高档数控机床技术精选(九篇)

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第1篇：高档数控机床技术范文

■ 艰辛的探索之路

“装备制造业企业一定要搞自主创新，掌握核心技术，才能避免受制于人。”沈机集团总经理关锡友说，“沈机集团近年来的快速发展，得益于建起了开放式创新的体系。”

沈机集团是国内最大的机床制造企业，生产出了我国第一台普通车床、第一台卧式数控车床、第一台摇臂钻床、第一台卧式镗床。

但沈机集团的自主创新之路并不平坦。

上世纪90年代，依葫芦画瓢，从国外买来样机仿造；2000年前后，开始调整思路，买图纸，引进技术，但一份图纸加一台机床样品，至少100万美元。“花费了大量外汇，并没有实现技术上的突破。先进企业的‘制造诀窍’不在于图纸，在于制造技术和开发技术。”关锡友说。

2000年以后，沈机集团认识到了自主创新的重要，“但一直是企业内部科技人员负责科技攻关，有多大本事，造什么产品，这严重限制了高端产品开发”。

近几年，沈机集团实施了名为“PRD计划”的自主技术创新战略行动，不断整合资源，积极打造全球化研发体系，开展集成创新。

沈机集团每年投入五六亿元研发新产品，逐渐退出低端产品市场，专攻中高档数控机床。国内方面，沈机集团分别在北京和上海建立研发平台，研究高档数控机床的基础、共性和关键技术。国际方面，与世界顶尖机床设计公司德国R+P公司合作，联合设计新一代具有国际先进水平的数控机床。

通过这些技术联盟，沈机集团在短短5年内，自主开发了中高档数控机床产品300余种，其中60%以上达到国际同行业先进水平，许多机床打破了国外对航空等关键领域的封锁。

■ 给数控机床装上“中国脑”

如果说机床是制造业的工作母机，那么数控系统则是数控机床的大脑，虽然只是一块小小的芯片，却控制着机床的速度、精度等。我国高档数控机床的数控系统基本上被跨国公司独占。

2007年8月29日，由沈机集团与中国科学院沈阳计算技术研究所联合实施的“国产数控机床应用国产数控系统示范工程”项目，通过国家鉴定验收。

由我国科技人员自主研发的中高档数控系统，首次成批配套安装在沈机集团提供的6大类、30台数控机床上。

经过双方联合攻关，在五轴联动高速加工中心产品上，“沈阳数控”系统替代了原意大利菲迪亚C1数控系统，可实现高速加工、五轴联动加工功能；在五轴联动车铣复合加工中心产品上，“沈阳数控”系统替代原德国西门子840D数控系统，可实现车、铣复合加工、五轴联动加工功能；在双过程数控轮毂车床产品上，“沈阳数控”系统替代原使用的日本发那科18i数控系统；在立式加工中心和普及型数控车床产品上，使用“沈阳数控”系统替代日本发那科系列数控系统进行配套控制等。

采用国产数控系统的五轴联动高速加工中心，能够加工具有复杂型面的高档叶轮、人像雕塑等工件，成功替代了原配的国外同类数控系统产品。目前，配套“沈阳数控”的30台高档数控机床已销售一空。

第2篇：高档数控机床技术范文

关键词：数控机床；数控技术；发展趋势；概况

0 引言

数控技术是每个国家先进制造业发展水平的重要标志，国家综合国力的提高和国防工业的现代化所必不可少的重要基础。美国、日本和德国等发达国家的数控机床和技术都处于世界先进行列， 如日本山崎马扎克公司开发出了2种可使用长镗杆切削工件的复合加工机床。德国德马吉（DMG）公司生产的CTX 310 ECO通用车床其主轴驱动在无级可调情况下，转速可达5000r/min，输出功率为ll千瓦 。

而我国数控技术发展比较晚，起步比较慢。在20世纪50年代末，经历了封闭式开发阶段。在“六五”、“七五”间，通过吸收和引进相结合，于“八五”期间建立国产体系。“九五”期间实现了产业化阶段，组建了数控研发，数控生产基地，初步掌握了数控发展的技术，同时培养一批数控专业技术人才，初步形成了国产数控产业规模，开拓了国产数控产业市场。如图1所示为我国数控机床产业销售情况分布图。其规模较大生产公司有华中数控、广州数控和航天数控等具有经济性和普及型的数控系统及机床产品。经过50多年的大力发展，其产品和性能大幅度提高，并逐渐在市场上站稳脚跟。但高端技术产品含量比较低，与国外数控系统差距比较大，对我国数控产业的发展还达不到主导和支撑作用。绝大部分高端数控产品主要依赖进口，如表1所示是近年来我国数控机床进出口变化对比表。因此大力发展国产数控产业对我国经济的发展、国防的进步和综合国力水平的提高具有极为重要的作用。

1 数控机床与技术简介

1.1 数控机床的结构组成

数字控制（Numerical Control ）是一种借助数字、字符或其它符号对某一加工过程进行可编程控制的自动化方法。而数控技术（Numerical Control Technology）就是采用数字控制的方法对加工过程实现自动控制的技术。再将数控技术应用到机床上就演化为现在的数控机床。标准型的数控机床通常由数控机床控制系统和机床本体这两大部分组成，如图2所示。

1.2 数控机床及技术分类

1）按控制系统特点分，主要包括点位控制、直线控制和轮廓控制数控机床。其中，点位控制数控机床只要控制移动部件的终点位置，对运动轨迹不作要求；直线控制数控机床不仅控制两点间准确位置，还要控制其移动速度和轨迹；轮廓控制数控机床能够同时控制两轴以上的轴，并具有插补功能，同时对运动的起、终点，速度和轨迹进行精确控制来加工任意形状的曲线和曲面。

2）按执行机构的控制方式分，主要包括开环、半闭环和闭环数控机床。其中，开环数控机床无位置反馈系统，加工精度低；半闭环数控机床带有位置反馈系统，并安装在滚珠丝杠或电机轴上，加工精度较高；闭环数控机床不仅带有位置反馈系统，而且将其安装在运动部件上，加工精度最高。

