、并聯(lián)機床和數(shù)控加工刀具的結(jié)合方面的研究成果比較大。其中，德國的DS公司、意大利的COMAU等公司研發(fā)的平動機床，等都是當前世界上比較先進的并聯(lián)機床。

而對于中國的數(shù)控機床的發(fā)展來說，隨著改革開放經(jīng)濟的快速發(fā)展，也有了30多年的跌宕起伏的發(fā)展史，當前已經(jīng)進入到了成熟時期。在世紀之處的幾年例，中國金屬切削機床的產(chǎn)量的粘平均增長率達到了19%左右，而同時期的數(shù)控機床的產(chǎn)量更是比同期提高了33個百分點，由此可以看出，數(shù)控機床的增長速度要比金屬切削機床的增長速度快。

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

在1990年，中國的燕山大學研制出了中國的第一臺并聯(lián)機器人實驗樣機，而七年之后，東北大學研制出中國的第一臺平移自由度并聯(lián)機床樣機。一年之后，也就是在1998年，清華大學和天津大學共同研發(fā)出并聯(lián)機床VAMTIY。這些數(shù)控機床設(shè)備主要以提高加工的精度為主要的設(shè)計目標，同時也能夠應(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，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的當屬大型龍門式五軸聯(lián)動混聯(lián)機床。

三、多軸多刀數(shù)控機床的程序編制

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

手動編程。多軸多刀數(shù)據(jù)編程的缺點是顯而易見的，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、編程的耗時比較長等。不過，應(yīng)當注意的是，手動編程也具有程序短小、可修改性非常強和可用標準參考方程曲線等優(yōu)勢，比如拋物線、擺線等。該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導(dǎo)報》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)手動編程來完成的，比如圓周上鉆等。下面筆者將通過一個實例來介紹手動編程程序：

#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

自動編程。通過上文中的分析，我們知道手動編程具有容易出錯、不適用于復(fù)雜零件編程的缺點，而且編程的工作量也比較大，但是應(yīng)用了計算機技術(shù)的自動編程，由于具有編程速度快等優(yōu)勢，受到業(yè)界的廣泛歡迎。當前，越來越多的企業(yè)認識到，自動編程技術(shù)具有高精度、該效率等特點，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，中國國內(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平臺上。但是這些軟件的價格通常比較昂貴，因此在一定程度上限制了該技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的快速發(fā)展，我國的CAD/CAM技術(shù)取得了比較大的進步，比如高華CAD等，相比國外的技術(shù)軟件，這些軟件的價格相對來說比較便宜，因此符合我國的基本國情，從而占領(lǐng)了大年的大部分市場份額。由此我們也可以看出，我國在這方面的發(fā)展，無論從技術(shù)研究水平，還是從市場推廣方面來說，都與西方發(fā)達國家有著不小的差距。

國外的CAD/CAM技術(shù)軟件出現(xiàn)的時間比較早，而且研發(fā)和利用的時間相對來說比較長，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)的頂級差異，可高效仿真刀具和機床的運動。當前，這些公司的產(chǎn)品在我國已經(jīng)占領(lǐng)了一部分的市場份額。因此，無論從技術(shù)研發(fā)角度，還是從市場開發(fā)層面看，我國的CAD/CAM軟件的前景都不是特別的樂觀，特別是在五軸數(shù)控機床研究方面，中國的企業(yè)做的還不是很好，存在不少的問題和缺陷等。

自動仿真技術(shù)。數(shù)控加工生產(chǎn)中的仿真技術(shù)是利用計算機軟件來模擬數(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，通過計算機展示出來，從而為人們的判斷、驗證和控制加工過程提供合理的方法?，F(xiàn)階段，數(shù)控加工仿真技術(shù)主要包括兩個方面，一是幾何仿真技術(shù)，二是力學仿真技術(shù)。

當前，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。 多軸多刀數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：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)合幾何仿真與力學仿真技術(shù)的自動仿真技術(shù)。

第6篇：國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢范文

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

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)品增強市場競爭力；改進產(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；可以自動編程、減輕工人負擔等特點而廣泛應(yīng)用于裝備制造業(yè)。

1　我國數(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)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地，包括若干數(shù)控主機生產(chǎn)廠等，如州電機廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機生產(chǎn)等。

