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国内数控机床现状范文1
关键词：数控机床；自主技术；现况；技术发展策略
前言：近些年来，网络的应用范围越来越广，数字化的应用更是给人们的生活带来便利。而将网络及数字化与机械领域发展结合在一起，则从最大程度上能够提升生产的进步，促进生产的发展。就机械制造领域来说，传统的机械加工方法已经无法适应当前的社会生产需要，其同样需要计算机技术的应用，需要通过数字化的控制，达到改善机械制造生产效率和质量的现状。因此，立足于数控机床当前的发展现状，探究数控机床技术提升的措施，探究其未来发展的策略就显得非常重要，只有这样，才能够最大化促进机械生产工业的可持续发展，才能够让数控机床更好地促进国家基础建设。
一、数控机床现况
数控机床是我国工业、国防、科技等领域必不可少的加工工具，为我国国民经济发展，国防力量提升做出了巨大的贡献。数控机床具有柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能，它代表着先进制造技术的核心。近几年来我国数控机床产量逐年爬升，持续快速发展。但是由于市场越来越多的对加工精度和高性能大型数控机床的需求增加，使得国内市场消费份额比重下降。虽然我国的数控机床发展时间落后于西方发达国家，但是我国数控机床的发展已经取到了不错的成绩，已经掌握了数控系统、伺服驱动、数控主机等基础技术，其中一些技术已经实现了产业化发展。但是在一些加工技术上，我国机床技术仍存在很多问题。比如，在数控机床加工过程中一旦出现故障后，没有依据来修理机床，导致生产效率下降；数控机床整体的生产效率不高；机床在控制方面缺乏人性化的设计。所以我国数控机床技术仍有很长的路要走，未来数控机床应该具有的特点：高速化与高精度化、驱动并联化、智能化、网络化等等。综上，我们必须看到，我国当前的数控机床应用现状并没有达到十分令人满意的程度，市场的需求和社会的发展都对数控机床的应用提出了新的要求，都需要全新的数控技术提升来给予更大的支持。
二、数控机床技术发展策略
1.以高速化为先导，提高数控机床的综合性能
数控机床的高速化发展，首先高速化要与机床的结构和控制性能相匹配，因为主轴转速和进给速度的提高，使机床结构和测量系统的热变形和位置控制的跟踪误差随之增大。数控机床的高速化是提高效柔性和高精化重要方法，在过去的数控机床高速化发展历史中，数控机床的主轴运转速率正以没10年增长一倍的速率增加。因为主轴转速和进给速度的提高会引起一些负面影响，所以高速化要与机床的结构和控制性能相匹配，应用热误差补偿、进给速度前瞻控制、位置环前馈控制和加减速平稳控制、抑制颤振的多点自动跟踪滤波器等等一系列先进控制信息技术，促使在高速控制条件下改进加工精度，有效率的提高生产能力。所以高速化发展，提高数控机床的综合性能是数控机床发展历程中的必经之路。
2.发展复合加工数控机床、缩短制造过程链
单一功能的数控机床由于生产效率低，时常要进行换刀调动工件等麻烦，所以加快加快复合数控机床的发展速度，提高工序的集中度，使加工过程链集约化，可以提高多品种单件和中小批量加工的工效，也利于加工精度的稳定。复合数控机床可以减少生产工序，降低下料时间。因此，复合数控机床具有明显的技术效果。对于大重型数控机床应用复合加工技术更有其重要作用。所以通过创新技术扩大功能部件的适用面来简化结构，发展模块化和可重构化的数控机床，可以避免复合机床因功能的扩展而过多地引起结构的复杂化和成本的增加。因此，复合数控机床具有明显的技术效果。对于大重型数控机床应用复合加工技术更有其重要作用。
3.加快高性能数控功能部件的研发，提升数控机床品质
加快高性能数控功能部件的研发是提高数控机床品质的主要手段。目前国内常用的数控机床在其制造装备的功能上储备通常比较多，但是当数控机床需要加工的产品根据市场需求的变化，需要作出很大的更改时，这样就耗费大量资金还有精力。所以，国内主要是借鉴国际上的做法，获得了不小得成就。国际上于1995年开始研究的在可重构制造技术支持下，构建具有适应大批量高效柔性化生产的快速重组制造系统是一个值得注意的发展动向。其核心为制造系统能物理组态，即根据加工对象的变化方便地进行布局和设备配置的调整。高性能的功能部件将具有智能化接口，能与整机协调匹配，并与数控系统构成分布式控制，因此加强为主机厂的核心高性能数控部件研发，来提供满足主机的个性化需求，以便于提高其竞争力。发展能对多变的市场需求作出合理的配置规划和易于调整的布局方式、适应重构的控制软件、开放式控制系统和标准化接口以及能快速提升系统重组后制造质量的诊断系统等技术，使其具有专用生产线的高效性能和适用的柔性以取得更佳的经济性。目前看来，国内已在数控加工中取得了初步成功。功能部件向功能多样化、运行高可靠性化和结构紧凑化的发展也将促进数控机床复合化加工的扩展并推动新一代可重构机床的出现。
4.发展网络化制造单元，推进企业制造能力的高效柔性化
随着网络的普及，工业领域的网络应用已经不足为奇，发展网络化的制造单元，能够推进企业制造能力的高效柔性化，实现高效的柔性化生产。数控机床多发的故障率一直是影响我国数控机床品质的一个重要问题，因此发展网络化制造单元可以提高故障修复的时间，在最短的时间内更换网络制造单元，以降低生产成本，加快生产节奏。目前国际上普遍都采用先进的企业管理系统如ERP、PDM、CRM、SCM等与数控机床技术向集成管理，解决其中出现的矛盾和问题，提高机床的利用率，从而实现高效的柔性生产。
结语：
综上所述，数控技术在机械领域中的应用依然存在很多问题，其提升的空间依然非常广泛。相关人员应当积极探索数控技术发展的方式，探究其提升的路径，并注重与先进国家或者技术的沟通和交流，才能够真正提升数控技术的应用范围，才能够让数控技术得到进一步的发展，才能够让数控技术日益完善，从而为国家机械制造业的发展增砖添瓦。
参考文献：
[1]孔庆涛. 数控机床的现状及技术发展策略分析[J]. 中小企业管理与科技（中旬刊），2014，12：306.