3）按工艺用途分，主要包括金属切削类、金属成形类和特种加工数控机床及其他类型数控机床。其中，金属切削类数控机床应用最为广泛，种类最多；金属成形类数控机床最近几年发展较快。

4）按数控机床的性能分，主要有高、中、低档三种数控机床。

1.3 数控机床及技术特点

数控机床作为一种先进的自动化机床，不仅具有较高的自动化程度，而且还具有广泛的通用性，综合运用了计算机技术、微电子技术、自动控制技术、机械结构和精密测量等最新成就和技术，广泛应用于机械加工制造、国防军工产品生产、航空航天、交通运输等领域，其主要特点如下：

1）加工精度高，加工质量稳定、可靠性高；

2）加工过程无需人工干预，降低了工人的劳动强度；

3）当零件发生改变时，只需改变数控程序，即可继续加工，节省生产准备时间，提高生产率；

4）能实现多坐标的联动加工，能加工各种形状复杂的零件，加工范围广；

5）适应性强，适合加工单件和小批量复杂工件；

6）有利于实现机械加工的现代化管理。

2 数控机床及技术的发展概况

数控机床产业是国民经济发展的支柱产业，中国是世界制造大国，但不是制造强国。创新能力不强，基础薄弱，主要以低端产品为主，而制造业的发展主要依赖于机床业的发展。为此，国家于2005年制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，同时将“高档数控机床与基础制造装备”确立为16个科技重大专项之一。通过国家计划支持，在数控关键技术方面取得较大突破，主要表现在如下几个方面：

1）关键部件的技术水平和质量逐步提高，功能日趋完善，部分零部件的性能指标逐步达到国际先进水平。开发出了高速主轴控制单元、重载导轨、数控回转工作台、A/C轴数控铣头、机械手和刀库装置和数字化量仪等部件和样机，并实现小批量生产规模。

2）中高档数控系统的研发取得了一定的成果。通过自主研发与国外合作，在中档数控系统研发上取得很大进展。解决了远程数据传输和坐标联动的关键难题，相继又开发了伺服驱动系统，形成了系列化和标准化生产。

3）中高档数控机床研发有了较大的突破，在复合加工、五轴联动、高速加工和数字设计等方面取得了重大进展。

但与国外先进发达国家相比，差距还很大，还有很长的路要走，其不足主要有以下几点：

1）自主创新能力还不足，创新成分少，吸收和消化能力差。就目前情况来看，我国只是停留在掌握已有国外的先进技术上和提高国产化率上，没有形成自主研发和自主创新能力。要改变这种局面，不仅借助国外的先进技术作引导，还必须增强消化吸收能力，否则会更加依赖于国外技术。

2）功能部件发展滞后。由于数控机床是由若干功能部件在立柱和床身上进行组装而成。其整体和功能部件之间是相互依赖，相互发展的，这些功能部件的发展也在一定程度上限制了数控机床的发展。

3）产品的稳定性、可靠性不高。进口机床的平均无故障时间约为10，000小时以上，国产为3000-6000小时左右。这种差距在一定程度上影响了国产机床在市场上的占有率。

4）网络化水平和技术较低。目前应用较多的还是NC传输、串口通讯技术和纸带阅读器，而远程故障排除、集成化和网络化水平有限。

5）产品可靠性、服务水平和产品质量等方面不强。国产机床的交货期、服务和质量等方面与国外的著名品牌差距较大，其数控系统的平均无故障时间差距也很大。另外，服务体系不完善，快速反应能力和成套技术服务满足不了现在的多元化市场要求。

6）高档数控机床的需求量较大。尤其对高端数控机床的需求量较大，每年大约有60%的固定资产用于购买机床。在“十二五”期间，随着汽车、高铁、航天工业、工程机械等行业投资增速、产业结构调整，对中高端数控机床需求量将继续增大。据分析，到2020年低中高档数控机床之比将达到20：60：20，中高档数控机床年需求量在12万台左右。

7）体系结构不够完善和开放。用户接口不够完善，少数开放功能的产品，只停留在试验和试制阶段。

8）创新环境不完善。我国还未形成有利于企业创新的竞争环境，创新动力和创新意识不强。

3 数控机床及技术的发展趋势

数控技术不仅对传统的制造业带来了巨大的变革，而且成为工业化的象征。随着数控技术的发展和应用领域的逐渐扩大，对国际民生的重要行业产生了极为重要的作用。从目前世界上数控技术及装备的发展趋势来看，主要体现在以下几个方面：

3.1 高精度化、高速化、高效性、高可靠性

世界各工业国家从精密到超精密加工，从微米级到亚微米级，再到纳米级发展，以适应现代科技的发展。通过高速化缩短切削时间，来提高生产率，实现高效发展。高的可靠性可以大大降低机床故障率，提高机床寿命。

3.2 开放式、智能化、网络化

开放式数控系统能在一个统一平台上，面向厂家和用户，通过增加、剪切和改变结构对象，实现产品的系列化。智能化主要是对产品质量、驱动性能、编程、人机对话、智能控制、智能诊断等方面实现智能化。网络化是近年来的一大亮点，这一目标的实现可极大满足制造系统和制造企业对信息集成的需求，实现虚拟制造和敏捷制造等。

3.3 五轴联动加工和复合快速加工

采用五轴联动可实现对三维曲面零件的加工，效率高、加工质量好。但价格较高，编程难度较大，从而限制了五轴联动机床的发展。由于当前电主轴的快速发展，使五轴联动的复合主轴头结构大为简化，制造难度和成本降低，促进了五轴联动机床和复合加工机床的迅速发展。我国复合加工机床刚刚起步、国内首台复合加工机床是由沈阳机床集团与德国MAX-MULLER公司合作生产的车铣复合中心。

3.4 环保化

随着环境保护意识的增强，环保的要求也越来越高。不仅在制造过程中不污染环境，在使用中也不产生二次污染。在这种环境下，装备制造领域对机床提出了无液、无冷却液、无气味的环保要求。欧洲已有10%-15%的加工实行了干切削或准干切削，如德国HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技术；美国HARDING的QUEST系列车床；日本原洲公司加工中心采用了液氮冷却技术；日本富士公司的数控车床采用了冷风冷却技术。

