高檔數控機床技術范文

導語：如何才能寫好一篇高檔數控機床技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

按照《路線圖》，在高檔數控機床與基礎制造裝備領域，到2020年，國內市場占有率超過70%;到2025年，高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過80%，總體進入世界強國行列。

在機器人領域，到2020年，自主品牌工業機器人國內市場占有率達到50%，國產關鍵零部件國內市場占有率達到50%，新一代機器人的核心技術取得突破;2025年，形成完善的機器人產業體系，機器人研發、制造及系統集成能力力爭達到世界先進水平，新一代機器人樣機研制成功，并實現一定規模的示范應用。

高檔數控機床實現智能化

高檔數控機床是指具有高速、精密、智能、復合、多軸聯動、網絡通信等功能的數控機床，基礎制造裝備是制造各種機器和設備的裝備之總稱。高檔數控機床與基礎制造裝備包括金屬切削加工機床、特種加工機床、鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工工藝裝備、增材制造裝備等，具有基礎性、通用性和戰略性的特征。

我國已連續多年成為世界最大的機床裝備生產國、消費國和進口國。未來10年，電子與通訊設備、航空航天裝備、軌道交通裝備、電力裝備、汽車、船舶、工程機械與農業機械等重點產業的快速發展以及新材料、新技術的不斷進步將對數控機床與基礎裝備提出新的戰略性需求和轉型挑戰。對數控機床與基礎制造裝備的需求將由中低檔向高檔轉變、由單機向包括機器人上下料和在線檢測功能的制造單元和成套系統轉變、由數字化向智能化轉變、由通用機床向量體裁衣的個性化機床轉變，電子與通訊設備制造裝備將是新的需求熱點。

為適應市場需求，《路線圖》提出的發展目標是，到2020年，高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過70%，數控系統標準型、智能型國內市場占有率分別達到60%、10%，主軸、絲杠、導軌等中高檔功能部件國內市場占有率達到50%;到2025年，高檔數控機床與基礎制造裝備國內市場占有率超過80%，其中用于汽車行業的機床裝備平均無故障時間達到2000小時，精度保持性達到5年;數控系統標準型、智能型國內市場占有率分別達到80%、30%;主軸、絲杠、導軌等中高檔功能部件國內市場占有率達到80%;高檔數控機床與基礎制造裝備總體進入世界強國行列。

按照《路線圖》，在重點產品上，將重點針對航空航天裝備、汽車、電子信息設備等重點產業發展的需要，開發高檔數控機床、先進成形裝備及成組工藝生產線。包括：電子信息設備加工裝備、航空航天裝備大型結構件制造與裝配裝備、航空發動機制造關鍵裝備、船舶及海洋工程裝備關鍵制造裝備、軌道交通裝備關鍵零部件成套加工裝備、汽車關鍵零部件加工成套裝備及生產線、汽車四大工藝總成生產線、大容量電力裝備制造裝備、工程及農業機械生產線等產品。

在增材制造裝備領域，將重點突破具有系列原創技術的鈦合金、高強合金鋼、高強鋁合金、高溫合金、非金屬工程材料與復合材料等高性能大型關鍵構件高效增材制造工藝、成套裝備、專用材料及工程化關鍵技術，發展激光、電子束、離子束及其它能源驅動的主流工藝裝備;攻克材料制備、打印頭、智能軟件等瓶頸，打造產業鏈。

在高檔數控系統方面，重點開發多軸、多通道、高精度插補、動態補償和智能化編程、具有自監控、維護、優化、重組等功能的智能型數控系統;提供標準化基礎平臺，允許開發商、不同軟硬件模塊介入，具有標準接口、模塊化、可移植性、可擴展性及可互換性等功能的開放型數控系統。

在高性能功能部件方面，重點開發20000～40000r/min高速電主軸、多軸聯動主軸頭、精密光柵、高速高精度主軸軸承、1~2級滾珠絲杠導軌、定位精度小于6”的轉臺等，研發高性能功能部件精密加工、成形、檢測、裝配成套裝備。

