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高档数控机床的作用范文1
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.
高档数控机床的作用范文2
随着我国加工制造业的发展，数控机床的应用越来越广，对数控机床定位精度与重复定位精度的要求也越来越高，传统的半闭环控制系统也越来越难满足用户的使用需求。基于半闭环控制系统的数控机床具有明显的缺点:无法控制机床传动机构所产生的传动误差、高速运转时传动机构所产生热变形误差，以及加工过程中因传动系统磨损而产生的误差，而这些误差已经严重影响到数控机床的加工精度及其稳定性。直线光栅尺对数控机床各线性坐标轴进行全闭环控制，消除上述误差，提高机床的定位精度、重复定位精度以及精度可靠性，作为提高数控机床位置精度的关键部件正日益受到用户的青睐[1]。直线光栅尺分为增量式光栅尺与绝对式光栅尺，安装绝对式光栅尺的数控机床在机床重新开机后无需执行参考点回零操作，就立刻重新获得各个轴的当前绝对位置值，可以马上从中断处开始继续原来的加工程序，大大地提高数控机床的有效加工时间。在全闭环的高档数控系统中已经普遍使用绝对式光栅尺和绝对式光栅编码器，在西方发达国家采用绝对式光栅位移传感器的占数控机床的80%，目前国内的全闭环高档数控机床中采用绝对式光栅传感器的也接近30%[2]。国际上生产绝对式光栅尺的厂家有德国的HEIDEN-HAIN（海德汉）、西班牙的FAGOR（发格）、日本的MITU-TOYO（三丰）、英国的RENISHAW（雷尼绍）。相比之下，国内目前没有绝对式光栅尺的产品，但是已经有部分研究所、高校以及企业先后开展了绝对式光栅尺的研制工作，其中中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的研究工作最为突出，其研制出的JC09型绝对式光栅尺样机实现了与华中数控HNC-818B世纪星加工中心数控装置对接，并应用在长二机床厂的XH714立式加工中心上[3]。本文将对绝对式光栅尺的工作原理以及绝对式光栅尺的机械结构做相关的研究。
1绝对式光栅尺的工作原理
绝对式光栅尺的工作原理如图1所示，LED光源发出的光经过透镜后形成平行光，经主光栅与指示光栅后照射到ASIC光电器件上，将光信号转换成电信号并通过信号处理器计算出位置值，最后通过通讯接口将位置值输出到后续设备上。其中主光栅由两条码道组成，一条码道为绝对码道，即下方不规则的码道，通过该码道可以实时读取绝对式光栅尺的绝对位置；另外一条码道为增量码道，即上方周期为20μm的规则码道，通过该码道可以实现信号的高细分，提高光栅尺的分辨力。图2为主光栅的实物图，上方为增量码道，下方为绝对码道。指示光栅由两部分组成，一部分为增量窗口，由增量码道组成；一部分为透明窗口。ASIC器件也分为两部分，上面接收增量信号，下方接收绝对信号。
2结构设计方案
为绝对式光栅尺原理样机整体结构图，为绝对式光栅尺原理样机内部结构侧视图，从图中我们可以看到，光栅尺主要由尺壳、主光栅、密封条和读数头这几部分组成，其中读数头包括照明机构、指示光栅滑架、指示光栅、滑架体与滑架体盖，读数头实物图如图5所示。绝对式光栅尺整体采用封闭式结构，铝制尺壳保护主光栅、读数头免受灰尘、切屑和切削液的影响，密封条保持尺壳的密封，同时在滑架体与滑架体盖间也要加入密封橡胶，防止切削液的渗入。尺壳在制作时采用的是拉制型材的方法，除了满足读数头和主光栅的安装空间外，尽量做到外形足够小，型材拉制出来后变形较小，可以满足使用需求。主光栅粘接在尺壳上，指示光栅粘接在指示光栅滑架上，ASIC光电器件粘接在指示光栅上，后续处理电路固定在滑架体与滑架体盖中。指示光栅滑架与主光栅间采用五轴承滚动机构，通过五个轴承在主光栅上的滚动，保持其长期可靠的运行，为了保证读数头在运行过程中指示光栅滑架与主光栅不发生离位，在这里采用六弹簧的定位机构，分别为两个拉伸弹簧、两个压缩弹簧、两个扭转弹簧，压缩弹簧的作用是通过施加压力将指示光栅滑架下方的三个轴承压紧在主光栅上，扭转弹簧的作用是将侧方的两个轴承压紧在主光栅上，拉伸弹簧保证指示光栅滑架在纵向上的受力，六个弹簧使得光栅尺的读数头具有较强的自适应性。在机床上使用光栅尺时，光栅尺的安装分为两种，一种是将尺壳固定在机床的静止部件上，将读数头固定在机床的运动部件上；另外一种是将尺壳固定在机床的运动部件上，将读数头固定在机床的静止部件上，一般选择第二种安装方式，因为读数头上连接有电缆线，当读数头运动时，电缆线也要随之运动，对排线会有一定的要求，实际使用时可根据机床实际使用环境选择适当的安装方式。当尺壳与读数头发生相对运动时，尺壳中的主光栅与读数头上的指示光栅也发生相对运动，从而进行位置测量。