3.5 新技术规范和标准的建立

开放式数控系统有更好的适应性、扩展性、通用性和柔性。美国、欧共体和日本等国纷纷开始对开放式体系结构的数控系统新技术规范的研究和制定，这预示着数控技术的又一个新的变革时期的到来。我国在2000年也开始对中国的ONC数控系统的规范进行研究和制定。

4 结束语

我国是制造和生产大国，在世界产业转移中尽量接受前端而不是后端的转移。一方面，要努力掌握世界先进制造核心技术，缩短与先进国家之间的差距。重视数控人才的培养，加大对数控高端科技领域的拓展，加大经济的投入，实现由制造大国到制造强国的转变。另一方面，制造业还是我国就业人口最多的行业，可缓解当前就业的压力，提高人民的生活水平，保障社会的稳定。

参考文献：

[1] 林宝，单国栋.我国数控机床市场发展现状和趋势[J].东方企业文化，2010（9）：121.

[2] 张玲. 数控加工编程[M]. 南京：南京大学出版社，2012.1.

[3] 胡俊，王宇晗，吴祖育等.数控技术的现状和发展趋势[J].机械工程师，2000（3）：5-7.

第3篇：高档数控机床技术范文

    论文摘要：数控系统确保了数控机床具有高精、高速、高效的功能。本文论述了国内外数控系统的发展现状，以期对我国数控系统发展有所帮助。 

 数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。从1952年美国麻省理工学院研制出第1台实验性数控系统，到现在已走过了半个世纪。数控系统也由当初的电子管式起步，发展到了今天的开放式数控系统。 

 数控系统确保了数控机床具有高精、高速、高效的功能，可以使装备制造业实现数字化、柔性化和网络化制造。随着我国航空航天、船舶、汽车、电站设备和国防工业等制造业的高速发展，数控机床在装备制造业中的重要性愈来愈明显，中高档数控系统的需求也越来越大。以往中高档数控系统基本被国外厂商占领，因此我国中高档数控系统技术必须加快发展。 

一、国外数控系统现状 

 在国际市场，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。国外的主要数控系统制造商有西门子（siemens）、发那克（fanuc）、三菱电机（mitsubishi electric）、海德汉（heidenhain）、博世力士乐（bosch rexroth）、日本大隈（okuma）等。 

1.纳米插补与控制技术已走向实用阶段 

 纳米插补将产生的以纳米为单位的指令提供给数字伺服控制器，使数字伺服控制器的位置指令更加平滑，从而提高了加工表面的平滑性。将“纳米插补”应用于所有插补之后，可实现纳米级别的高质量加工。在两年一届的美国芝加哥国际制造技术（机床）展览会（imts 2010）上，发那克就展出了30i/31i/32i/35i-model b数控系统。除了伺服控制外，“纳米插补”也可以用于cs轴轮廓控制；刚性攻螺纹等主轴功能。西门子展出的828d所独有的80bit浮点计算精度，可使插补达到很高的轮廓控制精度，从而获得很好的工件精度。此外，三菱公司的m700v系列的数控系统也可实现纳米级插补。[1] 

2.机器人使用广泛 

 未来机床的功能不仅局限于简单的加工，而且还具有一定自主完成复杂任务的能力。机器人作为数控系统的一个重要应用领域，其技术和产品近年来得到快速发展。机器人的应用领域，不仅仅局限于传统的搬运、堆垛、喷漆、焊接等岗位，而且延伸到了机床上下料、换刀、切削加工、测量、抛光及装配领域，从传统的减轻劳动强度的繁重工种，发展到ic封装、视觉跟踪及颜色分检等领域，大大提高了数控机床的工作效率。典型的产品有德国的kuka，fanuc公司的m-1ia、m-2000ia、m-710ic。[2] 

3.智能化加工不断扩展 

 随着计算机领域中人工智能的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度也得到不断提高。应用自适应控制技术数控系统能够检测到过程中的一些重要信息，并自动调整系统中的相关参数，改进系统的运行状态；车间内的加工监测与管理可实时获取数控机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床状态，使相关维护提前，避免事故发生，保证其不稳定工况下生产的安全，减少机床故障率，提高机床利用率。应用先进的伺服控制技术，伺服系统能通过自动识别由切削力导致的振动，产生反向的作用力，消除振动。应用主轴振动控制技术，在主轴嵌入位移传感器，机床可以自动识别当前的切削状态，一旦切削不稳定，机床会自动调整切削参数，保证加工的稳定性。 

4.cad/cam技术的应用 

 当前，为了使数控机床操作者更加便利地编制数控加工程序，解决复杂曲面的编程问题，国际数控系统制造商将图形化、集成化的编程系统作为扩展数控系统功能、提高数控系统人机互动性的主要途径。最新的cad/cam技术为多轴多任务数控机床加工提供了有力的支持，可以大幅地提高加工效率。esprit、cimatron等一些著名cam软件公司的产品除了具备传统的cam软件功能模块，还开发了多任务编程、对加工过程的动态仿真等新的功能模块。 

二、国内数控系统现状 

 随着国际学术及产业界对开放式数控系统研究的日益推进，我国的相关研究也越来越受到重视。经过几十年的发展，我国机床行业也形成了具有一定生产规模和技术水平的产业体系，国产数控系统产业发展迅速，在质与量上都取得了飞跃。 

 国内数控系统基本占领了低端数控系统市场，在中高档数控系统的研发和应用上也取得了一定的成绩。其中，武汉华中数控股份有限公司、北京机电院高技术股份有限公司、北京航天数控系统有限公司和上海电气（集团）总公司等已成功开发了五轴联动的数控系统，分别应用于数控加工中心、数控龙门铣床和数控铣床。近期，武汉重型机床集团有限公司应用华中数控系统，成功开发了ckx5680数控七轴五联动车铣复合加工机床。国内主要数控系统生产基地有华中数控、航天数控、广州数控和上海开通数控等。[3] 

