高速数控机床的关键技术精选(九篇)

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第1篇：高速数控机床的关键技术范文

关键词 高速切削；技术；数控

中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0016-01

数控高速切削加工技术即提高切削速度且能保持切削温度，甚至使减低切削温度跟切削速度成反比，减少切削刀具磨损的技术。这项技术基于机床结构、技术、材料，主轴、进给、CNC系统、刀具材料及技术、测量测试技术等多种相关技术及硬件充分发展的基础上综合生成的一种技术。高速切削加工的应用范畴是理解该技术的核心内容。在实际生产过程中，加工方法、材料、切削速度等的选择应用根据具体生产需要而定。

1 数控高速切削加工的应用意义

数控高速切削加工，可明显提高切削加工的生产效率，提高生产工艺的质量。其在工业生产中的运用价值为：

1）有效降低工件加工表面的受热时间，减小工件受热变形，提高工件表面精度。

2）使用切削速度高，切削量小的切削形式，有效降低切削力30%以上。

3）显著提高进给和切削速度，使加工过程最大限度地保持平稳状态。

4）高速切削缩短加工周期，节约能源，降低设备使用率。

2 高速切削重要技术的实用分析

2.1 高速切削运行原理

根据不同材料分类，高速加工技术的切屑机理也各不相同，即使是生产加工相同的工艺材料，高速切削运行工作中，切削产生的热及切削产生的力度的变化，导致刀具受到磨损，进而影响工具加工表面。对高速切削运行原理进行深入研究，有助于切削用量选择趋于科学合理性，是工件加工的理论基础。

2.2 数控高速切削刀具技术的应用

数控高速切削加工系统主要由材料、刀具、机床器械组成，其中刀具是整个工艺系统中运作最活跃的组成部分。切削刀具技术的应用是制约高速切削加工的主要原因之一。高速运作的切削速度促使刀具、加工参数、刀体结构等因素也要随之不断发生变化，当刀具材料及制造技术产生很大变化时，高速切削加工在提高生产率的同时需更加注意保证加工精度及安全性和可靠性。所以，高速切削刀具技术必须要具备优良的几何定位和精确的装夹定位，保证高速切削过程中整个系统的平稳性和安全性。

2.3 数控高速切削机床技术要求

高速切削要求数控机床中需配有相应的主轴、CNC控制系统及高速补给系统。机床主轴单元需高速转速的状态下平稳运行，且运行状态及性能在整个工作过程中需保持良好。其中主轴轴承作为机床主轴单元的重要部分，在加工机床中占重要地位，对高速主轴的负载容量和寿命产生直接影响。因此，增强机床主轴结构性能可有效优化机床整体性能，提高生产率。所以在高速切削系统中，须配备能移动迅速、定位精确的进给系统。面对高性能进给系统，机床导轨及工作台结构面临更大的挑战。

2.4 数控高速切削工艺

在工业生产领域中，数控高速切削技术属于一种新型切削术，在技术使用中，相应加工参数及参考实例相对匮乏。高速切削工艺参数优化是目前高速切削工艺应用的最大制约因素之一。此外，现在广泛使用的CNC软件的编程功能不能确保切削过程中的稳定性，无法满足高速切削中零件NC程序的要求。因此，在高速切削过程中需人工编程来优化或补充自动编程，使得高速切削价值下降。只有开发新的数据编程，让主轴功率与切削数据相吻合，扩展高速切削的利用空间。

3 高速切削技术在数控机床使用中的发展趋势

在工业生产领域中，数控高速切削技术的应用可有效弥补传统加工领域中存在的技术缺陷，其主要发展趋势为：

1）应用于壁薄或细长类工件的加工，可有效降低切削热及切削力对工件形状产生的影响，增强加工精度，提高工件质量。

2）可应用于淬硬钢、高锰钢、耐磨铸铁等传统加工方法难以进行加工操作的材料。

3）应用高速切削可提高1-2级加工精度，免去后续光整加工，缩短加工周期。

4 高速切削加工技术对数控机床提出的新要求

高速切削技术的应用，对整个系统的设备运行速度、精度、稳定性等都有相对的高要求。经过生产实践研究发现，高速切削加工技术目前最适用于数控机床。当目前工业生产领域中的数控机床依然有很多的改进空间，只有对其硬件、软件进行不断地提高和完善才能更好的适用于高速切削技术，将此切削技术独特优势发挥得淋漓尽致，提高生产效率。高速切削技术对数控机床的要求具体如下：

1）数控机床主轴使用电主轴。电主轴可有效保证机床发电机与主轴的完美融合，保持生产过程中整个系统的稳定性和安全性。此外，电主轴可更科学合理地控制温差，是温差保持在最理想范围内，提高主轴的性能，延长主轴的使用寿命，降低资源损耗。

2）提高伺服单元性能。数控机床伺服单元的性能上需配备高响应速度的设备，根据目前技术水平，滚珠丝杠副为数控机床中较理想的伺服单元。

3）完善数控机床机构设计。可借鉴外国一些先进加工中心使用的机床结构，对机床结构进行改善。如日本YBM950V、鉴瑞士HSM加工中心等。

4）提高刀具性能。高速切削刀具应缩小前角10°左右，扩大后角大约5°-8°，同时在控制刀具重量的同时，需保证刀具精细度，确保工件精度不受离心力影响。

5）改进和升级数控系统性能。CNC系统是目前最适用于高速切削技术的数控系统。该系统使用了优化的系统设计及先进的动力学原理，配置高，性能好，可有效保证系统运行精度，且伺服单元可满足高速切削技术中高速进给要求。

5 结束语

高速切削技术的应用是我国制造业不断发展的必然要求。这种先进的加工技术是数控机床进行精密仪器加工的首选技术，随着制造业的发展，我国数控机床在配套设备及性能的研究开发及使用上也会不断取得新的突破和成就，高速数控机床的技术及设备正在逐步提高和完善，并向网络化、智能化发展。

参考文献

[1]王先逵.制造技术的未来[J].中国机械工程，2010（11）.

[2]孙钊.高速切削在数控加工中的应用[J].中国科技信息，2012（23）.