在關鍵共性技術上，重點攻克數字化協同設計及3D/4D全制造流程仿真技術、精密及超精密機床的可靠性及精度保持技術、復雜型面和難加工材料高效加工及成形技術、100%在線檢測技術。

在應用示范工程方面，將開展國家科技重大專項“高檔數控機床與基礎制造裝備”智能化升級工程、航空航天高端制造裝備應用示范工程、汽車輕量化材質關鍵部件及總成新工藝裝備應用示范工程、艦船平面/曲面智能化加工流水線應用示范工程。

在戰略支撐與保障方面，《路線圖》建議，一是組建國家數控機床共性技術協同創新中心，集中解決數字化設計技術、動靜熱特性試驗技術以及可靠性、精度保持性等制約性關鍵技術。二是組建國家先進成形工藝創新中心、推進制造工藝與制造裝備的緊密結合。

新一代機器人示范應用

機器人是一種半自主或全自主工作的機器，集現代制造技術、新型材料技術和信息控制技術為一體，是智能制造的代表性產品。機器人包括在制造環境下應用的工業機器人和非制造環境下應用的服務機器人兩大類。其中，服務機器人根據應用環境不同又分為應用于家庭或直接服務于人的個人/家用服務機器人和應用于特殊環境的專業服務機器人。

近年來，我國機器人市場快速發展。2014年，中國工業機器人銷量達到5.6萬臺，成為全球第一大工業機器人市場。養老助殘、救災救援、公共安全等多種型號服務機器人已經開始進入示范應用，清潔機器人、兩輪自平衡車和模型無人機等家用服務機器人已經進入消費市場。預計到2020年工業機器人銷量將達到15萬臺，保有量達到80萬臺;到2025年工業機器人銷量將達到26萬臺，保有量達到180萬臺。

按照《路線圖》設定的發展目標，2020年，我國基本建成以市場為導向、企業為主體、產學研用緊密結合的機器人產業體系。自主品牌工業機器人國內市場占有率達到50%，國產關鍵零部件國內市場占有率達到50%，產品平均無故障時間(MTBF)達到8萬小時;服務機器人在養老、康復、社會服務、救災救援等領域實現小批量生產及應用;新一代機器人的核心技術取得突破;培育出2~3家年產萬臺以上、產值規模超過百億元、具有國際競爭力的龍頭企業，打造出5~8個機器人配套產業集群。

到2025年，形成完善的機器人產業體系，機器人研發、制造及系統集成能力力爭達到世界先進水平。自主品牌工業機器人國內市場占有率達到70%以上，國產關鍵零部件國內市場占有率達到70%，產品主要技術指標達到國外同類水平，平均無故障時間達到國際先進水平;服務機器人實現大批量規模生產，在人民生活、社會服務和國防建設中開始普及應用，部分產品實現出口;新一代機器人樣機研制成功，并實現一定規模的示范應用;有1~2家企業進入世界前五名。

工業機器人、服務機器人及新一代機器人是下一步發展的重點。其中，在工業機器人領域，要實現多關節工業機器人、并聯機器人、移動機器人的本體開發及批量生產，使國產工業機器人在焊接、搬運、噴涂、加工、裝配、檢測、清潔生產等方面的實現規模化集成應用。

在服務機器人領域，要重點開發養老助殘、家政服務、社會公共服務、教育娛樂等消費服務領域機器人;重點開發醫療康復機器人、空間機器人、救援機器人、能源安全機器人、無人機等特種機器人。

在新一代機器人領域，要積極研發能夠滿足智能制造需求，特別是與小批量定制、個性化制造、柔性制造相適應的，可以完成動態、復雜作業使命，可以與人類協同作業的新一代機器人。

在關鍵零部件上，要重點研發機器人專用擺線針輪減速器、諧波減速器、高速高性能機器人控制器、伺服驅動器、高精度機器人專用伺服電機、傳感器等產品。在傳感器上，要重點開發關節位置、力矩、視覺、觸覺、光敏、高頻測量、激光位移等傳感器，滿足國內機器人產業的應用需求。