[2]万军，吕值敏，杨代强. 无线通信在机器人及数控机床中的应用研究[J]. 科技风，2016，15：47.
[3]蔡雪松，石烁宇. 浅谈数控机床的高效应用[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊），2016，03：231.
国内数控机床现状范文2
“说不定哪天我就离开机床行业，再也不干这行了。”4月11日，在第十二届中国国际机床展览会上，大连机床集团的技术工程师张成(化名)与记者探讨行业发展问题时，很无奈地发出如此感慨。
机床是装备制造业中的基础性产品。我国机床业技术附加值较低，尤其自主研发的高端数控机床成果寥寥，这与“中国制造”以往在国际分工中的低端定位有关。而近年来，中国产业升级步伐加快，高端数控机床需求大增，但市场却主要被进口货占据，国产高端数控机床发展仍步履艰难。
种种迹象显示，这与国内该领域高端技术人才缺失有关。数控机床市场规模发展越快，人才短缺的瓶颈效应越凸显。对国内数控机床行业而言，这仿佛是个难以自拔的尴尬境地。
发展陷入怪圈
在此次展会上，当各展台的业务人员都在热切期待自己的客户时，记者却在大连机床集团展台旁，看到一个小伙子和一位白发苍苍的老人为了机床行业人才缺失的问题展开热烈的讨论。小伙子就是张成，老者是中国机床工具工业协会高级工程师、原高级顾问陈循介。
“我国机床行业之所以会出现今天这个现状，很重要的原因是人才缺失。”作为老一辈机床专家，陈循介忧虑地对记者说，国内机床行业的高端技术人才中，比他年轻一点的有不少，可再年轻点的就很少见了。机床行业在人才上出现了断代。
张成也认为，我国大量高端机床领域的技术人才流失，关键是用什么来吸引人才的问题。国内机床企业还不能给高精尖人才提供一个良好的环境。
记者注意到，和其他装备制造业一样，目前我国数控机床行业处于难得的战略机遇期。传统工业，如汽车、机械、家电、纺织、农机、环保等行业的技术改造，对数控机床的需求继续攀升；电子信息、生物工程、新能源新材料等高新技术产业的发展又为精密、高效、专用数控机床开辟了新的需求市场。
另一方面，我国东部产业的升级、东北等老工业基地的振兴和中西部开发步伐的加快，为数控机床产业发展提供了潜力巨大的国内市场；国际金融危机以来，国际资本和产业向中国的转移、国际技术和人才的交流，又为我国数控机床产业的发展提供了外部环境。
有数据显示，10年前国内数控机床年产量只有2万台左右，如今已经达到年产量20多万台；国产机床数控化率由“十五”末的35.5％，提高到“十一五”末的51.9％。然而，这些数据却不能反映目前机床行业发展面临的诸多深层次矛盾。
“大而不强、广而不精是国产数控机床的通病，重点行业需要的高档机床日前仍需靠进口。”齐齐哈尔二机床总工程师程凤兰说。
武汉重型机床集团有限公司(下称武重机床)总工艺师、副总工程师张文桥也指出：“我们采取的是先做大、再做强的策略。目前，机床的功能是达到了，可精度还远远不够。”
“从某种程度上说，机床业的发展陷入了一个怪圈。”湖南杰克数控有限公司董事长、湖南大学随动磨削研究所所长胡惜时对记者说，机床业相当于制造业中的“农业”，利润低导致技术人才待遇低，待遇低又导致机床业人才缺失，人才缺失又影响产品的创新，这又进一步制约了企业的利润空间。
人才待遇不高
杰克机床是杰克控股集团旗下的第二大企业，现在在浙江、江西和湖南拥有3家机床制造工厂=其在湖南工厂的高级技术员自加入企业第二年后就基本上能拿到3000多块钱。虽然也有年薪十几万的工程师，但公司对用人成本有严格控制，基本上不会超过总成本的15％。
胡惜时告诉记者，技术人才流失，跟这个行业的工资待遇不高确实有很大关系。“现在哪怕一个洗脚妹也能拿到3000块钱工资。一个技术员才拿3000块钱，他就感觉吃亏了。”
加拿大的ICAM公司是数控机床行业的国际知名公司。该公司工程师李荣华向本刊记者介绍，跟中国比，该公司给技术人才的待遇确实要高出一大截，尽管中国一些机床企业已经在给员工涨薪水。
然而，国内机床企业目前还是无法满足工程师们的迫切愿望。这其中的一个很重要原因是国产数控机床卖不出好价钱。同样型号的产品，国产的价钱要比国外企业的产品便宜很多，以至于业内人士不看产品参数，只看价钱就能判断出是国产货还是进口货。