1.2　基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)　我國大部分技術(shù)已具備進行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，掌握了數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、專機及其配套件的基礎(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。國產(chǎn)中檔數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)市場占有率只有35%，而高檔數(shù)控系統(tǒng)95%以上依靠進口。功能部件國內(nèi)市場總體占有率約為30%，其中高檔功能部件市場占有率更低。臺灣地區(qū)品牌功能部件約占國內(nèi)市場的50%，其余20%為歐盟、日本等品牌產(chǎn)品。據(jù)國家海關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2010年我國進口數(shù)控系統(tǒng)金額達18.1億美元，機床附件（含功能部件和夾具）類產(chǎn)品達16.2億美元。

2.2　高檔數(shù)控機床關(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)控機床關(guān)鍵技術(shù)雖然已經(jīng)取得明顯進步，一批共性、基礎(chǔ)技術(shù)和新產(chǎn)品研發(fā)也有了新的進展，但與國際先進水平相比，還存在較大差距。有些關(guān)鍵技術(shù)，如：高速高精運動控制技術(shù)、動態(tài)綜合補償技術(shù)、多軸聯(lián)動和復(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、以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學研用相結(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爭力　當前國內(nèi)數(shù)控機床企業(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　我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1　高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢　為縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力，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)量是先進制造技術(shù)的主體。為此，國際生產(chǎn)工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一，日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一。

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，要對這些筋、壁進行加工，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”的方法來制造機翼，使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到提高，機身等大型零件來替代多個零件聯(lián)結(jié)方式拼裝，這些都對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入納米級（0.01μm），精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm。在可靠性方面，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，主要是為了實現(xiàn)高速、高精加工。

3.2　智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢　智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面，21世紀的數(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；如智能化的自動編程、智能化的人機界面等，為簡化編程、簡化操作方面的智能化；如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載、自動選定模型、自整定等，主要是為提高驅(qū)動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)一的運行平臺上，形成具有鮮明個性的名牌產(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)對象（數(shù)控功能），面向機床廠家和最終用戶，形成系列化，快速實現(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、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫等。

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)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，如日本山崎馬扎克（Mazak）公司的“CyberProduction　Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC）；日本大隈（Okuma）機床公司的“IT　plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場）；德國西門子（Siemens）公司的Open　Manufacturing　Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

3.3　5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展　采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于兩臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。

3.4　自動編程技術(shù)的應(yīng)用　數(shù)控自動編程技術(shù)受到廣泛關(guān)注，各國的專家學者都在潛心研究自動編程系統(tǒng)。數(shù)控加工是指在數(shù)控機床上按事先編制好的程序，對零件進行自動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、加工效率以及實現(xiàn)生產(chǎn)自動化最重要的一環(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編程，對于那些程序量大、軌跡計算復(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)的機械設(shè)計和制造方式發(fā)生了根本性的變化，產(chǎn)品的設(shè)計生產(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。特別是隨著計算機輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）技術(shù)的推廣和計算機數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，計算機輔助自動編程勢在必行。自動編程是用計算機代替編程人員完成編程工作，自動生成加工指令，解決一些人工編程難以解決的難題，充分利用計算機計算速度快而準的特點，可極大地提高編程的效率和準確率。

4　結(jié)束語

在今后的發(fā)展中，應(yīng)重點攻克數(shù)控系統(tǒng)、功能部件的核心關(guān)鍵技術(shù)，增強我國高檔數(shù)控機床和基礎(chǔ)制造裝備的自主創(chuàng)新能力，實現(xiàn)主機與數(shù)控系統(tǒng)、功能部件協(xié)同發(fā)展，重型、超重型裝備與精細裝備統(tǒng)籌部署，打造完整產(chǎn)業(yè)鏈。提高國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)市場占有率，提高數(shù)控機床主機的可靠性，滿足我國航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造等重點領(lǐng)域所需的高端裝備。

參考文獻：

[1]琚素英.我國數(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：國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢范文

[關(guān)鍵詞]直接驅(qū)動技術(shù)；電主軸；轉(zhuǎn)臺；雙擺頭；數(shù)控機床

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）14-0371-01

0 引言

目前，隨著汽車模具、消費電子、醫(yī)療器械等行業(yè)的不斷發(fā)展，對數(shù)控機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)控機床發(fā)展的必然趨勢。直接驅(qū)動技術(shù)以其響應(yīng)快、無傳動間隙、速度高等特點在數(shù)控機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，延長了刀具使用壽命，最重要的是提高了數(shù)控機床的平均無故障時間。

1 直接驅(qū)動技術(shù)

直接驅(qū)動技術(shù)是電動機直接與運動部件結(jié)合，取消了機械傳動的滾珠絲杠副、齒輪傳動、皮帶傳動等傳動方式，響應(yīng)快，大大減少了機械傳動中的傳動鏈誤差、零件磨損、反向間隙。直接驅(qū)動技術(shù)的典型應(yīng)用包括直線電動機和力矩電動機。