在關鍵共性技術方面，一是攻克整機技術，以機器人的系列化設計和批量化制造，提高機器人產品的控制性能、人機交互性能和可靠性性能，提高機器人負載/自重比、人機協作安全為目標，分階段開展關鍵共性技術攻關。二是部件技術，以突破機器人關鍵零部件、滿足國內市場應用，滿足與人協作型機器人的關鍵部件需求，滿足新型機器人關鍵部件需求為目標，分階段開展關鍵共性技術攻關。三是集成應用技術，以提升機器人任務重構、偏差自適應調整的能力，提高機器人在人機共存環境中完成復雜任務的能力，促進機器人融入人類生活為目標，分階段開展關鍵共性技術攻關。

在應用示范工程方面，要推進機器人關鍵零部件研制及應用示范工程，支持減速器、控制器、伺服電機及驅動器、傳感器等關鍵零部件的研制及產業化應用。推進工業機器人核心技術研究及應用示范工程，支持工業機器人核心技術、多工業機器人協作技術及智能工業機器人技術研究，并按照細分行業推進示范應用。推進服務機器人技術研究及應用示范工程，重點支持醫療、康復、養老、助殘、救援等社會公共服務機器人的研制，創造良好社會和政策環境，推進國產產品的示范應用。推進機器人人才培養示范工程，加強機器人相關專業學科建設，加強多學科交叉整合，加強國際交流與學習，加快引進海外高端人才，設立機器人教學示范點，培養基礎人才。

篇2

隨著國民經濟快速的發展，汽車、船舶、工程機械、航空航天等行業將為我國機床行業提供巨大的需求。預計到2015年，我國數控機床所需的數控系統需求將達到40萬臺套以上（不包含進口機床所配套數控系統），其中中高檔占比預計在60％左右，數控系統市場需求將超過92億元。

《高檔數控機床與基礎制造裝備》國家科技重大專項要求，到2020年，我國將實現高檔數控機床主要品種立足于國內：航空航天、船舶、汽車、發電設備制造所需要的高檔數控機床與基礎制造裝備80％實現國產化；國產中、高檔數控機床用的國產數控系統市場占有率達到60％以上：高檔數控系統市場占有率將從現在的1％提高到20％。

正是基于這些需求，中國機床工具工業協會副理事長、數控系統分會理事長陳吉紅表示，數控系統行業“十二五”努力的方向是：抓住行業發展的重要戰略機遇，以發展數控機床為主導、主機為龍頭、完善配套為基礎，重點突破數控系統和功能部件薄弱環節，加快高檔數控機床產業化。依托科技重大專項，堅持科技進步和自主創新。加強創新人才隊伍建設，提升企業核心競爭力，推動我國由機床工具生產大國向強國轉變。

數控系統的三種發展模式

長期以來，我國數控系統與數控機床的發展呈現“兩張皮”的現象比較突出。兩者沒有形成互相支持、互相促進和共同進步的局面，也沒有形成開發與應用產業聯盟和利益共同體的戰略合作關系，這不僅制約我國數控機床產業的發展和市場競爭力，更制約了我國數控系統行業的發展。

陳吉紅介紹說，目前，國際上發展數控系統產業有三種模式，每種模式各有優劣。

西門子模式：系統廠專業生產各種規格的數控系統，提供各種標準型的功能模塊，為全世界的主機廠提供批量配套。這種模式的優點是：主機廠和系統廠發揮各自的優勢，有利于形成專業化、規模化生產。缺點是：系統廠和主機廠主要是買賣關系，雙方結合不夠緊密主機廠為了保護自己的知識產權，不太愿意將這些特色技術提供給系統廠。