 国内的数字化交流伺服驱动系统产品也有了很大的发展，已能满足一般的应用，并能与进口产品竞争，占领了国内的大部分市场。伺服系统和伺服电机生产基地主要有兰州电机厂、华中数控、广州数控、航天数控和开通数控等。 

 然而，由于我国原有数控系统的封闭性及数控软硬件研究开发的基础较差，技术积累较少，研发队伍的实力较弱，研发的投入力度不够，国产中高档数控系统在性能、功能和可靠性方面与国外相比仍有较大的差距，限制了数控系统的发展。为此需要政府、科研院所和制造商共同努力，推进我国中高档数控系统的发展。 

参考文献： 

[1]彭芳喻等.从imts 2010展看我国数控系统未来发展之路[j]，金属加工，2011第4期：8-11 

[2]肖明.从emo 2009看现代数控系统技术发展[j]，机械工程师，2009第4期：13-16 

第4篇：高档数控机床技术范文

关键词： 数控机床 制造强国 发展趋势

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。近年来，国内机床设备和技术的发展在市场需求旺盛的情况下，设备以满足市场和用户需求为主，在高性能加工的设备和技术上并没有进行很好的研究和技术储备，在市场趋于平稳的时期，我国的机床工业势必会更加缺乏竞争力。因此，国家将数控机床作为重点支持的产业项目，在发展规划中明确了发展高速、高精度数控加工设备作为主要的支持发展方向，将提升装备水平和核心技术放在重要的位置。

“机床是装备制造业的工作母机，实现装备制造业的现代化，取决于我国的机床发展水平。振兴装备制造业，首先要振兴机床工业，要大力发展国产数控机床”。振兴装备制造业，机床工业需先行，这是一条经济发展的客观规律。在国民经济快速发展的拉动和国家产业政策的正确引导下，中国机床工业行业发展迅速，产销两旺，行业综合水平落后的面貌得到改变。进入21世纪以来，随着我国国民经济实力的快速增长，我国制造业在国际上的地位日益提高。目前，我国正处在工业化的中期阶段，制造业仍然是国民经济的主体和支柱。但从总体上看，我国制造业与先进国家的差距还比较明显。有人坦言：“无论今后科学技术怎样进步，发展先进的制造业将是人类社会永恒的主题，制造业也将永远是人类社会的‘首席产业’。”在当今世界上，高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为衡量一个国家综合经济实力和科技水平的最重要标志。制造业最重要的基础是装备制造业。现在我国已是制造业大国，但并不是制造业强国。目前我国的装备制造业水平有限，以至于不能很好地满足现代化机械生产的需要。而现代制造业发展的主要方向体现在信息化制造方面，其中自动化、智能化制造则是装备制造业中的主导技术，这对于高速、高精度、低消耗的产品制造来说尤为重要。

数控机床是近展起来的具有广阔发展前景的新型自动化机床，是高度机电一体化的产品。随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品零部件生产设备――机床也相应提出了高性能高精度与高自动化的要求。大批量的产品，如汽车拖拉机与家用电器的零件，以及航空航天、内燃机、军工、汽车、船舶等行业需要的重要加工设备，尤其是高刚性、高精度、高稳定性、高复合型的精密数控卧式铣镗床更是航天和军工企业急需的关键设备。

“十一五”期间，国家对装备制造业提出要求：变“制造大国”成为“制造强国”，调整产业结构，重点开发高档数控机床，提升行业水平。自主开发高速精密卧式机床，研究其相关的设计和制造技术并取得突破，对国家在高端装备领域拥有自主知识产权和核心竞争力，将起到至关重要的影响。随着工业技术的发展，各行各业对高速数控机床的需求也越来越多。2010年9月8日国务院召开常务会议审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，高端装备制造、节能环保、新一代信息技术、生物、新能源、新材料和新能源汽车七个产业作为重点领域将集中力量加快推进，国家将加强财税金融等政策扶持力度。国务院发展研究中心产业部部长冯飞预计，未来十年将是战略性新兴产业蓬勃发展的十年，到2020年，战略性新兴产业占工业增加值比重可望达到20%以上。机床工业由于技术含量和工艺要求极高，属于技术和资本密集型产业，行业壁垒很高，无论在国内还是全球范围，行业格局变化都比较缓慢。机床本属于机械行业，而机械行业与下游行业固定资产投资密切相关。下游行业每年固定资产投资中，约60%用于购买机械产品。设备工器具购置在固定资产投资中的比例保持在20％左右，并长期保持稳定。因此在机床行业下游产业中，固定资产投资的主要部分都是用来购买装备制造工具――机床。通过统计发现，机床下游行业固定资产投资增速远快于全社会平均增速水平。数控机床的需求来自于下游的机械行业固定资产投资，2011年汽车及零部件、航空航天设备、高速列车、军工、电子信息、电力设备、船舶、工程机械、模具等高端装备业崛起，行业产能高速扩张，继续带动数控机床消费的高速增长。罗百辉表示，2011年高端装备自主创新势头将更为强劲，继续带动机械工业15%以上的增速。目前我国正处于重化工业化时期，这是超脱于经济短期波动、在近几十年里对中国经济产生巨大影响的因素，对我国机械工业的发展也起着促进作用。它与长期向好的中国宏观经济一样，成为机械工业近30年来持续快速发展的最好注解。所谓重化工业化时期，也就是工业化的中期，即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变，煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对机床市场尤其是数控机床的巨大需求。中国已经超过德国，成为世界第一大机床市场。数控机床已成为机床消费的主流。预计2015年数控机床消费将超过60亿美元，台数将超过10万台。数控系统的发展趋势是：①平台数字化。②运行高速化。③加工高精化。④功能复合化。⑤控制智能化。⑥伺服驱动高性能控制。中高档数控机床的比例会大幅增加，经济型数控机床的比例不会有太大变化，而非数控的普通机床的需求将会大幅度减少。

参考文献：

［1］张江华.TK7640数控铣镗床的运动误差分析及其补偿（硕士论文），2007.

［2］畅越星.数控落地铣镗床主轴箱动力学分析与结构设计研究（硕士论文），2007.