第2篇：高速数控机床的关键技术范文

[关键词] 数控机床； 结构特征； 性能优化

0 引言

数控机床技术首次出现于上世纪五、六十年代，它的出现加速了机械制造业的发展，并大大提升了社会总体生产效率。在经济全球化的大背景下，数控机床制造业面临装备改良以及技术革新的强大竞争压力。在经济快速发展的趋势下，机械制造领域所生产的产品种类越来越丰富、产品功能越来越多样化，这也给数控机床的功能性和结构性有了更严格、更高端的要求，人们迫切需要一种集高速化、智能化、复合化、高精度化、网络化为一体的数控机床[1]。随着科学技术的不断发展进步，使数控机床的多功能性成为可能，从而也扩大数控机床在工业领域的应用范围。本文主要针对当前的数控机床的结构特征进行分析，并提出优化数控机床性能的策略。

1 数控机床概述

数控机床是一种装载数字控制程序的机电一体化产品，他通过控制系统编辑、处理控制编码以及各种符号指令，将编码用数字的形式代替，再通过信息处理设备输入数控装置，并在数控装置的运算和处理后对机床的各个子部件发送控制信号，指导整个机床的运作，并根据要求和尺寸自动将零件加工出来。数控机床能够有效完成一些品种多样、结构紧密复杂、小批量、频繁改型、生产周期短的零件加工问题。数控机床主要由加工程序载体、数据控装置、机床主体以及其他辅助功能设备组成。数控机床综合运用了计算机技术、微电子技术、测量技术、电气自动化技术、传感器技术最新技术成果，在机械制造和加工领域应用广泛。数控机床是由美国著名发明家约翰・帕森斯于20世纪中叶发明的，在计算机技术和电子通信技术的推动下，数控机床逐渐进入数字化智能控制时代[2]。数控机床技术是衡量机械制造生产水平的重要标准，同时衡量一国生产水平和综合国力的标准，数控机床技术逐渐渗透到国民经济的各个领域，为他们提供各种零部件装备，因此，数控机床具有广阔的发展前景和巨大的社会经济效益。

2 数控机床的结构特性

2.1 全方位智能化

随着计算机技术和人工智能技术的不断发展，人们对数控机床中程序自动化、控制智能化有了更高的要求。具体表现在以下几个方面：第一，加工过程控制智能化。数控机床通过实时监测加工系统中的主轴、进给电机功率、电流、电压等信息，再通过智能算法识别刀具的受力、磨损状况以及机床运行的稳定性，从而及时调整加工过程中的各项参数。第二，故障智能诊断和修复[3]。数控机床能够根据以往的故障信息，智能化地推断故障发生原因及发生部位，并仿真事故过程中，从而找出修复故障的方法。

2.2 配件高精度化

为了提高数控机床运行的稳定性和精准性，机床的各类配件的选择上遵循“高科技化、高精准化”原则，转变以往的以几何精度为主的重视观念，数控机床的精度要求逐渐扩展到运行、热变形、抗振等方面。以CNC系统控制精度为例，数控机床的进度控制采用当前最先进的高速插补技术，通过微小数控程序实现控制，逐步精细CNC控制单位，并采用高分辨率的传感器装置，提升位置检测和元件测量的精度。此外流行于国家上的网格解码检查技术在提升数控机床加工中心的运动轨迹精度方面具有显著效果，它通过三维仿真预测数控机床的加工精度，帮助数控机床在不同加工条件下实现不同规格、不同类别的加工任务[4]。

2.3 功能复合人性化

功能复合多样化是今后数控机床未来发展的趋势，同时也是实现人性化操作的主要体现。功能复合化数控机床是指在一台机床是能够实现多种程序、多重要素的加工，能够实现从原料到成品的多元素的加工。根据数控机床的功能复合化的实现形式可以分为工序复合型以及工艺复合型。前者是将生产工序整合在一台机床上，比如双主轴车削中心；后者是将产品生产的各个工艺技术整合在一台机床上，比如铣镗钻车复合―复合加工中心。功能复合化的数控机床能够大大减少零部件的装载卸载程序、缩短更换或调整道具的时间，从而减少这些过程中产生的误差，有效提升了加工精度，也成功缩减了产品生产周期。功能复合化的数控机床能够减少人工操作的工序，解放劳动力，提高生产效率，因此功能复合化的数控机床也是一种遵循“人性化”的操作系统。

2.4 运行高速化

现在的数控机床运用了伺服传动系统以及无极变速主轴，大大提升了数控机床各个部件的自动化水平，提升了数控机床在运行过程中的传动性能。通过缩短传输链来达到简化数控机床结构的目的。由于数控机床是通过加工程序载体以及数控装置发送数据代码指令的，因此在数据传输和处理的速度、刀具运动速度、主轴转速以及其他辅助装置的配合速度方面必须实现全方位的并联和贯通。而伺服传动系统是一种自动化服务系统，能根据数控装置给出的具体指令控制完成各项辅助服务，能够调整主轴转动结构，实现主轴自主变速运动。数控机床的全面自动化还体现在结构布局方面，进给变速箱和主轴箱的整体结构较为简单，因此大大减少了连接轴承和齿轮的数量，从而缩短了电动机与主轴、滚珠丝杠的连接距离，从而提升了机械运行的速度。

2.5 驱动并联化

驱动并联化是指在数控机床的主轴与机座之间配置多杆并联联接机，数控装置只要控制中间的杆系中杆的长度来实现整个平台的自由运行。并联运动机解决了以往机床串联移动部件质量大的问题，同时提高了系统的刚度，扩大了道具运动导轨的进给范围，提升了整个机台的作业自由度，增加了加工设备的灵活性和机动性。并联式驱动机运用于数控机床上，更能满足多种型号、种类复杂的零件加工要求，且并联机自身智能化程度高、中邀请、运行速率快，成为提升数控机床整体生产加工速度的新型加工装配。而在国际数控机床的生产制造领域，并联机驱动设备是提升数控机床的性能的关键技术，同时也是数控研究行业的重点研究方向，未来的数控机床中的并联机驱动装置的更新进步将是一大发展趋势。

2.6 信息互动网络化

在计算机网络和通信技术高速发达的时代，实现数控机床的双向、高速的联网通讯功能是未来数控机床的发展方向。数控机床实现信息互动的网络化能够让各项信息在制造业各个部门、各个车间长兴流通，而通过网络的数据上传和数据共享功能，又能够对数控机床的加工运行过程进行远程控制和在线监督，同时实现数字化操控的能够有效完成对数控机床的远程故障诊断和故障修复工作。比如我国在新一代的数控机床的加工中心配置了一个信息塔，它的主要构件是摄像头、计算机、手机等，与互联网供联，能够在线传输声音、图片、视频、文字等信息。

3 数控机床的性能优化策略

3.1 科学布局机械各机构

要提升数控机床的整体性能必须要从机床的各个部件的配置和布局方面着手，合理布局各个子系统和零部件，尽量简化机械的结构，加强数控机床布局的合理控制，从而提高整个机床的刚性度，提升机床运行的受力水平，维护机床的热稳定系统，最终实现数控机床的科学管理。

3.2 提高各零部件的刚度和韧性

数控机床的零部件刚度关系到整个机床运行的速率以及安全可靠性，而零部件的刚度是由零件的自身质量、固定频率以及阻尼等相关参数决定。要想提升各个零部件的刚度和韧性，可以从以下几个方面着手：第一，科学合理地布局机床内部各个零部件的结构，尽量减少零部件因负载过度而引起弯曲或扭转问题；第二，零部件截面体现高度科学性，筋板放置位置要合理，并选择性能佳的焊接部件。第三，合理连接各个零部件，缩短传送链的长度，减少了连接轴承和齿轮的数量，从而缩短了电动机与主轴、滚珠丝杠的连接距离，从而提升了机械运行的速度。