哈斯模式：主機廠獨立開發數控系統，并與其自產的數控機床配套銷售。這種模式的優點是：主機銷售帶動系統推廣；其缺點是：主機廠獨有品牌的數控系統很難被其他主機廠選用。

馬扎克模式：主機廠在系統廠提供開發平臺上，研發自主品牌的數控系統，并與所自產的數控機床配套銷售。這一模式既避免了“西門子模式”和“哈斯模式”可能出現的缺點，又發揚了其自身的優點。這使得主機廠所需要的特殊控制要求、加工工藝和使用特色要求可方便地融入到數控系統中：主機廠用較少的投入，形成了自己的特色技術、知識產權和數控系統產品；主機廠自主品牌的數控系統的推廣，還可以進一步強化主機廠的機床品牌，增加用戶對主機廠的忠誠度；降低主機廠采購數控系統的成本同時帶動數控系統產業的發展。

“根據多年經驗分析，馬扎克模式是主機廠發展數控系統產業最適合的模式，數控系統廠和機床廠以資產為紐帶，建立戰略合作關系，實現主機廠、系統廠、用戶多方共贏。”陳吉紅舉例說，“十一五”期間，華中數控積極與大連機床、北一機床、武重集團、南通機床等重點機床企業建立戰略合作關系，大大促進了中高檔國產數控機床和數控系統發展。如華中數控與大連機床以資產為紐帶，建立戰略合作伙伴關系，在華中數控系統開放式平臺的基礎上，大連機床集成了用戶工藝，開發特色功能和界面，研制了“大連數控”品牌的數控系統。這使得大連機床的整機性價比得到提高，用戶得到了實惠，也改變了大連機床以往中、高檔機床全部配置國外系統的狀況。

為與主機全面配套奠定基礎

“十一五”期間，國家啟動實施《高檔數控及基礎制造裝備》國家科技重大專項，國產數控系統技術水平和可靠性都取得了顯著提升。陳吉紅說，數控系統的研制與開發在關鍵技術方面取得了明顯突破，已在國產機床上得到應用，為與主機全面配套奠定了基礎。

例如，“十一五”期間，華中數控研制的五軸聯動高檔數控系統填補國內空白，打破國外封鎖，300臺五軸系統在軍工等重點行業使用。基于“高檔數控裝置”、“國產CPU”、“全數字驅動及電機”三個重大專項課題研制而成的華中HNC-8型總線式高檔數控系統，采用開放式軟硬件體系結構及總線技術。目前，華中8型數控系統已與10類44臺重大專項高檔數控機床配套應用，主要技術指標已與國外高檔數控系統相當。

廣州數控研制的全數字高檔數控系統具有高速程序預處理、多通道多軸聯動控制、多通道及復合加工控制、等功能，系統基于工業以太網，具有自主知識產權的高速實時串行總線協議GSK—Link，支持EtherCAT，NCUC-Bus、GSK—Link三種協議的高速實時串行總線。

沈陽高精數控研制的高檔數控系統系統，為基于多處理器，支持8通道、8軸聯動、64軸控制，最小控制分辨率1納米，具有7200段／秒、2000段前瞻的高速處理功能，可與5軸聯動高速加工中心等數控機床配套應用。

大連光洋數控研制的總線數控系統，強大的多通道控制能力；優秀的五軸加工能力，支持多種五軸機床結構，支持斜面加工、定向退刀，支持3維刀具半徑補償；高速高精度控制。配合伺服驅動，可適配0.75～110KW交流同步伺服電機、交流異步主軸電機、力矩電機、直線電機；基于新一代光纖現場總線。

技術與市場差距

“十一五”期間，國產高檔數控系統技術有了突破，但和國外高檔數控系統相比，差距依然較大，陳吉紅認為一方面是技術方面的差距。首先，產品在功能上存在差距：功能還不夠完善，在實際應用中驗證還不全面，在高速、高精、多通道控制、雙軸同步控制等技術上不足；第二，產品的系列化不足：產品品種不齊、規格不足、成套性差、機電接口不一，影響配套。第三，產品的應用驗證不夠：產品生產完成后驗證考核數量、時間不夠，可靠性測試結果不能令人信服；第四，產業尚未起步：由以上等原因，導致產品的市場占有率偏低，用戶認可度不高。