另一方面，国内企业管理层似乎没有深刻意识到高端技术工程人员的重要性。工程师做销售
张成在大连机床搞技术研发已经5年。不过，从今年开始，他要开始跑销售。记者注意到，在CIMT2011展会上，很多“销售经理”名片的头衔后面都跟着三个字――工程师。
对此现象，浙江天通吉成机器技术有限公司销售二部部长张亚宁解释说：“我们国家的机床行业是市场导向性非常突出的行业，只有市场需要的，机床企业才去研发生产，市场不需要的就一定不会有哪家企业会去研发生产。”
武重机床是国内生产重型、超重型机床规格最大、品种最全的大型骨干企业。该公司总工艺师、副总工程师张文桥表示，从他们机床厂家来说，也想用国产数控系统，但这最终还是取决于用户的选择，一般用户不愿意使用国产数控系统。沈阳机床党委宣传部的一位杨姓副部长也曾向记者表示，如果企业一心研发新产品，到头来却卖不出去，那企业怎么生存?
来自中国机床工具工业协会的数据显示：2010年我国机床工具产品进口总额为157.2亿美元，同比增长62.0％，超过历史最高的2008年的27.8％。其中，普通机床超过90亿美元，数控机床接近80亿美元。
对此，有机床行业专家分析指出，进口大幅增长的原因，一方面是国家鼓励先进技术和先进装备进口，进一步扩大高档机床工具产品的进口，另一方面也说明，国产中、高档机床工具与国外还有较明显差距，还不能完全满足国内市场需求。
“在国内高端数控机床受制于高端人才短缺的情况下，市场发展越快，进口产品就越多，国内自主研发的高端数控机床所占市场份额就越小，仿佛跌入了一个越来越深的陷阱，前景堪忧。”业内分析人士说。
国内数控机床现状范文3
【关键词】 机床工业；现状；发展规律；驱动因素
中国作为全球的制造业大国，装备制造业在国民经济中占有很大的比重。伴随中国的工业化、城镇化进程，装备工业有了迅猛发展，作为装备制造业的核心和基础，机床行业备受重视，机床工业无论地位、产值、技术、市场等各个方面均有了飞速发展，但和国际机床行业强国德国、日本比较还有一定差距，伴随我国科学、技术进步和工业化、城镇化的发展，机床行业具有光辉的发展前景。本文主要从中国机床工业的发展规律及驱动因素上分析机床工业的发展前景。
一、国际机床行业的发展规律和现状
1、机床工业的生产状况
全球28个主要机床生产国家和地区2012年产值为932亿美元，中国约占30%，位居第一位。机床生产前8位国家和地区依次是中国、日本、德国、意大利、瑞士、美国、韩国和中国台湾。进入世界机床产值最大20家企业中，日本和德国最多，分别达6家，中国、美国和韩国排在其后，分别有2家，瑞士1家排在第6位。美、德 、日仍然是美、欧、亚三洲机床生产强国。
2、全球机床行业的消费情况
中、德、日、美、意是世界机床重点消费大国，占全球消费总量的73%。2013年中国机床消费381亿美元，涨幅近12%，占全球消费量的30%，仍然居世界第一，其中中国金属加工机床消费则占据全球市场的45%。美国、德国、日本机床消费增长已成定势，而且以中高档数控机床为消费主流。以欧元计算，各地区占比基本未变，亚洲占全球机床产值的57.7%，欧洲占比为34.7%，美洲占比为7.6%。其中2012年前十位机床消费国占全球市场80%。
3、全球机床行业的特点和分布格局
欧美机床企业集团化趋势加强，控制着机床行业高端技术。美国企业重点发展高精尖机床技术，生产飞机、宇航、汽车工业所需高精度、高效、高自动化、高性能机床。德国企业对加工工艺研究投资不遗余力，尤以重型机床、大型精密机床著称，精度及使用寿命最好。瑞士机床企业以中小精密机床技术著称于世，擅长将现代电子技术应用于机床系统。意大利机床企业擅长生产单台定制，个性化显著的机床，机床的柔性化程度高。韩国、日本、台湾擅长生产经济实用性较强的中高档机床，其中日本企业对机床寿命设计有特别的独到技术。
4、机床行业在全球进行技术转移