3.3 避免热变形产生

像一些低能耗的运行配件（主轴电动机、变量泵等）可以减少其热量的产生，同时一些高能耗的运行配件（传动齿轮、传送链、传动轴）可尽量减少，减少摩擦后热量自然降低。此外对一些易于发热的部件可以进行适当的冷却处理，加快部件的散热，从能避免热变形产生。

3.4 提高机械的抗振性能

数控机床中高速旋转控件不在少数，然而这些旋转部件在运行过程中会产生较大的振动，这严重影响整个机床的运行效率，还增加了机床的噪音。为了减少旋转部件的振动，可以采用平衡处理法提升旋转部件的抗振性能，通过减少传动部件之间的孔隙，削弱机床运行的应激振动力，然后将机床的各个旋转部件的运行频率控制在一定的频率，提升部件的静态刚度。此外提升机械的抗振性能哈可以通过在机床各个部件中添加阻尼材料，削弱振动力量。

4 结束语

总而言之，在社会经济和科学技术的飞速发展前提下，数控机床已经逐渐实现全方位自动化、配件高精度化、功能复合人性化、运行高速化、驱动并联化以及信息互动网络化。中国在进入改革开放时代以后，机械制造业发展迅猛，但是难以改变以劳动力、资源、价格等为主要市场竞争力的局面，在产品技术方面缺乏自主开发和自主创新的能力。数控机床作为衡量制造业生产水平和市场竞争力的关键评估标准，其重要性不言而喻。我国要想转变生产制造业发展方式，必须要从革新数控机床着手，早日实现数控机床从低端到高端、从初级产品制造到高级产品的制造的转变，不断提高数控机床产品的性能，从而为促进我国制造业发展奠定坚实的技术基础。

[参考文献]

[1] 王叔平. 浅论数控机床的结构特征与性能提高策略[J]. 科技向导，2012，（26）：131.

[2] 徐敬华，张树有，李 焱. 基于多域互用的数控机床模块化配置设计）[J]. 机械工程学报，2011，（17）.

第3篇：高速数控机床的关键技术范文

    机械产业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部分生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械产业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。

    经过近50年的发展,机械产业已经成为我国产业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收进13651亿元,占全国产业的21;利润257亿元,税621亿元,分别占全国产业的15;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20。其发展速度高于同期产业的均匀增长速度。

    近年来,机械产业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技职员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收进的0.62,有57家大型企业建立了国家级技术中心,有9的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大进步;产品结构正向公道化方向发展。

    尽管机械产业的综合技术水平近几年有了大幅度进步,但和产业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要新题目在于:

    1.科技进步对机械产业增长的贡献率目前仅为34,先进国家高达70以上。

    2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、治理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。

    3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18,达到80年代中期国际水平的占27,其余产品均在80年代以前的水平线上。

    从总体上看,机械产业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在把握已有技术和进步国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。

    (二)技术发展的总体目标

    以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以进步企业技术创新能力和竞争力为目标,进步企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40达到90年代初国际水平,5达到国际先进水平,90的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。

    (三)技术发展的方向和重点

    1.以数控机床为代表的基础机械

    数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。

    目前我国数控机床技术发展中存在的主要新题目是:

    (1)产品成熟度差,可靠性不高

    国外数控系统均匀无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机均匀无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。

    (2)产品品种少,不能满足市场需求

    国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。

    (3)创新能力低,市场竞争力不强

    生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造本钱高,产品市场竞争能力不强。

    (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。

    近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展:

    (1)经济适用、量大面广的产品

    经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。

    (2)高速、高效和专用、成套数控机床

    高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。

    (3)数控机床专业化配套系统

    新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。

    发展目标:

    (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显进步,成为名牌产品;

    (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求;

    (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50的配套需求。

    2.电力电子应用及自动化技术

    电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35,新产品市场基本上被国外产品占领。

    现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通讯技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热门,是当代产业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60,新产品市场几乎全为国外产品占领。

    因此,捉住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展:

    (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置

    研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。

    (2)现场总线智能仪表

    研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用探究。

    (3)自动测仪系统和设备

    开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。

    3.大型农业机械和施工机械

    (1)农业机械

    产业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农

    业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要新题目在于:

    1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。

    2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。

    农机领域重点发展:

    1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机均匀无故障时间从110小时进步到300小时以上;

    2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7进步到0.9以上;

    3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械) 4)节水浇灌设备喷、滴灌设备将浇注水的有效利用率由大水漫灌的40进步到80以上。

    农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍进步一倍以上,主要产品的技术标准和国际标准接轨。

    (2)施工机械

    施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进进国际市场。但和国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、平安舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用和国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步进步。

    施工机械重点发展:

    1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机;

    2)汽车起重机、大型叉车;

    3)摊展机、压路机;

    4)无开挖式管道展设机;

    5)江河湖库清淤设备。

    发展目标:

    大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。

第4篇：高速数控机床的关键技术范文

关键词：数控机床; 技术路线; 路线图

机床行业建国后一直是重点发展行业之一。2008年，我国机床产值列世界第三位，数控化率达20％。然而放眼世界，我们与国际先进技术差距仍然很大。我国机床行业产量世界第一，而产值才达到第三，实是大而不强，技术上仅居世界二流水平。2008年，我国机床进口75.8亿美元，居世界各国首位，而出口仅为21亿美元，国产机床在国内市场的占有率仅为61％。

1 我国数控机床技术水平的现状分析

我国机床质量大致上列于瑞士、德、日、意、法、美、英、西班牙之后。上世纪60年代末，在精密机床专案的推动下，我国生产的坐标镗床、齿轮磨床还是具有一定的技术含量。80年代，有的机床厂为德、日企业来图制造质量较为严格的机床，并且做得很好，还出口了相当数量。在那时的基础之上，如今我国的齿轮磨床产品在国际上属上流水平。品种数似居德、日之后，近年来有长足的进步，如发展了多坐标联动、数控复合加工机床等高档数控产品。但仍难满足军工、汽车等行业的需要。机床行业要发展，就得增强竞争力，努力提高质量，大力发展品种，提升技术水平，以替代进口,扩大出口。多年前机床行经济情况不大好时，有的企业曾提出"以质量求生存，以品种来发展"我们以此作为行业的长期发展方针。