另一方面，是市場方面的差距。據工信部的《機床工具行業“十二五”發展規劃》顯示，“十一五”期間，數控系統發展滯后已成為制約行業發展的瓶頸。國產中檔數控系統國內市場占有率只有35％，而高檔數控系統95％以上依靠進口。

因此，為解決與國外高檔數控系統的差距，需要通過在數控系統的關鍵共性技術、應用技術上取得突破，以此帶動國產中高檔數控系統的生產。陳吉紅建議說，首先，以利益為紐帶，整合國內的技術和人力資源，集中國家的財力支持建立國產數控系統軟件、硬件和共性技術研發平臺。建立技術研發管理機制，建立軟件開發的質量管理體系（CMM）。

篇3

關鍵詞： 數控車床； 技術發展； 現狀

中圖分類號： TG51文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2011）02-0037-02

從20世紀中葉數控技術出現以來，數控機床給機械制造業帶來了革命性的變化。隨著制造業對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發展以更適應生產加工的需要。今后如何加強機床工業實力、加速數控機床產業發展，實是緊迫而又艱巨的任務。

一、數控機床技術發展現狀及問題

1.發展現狀

我國的數控技術經過“六五”、“七五”、“八五”到現在“九五”的近20年的發展，基本上掌握了關鍵技術，建立了數控開發、生產基地，培養了一批數控人才，初步形成了自己的數控產業。“八五”攻關開發的成果：華中Ⅰ號、中華Ⅰ號、航天Ⅰ號和藍天Ⅰ號4種基本系統建立了具有中國自主版權的數控技術平臺。具有中國特色的經濟型數控系統經過這些年的發展，有了較大的改觀。產品的性能和可靠性有了較大的提高，它們逐漸被用戶認可，在市場上站住了腳。如上海開通數控有限公司的KT系列數控系統和步進驅動系統、廣州數控設備廠的GSK系列數控系統等。這些產品的共同特點是數控功能較齊全，價格低，可靠性較好。中國若大的經濟型數控機床的市場，吸引了國外廠商。近幾年，Siemens公司推出802S數控系統，大連大森公司用OEM方式引進了日本OHM公司的ONC 2102數控系統。盡管這些系統的技術性能一般，但由于其產品質量可靠加上品牌和龐大的宣傳銷售網絡，打開了銷路，贏得了市場。

在重型、超重型數控機床研發方面，重型龍門五軸聯動復合機床、超重型數控臥式鏜車床等一批達到國際先進水平的高檔數控機床的研制成功，滿足了航空航天、發電設備、汽車等重點領域對于超大零件的重點加工需求；高速精密數控車床、加工中心等產品廣泛應用于汽車、航空航天、電子、軍工等多個行業領域，并帶動了眾多中小企業設備更新改造和產業升級。濟南二機床集團有限公司壓力機類產品已全面進入美國通用汽車公司，被國外客戶譽為“世界三大沖壓裝備制造商”之一；北京第一機床廠的龍門鏜銑等產品已出口到韓國；武漢重型機床有限公司的重型機床類產品已出口到英國、日本、法國、韓國等。

2.存在問題

縱觀這些年來我國數控技術的發展歷程，盡管我們取得了不少成績，但與國外發展的速度和水平相比，差距還是很大。主要表現在產品水平低、品種少、質量不穩定。隨著國外經濟型數控系統的進入，國產經濟型數控系統一統天下的局面已被打破，國產系統的市場占有率正在逐漸減小。中國機床工具工業協會總干事長吳柏林曾經說到：“我國數控機床大部分依賴進口的局面沒有得到改變，近年來機床零部件進口持續增長，顯示出國產機床零部件還不能滿足主機行業的要求。盡管目前國產機床的國內市場占有率顯著提升，但高檔數控機床、核心功能部件在國內市場占有率還很低，國外公司大約占有我國高檔機床85%的市場份額。”如果這些深層次的技術問題如果不解決，國產數控機床的成本、價格就下不來，而且產品的精度、可靠性和技術先進性就上不去。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐，不能獨立發展，基本上處於從仿制走向自行開發階段，與國外數控機床的水平差距很大。