产业转移的重要理论依据是比较优势，由于各个国家的劳动力成本、产业配套、法律法规、教育体系等各个方面的不同，同样的产品在各个国家中成本有明显差异，而发展中国家在制造业和一些低端产品具有明显优势，成为产业转移的理想目的地。发达国家将传统成熟产业有计划、有步骤地向发展中国家转移。造船行业、港口机械、工程机械等劳动密集型产业由于技术含量较低、运输成本高、环保压力大等因素成为发达国家的主要转移领域。中国机床行业由于中国的第一消费大国地位和生产成本、人员工资、工业配套等因素成为机床产业转移的第一大国。高端制造主要集中在发达国家，高端装备制造不但体现在技术档次高、系统复杂成套、大型重型化、高速精密等科技水平和技术参数，更体现在售后服务复杂和更新换代快。总体表现为：投入巨大、成套复杂，规模庞大、研发周期长等方面。所以国内在重型设备等方面进步明显，比如港口机械、船舶、发电设备等，而精密机械等方面突破较慢。
二、我国机床行业的现状和发展趋势
在国家经济增长的拉动和国内市场国际化促动下，中国机床行业从2002年（入关后）起，机床消费总量呈加速增长趋势，“十五”以来，我国市场机床消费总额、进口额已连续居世界第一，数控机床更是以两位数以上的增长速度快速发展，成为排名第一的机床消费大国。2012年机床全行业总产值为8000亿元。预计2015年年消费额将近8500亿元左右。国内机床消费市场竞争国际化，世界机床制造基地移地中国化成为大趋势，国家建立装备制造业基地如上海、沈阳、大连、浙江等。目前我国机床行业产品覆盖国民经济的各个领域，满足各个行业的基本需求，在我国经济发展中需要的装备制造业机床，我国均能自行生产，基本没有空白。
1、我国机床工业的历史发展规律
中国机床消费总量呈加速增长趋势，消费的增长导致了进口的快速增长，消费增长主要是受到固定资产投资增长、产业升级和跨国公司加大对中国投资建厂和合资生产的影响。这也是我国装备制造业的产业升级的路线图和升级进化过程，作为制造业核心的机床也经历了同样的发展历程，随着经济和科技的发展，机床行业形成了低端到高端的历史发展进程。
2、我国机床产业的技术现状及存在问题
国内机床行业面临的产品结构不合理问题突出。首先是粗加工机床占总产量的40%以上，机床产值数控化率低（32.7%），其次，数控机床低档产品所占比例高（75%），数控化水平与国际差距较大。国产数控机床高、中、低档比例为3：22：75。国产经济型数控机床基本满足了国内需求，中档数控机床具备了一定的生产能力，小批量的国产高端数控机床已投入使用。
国内机床行业存在的问题是：机床精度普遍较低，缺少刚度实验，很少采用软件补偿、温度变形补偿、高速主轴系统动平衡技术等保证定位精度，仅有少数几种产品可达欧洲标准定位精度；基础材料性能弱，很少普及高强度密烘铸铁（树脂砂技术），无重大新材料开发；机床结构开发性能差，高速机床需要强化结构刚性，减轻移动件重量，机床整体结构突破传统结构的能力差；技术差距大，国外普及的远程服务技术、交钥匙工程、高速机床硬切削、干切削及其机理研究空白，基本无切削软件包供应；关键配套件性能不足，电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精度数控系统，高精度位置检测系统等普遍处于低水平状态。
3、机床行业的市场分析
（1） 普通制造业。普通机械加工业中五金、电力设备、模具加工、矿山机械、冶金设备、建材设备、石油化工设备是带动机床消费增长的主要因素。
（2）汽车行业。汽车工业对机床装备的需求具有多层次、宽领域、快节奏、高质量、数量大的特点，柔性加工生产线、各种数控专用机床将是日后国内机床工业向汽车工业领域渗透的重点。中国汽车零部件配套行业的实力与主机厂的需求差距还相当大，汽车配套企业必须扩充、提高装备能力，才能谋求其未来的生存发展。
（3）航空、航天、船舶、军工行业。航空、航天、船舶、军工产业是高端机床市场需求的大户。随着国家综合国力的增强和国防现代化的升级，国家将会加大对国防装备的投入（预计由目前占国内生产总值的2.5%提高到2025年的5%）。
（4）电子信息产业。电子信息产业是精密机床的主要市场。电子信息技术水平是国家现代化程度的重要标志。我国电子信息行业近几年固定资产投资规模以年均16%速度增长。
4、数控机床是机床发展的主流