2 数控机床技术发展的瓶颈

长久以来，我国制造业企业大多都存在着“重设计、重管理、轻工艺”的状况，企业在设计部门投入的资金往往是工艺领域的很多倍。企业的各种资源都在向设计研发、生产管理部门倾斜。但是无法回避的一个事实是：我们可以花大价钱购买国外的产品设计图纸而买不来他们的制造工艺方案。因为如何生产和制造是企业最核心的价值点所在。所以，目前我国制造企业工艺部门的水平和效率的低下已经成为企业发展的现实瓶颈。很多的制造企业在具备大量的3D设计分析工具与现场自动化生产设备(PLC、现场总线、工业机器人等)的同时依然在用很传统的手段(AutoCAD、Project等)处理诸如：工艺计划排定、资源设备的整合、工厂生产线布局设计和各种各样的工艺文档。各种来自上有产品设计的3D信息和制造车间先进的自动化生产设备(如5轴机床)所需要的数字指令都由于中间工艺设计阶段的低效率和低集成性而失去它们的本来的价值;另外一方面，传统的工艺设计阶段的低下率使得工艺准备阶段变得十分漫长而充满不确定因素，很多的工艺问题需要到车间进行物理试生产来验证工艺的质量。让昂贵的制造工厂成为企业低效率工艺设计环境下的实验室;更为头痛的是：所有的试生产必须是物理样机和制造设备(主、辅设备)就绪后才能开始进行，如果发现设备在配合或者加工上存在问题(如干涉、超差等)则需要进行设备制造的返工，无论是在时间还是资金成本上都是巨大的毫无意义的浪费。

为了解决工艺数字化的问题，上世纪九十年代开始很多的制造企业尝试着引入CAPP系统(计算机辅助工艺规划)来解决工艺环节的低效率和落后手段的挑战。但是，由于国内CAPP系统天生的制约和限制，所有国内商业CAPP系统都不能称之为严格意义上的“辅助工艺设计”，而是更多的起到将传统手写编辑工艺文档在电脑中格式化处理和录入和归档管理。CAPP 系统的确帮助企业提高了工艺编制的效率，减少了重复劳动。但是，CAPP 解决的主要是工艺文件的编制和工艺汇总等问题，而没有解决如何提高企业的工艺设计水平，如何验证编制的工艺是否合理，如何对加工和装配工艺进行优化、如何提炼典型工艺、如何更有效地利用工艺资源、如何有效传承工艺经验等问题。随着信息化时代带来工业化的高速发展，信息化产品的结构、性能和复杂程度越来越高，工艺知识的积累和重用变得越来越重要。而这一切的期望都使得我们应该把目光投向更为专业的数字化制造系统，学术上称为MPM(制造过程管理)的工艺设计、分析优化和数据管理IT平台。

3 数控机床领域技术路线图范式

高档数控机床与基础制造装备领域主机产品根据其加工特点可以分为冷加工和热加工。其中冷加工包括高速精密复合数控金切机床、重型数控金切机床、数控特种加工机床、大型数控成形冲压设备等，热加工包括重型锻压设备、清洁高效铸造设备、新型焊接设备与自动化生产设备、大型清洁热处理与表面处理设备、数控系统等，此外还包括功能部件、刀具、测量仪器等，设备的加工技术差别较大，关联性不强。如果把所有种类的机床和基础制造装备技术路线图画在一张图表里重点不突出。也没有实际意义。因此本课题分别针对冷加工和热加工涉及的九个领域编制技术路线图。“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项明确指出针对重点研究航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造四大用户需要的高档数控机床。国内外技术路线图的研究中还没有类似满足定向的用户需求的高档数控机床与基础制造装备领域的技术路线图研究。

研究需要对数控机床与基础制造装备产业的发展现状和趋势进行分析。明确产业发展的机遇和挑战，提出不同时期的发展目标；并根据发展目标，确定不同时期本产业需要开发的重大产品和关键要素指标：对关键技术进行评价。包括研发基础、技术路径、实现时间等。主要针对高档数控机床与基础制造装备的四个主要用户。即航空航天、船舶、汽车和发电设备需求出发。重点考虑未来5-10年主要用户对工艺与装备的重大需求。结合国内外高档数控机床与基础制造装备发展趋势。以及重点领域的需求，提出未来的重点发展方向，例如精密化、复合化、智能化、绿色化等。主要指围绕四大领域重点工艺与装备的需要。提出能支持本产业发展的重点关键技术，对选择的重点从研发基础、研发方式、产业应用时间等方向进行分析。

4 结束语

应用技术的开发推广，反映数控机床制造水平的重要技术指标，如主轴最高转速、快速移动速度、换刀速度、切削能力等参数正在向国际水平接近，一批关键技术获得重大突破，缩小了与世界先进水平的差距。

参考文献

第5篇：高速数控机床的关键技术范文

机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低，在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量，机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。

经过近50年的发展，机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元，占全国工业的21%；利润257亿元，税621亿元，分别占全国工业的15%；出口创汇363亿美元，占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。

近年来，机械工业企业自主开发创新能力有所增强，1997年科技人员总数达48万人，技术开发经费支出达85亿元，占全行业销售收入的0.62%，有57家大型企业建立了国家级技术中心，有9%的企业建立了专门技术开发机构，行业整体技术水平有了明显进步，主要表现在：为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高；产品结构正向合理化方向发展。

尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高，但与工业发达国家相比，仍存在着阶段性的差距。主要问题在于：

1．科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%，先进国家高达70%以上。

2．产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后，是制约机械产品水平的主要因素。

3．机械产品技术水平不高，达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%，达到80年代中期国际水平的占27%，其余产品均在80年代以前的水平线上。

从总体上看，机械工业技术开发能力和技术基础薄弱，发展后劲不足；技术来源主要依靠引进国外技术，对国外技术的依存度较高，对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上，没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。

（二）技术发展的总体目标

以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点，以发展和应用先进制造技术为手段，以高新技术和产品的产业化为突破口，以提高企业技术创新能力和竞争力为目标，提高企业技术创新水平。到2001年，提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平，5%达到国际先进水平，90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。

（三）技术发展的方向和重点

1．以数控机床为代表的基础机械

数控机床是先进制造业的基础机械，是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台，品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台（占机床总产值20%以上），但由于国产数控机床不能满足市场需求，在国内市场上的占有率逐年下降，每年仍需大量进口数控机床，进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台（价值12.46亿美元）。

目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是：

（1）产品成熟度差，可靠性不高

国外数控系统平均无故障时间（MTBF）在10000小时以上，国内自主开发的数控系统仅3000～5000小时；整机平均无故障工作时间国外达800小时以上，国内最好只有300小时。

（2）产品品种少，不能满足市场需求

国外数控机床品种已达到1500种，国内只有500多种,且性能水平低，高速、高效、高精度产品几乎没有。

（3）创新能力低，市场竞争力不强

生产数控机床的企业虽达百余家，但大多数都未能形成规模生产，企业效益差，创新能力低，制造成本高，产品市场竞争能力不强。

（4）数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全，大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。