1.1 直線電動機

直線電動機可認為是將旋轉(zhuǎn)電動機軸向剖開，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)子組成的直線電動機。

1.2 力矩電動機

力矩電動機由定子與轉(zhuǎn)子組成，主要驅(qū)動回轉(zhuǎn)運動元件，外部連接有冷卻套，如圖2所示。力矩電動機具有低轉(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。

2 直接驅(qū)動技術(shù)在機床中的應(yīng)用

2.1 直線軸的應(yīng)用

在數(shù)控機床中，直線電動機主要用來驅(qū)動直線運動部件，如數(shù)控機床的直線軸X、Y、Z軸。

1）高速度。目前，由直線電動機驅(qū)動的直線軸快進速度可達200m/min

以上，而伺服電動機加滾珠絲杠的傳動方式快進速度小于60m/min，大多為20～30m/min。

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

3）定位精度高。減少機械傳動鏈，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0.1～0.01μm。由于運動部件的動態(tài)特性好，響應(yīng)靈敏，加上插補控制的精細化，可實現(xiàn)納米級控制。

4）長行程。采用絲杠傳動的數(shù)控機床，當長度大于6m時，絲杠由于自重的問題就會出現(xiàn)大撓度，再加上傳動熱會使絲杠變形更加嚴重。而采用直線電動機驅(qū)動，由于電動機與基礎(chǔ)件緊密結(jié)合，無懸垂現(xiàn)象，定子可無限加長，目前已有應(yīng)用長達40m以上。目前，國外的直線電動機廠家主要由德國西門子、美國的BALDOR、荷蘭TECNOTION公司等，國內(nèi)的主要廠家有深圳大族精密機電有限公司、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。數(shù)控機床采用電主軸可實現(xiàn)對工件的高效、高精加工，尤其在醫(yī)療、模具、消費電子等領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，電主軸的轉(zhuǎn)速達到40000r/min以上，典型的如沈陽機床的i5M1.1智能高速鉆攻中心，電主軸轉(zhuǎn)速為40000r/min，可實現(xiàn)對手機中框、按鍵、外殼等的高光加工。

目前，國外的電主軸廠家主要有瑞士ibag、意大利PS、德國GMN等，國內(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)用于消費電子行業(yè)的加工，產(chǎn)量較大。

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

具有結(jié)構(gòu)緊湊、無磨損、精度高、動態(tài)特性好、承載能力大等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于車銑復(fù)合加工中心上。目前，國外的力矩電動機轉(zhuǎn)臺廠家主要有德國的CyTec、意大利LCM、德國的peiseler等。國內(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)功能部件的樣機制造，部分已經(jīng)量產(chǎn)。典型的機床廠家有國外哈默的C62A/C軸直驅(qū)搖籃轉(zhuǎn)臺加工中心、德國德瑪吉NMV3000DCGB/C軸直驅(qū)立式五軸加工中心。國內(nèi)典型的廠家有沈陽機床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機直接驅(qū)動，具有高速、高精和更好的動態(tài)性能。結(jié)構(gòu)簡單、傳動鏈短、傳動精度高，傳動平穩(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。如加工客機龐大的機身、大直徑葉輪、葉片等要求效率和精度的零件。典型的機床應(yīng)用有意大利Breton的五軸聯(lián)動龍門加工中心TITAN系列（車銑復(fù)合），德國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。德國茲默曼Zimmermann公司的FZ100和3軸銑頭M3ABC成功地實現(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，力矩電動機還應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)刀架、動態(tài)刀庫、動力頭上等。

3 結(jié)論

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

參考文獻

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

第8篇：國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢范文

在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。特別是在通用微機數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(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、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(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行列，使我們在國際競爭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國情的發(fā)展道路。為此，本文從總體戰(zhàn)略和技術(shù)路線兩個層次及數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、數(shù)控整機等幾個具體方面探討了新世紀的發(fā)展途徑。