国内数控机床可供品种超过1500余种，特别是五轴（及以上）联动数控机床已经成功开发，包括最关键的万能自动镗铣头在内，只是精度、性能与国际水平还有差距。技术差距主要体现在整体加工精度、高速运行稳定性、持续无故障运行时间、后勤远程维护等与国外产品有较大差距。核心部件数控化率不高，自动化程度低。数控机床的性能主要由关键功能件所决定，数控机床价值的60%由关键功能件所决定，国内数控机床功能件产业规模小，集中度小，产品性能水平与国外差距较大。国内数控机床产品刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口，中高档机床用的数控系统、滚珠丝杠、高速电主轴、刀库机械手、全功能数控刀架、数控回转工作台和高速防护装置等，很多是以进口为主。
三、机床行业发展的驱动因素
1、国家的产业政策支持
机床工业是装备制造业的基础和核心，2010年10月，国务院出台的《加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也明确指出，要积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备，其中高档数控机床成为了发展的重中之重。在“十二五”规划中，明确提出要重点发展四大主机（金属切削机床、金属成型机床、铸造机械、木工机床）。高端装备制造业升级换代，和工业化、重工化的历史发展机遇将在很大程度上推动机床行业快速增长。到2020年，航空航天、船舶、汽车、发电设备制造等相关行业所需要的高档数控机床的大部分供应将立足国内，未来我国机床行业发展空间十分广阔。
2、随着装备制造业和工业化、信息化的兴起，机床行业发展后劲十足，前景广阔
经过多年的积累和技术进步，我国工业特备是装备制造业获得快速发展，中国目前已经成为世界主要的机械装备生产国和消费国家，技术含量和工艺水平大大提高，产品质量仅次于美国、日本和德国，领先于意大利和英国。我国装备制造业的快速发展和国家崛起，必然导致基础工业机床行业的快速发展。
3、机床行业高速发展具有一定稳定性
随着高速、高效、高精度机床的技术成熟和大批量生产，欧美、日本、韩国等发达国家和地区机床更新换代加速，中国经济的持续高速发展和世界制造业向中国的转移，未来国内产品方向重点是高度数控化、高效、精密、大型化、功能复合化。预计十二五期间，国内数控机床增长率保持在30%以上，国内市场占有率达到70%以上。中高档数控机床将成为市场消费的主流。机床行业的重点用户分布在电力工业、航空、航天工业、造船工业、铁路机车工业、国防工业、机械工业和汽车工业七大行业领域，随着中高档数控产量提高，该行业收益水平将进一步提高。同时随着机床行业体制改革和国家政策支持力度加大，行业赢利水平必将大幅度提高。同相关行业比较，机床行业的毛利率较高，尤其高于普通机械加工行业水平。随着机床产品数控化率的提高，该行业收益水平将进一步提高，机床用户分布广泛，各个国家工业发展的差异化、各个行业发展的差异性、机床产品的差异性和技术更新的快速性，使得机床行业的发展保持较高的稳定性。中国机床不会出现明显的行业跟随周期。目前约有30%机床提供给汽车、工程机械等相关行业，20%供给军工、轮船、IT等行业，50%供给通用机械加工行业。机床用户分布广泛，各个行业发展的差异性和不均衡性将使得中国机床行业发展保持较高的稳定性。
4、大规模的基本建设是机床工业高速发展的保证
中国大规模的港口建设，特别是集装箱港口建设推动中国的集装箱、集装箱起重机行业快速崛起，并一举奠定了全球行业的主导地位。目前国内集装箱港口吞吐量跃居全球首位。在十二五期间，中国国内投资仍然非常旺盛，主要包括：高速公路、高速铁路、城市轨道交通、机场、港口、场馆、住宅建设仍将是全球最活跃的区域，工程项目难度大，相应的消耗施工机械强度将保持稳定。超高压输变电项目、铁路提速、国油国运、航空航天领域国家采购等使得国内需求仍构成了全球需求中举足轻重的部分。固定资产投资和汽车、航空航天、模具等工业的发展是刺激机床行业起飞的主要因素。我国固定资产每投入100亿元，将会带动0.8―1.1亿元的机床市场消费额，轿车产量每增减1%，数控机床消费量就变动0.54%。发电设备、船舶、冶金等大型和重型工业也是机床的主要消费者。
【参考文献】
[1] 中国机床商务网[OL].2010-2013.http：//.
[2] 中国统计年鉴网[OB/OL].2010-2013.
[3] 工业统计年报.2010-2013.