近期我国在数控机床的发展方面，要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型，以普及型为主的策略，重点发展：

（1）经济适用、量大面广的产品

经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。

（2）高速、高效和专用、成套数控机床

高速、高效数控车床及加工中心；高效数控锻压成套装备，其中包括，可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等；大型精密模具数控成套装备，其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。

（3）数控机床专业化配套系统

新一代数控及伺服系统系列产品；数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品；数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品；数控机床高速配套零部件及辅件系列产品；其中包括，高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。

发展目标：

（1）扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产，使这些企业产品的市场占有率有明显提高，成为名牌产品；

（2）发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种，以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求；

（3）数控机床关键配套产品：数控系统，满足国内数控机床50%的配套需求；高速主轴及电主轴年产达千套；机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。

2．电力电子应用及自动化技术

电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术，是节能节材的最佳技术之一。目前，国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代，并向智能电力电子时展，我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%，新产品市场基本上被国外产品占领。

现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统，已成为世界范围自动化技术发展的热点，是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段，水平落后10～15年，因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额，但在高技术产品市场的占有率不到60%，新产品市场几乎全为国外产品占领。

因此，抓住当前时机在2～3年内以IGBT，现场总线智能仪表和自动测试系统为突破，攻克重点技术和产品，并实现产业化。这一领域重点发展：

（1）IGBT器件及其装置，大功率晶闸管及其装置

研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术，并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。

（2）现场总线智能仪表

研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。

（3）自动测仪系统和设备

开发总线式自动测试系统的基础产品，形成适度规模，同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统，做好示范和推广应用。

3.大型农业机械和施工机械

（1）农业机械

工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上，正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品，但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于：

1）产品水平不高，品种不全综合技术经济指标落后，可靠性差，寿命短。以拖拉机为例，MTBF值国外可以达到330小时以上，而我国仅100余小时。品种上：大型缺，小型杂，不成系列。

2）产品生产达到经济规模的少，重复生产、小规模生产，难以保证质量。

农机领域重点发展：

1）促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上；

2）联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5～0.7提高到0.9以上；

3）主要农产品加工机械（含烘干仓储机械）农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械；

4）节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。

农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上，主要产品的技术标准与国际标准接轨。

（2）施工机械

施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类，3100多个品种规格产品的生产能力，部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较，差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高，尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距；二是产品结构性短缺，成套服务能力差，远不能满足需要，如路面施工机械基本上还要靠进口；三是大部分企业生产规模小，制约着行业经济效益的进一步提高。

施工机械重点发展：

1）推土机、液压挖掘机、轮式装载机；

2）汽车起重机、大型叉车；

3）摊铺机、压路机；

4）无开挖式管道铺设机；

5）江河湖库清淤设备。

发展目标：

大型工程机械可靠性指标达到400小时，寿命指标达到10000小时。

4．轿车关键技术

我国汽车工业长期以卡车为主要产品，改革开放以后，轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。

我国汽车工业存在的主要问题：

（1）重复建设严重，造成无序竞争，难以集中形成实力，发挥规模效益。

（2）自主开发能力薄弱，大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造，包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前，国内对轿车产品尚不具备自主开发能力，机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。

近期轿车重点发展：

（1）经济型轿车

以轿车车身为突破口，利用技贸结合、与国外公司合作等方式，先抓车身联合研制，并建立经济型轿车的公用设计数据库，与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合，形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。

（2）轿车动力总成

消化吸收引进技术，与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发，在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术（EMS），并研究开发缸内直喷（GDI）技术，开发应用电控机械变速器（AMT）技术。

（3）轿车关键零部件

以机电一体化汽车电子部件为突破口，从引进技术、合资入手，在保证高起点、大批量、专业化生产的同时，要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用，重点是电控防抱死制动系统（ABS）、安全气囊（AirBag）、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器，并达到与整车同步或超前发展。

（4）高附加值专用汽车和客车

重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主；客车以低地板城市客车为主，要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。

5．环保装备

环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元，集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚，年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视，可持续发展战略的实施，市场需求不断增长，环保机械将成为机械工业新的经济增长点。

环保机械行业主要差距在于：

（1）产品结构不合理，品种少

初级产品所占比重较大，具有当代水平的机电一体化产品少，急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中，约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因，应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口，高浓度有机废水、难降解工业废水处理

技术及设备发展缓慢。

（2）产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年

相当多的产品没有行业或国家标准，产品规格型号、基本性能参数不统一，质量检测无依据。

（3）生产企业规模小、开发能力薄弱

规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%，并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。

近期环保机械重点发展：

（1）烟气脱硫设备

循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术（CFPBC、PFBC技术）、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备（IGCC技术）。

（2）城市污水处理成套设备

活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备，以日处理10～25万吨污水处理厂为目标，提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。

（3）城市固体垃圾处理和综合利用装备

城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备，以日处理100吨、300吨处理厂为目标，提供垃圾处理成套装备。

（4）环境监测仪器

便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。

主要目标：

（1）大型成套设备的国产化率达到70%以上；一般工程项目的设备国产化率达到90%以上；高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。

第6篇：高速数控机床的关键技术范文

随着国民经济快速的发展，汽车、船舶、工程机械、航空航天等行业将为我国机床行业提供巨大的需求。预计到2015年，我国数控机床所需的数控系统需求将达到40万台套以上（不包含进口机床所配套数控系统），其中中高档占比预计在60％左右，数控系统市场需求将超过92亿元。

《高档数控机床与基础制造装备》国家科技重大专项要求，到2020年，我国将实现高档数控机床主要品种立足于国内：航空航天、船舶、汽车、发电设备制造所需要的高档数控机床与基础制造装备80％实现国产化；国产中、高档数控机床用的国产数控系统市场占有率达到60％以上：高档数控系统市场占有率将从现在的1％提高到20％。

正是基于这些需求，中国机床工具工业协会副理事长、数控系统分会理事长陈吉红表示，数控系统行业“十二五”努力的方向是：抓住行业发展的重要战略机遇，以发展数控机床为主导、主机为龙头、完善配套为基础，重点突破数控系统和功能部件薄弱环节，加快高档数控机床产业化。依托科技重大专项，坚持科技进步和自主创新。加强创新人才队伍建设，提升企业核心竞争力，推动我国由机床工具生产大国向强国转变。

数控系统的三种发展模式

长期以来，我国数控系统与数控机床的发展呈现“两张皮”的现象比较突出。两者没有形成互相支持、互相促进和共同进步的局面，也没有形成开发与应用产业联盟和利益共同体的战略合作关系，这不仅制约我国数控机床产业的发展和市场竞争力，更制约了我国数控系统行业的发展。