［3］李军华，数控机床主传动齿轮综合啮合刚度研究（硕士论文），2007.

［4］张利平主编.液压气动技术速查手册.北京，化学工业出版社，2006.

［5］姚银歌.大型数控落地铣镗床CAE与主轴箱优化设计研究及应用（硕士论文），2010.

［6］姜华.高速精密卧式加工中心开发的关键技术研究（博士论文），2007.

第5篇：高档数控机床技术范文

关键词：数控技术　现状　发展趋势

数控技术具有可以解决高精度复杂零件加工问题；可以为产品增强市场竞争力；改进产品质量、提高生产效率；可以降低成本、提高生产安全；可以自动编程、减轻工人负担等特点而广泛应用于装备制造业。

1　我国数控技术的现状

1.1　数控产业基地初步形成　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，在攻关成果和技术商品化的基础上，建立了一批数控厂家。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地，包括若干数控主机生产厂等，如州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产等。

1.2　基本掌握了现代数控技术　我国大部分技术已具备进行商品化开发的基础，掌握了数控系统、伺服驱动、专机及其配套件的基础技术，部分技术已商品化、产业化。

2　存在的问题

2.1　数控系统和功能部件发展滞后　数控系统和功能部件发展滞后已成为制约行业发展的瓶颈。国产中档数控系统国内市场占有率只有35%，而高档数控系统95%以上依靠进口。功能部件国内市场总体占有率约为30%，其中高档功能部件市场占有率更低。台湾地区品牌功能部件约占国内市场的50%，其余20%为欧盟、日本等品牌产品。据国家海关统计数据，2010年我国进口数控系统金额达18.1亿美元，机床附件（含功能部件和夹具）类产品达16.2亿美元。

2.2　高档数控机床关键技术仍有较大差距　以高速、高精、复合、智能等为特征的高档数控机床关键技术虽然已经取得明显进步，一批共性、基础技术和新产品研发也有了新的进展，但与国际先进水平相比，还存在较大差距。有些关键技术，如：高速高精运动控制技术、动态综合补偿技术、多轴联动和复合加工技术、智能化技术、高精度直驱技术、可靠性技术等尚需进一步突破，有些重大技术离产业化还有一段路程。以企业为主体、以市场为导向、产学研用相结合的研发体系尚未真正建立，行业的自主创新发展缺乏高新技术支撑。

2.3　自主开发能力薄弱，自主品牌缺乏综合竞争力　当前国内数控机床企业自主开发能力建设存在着研发基础薄弱、研发资金使用效率低、持续投入能力不足、缺乏关键性技术储备和重大技术突破、人才结构不均衡、零部件支撑能力弱、缺乏完整产业研究开发体系等问题。

3　我国数控技术的发展趋势

3.1　高速、高精加工技术及装备的新趋势　为缩短生产周期和提高市场竞争能力，提高产品的质量和档次，高速、高精加工技术可极大地提高效率，效率、质量是先进制造技术的主体。为此，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一，日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一。

在轿车工业领域，多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，在航空和宇航工业领域，加工的零部件多为薄壁和薄筋，要对这些筋、壁进行加工，必须保证高切削速度和切削力很小的情况下，这样这样才能使这些刚度很差，材料为铝或铝合金达到很好的切割效果。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高，机身等大型零件来替代多个零件联结方式拼装，这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年来，超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm），精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm。在可靠性方面，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，表现出非常高的可靠性。应用领域进一步扩大，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，主要是为了实现高速、高精加工。

3.2　智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势　智能化的内容包括在数控系统中的各个方面，21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。包括：智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修；如智能化的自动编程、智能化的人机界面等，为简化编程、简化操作方面的智能化；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，主要是为提高驱动性能及使用连接方便的智能化；如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成，这样做主要是为追求加工效率和加工质量方面的智能化。

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，形成具有鲜明个性的名牌产品。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），面向机床厂家和最终用户，形成系列化，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，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，目前数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心，除此之外，还有结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库等。

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，如日本山崎马扎克（Mazak）公司的“CyberProduction　Center”（智能生产控制中心，简称CPC）；日本大隈（Okuma）机床公司的“IT　plaza”（信息技术广场，简称IT广场）；德国西门子（Siemens）公司的Open　Manufacturing　Environment（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。

3.3　5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两台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。

3.4　自动编程技术的应用　数控自动编程技术受到广泛关注，各国的专家学者都在潜心研究自动编程系统。数控加工是指在数控机床上按事先编制好的程序，对零件进行自动加工的一种加工工艺方法，零件加工的最终效果直接取决于数控程序编制的效率和准确率。数控编程是目前提高加工精度、表面加工质量、加工效率以及实现生产自动化最重要的一环，在制造业中应用广泛。数控编程分为手工编程和自动编程，对于那些程序量大、轨迹计算复杂的零件，根本不可能采用手工编程，即使能编制出加工程序，其低下的效率亦根本不能满足市场的需求。受飞速发展的技术革命的巨大冲击，传统的机械设计和制造方式发生了根本性的变化，产品的设计生产周期越来越短，逐渐向小批量、多品种、高精高效加工的方向发展。特别是随着计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的推广和计算机数控加工技术的广泛应用，计算机辅助自动编程势在必行。自动编程是用计算机代替编程人员完成编程工作，自动生成加工指令，解决一些人工编程难以解决的难题，充分利用计算机计算速度快而准的特点，可极大地提高编程的效率和准确率。

4　结束语

在今后的发展中，应重点攻克数控系统、功能部件的核心关键技术，增强我国高档数控机床和基础制造装备的自主创新能力，实现主机与数控系统、功能部件协同发展，重型、超重型装备与精细装备统筹部署，打造完整产业链。提高国产高档数控系统国内市场占有率，提高数控机床主机的可靠性，满足我国航天、船舶、汽车、发电设备制造等重点领域所需的高端装备。

参考文献：

[1]琚素英.我国数控技术的发展和产业战略思考[J].山西焦煤科技，2007，6.