3结束语
高档数控机床的作用范文3
【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：
高档数控机床的作用范文4
关键词：数控车床；现状；发展趋势
【分类号】：TG659
引言
车床是机械加工中加工量大而面广的重要设备，而传统车床普遍存在车削加工工步长，辅助时间多，利用率低等问题。随着数控技术的发展，数控装置为数控车床的开发进入全盛时代奠定了基础。数控车床的普及和应用，打破了传统的车床类界限，将普通车床、六角车床、单轴自动车床等多种车床的全部或部分工序工作融为一体。极大提高了加工精度，其极强的适应能力也深受用户欢迎。数控车床和数控技术在整个机械加工工业中已占有举足轻重的作用，也代表着机械工业的发展水平。
一、 我国数控车床的现状
数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技术为一身的自动化设备。目前我国的机床制造技术呈现出品种多样化、功能专门化、结构模块化等技术趋势，这与数字控制器功能的发展和机床自身机构、制造工艺以及加工精度等方面的改进密切相关。同时，数控机床的发展也在逐步适应环境保护和安全方面的发展要求。如今数控技术已被世界各国制造业广泛采用，大力发展以数控技术为核心的车床制造也已成为各国加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
20世纪30年代，世界上第一台电子计算机产生，随着新技术革命的开始，数控车床也随之诞生。1952年美国研制出第一台数控机床，几年后日本成功研制出第一台数控车床。此后，车床产业步入了数控化。
我国数控车床的发展始于20世纪70年代初。通过30多年的发展，由国内生产的经济型卧式数控车床成为我国当前的主流产品，以其实惠的价格和较少的设备投入费用，赢得了国内企业的信赖。除此之外，2轴控制的卧式数控车床和立式数控车床等国产产品也受到了用户的认可，基本能满足用户的需要。目前，国产数控车床的品种、规格较为齐全，质量基本稳定可靠，已步入全面发展阶段。但是，毕竟我国的数控车床产业与国外相比还不够成熟，一些较为先进的车床品种的开发与制造与较成熟的国家相比还存在很大差距。因此，我国各大机床厂家则采取与国外著名机床厂家合作、合资、技术引进、样机消化吸收等措施来提高我国的机床制造水平。于是，对于车削中心等3轴控制以上的中高档数控车床，国内用户大部分选用进口产品或合资、独资企业所生产的产品。经过以上各种发展方式，近几年，我国在数控技术与装备的发展方面进行高度重视，取得了较大进步。在通用微机数控领域，特别是以PC平台为基础的国产数控系统走入了世界的前列。同时也开发了多个中高档数控车床新品种。
纵观我国数控车床的发展历程，尽管取得了不少成绩，但同时也存在不少问题。主要问题有：科技基础薄弱、自主创新能力不强；低档产品产能过剩，高档产品产能不足；产品质量以及可靠能力不足，功能部件发展滞后等。总的来说，目前我国数控车床技术产业大而不强，需要加大机床主机以及重要元器件的创新力度，同时加大数控系统的开发力度，不断完善和提高机床加工精度和自动化效率，努力追赶世界先进水平。
二、 我国数控车床未来发展趋势
随着数控系统集成度的增强以及网络化技术和信息化技术的不断发展，我国数控车床产业呈现出以下发展趋势。
（一） 高速化与高精度化
高速化、高精度化主要体现在主轴转速、进给率、运算速度及换刀速度的高效率。目前一些欧洲的高速加工中心主轴转速已经达到60000r/min，而转速高达160000r/min的超高速主轴也在研制开发中。因为高速、高精加工技术可极大地提高效率、产品质量和档次，同时缩短生产周期，从而提高市场竞争能力。
（二） 高性能
随着数控技术的不断完善，数控车床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。利用计算机技术和网络通信技术，机床制造商可以建立机床远程技术支持体系，实现工况信息的传输、存储、查询和显示以及远程智能诊断。为了扩大机床的使用范围、提高效率，应实现一机多用、一机多能，进一步提高机床的生产效率。
（三） 多轴联动加工和复合加工