陈吉红介绍说，目前，国际上发展数控系统产业有三种模式，每种模式各有优劣。

西门子模式：系统厂专业生产各种规格的数控系统，提供各种标准型的功能模块，为全世界的主机厂提供批量配套。这种模式的优点是：主机厂和系统厂发挥各自的优势，有利于形成专业化、规模化生产。缺点是：系统厂和主机厂主要是买卖关系，双方结合不够紧密主机厂为了保护自己的知识产权，不太愿意将这些特色技术提供给系统厂。

哈斯模式：主机厂独立开发数控系统，并与其自产的数控机床配套销售。这种模式的优点是：主机销售带动系统推广；其缺点是：主机厂独有品牌的数控系统很难被其他主机厂选用。

马扎克模式：主机厂在系统厂提供开发平台上，研发自主品牌的数控系统，并与所自产的数控机床配套销售。这一模式既避免了“西门子模式”和“哈斯模式”可能出现的缺点，又发扬了其自身的优点。这使得主机厂所需要的特殊控制要求、加工工艺和使用特色要求可方便地融入到数控系统中：主机厂用较少的投入，形成了自己的特色技术、知识产权和数控系统产品；主机厂自主品牌的数控系统的推广，还可以进一步强化主机厂的机床品牌，增加用户对主机厂的忠诚度；降低主机厂采购数控系统的成本同时带动数控系统产业的发展。

“根据多年经验分析，马扎克模式是主机厂发展数控系统产业最适合的模式，数控系统厂和机床厂以资产为纽带，建立战略合作关系，实现主机厂、系统厂、用户多方共赢。”陈吉红举例说，“十一五”期间，华中数控积极与大连机床、北一机床、武重集团、南通机床等重点机床企业建立战略合作关系，大大促进了中高档国产数控机床和数控系统发展。如华中数控与大连机床以资产为纽带，建立战略合作伙伴关系，在华中数控系统开放式平台的基础上，大连机床集成了用户工艺，开发特色功能和界面，研制了“大连数控”品牌的数控系统。这使得大连机床的整机性价比得到提高，用户得到了实惠，也改变了大连机床以往中、高档机床全部配置国外系统的状况。

为与主机全面配套奠定基础

“十一五”期间，国家启动实施《高档数控及基础制造装备》国家科技重大专项，国产数控系统技术水平和可靠性都取得了显著提升。陈吉红说，数控系统的研制与开发在关键技术方面取得了明显突破，已在国产机床上得到应用，为与主机全面配套奠定了基础。

例如，“十一五”期间，华中数控研制的五轴联动高档数控系统填补国内空白，打破国外封锁，300台五轴系统在军工等重点行业使用。基于“高档数控装置”、“国产CPU”、“全数字驱动及电机”三个重大专项课题研制而成的华中HNC-8型总线式高档数控系统，采用开放式软硬件体系结构及总线技术。目前，华中8型数控系统已与10类44台重大专项高档数控机床配套应用，主要技术指标已与国外高档数控系统相当。

广州数控研制的全数字高档数控系统具有高速程序预处理、多通道多轴联动控制、多通道及复合加工控制、等功能，系统基于工业以太网，具有自主知识产权的高速实时串行总线协议GSK—Link，支持EtherCAT，NCUC-Bus、GSK—Link三种协议的高速实时串行总线。

沈阳高精数控研制的高档数控系统系统，为基于多处理器，支持8通道、8轴联动、64轴控制，最小控制分辨率1纳米，具有7200段／秒、2000段前瞻的高速处理功能，可与5轴联动高速加工中心等数控机床配套应用。

大连光洋数控研制的总线数控系统，强大的多通道控制能力；优秀的五轴加工能力，支持多种五轴机床结构，支持斜面加工、定向退刀，支持3维刀具半径补偿；高速高精度控制。配合伺服驱动，可适配0.75～110KW交流同步伺服电机、交流异步主轴电机、力矩电机、直线电机；基于新一代光纤现场总线。

技术与市场差距

“十一五”期间，国产高档数控系统技术有了突破，但和国外高档数控系统相比，差距依然较大，陈吉红认为一方面是技术方面的差距。首先，产品在功能上存在差距：功能还不够完善，在实际应用中验证还不全面，在高速、高精、多通道控制、双轴同步控制等技术上不足；第二，产品的系列化不足：产品品种不齐、规格不足、成套性差、机电接口不一，影响配套。第三，产品的应用验证不够：产品生产完成后验证考核数量、时间不够，可靠性测试结果不能令人信服；第四，产业尚未起步：由以上等原因，导致产品的市场占有率偏低，用户认可度不高。

另一方面，是市场方面的差距。据工信部的《机床工具行业“十二五”发展规划》显示，“十一五”期间，数控系统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。

因此，为解决与国外高档数控系统的差距，需要通过在数控系统的关键共性技术、应用技术上取得突破，以此带动国产中高档数控系统的生产。陈吉红建议说，首先，以利益为纽带，整合国内的技术和人力资源，集中国家的财力支持建立国产数控系统软件、硬件和共性技术研发平台。建立技术研发管理机制，建立软件开发的质量管理体系（CMM）。

第7篇：高速数控机床的关键技术范文

关键词：数控机床 传动结构 直线电机

直线电动机是近些年来国内外积极研究的新型电机之一。它是一种不需要中间转换装置，而能直接作直线运动的电动机械。如今，直线电机驱动技术不断的更新，已达到成熟的阶段，被广泛应用于高档数控机床，这是因为技术具有精度高、无磨损、噪音低、效率高、响应速度快、节省空间的优点，而且使机器布置更加紧凑，结构多变，易于实现高刚性，提高了机床的整体性能而倍受人们关注。随着高速加工技术的快速发展，要求越来越高的驱动和控制系统，促使直线电机驱动技术的研究力度在逐步加快。因此，本研究不仅是符合直线驱动技术向更高、更快的发展趋势，又能满足市场广大的需求，带来更大的经济效益。直线驱动机床是未来发展的必然趋势，所以我们应加紧步伐追赶。

1.直线电机在数控机床上应用的现状

为了提高生产率和提高产品的质量，高速和超高速加工技术已成为机床发展的一大趋势，直线电机具有反应灵敏，速度快，重量轻，传动系统速度可提高到40～ 50m/min以上的优势。传统的“旋转电机+滚珠丝杠”传输方式可达30m/min最高速度，加速度仅为3m/s2。直线电机驱动的工作台，它的速度比传统的传输模式快30倍，加速比是传统的传输模式的10倍，最大为10g；刚性升高了7倍；无反向工作死区是直线电机的最大特点；因其电机惯量小，所以由它构成的直线伺服系统可以达到更高的频率响应。

1993年，一台型号 HSC 240的加工中心是世界上第一台由直线电机驱动工作台的高速加工中心，由德国Z公司研发而成，其主轴转速已达到24000r/min，60m/min的进给速度更是让人惊讶，加速度则是达到的1g，当进给速度保持在20m/min时，轮廓精度可保持为0.004mm。其后，日本也成功制造出包括超高速小型加工中心、超精密镜面加工机床等[1]。