1總體戰(zhàn)略

制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，對21世紀我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。通過對數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的分析和對我國數(shù)控領(lǐng)域存在問題的研究，我們認為以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅持可持續(xù)發(fā)展道路將是一種符合我國國情的發(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，從引進消化到擁有自己獨立的自主版權(quán)，取得了相當大的進步。但回顧這幾十年的發(fā)展，可以看到我們在數(shù)控領(lǐng)域的進步主要還是按國外一些模式，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)控強手如林的今天和知識經(jīng)濟即將登上舞臺的新世紀，這一常規(guī)途徑就很難行通了。例如，在國外模擬伺服快過時時，我們開始搞模擬伺服，還沒等我們占穩(wěn)市場，技術(shù)上就已經(jīng)落后了；在國外將脈沖驅(qū)動的數(shù)字式伺服打入我國市場時，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規(guī)模；近來國外將數(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，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，按國外已有控制和驅(qū)動模式來開發(fā)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上難免要滯后，再加上國外公司在我國境內(nèi)設(shè)立研究所和生產(chǎn)廠，實行就地開發(fā)、就地生產(chǎn)和就地銷售，使我們的產(chǎn)品在性能價格比上已越來越無多大優(yōu)勢，因此要進一步擴大市場占有率，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真落實“科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的偉大論斷，大力加強數(shù)控領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，努力研究具有中國特色的實用的先進數(shù)控技術(shù)，逐步建立自己獨立的、先進的技術(shù)體系。在此基礎(chǔ)上大力發(fā)展符合中國國情的數(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)控機床整機的完整的產(chǎn)業(yè)體系。這樣，才不會被國外牽著鼻子，永遠受別人的制約，才有可能用先進、實用的數(shù)控產(chǎn)品去收復(fù)國內(nèi)市場，打開國際市場，使中國的數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)在21世紀走在世界的前列。

1.2在商品化上狠下工夫

近幾年我國數(shù)控產(chǎn)品雖然發(fā)展很快，但真正在市場上站住腳的卻不多。就數(shù)控系統(tǒng)而言，國產(chǎn)貨仍未真正被廣大機床廠所接受，因此出現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)用于舊機床改造的例子較多，而裝備新機床的卻很少，機床廠出產(chǎn)的國產(chǎn)數(shù)控機床大多數(shù)用的都是國外的系統(tǒng)。這當然不是說舊機床的數(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)與國外相比還存在相當大的差距。

影響數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機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（如多少通道、多少軸聯(lián)動、每分鐘多少米的進給速度等等），而對影響實用性的一些指標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、實用性方面花的精力相對較少。從而出現(xiàn)某些產(chǎn)品鑒定時的水平都很高，甚至也獲各種大獎。但這些高指標、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，打不開市場。這說明，高指標、高性能的樣機型的產(chǎn)品離用戶真正需要的實用、可靠的商品是有相當大的距離的，將一個高指標、高性能的產(chǎn)品變?yōu)橐粋€有市場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)部門對這些問題掌握得不透，就難以將產(chǎn)品設(shè)計得很完善。而且數(shù)控產(chǎn)品的某些問題在開發(fā)、試用，甚至鑒定時都難以發(fā)現(xiàn)。這就造成，同樣型號的數(shù)控機床在有的用戶那兒運行得很好，而在別的用戶那兒卻表現(xiàn)欠佳?；蛘咄瑯有吞柕臄?shù)控機床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件時卻不盡人意。出現(xiàn)這種情況，有時是用戶操作人員的水平問題，但有時就是數(shù)控產(chǎn)品本身潛在問題的暴露。為解決這一問題，國外一些公司設(shè)立了專門機構(gòu)來測試考驗自己的產(chǎn)品，如為考驗新開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，廠家自己設(shè)計和從生產(chǎn)實際中收集了大量零件程序，讓數(shù)控系統(tǒng)運行各種各樣的程序，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)過這樣的測試考驗過程后，數(shù)控系統(tǒng)的潛在問題就大為減少。以往，我們的產(chǎn)品就很少進行這樣嚴格的全面的自我測試考驗。好些問題要等到用戶去給我們挑出來。這樣，即使一個小問題也將嚴重影響國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品的聲譽。

因此，我們應(yīng)充分重視上述問題，在商品化上切實狠下工夫，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)品變成真正有市場的好商品。

1.3將管理和營銷作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點

經(jīng)過20來年市場風雨的沖擊，國人已越來越認識到，技術(shù)固然重要，但在市場經(jīng)濟的環(huán)境下，要在激烈的全球競爭中獲勝，管理和營銷就顯得更為重要。例如，我國臺灣生產(chǎn)的數(shù)控機床不但占領(lǐng)了大陸市場的相當大的份額，而且還打進了美國市場。是臺灣數(shù)控機床的技術(shù)和質(zhì)量超過美國了嗎？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)品營銷上下了工夫。而我們長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)營管理、市場開拓、產(chǎn)品營銷等方面的工作，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］。國內(nèi)外的經(jīng)驗說明，數(shù)控產(chǎn)品的競爭力不僅取決于技術(shù)，更取決于經(jīng)營管理能力和營銷能力。