高速高精加工的实现需要配套功能部件的同步支持。因此电主轴、直线电机等也需快速发展。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，可大幅度提高效率。当前电主轴的出现使得5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，制造难度和成本大幅降低，数控系统的价格差距缩小。从而促进了复合主轴头类型机床的发展。
（四） 高柔性化
柔性是指数控设备适应加工对象变化的能力。我国数控车床将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。我国的数控车床对加工对象的变化适应能力强，在提高单机柔性化的同时，朝着系统柔性化方向发展。从点（数控单机、加工中心和数控复合加工机床）、线（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段车间独立制造岛、FA）、体（CIMS、分布式网络集成制造系统）的方向发展。如出现了PLC控制的可调组合机床、多轴数控加工中心、换刀换箱式加工中心。此外，还应兼顾应用性和经济性方向发展。
（五） 绿色化
随着人类环境保护意识的逐步加强，各行各业在经济和效益发展的同时也密切关注着其对环境的影响。因此，当下的数控车床发展必须把环保和节能纳入考虑范畴，即要实现切削工艺的绿色化。为了节约资源，减少对环境的破坏，近年来出现了不用或少用冷却液的干切削或半干切削的数控车床，这类产品节能环保，不仅为用户所欢迎，更赢得了社会各界的认可。因此，绿色制造是数控车床发展的大趋势，抓住这一方向，将使我国节能环保车床发展迅速并占领更多国际市场。
结语
综合上述对我国数控车床发展现状和趋势的分析，可知我国数控车床产业大而不强的状况仍十分明显。各大企业应抓住“十二五”的发展机遇，不断改进和完善数控技术，加大创新力度，增强国产数控车床的核心竞争力，树立自主创新的品牌意识，实现我国数控机床产业由生产大国向生产强国的转变。
参考文献：
【1】 谢翠红、康健，浅析数控车床的改革创新及发展趋向，科技纵横，2009年5月
高档数控机床的作用范文5
1数控机床改造的特点
数控改造技术在机械加工行业中的应用越来越广泛,这主要是由于数控改造有以下几方面突出特点和优点:
(1)投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60%-80%的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/3,交货期短。即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2-3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。
(2)机械性能稳定可靠所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。
(3)熟悉了解设备、便于操作维修购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。改造则不然,可以精确地计算出机床地加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。
(4)可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。
(5)提高产品质量和工效可以解决复杂零件的加工精度控制,加工的产品尺寸一致性好、合格率高、废品率的、生产效率高。如经济型数控机床,一般可提高工效3-7倍。对复杂零件而言,难度越高,提高的工效越明显。此外还可以减轻工人的劳动强度,提高工人素质促进科技成果的普及和应用,为“体力型”向“智能”转变创造条件。
2提高数控机床改造精度的常见方法
数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,运动副之间的摩擦系数小,传动无间隙,功率大;便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的,常见的机床改造方法如下。
2.1修复机床导轨精度
导轨的作用是导向与承载。导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。对不同形式导轨,大概修理方法如下:
(1)使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。应用于机床改造更为便利,效果显著。