国内数控机床现状范文4
一、数控车床的特点与发展现状
作为数控机床家族中数量最多，应用最为广泛的数控车床，长期以来为用户创造了大量的价值。数控车床以其广泛的应用，较高的市场占有率，良好的性能，一直以来被认为是一款性价比极高的数控机床产品。数控车床主要是完成回转零件的表面加工。数控车床的结构并不复杂，包括车床床身、防护、数控系统、伺服进给系统、主轴部分、导轨、机械传动机构、逻辑控制刀架、液压部分、卡盘、台尾、对刀装置、传感检测设备等。伺服进给系统是数控车床非常重要的部分，是数控车床完成加工的重要运动控制核心部分，也是本文的研究核心。伺服进给系统主要包括伺服驱动器、伺服电机、丝杠、导轨、减速机、滑板滑鞍、电机支撑架、联轴器、位置检测反馈光栅尺等。在数控系统的控制下，伺服系统按照指定的CNC指令要求，进行相关的运动、检测，通过驱动电气部分电路和电机，按照CNC要求的各种位移指令，完成插补切削。数控车床比普通车床的优势之处就在于其具有数控系统以及伺服系统。
现阶段，我国各种数控车床设备都能够制造生产。我国制造的数控车床设备一部分处于世界的领先地位，一部分却要落后世界同行业的国家达到10到15年。值得欣慰的、是，这种情况在不断地发展变化，近些年来我国的数控车床制造行业发展迅猛，并且己经出现了很多可喜的成果。作为国内机床行业的领军企业―沈阳机床集团，成功的收购了具有100多年机床制造发展史的、世界著名的德国希斯机床公司，其意义重大。
二、数控车床伺服系统调整的叙述
数控车床与数控加工中心相比，结构相对并不复杂，其通常的机床机械结构主要包括主轴、X轴、Z轴、刀塔、尾台等。影响其加工工件质量高低的主要因素来源于主轴、X轴、Z轴。作为数控车床完成插补加工的主要机构―X轴、Z轴伺服的研究，长久以来一直是众多伺服研究的重要内容。
早期的数控车床的两轴电机为步进电机，步进电机的控制属于开环控制，没有反馈，往往由于丢脉冲等问题，带来加工尺寸的偏差与不稳定。而现代伺服的控制基本已经发展为伺服驱动控制。伺服控制的特点是增加了电机的反馈，加之伺服电机编码器的精准分度，使得对于伺服电机的反馈控制更加精确。这就构成了半闭环控制。
如果再给伺服轴加装光栅尺，就可以形成全闭环控制，这种控制精度更加准确。从理论上，可以达到非常高的控制精度。但在实际应用中，全闭环的控制由于受成本的制约，使用的不多，大多数数控车床，特别是市场占有率最高的经济型数控车床，主要使用的就是半闭环控制。在半闭环控制方式下，如何使数控系统、伺服驱动器完成对伺服电机的控制能够适应外部机械结构的差异，达到最好的加工效果，就成为伺服调整中电气优化调整的重点。
三、数控车床的伺服系统调整特点与发展现状
数字控制机床―数控机床，它是一种使用编制好的加工程序自动进行加工的机电设备。数控机床的种类非常多，除了包括数控车床、数控磨床、数控锉床、数控刨床、数控铣床、数控立式车床等完成单一加工的数控机床外，还包括立式车铣加工中心、卧式铣键加工中心、龙门键铣加工中心、数控车铣锉加工中心、数控纵切机床等完成复合加工的数控机床设备。此外，在近些年来新兴的电火花机床、激光切割机、水切割机床、线切割机床、并联数控机床、自动化复合机床生产线等，也发展得很快。一体化”
数控机床与普通机床相比，具有很多优点：由于数控系统可以对零件的加工过程进行细致入微的程序编程，因此对加工对象改变与转换的适应性更强，其特点决定了它尤其适合某些复杂单件零件的加工。由于控制上已不再采用机械光杠等传动，而是采用先进的伺服控制，这就有效的保证了很高的加工精度和相对非常稳定的加工质量。
数控机床加工的另一个显著特点是，可以完成以往普通机床的无法完成的复杂加工。由于采用数控编程，使数控机床的加工更加适合频繁更换零件的加工，新的用户订单需要加工不同的零件，只需对程序进行修改即可。同时又可以将编好的程序复制给其他机床，可以对多台机床同时改动程序，便于使用数控机床扩大零件的批量生产。由于数控机床的设计及控制特点，使得数控机床的控制自动化程度非常高，这样与普通车床相比，有效的减轻了操作者的劳动强度。
现代的数控系统，在文本文件的处理、接口传输、代码处理等问题上具备通用性，这就方便了很多工厂管理系统与机床的组网管理和监控，提高了生产自动化程度。结构复杂，对数控机床的保养维护人员的维护技能提出了新的标准。由于数控机床的设计逐渐完善，PLC控制程序的应用日趋成熟，以及大量检测设备、先进传感器的应用，使得数控机床的控制和使用变得更加可靠与完善。
国内数控机床现状范文5
关键词 数控机床 交流伺服系统 技术
20世纪50年代出现数控机床以来，伺服系统作为数控机床重要组成部分，经历了从步进伺服系统到直流伺服系统再到今天的交流伺服系统的过程。随着交流伺服技术的日益发展，交流伺服系统将逐步全面取代直流伺服系统。 数控机床又称为 CNC机床，即计算机数字控制机床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种机床，一般由输入、输出装置、数控装置、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成。数控机床解决了大部分机械零件的自动化加工问题成为最主要的机械加工设备，在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。伺服系统是以驱动装置—电机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统，它包括伺服驱动器和伺服电机。数控机床伺服系统的作用在于接受来自数控装置的指令信号，驱动机床移动部件跟随指令脉冲运动，并保证动作的快速和准确，这就要求高质量的速度和位置伺服。数控机床的精度和速度等技术指标主要取决于伺服系统。