二、借鑒外國經驗，實現我國機床技術的又快又好發展

我們應看清形勢，充分認識國產數控機床的不足，努力發展先進技術，加大技術創新與培訓服務力度，以縮短與發達國家之間的差距。這里筆者對我國數控技術的發展提出幾點不成熟的想法。

1.加強技術創新是提高國產數控機床水平的關鍵

國產數控機床缺乏核心技術，從高性能數控系統到關鍵功能部件基本都依賴進口，即使近幾年有些國內制造商艱難地創出了自己的品牌。對此，數控機床企業的重點任務是加快經濟發展方式的轉變，大力實施技術創新，推進產品結構調整，避免盲目擴大低檔、普通產品生產，加快經濟型數控機床升級換代步伐，著力發展中高檔數控機床及生產線。企業要加快研發速度，掌握若干個高檔數控系統和關鍵功能部件的核心技術。企業要提高產業化水平，不僅要形成足夠先進的生產水平，還要有一定批量的制造能力。

2.加大數控專業人才的培養力度

必須狠抓根本，堅持“以人為本”，加速提高人員素質、培養各種專家人才，從根本上改變目前低效、落后的狀態。人是一切事業成敗的根本，層層都要重視“培才、選才、用才”，建立學習型企業，樹立企業文化，加速培育新人，培訓在職人員，建立師徒相傳制度，舉辦各種技術講座、訓練班和專題討論會，甚至聘請外國專家、顧問等，盡力提高數控。從我國數控機床的發展形式來看需要三種層次的數控技術人才：第一種是熟悉數控機床的操作及加工工藝、懂得簡單的機床維護、能夠進行手工或自動編程的車間技術操作人員；第二種是熟悉數控機床機械結構及數控系統軟硬件知識的中級人才，要掌握復雜模具的設計和制造知識，能夠熟練應用UG、PRO/E等CAD/CAM軟件，同時有扎實的專業理論知識、較高的英語水平并積累了大量的實踐經驗；第三種是精通數控機床結構設計以及數控系統電氣設計、能夠進行數控機床產品開發及技術創新的數控技術高級人才。我國應根據需要有目標的加大人才培養力度，為我國的數控機床產業提供強大的技術人才支撐。

3.走聯合的道路，優化組合，資源共享

目前應該重點發展普及型數控系統，開發高性能低價位的PC型數控系統和交流伺服驅動系統，參與市場競爭。目前國內已有華中Ⅰ型、航天Ⅰ型等PC型數控系統，但這些系統進入主機廠的還是很少，大多數用于機床改造和特殊專用機床，因而生產批量小，加上各自有自己的產品和市場，力量分散，這樣無法與國外名牌產品競爭。如果能挑選幾個好的產品，創造“國產名牌”，在開發、生產、配套、銷售上進行聯合，就可把力量集中起來，從而達到擴大生產批量，降低成本，擴大市場的目的。

4.學習美、德、日經驗，政府高度重視、正確決策、大力扶植

篇4

年過六旬的于德海留著簡單的平頭，臉龐瘦削，表情嚴肅，總一副心事重重的樣子，從事裝備工業30多年的他，心中一直隱藏一個痛苦的疑問：當中國成為世界機床制造第一大國時，為什么沒有變成榮耀？

從大連市中心出發，沿著一道海灣往東30公里到達金州，這里是裝備制造業的“天堂”，為中國機床研發數控系統的大連光洋科技有限公司（下稱大連光洋）就在此處。

董事長于德海身穿灰白色運動服，有點發舊，快步走在嘈雜的地下機床生產車間里。如果不外出，他通常每天要在這里呆上10多個小時，一線工作的員工已對這位公司高層的隨時出現習以為常。

“當數控機床的水平和擁有量成為衡量國家制造業水平、工業現代化程度和國家綜合競爭力的重要標志的時候，一個國家，尤其是中國這么大的制造業國家，不能沒有自己的數控系統。”于德海在吵雜的車間扯著嗓門對記者說。