(2)铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的,刮研显点为18—25点/平方厘米,同时,必须保证的可靠性。这样才能尽可能的减小摩擦,以及对位置控制精度的影响。
2.2恢复主轴精度
主轴是主轴组的重要组成部分。机床工作时,由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动,对加工质量和生产率,有重要影响。所以,改造时必须修复主轴的精度。
对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查,以便确定修理方案。但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。调整后应进行温升实验,温升超过规定值,应减少预紧量。
当主轴轴承重新装配好后,用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。
2.3修复或更换滚珠丝杠
随着现代科技的发展,机械制造业正不断面临着高速度、高精度等新的挑战。滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件,并己实现了标准化、通用化和商品化。基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠,但在改造时,一定要恢复其传动精度,或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠,只有这样才能保证改造后的定位精度,尤其是在半闭环系统中,丝杠不仅要起到传动作用,还要起到标尺的作用,编码器只是测量丝杠的转数,至于工作台实际行走的距离,相当于开环,只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。
2.4利用精密仪器检测机床精度
可以结合具体的机床改造过程,利用先进的激光干涉仪测量系统,对机床的定位精度进行测量,并利用球杆仪快速检查机床精度,诊断误差来源,自动分析机床精度状态,检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等,根据检测结果,进行必要的分析,再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。在调整机床参数时,尤其是伺服驱动参数,可根据球杆仪的检测结果,进行系统优化,使机床参数更合理,系统更稳定。
在改造完成后,利用激光干涉仪对定位精度进行测量,然后,根据情况进行适当的补偿,可以大大提高机床的定位精度和加工精度。
2.5减少传动环节的间隙
一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。
如果进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动,一定要注意,调整好反向间隙,否则,很可能直接影响机床性能。另外,如果进给传动系统中有同步齿形带,也必须进行适当的调整或更换,尤其是在采用半闭环系统中,若此部分不在控制环内,将直接影响机床的定位精度。
高档数控机床的作用范文6
关键词：机床；刀具；发展；产业
1.中国机床产业发展趋势
1.1.产业发展趋势
中国机床行业目前产品门类比较齐全、具备一定的技术基础和制造能力，在强劲市场需求拉动下，产业的上升空间很大。
我国机床产品目前数控化率还比较低，地区和产业发展也不平衡，多种经济形式长期存在，这些因素都决定未来中国机床市场的中低需求将长期存在。
以研制重型机床、加工中心、数控车床、精密磨床、齿轮加工机床、电加工机床和锻压机床为代表的大型企业集团或专业化企业将逐渐形成并得到快速发展。产业的国际化将进一步提高，预计未来十年内进入世界机床百强的企业将增至10家。
随着国家区域经济规划的逐步落实，特别是市场配置资源手段在地区经济发展中作用的显现，机床行业的产业布局将呈现地域分布的特点。
1.2 .技术发展趋势
中国机床行业技术研究模式从被动式到主动创新转变，研究主体从单一向多元转变，市场需求成为研究的主要动力。在国家投资继续发挥导向性作用的同时，企业自筹资金、社会化融资、外资将成为技术投入的重要组成部分[1]。以企业为龙头、高校和科研院所参与形成的技术创新平台和同行业企业组成的产业创新联盟将发挥主导作用。由于研究模式的转变和研究投入的多元化，中国机床行业的技术研究国际化参与度将显著提升。浙江主要体现在两个方面：一是更多的企业开始与国际领先的研究机构或公司合作研究；二是更多的企业有能力为国际机床用户提供技术服务。