一、 数控机床的伺服系统的发展
1、 数控机床的伺服系统应满足基本要求： 1）精度高 ；2） 快速响应特性好 ；3） 调速范围大 ； 4） 系统可靠性要好。
2、数控机床伺服系统的基本组成及分类
数控机床伺服系统是由比较控制环节、驱动控制单元、执行元件和反馈检测元件等组成。数控机床的伺服系统按有无反馈检测元件分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统没有反馈检测元件和比较控制环节，这些是闭环控制系统必须的部分；伺服系统按用途和功能分为进给驱动系统和主轴驱动系统；按执行元件的不同分为步进伺服系统、直流伺服系统和交流伺服系统。
3、数控机床伺服系统的发展历程
1）步进伺服系统—— 20世纪60年代以前，步进伺服系统是以步进电机驱动的液压伺服电动机或是以功率步进电机直接驱动为特征，伺服系统采用开环控制。
2） 直流伺服系统——20世纪 60年代后，数控系统大多采用直流伺服系统。直流伺服电机具有良好的宽调速性能。输出转矩大，过载能力强，伺服系统也由开环控制发展为闭环控制，因而在工业及相关领域获得了更加广泛的运用。
3）交流伺服系统——20世纪80年代以来，随着电力电子等各项技术的发展，特别是现代控制理论的发展，在矢量控制算法方面的突破，原来一直困扰着交流电动机的问题得以解决，交流伺服发展得越来越快。
二、 国内交流伺服的研究现状及发展趋势
交流伺服系统包括异步电动机的交流伺服系统和同步电动机的交流伺服系统。目前机床主要采用的是永磁同步交流伺服系统。在交流伺服研究领域，日本、美国和欧洲的研究一直走在世界前列。日本的安川公司在20世纪80年代中期研制成功世界上第一台交流伺服驱动器。随后FANUC、三菱、松下等公司先后推出各自的交流伺服系统，国外的这些产品大多是基于异步电动机的。国内在基于异步电机交流伺服系统的研究比较晚，到目前为止还没有产品问世。国内很多学者把研究的重点放在永磁同步电机伺服系统上。我国的华中科技大学、北京机床研究所、西安微电动机研究所、中科院沈阳自动化研究所、兰州电动机厂等单位开始研究并推出交流伺服系统。其中，由广州数控公司生产的DA98全数字式交流伺服驱动装置在我国的高精度数控伺服驱动行业已经打开局面，打破了外国公司垄断的格局，开创了民族品牌新纪元。
交流伺服的信号和数控系统接口有三种模式，也是它经历的三个阶段。以国内来说，广州数控的DA98属于第一代也是划时代的一种伺服驱动器，它是国内第一台全数字式交流伺服驱动装置，它接受方向命令脉冲。第二代是以埃斯顿为代表的EDB系列，它不仅能够接受脉冲命令信号，还能接受速度控制或是转矩控制的模拟量的输入。第三代是网络化交流伺服系统。网络化伺服系统是工业现场总线技术和全数字化交流伺服的有机结合，全数字化交流伺服技术可以使用户根据负载状况调整参数，也省去了一些模拟回路所产生的漂移等不稳定因素。到目前为止网络化交流伺服器在国内还没有成熟产品。北京航空航天大学机器人研究所开发设计了一种基于DSP+FPGA+ASIPM的网络化交流伺服控制系统，原理样机已在三维雕刻机上得到了初步的验证。 目前的伺服器驱动器内部大多采用高速DSP处理器，推进了各种先进的运动控制算法在新型驱动器上的使用。只要为系统配置相应不同的软件（包括控制算法）就可以控制和驱动异步电机、永磁同步伺服电机，这就为数控机床的升级以及革新留下了很多的空间。 随着生产力的不断发展，交流伺服系统向着集成化、智能化和网络化的方向发展。1、集成化—— 使用单一、多功能的控制单元，通过软件的设置实现位置控制和速度控制功能。可以使用本身配置的反馈单元构成半闭环或是通过外部接口构成高精度的全闭环控制系统。2、 智能化—— 伺服器控制模式的智能化，如在内部预先编程实现某种运动轨迹，控制本站点周边的IO口，内带主从跟随模式调整，电子凸轮等。 3、网络化—— 伺服器间实现网络化分布式控制。伺服器实现模块化的可重构，节省成本。
三、结束语
现代数控机床是朝着精密化和高速化方向发展。作为数控机床主要组成部分的伺服系统，越来越多的选择停留在交流伺服上面，它具有其他几种伺服系统无可比拟的优势。随着交流伺服技术的发展，交流伺服系统将逐渐地全面取代直流伺服系统。
参考文献
【1】 毕承恩主编。现代数控机床。机械工业出版社，1990
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【关键词】数控机床；数控系统；改造
1.引言
近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业己有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。国内市场对数控机床有大量的需求，目前的现状是国外机床产品大量充斥着市场，通过生产和进口数控机床并不能满足我国日益增长的制造业需求，而淘汰大型企业原有的大量普通金属切削机床不但会造成很大的浪费，而且会因为缺乏资金购买大量的数控机床来填补淘汰普通金属切削机床后的机床空缺，造成停产。所以，目前数控化改造是适应我国制造业迅猛发展，资金短缺，旧有机床所占比例大的国情所需。进行机床改造可以节省资金、提高生产效率，使机床性能稳定可靠，缩短了生产准备周期，提高企业效益。