因此，從現(xiàn)在起我們應(yīng)將管理和營銷作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點，真正擺脫計劃經(jīng)濟時代所遺留下來的思維方式和工作習慣的束縛，建立適應(yīng)市場的高效、靈敏的運行機制和有效的激勵機制。通過這種機制，一方面切實加強企業(yè)管理，激發(fā)企業(yè)負責人和廣大職工的負責精神、創(chuàng)造精神和獻身精神，努力提高產(chǎn)品的競爭能力；另一方面充分調(diào)動企業(yè)內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)外一切積極因素，大力加強市場開拓力度，奮力打通營銷渠道。可以堅信，有過硬競爭力的產(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競爭中取得勝利。

1.4大力加強技術(shù)支持和服務(wù)

數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床作為典型的高技術(shù)產(chǎn)品，對用戶的技術(shù)支持和服務(wù)是相當重要的。以前國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品喪失信譽的原因，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)將對用戶的技術(shù)支持和服務(wù)當成重要的日常工作來抓，使我們在市場上向縱深挺進時，有一個強大后方。因此，為了取得數(shù)控產(chǎn)品市場競爭的全面勝利，必須建立以技術(shù)支持和服務(wù)為核心的強大后方。當然，為贏得主動，后方也須主動出擊。目前，利用先進的信息技術(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堅持可持續(xù)發(fā)展道路

可持續(xù)發(fā)展是下一世紀企業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)要有大的發(fā)展也必須堅持走可持續(xù)發(fā)展的道路。綠色是實現(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)大力加強綠色數(shù)控產(chǎn)品的開發(fā)，加速促進數(shù)控產(chǎn)品、數(shù)控產(chǎn)業(yè)以及整個制造業(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)控機床的鑄件結(jié)構(gòu)，消除鑄造對環(huán)境的污染；將數(shù)控機床主軸的以油氣、噴油等取代油霧，減少對生產(chǎn)環(huán)境的污染；在精密數(shù)控機床及其運行環(huán)境的溫度控制中取消氟利昂制冷的恒溫技術(shù)；以電傳動代替機械傳動，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)動代替感應(yīng)驅(qū)動，提高效率和功率因數(shù)，節(jié)約能源；以電傳動代替機械傳動，提高效率，減少能源消耗。③加強用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機床。這既符合運用信息技術(shù)和自動化技術(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)展的目標得以實現(xiàn)，又可取得巨大的經(jīng)濟效益。我國擁有普通機床數(shù)百萬臺，加強用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機床將成為下世紀我國數(shù)控領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。④大力發(fā)展綠色數(shù)控機床。綠色數(shù)控機床應(yīng)是材料消耗少、能耗低、無污染，壽命長且便于拆卸回收的新型機床。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)控機床的一條途徑，這是因為并聯(lián)結(jié)構(gòu)機床消耗的金屬材料僅為常規(guī)串聯(lián)結(jié)構(gòu)機床的幾分之一，其加工量也比常規(guī)機床大幅度減少，特別是消除了大型結(jié)構(gòu)件的鑄造，這將顯著降低機床制造過程中的能源消耗和對環(huán)境的污染。此外，并聯(lián)結(jié)構(gòu)機床有利于采用電傳動，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。

國際標準化組織制定了ISO14000環(huán)境管理標準，全球環(huán)境問題“法律化”的趨勢正在進一步發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展將成為企業(yè)通向國際市場的通行證［2］。因此，我們的數(shù)控產(chǎn)品要在下一世紀走向國際市場，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)展具有中國特色的新型數(shù)控系統(tǒng)，將是推動數(shù)控產(chǎn)業(yè)化進程的有效技術(shù)途徑。

實踐證明，10年來我們所走的PC數(shù)控道路是完全正確的。PC機（包括工業(yè)PC）產(chǎn)量大、價格便宜，技術(shù)進步和性能提高很快，且可靠性高（工業(yè)PC主機的MTBF已達30年［3］）。因此，以其作為數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件平臺不但可以大幅度提高數(shù)控系統(tǒng)的性能價格比，而且還可充分利用通用微機已有軟硬件資源和分享計算機領(lǐng)域的最新成果，如大容量存儲器、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，以通用微機作為數(shù)控平臺還可獲得快速的技術(shù)進步，當PC機升級換代時，數(shù)控系統(tǒng)也可相應(yīng)升級換代，從而長期保持技術(shù)上的優(yōu)勢，在競爭中立于不敗之地。

