数控机床的发展趋势-阅读报告

数控机床的发展趋势 （阅读报告） 一、期刊名：

1. 关于数控机床发展的几点思考(黄琴) 2. 浅析数控机床的发展趋势（许龙）

3. 浅析数控机床的发展趋势及国内形势（郑冬喜邹传平） 4. 谈我国数控机床的发展趋势（安胜） 5.浅谈数控机床的自主创新（张曙） 二、出版社：中国知网期刊、博硕论文 三、页数：共8页PDF文档 四、内容要义： ·

数控技术是先进制造技术中的一项核心技术，由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受制造业的关注，其设计、制造和应用的水平在某种程度上代表了一个国家的制造业水平和竞争力。

一、数控机床的现状

数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历了30 年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1500 种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴（坐标）联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。（1）高速高精与多轴加工成为数控机床的主流，纳米控制已经成为高速高精加工的潮流，提供编程和操作导航，实现系统操作的可视性和操作性，系统提供了刚性攻丝、大型机床控制、双检安全等功能。（2）多任务和多轴加工数控机床越来越多地应用到能源、航空

航天等行业。（3）智能化加工与监测功能不断扩充，车间的加工

监测与管理可实时获取机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床的状态，提前进行相关的维护，避免事故的发生，减少机床的故障率，提高机床的利用率。

二、数控机床的发展趋势

高速度、高精度、高可靠性、高柔性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。新一代高速数控机床，具有高速主轴单元（电主轴，转速15000 － 100000r/min）、

高速且高加/ 减速度的进给运动部件（快移速60~120m/min，切削进给速度高达60m/min）、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平，自动换刀速度在1 秒以内。从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。当前，机械加工高精度的要求如下：普通的加工精度提高了一倍，达到5微米；精密加工精度提高了两个数量级，超精密加工精度进入纳米级（微米），主轴回转精度要求达到~

微米，加工圆度为微米，加工表面粗糙度Ra= 微米等。在可靠性方面，国外数控装置的均无故障运行时间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。采用柔性自动化设备或系统，是

提高加工精度和效率，缩短生产周期，适应市场变化需求和提高竞争能力的有效手段。数控机床在提高单机柔性化的同时，朝着多元柔性化和系统柔性化方向发展，如并联机床、柔性制造线、柔性制造系统等。

智能化、网络化、复合化、绿色化早在80 年代初期FANUC 公司推出的FS15系列，称之为人工智能CNC 系统，主要是在故障诊断方面采用了专家系统。系统利用推理软件，根据存储在系统中的知识库的经验，分析及查找故障原因。最近FANUC 公司又在开展被称为面向21 世纪的课题—智能化制造系统IMS，将无缝地把世界范围熟练工人的技术窍

门组合进行生产系统中去。随着工业技术发展，一种被称为智能闭环加工ICLP 技术被采用。这种技术是利用传感器获得适时的信息，以增强制造者取得最佳产品的能力。网络化数控设备是近几年国际机床博览会的新亮点，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要求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础党员。国内外一些著名数控机床＆数控系统制造公司都推出了相关新概念的样机，如日本山崎马扎克（Mazak）公司的CPC（Cyber-ProductionCenter），日本大隈(Okuma)公司推出IT 广场

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等。复合机床的含义是在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的全部加工。复合机床根据其结构特点，可以分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型为跨加工类别的复合机床，包括不同加工方法和工艺的复合，如车铣中心、激光铣削加工机床、冲压与激光切割复合、金属烧结与镜面切削复合等。工序复合型应用刀具自动交换装置、主轴立卧转换头、双摆铣头、多主轴头和多回转刀架等配置，增加工件在一次安装下的加工工序数，如多面多轴联动加工的复合机床和主副双主轴车削中心等。21 世纪的金切机床必须实现切削加工工艺的绿色化，目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上，主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康，又增加资源和能源的消耗。而对于某些加工方式和

工件组合，完全不使用切削液的干切削目前尚难与实际应用，故出现了使用极微量润滑的准干切削。目前在欧洲的大批量机械加工中，已有10~15% 的加工使用了干和准干切削。对