在中国，以清华大学、浙江大学、中国科学院等为代表的多家院校及研究所也一直致力于研发更快更好的直线驱动技术，通过校企联合等模式应用实践中，为此项技术在我国的应用与发展做出了不可磨灭的贡献，并取得了很大的进展。但我们也必须正视自己存在缺陷，与国际先进水平相比，当前中国的经济型机床行仍然是太多，产品技术含量不高，具有较高技术含量的高档数控机床较少，技术水平与世界先进国家还有很大的差距。因此，我们需要增加对机床基础技术和关键技术的研究工作，以赶上国际先进水平，制作出适合中国国情的高档直线电机及其控制系统和其他附属产品，以满足高端数控机床产品的需求，提高自身的综合竞争力。

2.应用难点的分析

2.1.如何防磁抗干扰

由于直线电机的磁场是敞开式的，金属粉尘、切屑粉末等各种磁性材料很容易被电机磁场吸入而干扰其正常工作，甚至损坏电机，所以要对其进行隔磁处理。此外，还需要考虑机床冷却液，油，电缆的保护，信号线屏蔽，负载扰动和系统控制。由于直线电机驱动系统省去了中间传动环节，所以电机直接承受着各种干扰力，同时，该直线电机的端部效应也为系统的控制增加了一定的难度，因此控制器必须有较强的抗干扰能力和良好的稳定性[2]。

2.2.发热问题

在工作状态下的直线电动机，由于线圈的功率损耗，将产生很多的热量，如果空间的驱动部分很小，将使电机动子温度急剧升高，而动子通常在机床导轨附近，过多的热量会导致导轨温度变化大，导致轨道变形，从而影响机床的工作精度。因此，我们必须采取有效措施来冷却，将温度控制在可接受的范围内，保证电机的正常使用。

2.3.减少磁力

目前，直线电机的定子大多数是稀土永磁体，而稀土永磁体对铁磁性材料的吸力及其强大，且对铁磁性材料有极高的磁化能力。实验结果证明，直线电机的永磁定子法向磁力为电机可以提供连续的推力的10倍，并且定子的磁力与电机动子是否通电无关。磁吸力存在于定子与动子之间及定子与安装件之间。平行的导轨是单马达装置经常使用的方式，此方法使磁吸力大部分集中在导轨上，产生更大的变形，影响数控机床的加工精度，又导致了导轨和滑块之间的压力，增大了滑动摩擦力，会影响推力的不稳定，影响机床动态性能。因此，合理降低电机的磁场力将是一个突出的问题。

3.优化直线电机在数控机床中的应用

3.1.冷却方式优化

常用水冷却措施，将液体注入直线电机动子内，液体经过动子线圈绕组旁的冷却水套迂回流出，将动子产生大量的热带走，达到冷却。在实际应用中，具体冷却参数的确定将视电机参数及其要求来确定。

3.2.加强隔磁与防护

避免直线电机的磁效应强带来不利影响，必须采取隔离磁处理。把防护罩安装在定子表面，或由直线电机磁场的折叠密封保护套完全封闭起来；也可以在驱动部分安装在内部喷气装置，从内到外喷射空气，从而达到灰尘、切屑粉末不被吸入的效果。此外，其它部件所需信号电缆及动力电缆等虽然具有屏蔽膜，仍要远离直线电机磁场区域，避免磁场给控制系统带来干扰。为了使控制系统保持稳定性，其设计必须使用闭环控制。

3.3.保证定子和动子的间距

定子动子的间距小，并且表面要求平行，当行程较远时，在加工中很难保证。因此，可在动子与移动部件间加装 10～20mm 厚垫片，不仅可以降低磁吸连接部件的动力，同时调整方便，采用配磨法进行调整，保证定子与动子间的平行及间隙。

4.小结

从机床的未来的发展方向，直线电机无论作为功能部件还是其相关技术在机床中的应用，都应重视起来。相关领域的研究应是企业或相关部门根据实际情况而定，从全局角度考虑发展直线电机及其驱动控制的机床产品，并逐步形成产业，占领高档数控机床的重要制高点。

参考文献：

[1]郭瑶瑶.机床进给系统采用永磁直线电机法向吸力的研究[J].中国机械工程，2007（10）：1174-1177.

第8篇：高速数控机床的关键技术范文

关键词：数控车工；技术分析；实践

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）17-0049-02

目前相关的工业生产技术中，数控车工技术作为新兴技术，在工业生产中具有许多优点，但是在实际运用中也有着一些不足以及问题。因此为了确保数控车工技术的实际应用质量，需要对其所具备的优缺点进行深入了解，在保留优点的同时，对缺点能有所规避，现对数控车技术的实践应用状况进行实践探析。

1 数字车工技术的含义及关键技术

1.1 含 义

在车床上对零件产品的整体性加工完成工作时使用数字化控制系统，就是数控车工技术。在零件加工的过程中采用数控车工技术，将可以完成许多高难度的曲面零件加工工作，并且数控车工技术具有高效率、速度快的优点，其所产出的零件也具有较高的精确性高。目前数控车工技术由以下两部分组成：数控编程技术以及数控车床加工工艺。

1.2 关键技术

1.2.1 故障自诊断技术

数控机械设备具有故障自诊断技术，其种包括诊断系统和维护决策信息集成系统，而在这两套系统中则包含了安全保障、故障诊断功能、二次检测功能等功能。

1.2.2 自适应控制技术

所谓的自适应控制技术，就是由数控自动化检测对设备自身的信息产生一定影响，并且会连续、自动调整系统中的相关参数，从而能够对数控系统中运行状态进行改善。

1.2.3 专家技术

所谓专家技术是指将机床切削加工时所拥有的各种规律以及有关的专家经验全部输入系统中，并且将其与有关的参数数据库信息相互结合，从而形成具备智能化的专家系统，确保提供给数控系统的切削参数都经过优化处理。另外专家技术还能够将数控设备中的编程效率有效的提升，极大程度地缩短了生产准备期。

2 数控车工技术的优缺点及分类

2.1 优 点

数控车工技术具备着四大优点：准确性高、效率高、适应能力高、劳动强度低。

2.1.1 准确度高

数控车工系统中，对传动装置有所优化，这样将会在加工阶段中有效地降低了人为误差出现的机率从而大幅度地提升了加工效率。

2.1.2 效率高

与传统车工加工技术相比，数控车工技术利用了数字化控制手段。这样能够将零件间的互换速度有所提升，除此之外，还能够确保复杂曲面零件的加工速度在计算机控制后，能够顺利且高速地进行加工作业。