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，近期難以被國內(nèi)廣大用戶所接受。我們認為，上述結(jié)構(gòu)并不是符合中國國情的最好方案，適合中國國情的應(yīng)是將所有數(shù)控功能全軟件化的集成式結(jié)構(gòu)，因為這種結(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)驗表明，可靠性好壞是國產(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可靠性造成最大的威脅。以往，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在總體設(shè)計時由于種種原因的限制，不得不選用技術(shù)指標不太高的普通CPU，這樣，為完成數(shù)控的復(fù)雜功能往往需要由多個CPU來組成系統(tǒng)，有時還需另加一些專用或通用硬件電路來實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的一些高實時（如細插補、位置伺服控制等），從而造成系統(tǒng)硬件規(guī)模龐大。對于數(shù)控系統(tǒng)這種批量不大的產(chǎn)品，在國內(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，因而使得國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場的表現(xiàn)不佳，對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的形象和聲譽造成嚴重影響，使得不少用戶現(xiàn)在還心有余悸。

因此，我們在開發(fā)新型數(shù)控系統(tǒng)時，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)的運算和控制核心，并盡量用軟件來實現(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、電源設(shè)計、接插件設(shè)計與選用、接地與屏蔽設(shè)計和施工等方面采用強抗擾高可靠性設(shè)計與制造技術(shù)，從而全面提高系統(tǒng)的可靠性。

由于一個新型高性能CPU可以代替數(shù)十個普通CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平臺上不僅可以完成數(shù)控系統(tǒng)的基本功能（如信息處理、刀補計算、插補計算、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)模將達到最小化，整個數(shù)控系統(tǒng)除一個PC平臺外，剩下的只有驅(qū)動機床運動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，同時還可顯著降低系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)（包括電機）售價將可降至現(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)將具有極強的競爭力，有望為開創(chuàng)中國數(shù)控的新局面作出貢獻。

此外，集成化PC數(shù)控系統(tǒng)還有一大優(yōu)點，就是容易實現(xiàn)開放式結(jié)構(gòu)。這是因為，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，只要制定好標準和協(xié)議，從信息處理、軌跡插補、加減速控制、開關(guān)量控制到伺服控制都可以實現(xiàn)開放，從而可大大方便用戶的使用。

2.2推進數(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，如何實現(xiàn)數(shù)控機床的模塊化設(shè)計與制造便是我國機床制造企業(yè)快速響應(yīng)市場需求，在競爭中獲勝的另一關(guān)鍵。要實現(xiàn)數(shù)控機床的模塊化設(shè)計制造，必須解決數(shù)控機床功能部件的專業(yè)化生產(chǎn)問題。目前我國在這方面離實際需求還有相當大的差距。因此，在今后的若干年內(nèi)，我們必須大力促進數(shù)控機床功能部件的開發(fā)和專業(yè)化生產(chǎn)。其要點如下：

(1)新型永磁電主軸單元電主軸已成為國際市場上最熱門的數(shù)控機床功能部件。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)熱嚴重，直接影響主軸精度；②低速出力小且轉(zhuǎn)矩脈動大，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，利用我國稀土永磁材料的優(yōu)勢，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，形成具有中國特色的新一代電主軸產(chǎn)品。由于永磁電主軸的機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)都較感應(yīng)異步型電主軸簡單，因此易于進行專業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。當然，這還要攻克主軸支承（陶瓷軸承、流體動靜壓軸承、磁懸浮軸承）技術(shù)、高精度高速動平衡技術(shù)、高速驅(qū)動、檢測與控制技術(shù)、高可靠性安全保證技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

(2)廉價的高性能伺服系統(tǒng)目前，一套進給交流伺服系統(tǒng)（驅(qū)動器+電機）的價格一般都在萬元以上，主軸伺服系統(tǒng)的價格高達數(shù)萬元，已成為降低國產(chǎn)數(shù)控機床成本的一大障礙。因此，應(yīng)配合新型集成化國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，大力開發(fā)廉價的高性能內(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和功率接口，充分利用我國的永磁資源優(yōu)勢，通過專業(yè)化生產(chǎn)可以把電機的造價降下來，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)裝式進給伺服的價格控制在數(shù)千元以內(nèi)，將內(nèi)裝式主軸伺服的價格控制在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)是下一世紀數(shù)控機床不可缺少的功能部件，目前我國還沒有成熟產(chǎn)品，因此應(yīng)加強研究、開發(fā)和推廣應(yīng)用?？紤]到常規(guī)機床的防磁問題較難解決，而并聯(lián)機床的防磁相對容易，因此可為常規(guī)結(jié)構(gòu)機床開發(fā)感應(yīng)異步型直線電機，為并聯(lián)結(jié)構(gòu)機床開發(fā)永磁同步型直線電機，從而揚長避短，構(gòu)成符合實際應(yīng)用要求的新型高速高精度進給系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，可進一步開發(fā)將驅(qū)動與支承合二為一的磁懸浮工作臺。