于面向多种加工方法/ 工件组合的加工中心之类的机床来说，主要是采用准干切削，通常是让极微量的切削油与压缩空气的混合物经由机床主轴与工具内的中空通道喷向切削区。

三、数控机床的自主创新

创新与发明不同, 创新是将科研成果转化为商业利润, 创 新可以是新技术的应用和巳有技术集成, 甚至新型外观的

设计。在经济全球化的背景下, 很多人认为依靠合资和兼并外国企业带来的技术溢出可以更加有效地提升我国的技术

创新能力。但是“以市场换技术”是一种宿命论和投降的思维方法, 是放弃责任的意识形态表现。长期以往, 最终使我国机床工业、甚至整个制造业依附外国。自主创新说来容易, 没有人反对, 但形成共识和企业经营战略就不那么简单。回顾数控机床发展5 0 年, 技术创新需要强大的技术基础和长期不懈努力才能为市场接受, 产生巨大的经济效益。从第一台数控机床出现到生产应用大概经历2 0 年,3 0 年

后才成为主流产品。以直线电动机为代表的直接驱动技术也花了2 0 年, 最近几年才为市场普遍接受所有新技术都有一个和经济效益问题。急功近利, 追求益是与自主创新背的。

但是, 真正的核是引进不来的, 没有发能力, 永远受制于 京机床研究所和专所的改制, 以及所有高等院校都取消机 床专业应该加以反思。在竞争前，数控技术方面必须强调创新，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。

向大型化和微小化两极发展能源装备的大型化及航空

航天事业等的发展,要求提供300t 以上的巨型、高精度、高质量的锻件,需要建造6~ 8 万t 的模锻压机及重型加工中心。微纳米技术是21 世纪的战略高技术, 微系统技术是微纳米

技术的一部分, 是集微型机构、微型传感器、微型执行器及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源于一体的微型器件系统, 正在形成一个产业。需发展能适应微小型尺寸结构和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备。配套装置和能部件的品种质量日臻完善除了数控系统( 含数控装置和伺

服驱动装置) 有专业化生产厂外, 关键的通用性功能部件

如电主轴、刀具自动交换系统、流动导轨副、直线滚动丝杠驱动副、双摆主轴头、双摆回转台和自动转位刀塔等在国内均有一些著名的专业化生产厂, 这对保证产品质量, 增加

整机的可靠性和降低成本起着重要的作用。新型的数控系统进一

步完善开放式体系构架,智能化和集成化成为数字化制造的重要支撑技术制造技术的发展经历了二十世纪30 年代

以流水线技术为核心的自动化制造技术, 50 年代以数控技 术为核心的柔性制造技术, 80 年代以信息技术为核心的集 成制造技术, 二十一世纪初出现以虚拟技术为核心的数字 制造技术。

信息技术的发展及其与传统机床的相融合, 使机床朝着数 字化、集成化和智能化的方向发展, 数字化制造装备、数字化生产线、数字化工厂的应用空间将越来越大; 而采用智能技术来实现多信息融合下的重构优化的智能决策、过程适应控制、误差补偿智能控制、复杂曲面加工运动轨迹优化控制、故障自诊断和智能维护以及信息集成等功能, 将大大提升

成

形和加工精度, 提高制造效率。

从我国数控机床的发展形式来看，迫切需要培养两类

数控技术人才：第一种是精通数控机床结构的人员，他们具有扎实的理论基础，能够不断改进数孔机床的性能，不断提高能效比和加工精度等；第二种是精通数控系统电气的人员，他们能够改进现有的加工功能、加工工种、加工效率等甚至设计数控机床的新功能。我国应根据需要有目标的加大人才培养力度，为我国的数控机床产业提供强大的技术人才支撑。国产数控机床缺乏核心技术，从高性能数控系统到关键功能部件与发达国家相关产品有一定差距。近几年国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得

了一些先进数控技术，但缺乏对机床结构与精度、可靠性、人性化设计等基础性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，需要不断进行技术创新和改进，不断缩小与发达国家的差距，提高我国数控机床在同行业内的地位。

读书心得体会：数控机床是当代机械制造业的主流装备，是市场热门商品。我国数控机床的发展经历了30多年的跌宕起伏，已经由成长期进入成熟期。2008年年产已达万台。

展望“十二五”，我国数控机床的发展将努力解决主机大而不强、数控系统和功能部件发展滞后、高档数控机床关键技术差距大、产品质量稳定性不高、行业整体经济效益差等问题，将培育核心竞争力、自主创新、量化融合以及品牌建设等方面提升到战略高度，实现工业总产值8000亿元的目标。并力争通过10-15年的时间，实现由机床工具生产大国

向机床工具强国转变，实现国产中高档数控机床在国内市场占有主导地位等一系列中长期目标。