2.1.3 适应能力高

数控加工系统作为数控车工技术中的操作系统，能够对系统中的部分参数进行调整，从而达到改善或者及时修正整套数控系统的运行状况，提高适应能力。并且能够在一定程度上扩大加工范围，提高加工水平。

2.1.4 劳动强度低

采用数控车工技术进行零件加工时，全部都是由数控自动系统完成，这样自动化控制程度有所提升。相关的数控机床操作人员只需要对数控设备进行监视，随时关注其运行情况，这样无需其他操作人员进行其他工作，极大降低了原先复杂且高强度的劳动状况。

2.2 缺 点

数控车工技术有着以前技术所无法达到的高效率、高精度，可是随之而来的是昂贵的投资价格，并且一旦对复杂的零件进行加工时，会产生大量的编程工作，同时也需要具备高技术水平的维修人员以及操作人员。

2.3 功能分类

依照数控系统功能水平不同，有着不同价格级别，所以功能水平分为以下几种：

第一，高档数控机床，价格昂贵且功能齐全；

第二，中档数控机床，价格适中，功能较全且实际应用场合较广；

第三，经济型数控机床，这类机床指的是使用开环控制系统的类型，其主要使用在自动化程度较低的情况，价格便宜实惠。

依照运动方式则可以分为点控制数控机床、直线控制数控机床。

直线控制数控机床不同于点控制数控机床的地方在于其两点之间是直线轨迹，同时其对于移动速度也有着控制。此类机床大多有铣床、数控销、简易数控车床。

3 数控车工工艺及工装

对于数控车工而言，其对于加工控制精度要求较高、对于所使用设备的要求也较严格。随着目前国内发展较快，企业也愿意在设备成本上投资，大多数企业选择设备时都是择优购买。因此，为了能够提升产品的生产效率以及最终成品质量，就需要使用数控车工技术，并且数控车工工艺及工装就是其中需要重点关注的内容。

3.1 刀 具

对于数控车工工艺而言，刀具的好坏显得尤为重要，而刀具的寿命与切削噪声、加工热量、表面质量、被加工尺寸变化、刀具磨损息息相关。所以确定具体加工条件之前，需要与实际情况相结合进行判断。比如需要加工耐热合金或不锈钢等材料时，需要使用刚性或者冷却剂较好的刀刃。精车时，因为精车对于加工精度有着较高的要求，所以需要选择耐用度好、精度高的道具；粗车时，因为其大背的进给量以及吃刀量较大，需要使用强度高、耐用度高的刀具；此外，尽可能使用机夹刀片及机夹刀。

3.2 切削用量的选择

因为金属切削加工在数控车工工艺中效率较高，主要因素是切削条件、切削工具、被加工材料，而这些都与数控车床的加工治疗水平、刀具寿命、加工时间相关。对于切削条件而言，切身直接引起刀具的损伤、进给量、切削速度是其三大要素。切削速度的提升将会导致刀尖温度的上升，并且会由此产生热能性、化学性、机械性的一定磨损。一旦切削速度提升了20%，那么刀具实际能够使用的寿命会缩短至一半。

3.3 夹 具

对于数控车工技术的夹具，在选用时尽量使用通用夹具，少用或避免使用专用夹具；零件定位基准需要保持重合，降低由于定位所产生的误差。

3.4 加工路线

数控机床的刀具对于加工零配件的运动方向以及轨迹被称作为加工路线。在对加工路线进行选择时，需要将加工路线尽可能缩短，将刀具空行程的时间减少，确保表面粗糙度以及加工精度达到实际需求。

4 数控机床

数控机床作为数控技术实际运用时的主要载体，将如今先进的科学技术与数控机床具备的工作性能相互结合，那么就能使得数控技术达到预期的工作目的。在实际的使用中发现，数控车工技术的好坏与数控机床整体结构息息相关，所以务必需要重视数控机床整体结构。

4.1 数控机床概述

数控机床中的数控系统经历了六个时代以及两个阶段的发展：基于PC机的通用CNC系统、微处理器；小型计算机、集成电路、晶体管以及电子管。同时数控机床的类型也逐渐发生了改变，其从最早的单一式铣床类的数控机床逐渐发展为如今的特种加工类、金属切削类以及特殊用途类数控机床。数控机床将精密测量、计算机、机床制造及其配套技术、自动化控制中的最新研究成果相互结合，这样就能够将精度要求高、产品研制和生产周期短、多样化以及复杂化等各类难题得以解决。

4.2 精度选择

将数控机床按照用途进行划分，可以分为全功能型、超精密型、简易型等，而不同种类的数控机床也有着不同的精度。简易型的数控机床主要适用于铣床以及车床，其加工精度以及运动精度为0.03～0.05 mm以上，最小的运动分辨率是0.01 mm。另外，超精密型依照精度划分，还能分为精密性和普通型。

4.3 数控机床的结构

数控机床是由四部分组成，分别为机床主体、伺服驱动、数控系统、程序介质。

程序介质是将各类加工信息用指令进行记载，其中包括刀具运动与工艺参数、加工工艺过程，随后将这些信息全部输入到数控装置内部，再由数控机床根据指令信息进行切削。

数控系统则是将所接受的加工信息通过数控装置的逻辑电路以及系统软件进行译码、逻辑处理及运算，并发出脉冲给伺服系统，并且由伺服系统发出加工指令。

伺服驱动是由伺服驱动装置以及伺服电机所组成，由数控装置发出位移指令以及速度指令，从而控制执行部件根据要求的方向和速度进行位移。

机床主体的动系统使用的是滚珠丝杠，具有刚性好以及结构简单的优势。

5 结 语

随着制造行业近年来逐渐推广数控技术，不仅能在一定程度上提高制造能力，也能提高国内市场的竞争力。通过推动数控技术的发展，也在一定程度上推动了经济的发展。因此，数控车工技术将会朝着柔性化、高效化、高精度化以及高速化发展，同时也能显著地减少辅助时间与工序进行加工，最终向着多系列、多轴的方向发展。

参考文献：

[1] 杨永利.分析数控车工技术的应用实践探析[J].黑龙江科技信息，2015， （33）.

[2] 潘平.数控车工技术应用探讨[J].中国高新技术企业，2013，（10）.

[3] 刘喜顺.数控车工技术的应用实践探析[J].建筑工程技术与设计，2014， （26）.

第9篇：高速数控机床的关键技术范文

关键词：数控技术 发展 应用

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。

一、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、 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60 000r/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6 000h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。

2、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。

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(the next generation work-station/machine control)、欧共体的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中国的onc(open numerical control system)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“cyberproduction center”（智能生产控制中心，简称cpc)；日本大隈（okuma）机床公司展出“it plaza”（信息技术广场，简称it广场)；德国西门子(siemens)公司展出的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。

二、 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。

1、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。

2、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。

3、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。

三、 对我国数控技术和产业化发展的战略思考

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。

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。