(4)零傳動數(shù)控轉(zhuǎn)臺與擺頭數(shù)控轉(zhuǎn)臺與擺頭是多坐標數(shù)控機床的關(guān)鍵部件，傳統(tǒng)的采用高精度蝸桿蝸輪等傳動的轉(zhuǎn)臺與擺頭不僅制造難度大、成本高，而且難以達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（無機械傳動鏈）數(shù)控轉(zhuǎn)臺和擺頭，以促進我國高速高精度多坐標數(shù)控機床的發(fā)展。

(5)高速高精度檢測裝置高速高精度是下世紀數(shù)控機床發(fā)展的主題，這不但需要高性能的控制和驅(qū)動，同時還需要高品質(zhì)的檢測環(huán)節(jié)，因此應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，進一步開發(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)國外對我國是封鎖的。

2.3加速數(shù)控機床的全國產(chǎn)化，打好市場翻身仗

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

(1)大力發(fā)展低價位數(shù)控機床低價位機床是功能滿足用戶要求(無功能浪費)、技術(shù)指標適中、可靠性好、價格便宜的普及型數(shù)控機床。這類機床已成為國際市場上數(shù)控機床的發(fā)展趨勢之一，也是國內(nèi)眾多用戶渴求的產(chǎn)品，其市場前景相當廣闊。然而，如果采用國外數(shù)控系統(tǒng)（包括伺服）按照傳統(tǒng)思路來發(fā)展低價位機床，是很難將價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產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)來發(fā)展高性能的低價位數(shù)控機床，將是一條最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此構(gòu)成的全國產(chǎn)普及型數(shù)控車床的售價完全可以控制在10萬元以內(nèi)，三坐標數(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。此價位的國產(chǎn)數(shù)控機床將是具有較強競爭力的。

(2)加速開發(fā)高速高效數(shù)控機床高速高效是數(shù)控機床發(fā)展的另一大潮流。發(fā)展高速高效數(shù)控機床的技術(shù)途徑可有以下幾條：①通過提高切削速度和進給速度，從而達到成倍提高生產(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)，有效縮短搬運和裝夾時間。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實現(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)控機床開發(fā)智能尋位加工功能，消除對精密夾具和人工找正的依賴，有效縮短單件小批加工的準備時間。

在我國現(xiàn)實條件下如果沿用傳統(tǒng)思路是難以實現(xiàn)上述途徑的，因此，必須立足國情，結(jié)合實際勇于創(chuàng)新，大膽探索新的道路。考慮到常規(guī)數(shù)控機床在總體結(jié)構(gòu)上基本上采用工件和刀具沿各自導(dǎo)軌共同運動的方案，一方面由于機床傳動環(huán)節(jié)剛性不足和導(dǎo)軌中的摩擦阻力較大，使運動部件難以獲得高的進給速度；另一方面由于工件、夾具和工作臺的總質(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)國產(chǎn)高速高效數(shù)控機床時，可采用工件固定，以直線電機組成并聯(lián)短鏈直接驅(qū)動主軸和刀具運動、將高速高精度傳動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)控機床不但速度高、剛度高，如果在傳動與控制上處理得當，可以達到比常規(guī)機床更高的加工精度和加工質(zhì)量，而且具有機械結(jié)構(gòu)簡單，零部件通用化、標準化程度高，制造成本低，易于經(jīng)濟化批量生產(chǎn)等顯著優(yōu)點。因此，沿此思路發(fā)展高速高效數(shù)控機床將是一條符合國情、易于取得成功的道路。

(3)突破重型數(shù)控機床的設(shè)計制造技術(shù)重型數(shù)控機床（特別是多坐標重型數(shù)控機床）是國民經(jīng)濟和國防生產(chǎn)中的重大關(guān)鍵設(shè)備，屬于戰(zhàn)略物資，真正先進的重型數(shù)控機床國外是不可能賣給我們的，因此，在我國下世紀數(shù)控產(chǎn)品的發(fā)展中必須依靠自己的力量進行解決。發(fā)展重型數(shù)控機床必須有過硬的基礎(chǔ)，我們在數(shù)控機床國產(chǎn)化的進程中應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗，加強基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)研究，充分發(fā)揮我國產(chǎn)學研相結(jié)合的優(yōu)勢，各部門通力合作、共同努力，爭取在下世紀初取得突破性進展。