机床的数控化改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。本文主要阐述了对普通卧式车床进行的数控化改造。主要做了以下几方面的工作：第一，对机床存在的故障部分进行诊断并恢复原功能。第二，加数控系统，改造成数控机床。第三，为提高精度、效率和自动化程度，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对电气控制部分进行重新设计和接线。
2.数控机床概述
数控机床是数字控制机床（Computer num-erical control machine tools）的简称，或者说装备了数控系统的机床。数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及控制、电力电子技术、自动控制、PLC、检测等技术为一体的自动化设备。
数控系统是所有数控机床的核心。数控系统对输入的加工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制主轴、进给轴和其他辅助装置正确、及时和可靠地执行加工程序所规定的任务。数控系统一般由输入/输出装置，数控装置，驱动控制装置，辅助控制装置四部分组成，机床本体为被控对象。
3.数控系统的选择
数控系统的选择应根据改造后要达到的精度，各种性能指标等选用性价比合适，技术先进的数控系统，当然还要考虑售后维修服务的便捷性。数控系统的选择主要依据是数控化改造后要达到的各种精度，以及驱动电动机的功率和用户要求。
目前，市场上生产数控系统的厂家很多，比较著名有：国外的如德国的SIEMENS公司，日本的FANUC公司；国内的如武汉华中数控股份有限公司，广州数控设备厂，北京蓝天数控公司。
FANUC数控系统以其高质量、低成本、高性能、较全的功能，适用于各种机床和生产机械等特点，在市场的占有率远远超过其他的数控系统。FANUC数控系统将控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能和超高速串行数据通信功能。
4.电气控制电路设计
在电气控制系统的改造设计中，应该遵循：在满足控制要求的前提下，设计方案要简单、经济，控制系统操作简便，使用与维修方便。机床中的主轴电动机，冷却泵电动机，刀架电动机等控制功能实现系统自动控制。改造过程中更换同一型号的老化电器元件有变压器，自动断路器，接触器等，主要增加的电气元件包括主轴编码器，X/Z轴驱动器，电动刀架控制器以及必要的控制开关，继电器等。改造后拆除原电控箱，原位安装改造后的电气柜，最后还需电气和机修人员共同进行通电调试。
4.1 主轴电路
改造后的数控车床主轴采用变频器驱动三相交流异步电机实现主轴无级调速，去除机床原有的主轴变速箱，可以获得更好的操作性能和切削性能。变频器采用日本三菱公司的D720型通用变频器。
4.2 伺服驱动控制电路
在普通车床的数控化改造中一般采用步进电动机和交流伺服电机。交流伺服电动机调速方便，体积小，目前广泛用于数控机床的传动系统。经全面考虑，选用FANUC公司的交流伺服电动机作进给驱动，组成半闭环控制系统。半闭环控制系统在伺服机构中装有角位移检测装置——旋转编码器，通过检测伺服机构的角位移间接检测移动部件的直线位移，然后反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，直到差值为零。这种伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构，一般在大多数中小型数控机床使用。
FANUC伺服驱动部分从硬件结构上分，主要有四个部分：
（1）轴卡：在全数字伺服控制中，将伺服控制的调节方式、数学模型甚至脉宽调制以软件的形式融入系统软件中，而硬件支撑采用专用的CPU或DSP等，这些部件最终集成在轴控制卡。轴卡的主要作用是速度控制与位置控制。
（2）放大器：接收轴卡（通过光缆）输入的光信号转换为脉宽调制信号，经过前级发达驱动IGBT模块输出电机电流。
（3）伺服电机：放大器输出的驱动电流产生旋转磁场，驱动转子旋转。
（4）反馈装置：由电机轴直连的脉冲编码器作为半闭环反馈装置。
轴卡接口COP10A输出脉宽调制指令，并通过FSSB（Fanuc Serial Servo Bus发那科串行伺服总线）光缆与伺服放大器接口COP10B相连，伺服放大器整形放大后，通过动力线输出驱动电流到伺服电机，电机转动后，同轴的编码器将速度反馈和位置反馈到FSSB总线上，最终回到轴卡上进行处理，如图1所示。
4.3 刀架控制
数控车床的刀架是机床的重要组成部分。刀架用于夹持切削用的刀具，在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平，对刀架的设计和控制要求如下：
（1）转位准确可靠，工作平稳安全。
（2）按最短路线就近选择，转位时间短。
（3）换刀时间短，刀具重复定位精度高，刀具存储量足够，结构紧凑及安全可靠等。
（4）防水，防屑，密封性能优良。
（5）夹紧刚度高，适宜重负荷切削，回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受机床在切削加工时的切削抗力。
根据卧式车床的型号和主轴中心高度，选择自动回转刀架，拆除原手动刀架后装上自动回转刀架，并用垫板来调整其中心高。此刀架可实现多刀夹持、自动转位、具有重复精度高、刚性好、使用寿命长等特点。
5.结论
该卧式车床改造后，大大提高了加工效率，提高了零件的加工质量，节约了资金，缩短了生产周期，是工厂进行机械设备技术化改造的成功案例。
参考文献
[1]王侃夫.数控机床控制技术与系统[M].北京：机械工业出版社，2008.