第6篇：高档数控机床技术范文

关键词：数控机床；直流电机；伺服电机；工业控制

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）05-0-01

随着经济的发展，机床的自动化日益兴起，其中机床系统内的核心部分的驱动源，即电机，起着关键性的作用，数控机床借助于电机输出的角位移和角速度，执行相应的动作；直流电机应用于数控机床，亦具有广泛的应用价值，其启动转矩一般较大，调速性能也较好，但其制造成本较高，可靠性也较差，相当于马达，在直流电的作用下，执行相应的输出；伺服电机相当于机床数控系统的无级变速装置，区别于马达，马达一般是由直流或者交流电流直接驱动，无法实现调速性能，伺服电机则主要受到信号的控制，在信号的作用下，实现高速的动作，执行相关的功能，其精度高，几乎不受环境的影响。本文将针对数控机床的直流电机和交流伺服电机展开论述，全面而系统的分析和研究数控机床的驱动技术。

一、数控机床的直流电机驱动技术

过去，数控机床的主要驱动技术采用的是直流电机驱动，在实际应用中，也广泛的应用，例如现今的大型的化工、冶金工业、大型同步发电机等等都广泛的应用，直流电机有诸多的优点，其调速性能较好，特别对于航空、电力机车等应用较好；如今的汽车电瓶、一些电动工具，较为屡见不鲜的机械设备中，直流电机也较为应用广泛。对于直流电机驱动，其为了达到较高的精度和机床的高速运作，多应用于高档数控机床，对于一般的数控机床，直流电机驱动应用较少，主要是其维护成本较高，可靠性较差。

对于现今的数控机床，数控机床多为快速加工，实时的高校的加工一些磨具、金属加削处理等等，直流电机驱动调速方便快捷，启动转矩较大，主要在大型的起重行业较为应用多点，而对于数控机床本身而言，没有实质性的效果，直流电机一般都较大，使用和维护相对于交流伺服电机而言比较困难。

数控机床一般工艺流程较简单，执行简单可靠即可，直流电机自身制造工艺复杂，其制造的成本的较高，其次是由于其维护较困难，对于数控机床，其长时间的实时运作，柔度较大，应用实际中，一般不允许有较多的故障出现，直流电机驱动，经常性的出现卡机现象，也造成不便，其可靠性也较差。数控机床采用数控编程的思想，一般采用输入信号电压作为输入电压，电机根据输入的脉宽数进行相应的工作，对于数控机床本身而言，其自动化程度和可靠性和加工精度都较高，一般均采用伺服电机作为驱动源。

二、数控机床的伺服电机驱动技术

数控机床多采用的伺服电机技术，在日常生活中多使用交流电，而且可调，应用简单方便灵活。对于伺服电机的输出作为数控机床的驱动源，伺服电机通过接受到的电压信号，识别信号的占空比，从而实现伺服电机的转速的输出控制，其占空比比较大，时间常数相应比较小，能够快速的响应。

现今使用的多为交流伺服电机，交流伺服电机有着优良的特性，执行相应时间小，其功率值的调动.范围很大，相对于直流伺服电机而言，其执行的精度虽高，但在成本和实用下，性能比远远低于交流伺服电机，现如今，工业企业，机器人、流水线作业等等大小的实验，均采用的是交流伺服电机，交流伺服电机分为同步交流伺服电机和异步交流伺服电机。交流伺服电机采用的是单片机输入的脉宽数，执行相应的反应动作，交流伺服电机通过接收到的脉宽数，执行电机的主轴（输出轴）的转速的控制。

对于交流伺服电机，其驱动技术分为开环控制和闭环控制；对于开环交流伺服电机控制系统，交流伺服电机采用单片机输入的PWM脉宽数，交流伺服电机通过接收到的PWM脉宽数，执行电机的主轴的转速的控制，没有构成负反馈，直接通过接收到的脉宽数，由一个脉宽数对应的一个角度来计算，从而输出一个角位移或者是角速度，该开环控制系统精度不高，无法和系统之间的通讯连接起来，由于控制系统脉宽数存在缺失的情况，控制效果较差，系统稳定性不高，故开环交流伺服电机控制系统较难满足工业化设计的要求。

闭环交流伺服电机控制系统增加了负反馈的连接，其闭环控制系统亦是采用脉宽计数，从而实现控制电机轴的角位移和角速度的输出。由于交流伺服电机自身具有发送PWM脉宽数的功能，这个脉宽数在闭环控制系统中，和交流交流伺服电机接受到的脉宽数相互的影响，相互的调节，形成闭环控制系统，从而知道系统发送给了交流伺服电机多少脉宽数，交流伺服电机控制系统又收到了多少脉宽数，从而执行精确的电机轴的转速的输出，闭环交流伺服电机控制系统，控制误差较小，通过反馈回路，不断的调整系统响应参数，达到精确控制的目的，在现今的工业控制领域广泛应用。

三、结语

本文基于应用广泛的数控机床出发，浅析和探讨了其驱动动力的方式，即直流电机驱动和交流伺服电机驱动，对于直流电机驱动，其为了达到较高的精度和机床的高速运作，多应用于高档数控机床，对于一般的数控机床，直流电机驱动应用较少，主要是其维护成本较高，可靠性较差；对于交流伺服电机而言，其应用很广泛，大小企业都采用交流伺服电机进行控制，本文阐述了其控制技术的应用，交流伺服电机的控制技术主要基于半闭环交流伺服电机控制技术、闭环交流伺服电机控制技术全面而系统的说明了交流伺服电机控制技术。

参考文献：

[1]宋书中，胡业发，周祖德.直线电机的发展及应用概况[J].控制工程，2006，13（03） ：199 -201.

[2]张初生.伺服电机控制技术.机电技术，2006.