目前，在發(fā)展重型數(shù)控機床中除需加強基礎(chǔ)理論研究外，還應(yīng)加強其關(guān)鍵技術(shù)研究。例如，重型機床的控制就是需要加以特殊解決的關(guān)鍵問題。因重型機床加工的工件特別昂貴不允許報廢，為了確保機床工作可靠，在數(shù)控系統(tǒng)中可采用雙（或多）CPU冗余工作方案，以確保運算和控制的絕對正確，并在出現(xiàn)故障時自動診斷、自動修復(fù)或自動替補，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，可對另一組電池進行充電，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)電壓波動厲害、干擾嚴重對數(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)控機床的驅(qū)動也是一大關(guān)鍵問題。當行程長度超過5m，普通滾珠絲桿就難以勝任大負荷的傳動，因此目前一般采用預(yù)加負載的雙齒輪-齒條機構(gòu)、靜壓蝸桿-蝸母條機構(gòu)、四足（或雙足）爬行進給機構(gòu)等來實現(xiàn)長行程傳動。但這些方案存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、速度和加速度低、動態(tài)性能差、難以達到高精度、維護保養(yǎng)復(fù)雜等問題。為此可發(fā)展陣列式高效直線電機直接驅(qū)動技術(shù)和空間并聯(lián)機構(gòu)驅(qū)動技術(shù)，以新的途徑來解決重型數(shù)控機床的高速、高精度驅(qū)動問題。除此之外，機床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、長行程精密檢測、重力變形補償、切削力變形補償、熱變形補償?shù)纫彩侵匦蛿?shù)控機床中必須解決的關(guān)鍵問題，必須予以充分重視。

3結(jié)語

制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國際接軌的發(fā)展道路，對21世紀我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。本文在對數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的分析，對我國數(shù)控領(lǐng)域存在的問題進行研究的基礎(chǔ)上，對21世紀我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展途徑進行了探討，提出了以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅持可持續(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)控機床整機等的具體技術(shù)途徑。

我們衷心希望，我國科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作，把握好知識經(jīng)濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球化帶來的嚴峻挑戰(zhàn)，為在21世紀使我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國經(jīng)濟繼續(xù)保持強勁的發(fā)展勢頭而共同努力奮斗！

作者簡介

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

參考文獻

1楊皖蘇，嚴鴻和.機械科學與技術(shù),1997，26(4):1～6

第9篇：國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展趨勢范文

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

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

一、機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程

“機電一體化”這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當時及70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將“機電一體化技術(shù)”與“機械電子學”并用，近年來“機電一體化”更流行使用。

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

信息技術(shù)驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機電一體化的系統(tǒng)設(shè)計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計和控制的實施日顯重要。此外，光學也進入了機電一體化，產(chǎn)生了“光機電一體化”的新領(lǐng)域。

進入90年代，通信技術(shù)進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡(luò)化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，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)集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進入了21世紀。

二、典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

（一）數(shù)控機床

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

1．高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機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；在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度，由過去一般機床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達15G；直線電機在機床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機。

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

數(shù)控中兩軸以上插補技術(shù)大大提高，納米級插補使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達到1u的圓度，插補前多程序預(yù)讀，大大提高了插補質(zhì)量，并可進行自動拐角處理等。

3．復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機床大量出現(xiàn)。如5軸5面體復(fù)合加工機床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機床，串并聯(lián)絞鏈機床等，采用特殊機械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運算方式，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)深孔時大大提高效率。加工剛件切削速度能達1000m/min，加工鋁件能達5000m/min。

5．數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理。數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機床開動率、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，計算機集成制造、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)控機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。

（二）自動機與自動生產(chǎn)線

在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備，是當前機電一體化技術(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；郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動機或生產(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，人機界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達到或超過發(fā)達國家上一世紀80年代后期的水平。使用這些自動機和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機技術(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、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。專家預(yù)測，機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：

（一）光機電一體化方向

一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（下轉(zhuǎn)第80頁）（上接第81頁）（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學技術(shù)，利用光學技術(shù)的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統(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”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“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”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)的故障而影響整個系統(tǒng)。

（三）智能化方向

今后的機電一體化產(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

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

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)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要再區(qū)分機械部分和控制器部分了。那時，機械和電子完全可以“融合”機體，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。這種微型化是機電一體化的重要發(fā)展方向。

參考文獻