高精度、高速度、柔性化、智能化、绿色制造将成为中国机床行业发展的主要方向。
2.世界机床刀具技术发展成果与趋势
随着技术发展，5轴联动加工技术日趋成熟，东京、北京、芝加哥、汉诺威四大国际机床展览会上，每届都展出四五十台，甚至上百台五轴联动机床。各类复合机床纷纷亮相[2]。复合机床包括铣车复合、车铣复合、车磨复合、成形复合加工、特种复合加工等，并出现多主轴、多刀塔的复合机床，加工效率大大提高。
智能化提升了机床的功能和品质，在数控系统上得到了较多体现。在智能化方面具有更强的功能；断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能。
机器人与主机的柔性化组合得到了广泛应用，机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、刀具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线。
功能部件不断向智能化、高速度、高精度、大功率方向发展，并取得成熟的应用。如电主轴、全数字交流伺服电机及驱动装置、力矩电机、直线电机、滚珠丝杠、直线导轨等功能部件的性能指标不断提高。
发达国家数控刀具制造技术在刀具镀层技术、刀具材料、刀具结构设计、刀具系统、切削数据库等方面，都取得了突出成就，使数控刀具提高到一个崭新的水平。数字化、高精度、智能化、非接触测量仪器和在线测量技术取得新的进展，新的测量仪器和测量系统不断出现，以三坐标测量机为代表的精密测量仪器应用扩大；激光干涉测量系统和球杆仪在数控机床几何精度和运动精度的监测和监控中，得到了广泛应用[3]。通过计算机技术、通讯技术将数控机床、数控刀具、数控测量系统和加工工件以及相应的信息集成融合在一起，构成数字化闭环切削加工系统，成为计算机集成制造系统的基本单元。
现代数控机床既要高效率、高性能，又要节约能源、低能耗、低污染，加共过程对人友好和宜人化。要从机床的设计开始，材料选用、制造、使用过程直至机床报废回收，形成“绿色”的全过程。欧盟已经启动“绿色机床”研究项目，提出机床绿色和能耗标准设想，说明绿色制造技术开始起步。宜人化改进，如流线型外罩，宽敞的航空玻璃视窗；可调角度的控制面板和显示屏，可调节座椅；通过传输技术授权的开关钥匙，显示机床工作状态的可视光带等，外观造型简洁、明快，富于现代感。
3.中国机床产业与世界机床产业的差距
目前，中国机床产业仅仅在规模方面具有相对比较优势，与机床制造强国相比较，在研发、结构、服务能力等方面都存在明显的差距。
高性能数控系统和功能部件的发展滞后于主机，并已成为制约数控机床产业发展的瓶颈。自主创新能力不强。基础、关键、共性技术尚未完全掌握，以企业为主体，产学研用相结合，开放式、社会化的研发体系建设尚处于探索阶段。中国机床产业还没有实现由生产制造向服务制造模式的转型[4]。尤其是工程集成能力弱，为汽车等重点行业核心制造领域提供成套生产线还处于起步阶段。
产业集中度不高，企业多而散。主机企业大而不强，小而不精；配套能力弱，产业分工不清晰；与数控机床产业快速发展相适应的产业链体系还不够完善。
高端人才匮乏，尤其是缺少高端数控机床，数控系统和功能部件研发的领军人才；缺少高级技工；缺少具有国际化视野的复合型管理人才。目前，高端人才不足以成为制约数控机床产业快速、可持续发展的深层次原因。
4.中外机床企业面临的选择
合作共赢是中外机床企业所面临的必然选择。
合作，既包括中外企业间的合作，也包括国内企业间的合作，既包括主机企业与配套企业之间的合作，也包括企业与高校、科研院所之间的合作。合作领域包括研发与设计、制造、销售、培训等各个层面，在未来的10年内，中外企业针对汽车、航空航天、船舶、轨道交通、能源等国家重点核心制造领域的需求，在高档数控机床、数控系统、关键功能部件等领域开展合作。全行业应从不同的角度思考寻求合作的广度和深度，不应局限于技术、产品、制造层面的合作，应积极探索商业模式间的合作。
参考文献：
[1]肖明，熊清平. 从EMO2009欧洲国际机床展看现代数控系统的发展方向[J]. 制造技术与机床，2010（2）.
[2]张康. 第十届中国国际机床展览会特种加工机床评述[J]. 电加工与模具，2007（3）.