第7篇：高档数控机床技术范文

【关键词】数控机床 数控系统 电主轴 防护装置 传动部件

一、功能部件跟不上发展数控机床将成为空话。

客户在选择零部件的时候，不仅侧重于零部件的质量和性能，还更注重它的可靠性。也就是说，零部件出现故障的频率。而这个频率是指占整机故障的频率，出现的频率越小，证明它的性能越好，因为这些因素都会影响整个机床的运转和工作效率，而对于我国目前数控功能部件产业的发展状态，还处于一个滞后的阶段，这也是我国数控机床发展过程中必须要解决的问题。

二、国内外功能部件水平分析

目前，我国的功能部件生产水平与10年前相比，应该说有了非常大的提高，品种也不继完善，主要性能和可靠性方面提高较大，价格相比进口产品比较低廉，但生产效率却远远低于国外，生产成本高、周期长、交货滞后现象普遍存在，因此，在为经济型数控车配套选择时较多，但在为高档数控机床配套的功能部件与国外相比差距较大。

国内数控机床功能部件产品水平较国外产品低主要表现在以下几个方面：

（一）速度

随着数控机床高速沦的发展，对功能部件产品也提出了相应要求。基于材料、检测能力、装备制造能力等方面的条件限制，国内产品在速度方面较国外同类产品要差。例如各类动力卡盘的极限转速比国外平均低1000-2000r/min。盘体材料、零件制造精度、动平衡差距等因素决定了这种国产动力卡盘的水平。

（二）可靠性

国外功能部件产品开发应用比较早，经验丰富，再由于技术进步、新材料、新结构的不继出现与应用，使得产品的可靠性得到了提高，但是近些年来，发生在电器配套件是上的数控刀架故障也占到很大的比例。伺服刀架具有高速和高可靠性的特点，这让很多的机厂主很是青睐，但在国内还尚未有这样的电机，而且这种电机在国外的价格和成本都是很高的，不能形成一个产业化，所以要是单靠进口的话是一个难题。但是机床的附件产品的整体可靠性与我国整体的发展水平是相当的。随着现代技术水平的提高，相信这些问题都会得改善的。

（三） 精度

我国现阶段数字产品的精度和稳定性已经得到了很大的提高，与台湾地区的产品是相当的，但是同其他的日本、德国这样的工业发达国家还是有距离的。基本上是可以满足主机配套要求的。总体上性能指标的差距还是大于精度指标的差距，从外观。手感和噪音这些方面可以体现出来。功能部件的整体性能不是单靠其中的一个方面就可以体现的，是需要“精度指标”和“性能指标”都达到的情况下，它才能发挥应有的作用。很多厂家现在会有这种情况出现，产品出厂的检验是合格的，但是客户在使用的时候，确很不满意，达不到主机装配的要求，这主要就是我们过分的强调“性能指标”而忽略了“精度指标”。所以很多厂家在选择功能部件上就是采用进口的，虽然说我国的功能部件在市场上已占有一定的份额，但是主机配件采用进口的还是占有相当大的比例。在一些高精端的机床上这种差距更是明显、

三、功能部件的市场情况

以几种主要功能部件为例：

（一）数控系统：

我国数控技术起步于1958年，近50年的发展，奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术，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。 但横向比（与国外对比）不仅技术水平、发展速度都有差距，在高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；自己的品牌效应不足，用户信心不足。数控技术应用领域拓展力度不强。

（二）电主轴

现在高速加工技术正处在一个迅猛发张的阶段，并且在一些航天。航空、汽车和摩托车的模具加工上得到广泛的应用，这些行业的发展是依靠高速度和高精度的数控机床，那么传统的滚动轴承主轴结构越来越不能适应这些高精度的数控机床，发达的工业生产大国，已经在是采用电主轴结构，它比传统的滚动轴承主轴结构更紧凑，速度更快，效率更高。它的原理在于通过交流变频控制系统，将置于机床主轴部件内部的高速电机获得所需的工作速度和扭矩，使其效率大大提高

（三）高速滚动功能部件

高档数控机床另一关键功能部件是滚动直线导轨，这项技术的发展比国外的发达国家晚了10年，所以在技术和性能方面与国外的产品差距很大。但是它的优势在于摩擦阻力小、精度高，安装方便等，这些是我们努力的目标和方向。

（四）高速防护装置功能部件

由于数控机床进给速度的不继提高，相应地对机床防护装置的运行速度有了更高要求。目前在数控机床上采用的防护装置主要有下列几种形式：钢板伸缩式防护罩、弹性皮腔、铠甲皮腔、卷帘防护罩等。根据机床的结构形式和防护的部位，可采用不同的结构形式。由于国内对防护装置的研究起步较晚，现在国内的防护罩生产厂家，产品较单一，运行速度都较低，不能充分满足机床用户的各种需求，也不能适应越来越高的速度发展要求，与国外的产品相比还有很大差距。

数控技术的飞速发展，让人们在追求技术的层次上有了更大的提高。不在原有的产品上自行开发，沿用传统的做法。而是适应现代市场经济的发展，将机床的零部件生产形成一个工业产业化。选择适合企业发展的产品，这样提高了产品的生产率，缩短了交货期，也降低了成本，这些都是市场经济发展的必然结果，我国在设计机床中，应更注重适合的功能部件，注重质量，才能在竞争激烈的市场中或有一席之地。

参考文献：

第8篇：高档数控机床技术范文

数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。在技能要求日益提高的今天，对数控机床的熟悉与了解已成为该行业专业技术人员必不可少的一环。笔者结合自身的经验谈谈数控机床的优、缺点，及其种类以及数控技术的发展及其未来的发展趋势，供大家参考：

一、数控机床的优点与缺点

(一)、数控机床的优点

对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。加工精度高，加工质量稳定。目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。生产效率高。由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工装设计、制造费用；数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床还可实现一机多用，所以数控机床虽然价格较高，仍可获得良好的经济效益。自动化程度高。数控机床自动化程度高，可大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的

人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。

(二)数控机床的缺点

数控机床的主要缺点价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时。手工编程的工作量大。

二、数控机床的种类

数控机床的种类很多，主要分类按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。

三、数控机床控制技术的发展

第9篇：高档数控机床技术范文

关键词　数控机床；切削加工；程序指令；数据信息

中图分类号TH18 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）83-0025-02

0　引言

随着科学技术的不断发展，机械加工能力的不断加强，对产品的精度要求越来越高，对零件加工工艺的规范化不断提高。普通的加工能力已经不能满足在短周期内更换新产品的需求。尤其是宇航、军工、造船、汽车和模具加工等行业。在这种情况下，只有数控机床才能满足需求，因此它已经占据机械行业的最显眼地位。

在机械行业中，有很多制造机械的机器，也有很多能够制造机器的机器。如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等等，它们是机械行业发展的基础，也叫“母机”。因此机床行业位居“工具母机”的特殊地位。也正因为这样，它才对机械工业中各行各业的升级具有特殊重要的意义。所以，机床行业的发展既取决于中国机械全行业总体发展趋势，同时又影响着全行业的健康发展。数控机台又是机械行业的基本生产设备，它的发展状况会直接影响到一个国家的现代化水平。因此，它的数量和质量将是衡量一个国家发达程度的重要标志之一。

1　数控机床的类型

数控机床大体有数控车削，数控铣削，数控钻床，数控加工中心。其它的还有数控线切割、数控插齿、数控工具磨、数控雕刻机、数控折弯机、数控冲床、数控剪床等等。

还可以将数控机床分为普通数控机床和加工中心两大类。

一类是普通数控机床。它一般指在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机床，如数控铣、数控车、数控钻、数控磨床、数控齿轮加工机床等。普通数控机床在自动化程度上还不够完善，刀具的更换与零件的装夹仍需人工来完成。

另一类是数控加工中心。它是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合在一起，零件在一次装夹后，可以将其大部分加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工一次完成。由于加工中心能有效地避免由于多次安装造成的定位误差，所以它适用于产品更换频繁、零件形状复杂、精度要求高、生产批量不大而生产周期短的产品。

我国的金属板材加工行业也是不容忽视的加工行业，在社会发展中也占据着相当重要的地位。为了更快更好的发展我国的金属板材加工行业，将数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等应用到这个行业中。

还有测绘用的数控多坐标测量机，绘图用的自动绘图机，工业机器人等。

2　数控机床的特点

1）数控机床与普通机床相比，它可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工。而且它的加工精度高，加工稳定可靠，高柔性，高生产率，劳动条件好，有利于管理现代化，但它的投资大，使用费用高，生产准备工作复杂，维修困难等特点；

2）降低了操作人员的劳动强度。在普通机床上加工一个零件需要更换多次夹具，而在数控机床上就可以只装夹一次就够了；

3）数控机床生产效率高。如果加工零件数量较多，而且形状简单。可以将多个零件重叠放置，比如5件、10件。一次加工完成，直至加工结束。这样，在数控机床上加工1次零件的时间，是在普通机床上加工1次零件的时间1/10或更少。一次加工数量是普通机床的10倍或更多；

4）降低人为误差，质量可靠，节省生产时间；

5）减少用工数量。一人看管一台机器，还可以一人看管两台机器。

4　数控系统的类型

各行各业的数控机床品种众多，其数控系统也有很多：如fanuc数控系统、西门子数控系统、华中数控系统、三菱数控系统等等。无论有多少种数控系统，归根结底都是将零件轮廓信息、转速信息、进给速度等信息，通过译码器变成计算机可以识别的二进制数据形式，存储在存储器中。如发现不可识别的信息或语法错误等情况，以报警的形式提示用户修改。

5　数控机床的工作原理

编程人员根据图纸和工艺要求在计算机上编写加工程序。通过连接计算机和数控加工设备的数据传输线，应用数据传输软件，将编写好的程序由计算机传送到设备存储器中。

操作人员把需要加工的零件通过夹具、压板等工具固定好后，安装好刀具，检查油、冷却油是否足量，检查程序里给出的主轴转速、进给速度是否合适，一切工作准备就绪后，就可以按照图纸中的工艺要求加工出合格的产品了。

6　数控机床与人们的生活息息相关

电能是人们日常生活必不可少的能源之一。水力发电、火力发电、核能发电、风力发电甚至还利用了自然能源，比如说太阳能发电、海水高度差发电等等。

能源问题是国家战略问题，我国一直注重电力设备的制造。经过几十年的发展，我国电力设备制造水平已经位居世界前列，我国的电工装备制造企业能够胜任智能电网的发展需求。数控机床应用在电力发展行业上也需要更上一层楼。

随着人们生活水平不断提高，人们的需求日益增多。增大了发电行业的装机容量，发电设备必然会进一步发展，叶片发电机组做出不可磨灭的贡献。它是由每一个叶片零件组装成的。而叶片零件的加工则是由数控机床来完成的。数控铣床，数控磨床，数控加工中心，数控车床等等。我国数控机床产品已延伸到成套、复合领域。数控系统装置是数控机床的神经中枢，我国从上世纪90年代末开始，掌握基于通用32位工业控制机开放体系结构，一举登上当代同一起跑线，开发出能与加工中心、复合车削机床及齿轮机床配套的数控系统，特别是能控制五轴联动和具备网络化远程监测、诊断、操作功能的数控系统，并开发出弧齿锥齿轮数控加工。

总体来讲，我国机床产业进入转型期后，发展顺利，自主创新能力提升，整体产业实力有了质的飞跃。

7　数控设备制造业已成为中国工业的主导行业

在中国，机床行业已进入了创新活动的活跃期。中国的创新资源逐渐成熟，在某些领域已经到了由技术模仿跟踪转向主要依靠自主创新求发展，进而在产业发展制高点上挑战全球。我国有条件由一个技术消费国转变为技术创新国，带动传统产业的改造升级，由低端制造转向产业链，培育出一批批具有全球竞争力的企业和企业集团，进一步提高国家竞争力。

机床，是装备工业的母机，关系到国家整体实力，要率先取得更大的突破。国内一批装备制造的领军型企业，经过多年的积累和进步，具备了相当的基础，应该有信心、有志气完成这个突破。这是国家的期望、民族的希望和企业的社会责任。

8　我国数控机床行业的未来发展趋势

在中国机械工业中，机床行业位居“工具母机”的特殊地位，其水平也对机械工业中各行各业的升级具有特殊重要的意义。因此，机床行业的发展既取决于中国机械全行业总体发展形势，同时又影响着全行业的健康发展。