被稱為機床“大腦”的數控系統過去一直被德國西門子、日本發那科等少數公司牢牢抓在手中，中國高端機床的制造成本中有40%是購買國外系統。為了給中國的高端數控機床裝上自主“大腦”，中國企業走過模仿路線，也曾試圖巨資引進技術，但成效甚微。

如今，于德海正在把夢想照進現實。

機床魔咒

“純進口的機床很貴，像我們這種中小企業，雖然購買國內設備，但數控系統還是選用進口的。”王富強是北京通州區南部工業園區內一家柴油機零部件生產企業的負責人，常年給其他設備廠家提供配套零部件。為什么不用國產數控系統？他的答案簡單直接，用國外數控系統故障率低。

“中國高端數控機床高速發展，但改變不了一個事實，即對國外技術的依賴。這一窘境，正是我國高端數控機床的現實，發展速度的確很快，但關鍵技術、核心技術高度依賴國外，95%以上的高檔數控系統采用了進口系統。”中國機械工業信息研究院戰略與規劃研究所所長石勇說。

20多年前一次購買機床的經歷，讓于德海至今難忘。他當時需要購買一臺高端機床，而國內企業沒法提供，不得不去日本一家知名機床企業采購。讓于德海頗為意外的是，對方開出的苛刻條件讓他幾乎感覺不到銷售的誠意。

經歷多次談判后，機床購買協議最終簽訂，但協議文本中的一行字卻觸動了于德海的心。“本產品將自動檢測設備的移動，移機后，未經本公司或其商的確認，將無法運行，對于設備不能運行造成的任何損失，本公司及其商概不負責”。

這意味著于德海雖然出錢購買了這臺機床，卻不能完全對機床做主。生產廠要對機床的安裝地點、使用人員、用途進行嚴格的限制。更讓于德海不滿的是，廠方為了防止挪動和變更用途，還加密上鎖，一旦設備挪動將自動鎖死，數百萬元的設備立刻變為一堆廢鐵，且對方不負任何責任。

于德海明白，賣方的目的就是限制中國將機床用以航天、航空、軍事、精密制造、科研等關鍵領域，讓中國無法掌握核心技術，中國企業永久進口機床。

最終，于德海還是購進了那臺讓他感覺痛苦和羞辱的機床，這次經歷也深深喚醒了他對中國高端數控機床產業的憂慮。

受到制約的遠不止大連光洋等終端用戶。

濟南第二機床廠是業內認可的、具有世界領先水平的機床生產企業。2011年，其生產的鍛壓機床被福特汽車美國本部采購使用，這一消息讓整個中國機床行業為之振奮。

而濟南第二機床廠生產的另一種高端數控機床產品龍門鏜銑機床雖然制造技術達到了先進水平，但需要搭配西門子等企業生產的數控系統使用。生產裝備采購并搭配系統，這本是合理化分工的體現，采購系統這樁本來尋常、合理的生意卻因對方的壟斷地位而陷入被動。

“并不是有錢就能買到系統，購買系統需要出具報告，聲明系統使用在哪，最終用以生產什么，經過一系列繁瑣的審批后才能得到。”濟南第二機床廠副總經理任立偉說。申報審批還不算最糟糕的事，對于濟南第二機床廠來說，動輒幾個月甚至半年的審批周期，讓企業無法面對焦急等待的客戶。作為大客戶的濟南第二機床廠如此待遇，也就不難理解當年于德海為何那般遭遇了。

打破壟斷

1993年，不惑之年的于德海離開工作多年的國有企業，開始創業，依靠過去的技術積累很快得到市場的認可，當年就從一個人的“小作坊”發展為雇傭3個人，并創立大連光洋科技有限公司。

經歷在控制系統上被“卡脖”后，于德海萌生了研制中國自主高檔數控系統的想法。

與其他行業不同，數控作為一個超級交叉學科，涉及控制、驅動、電機執行、檢測、軟件、通信、電子、機械、工藝等眾多學科，交叉面多，且有很深的縱深。

當時，國內進行數控系統開發的企業不在少數，但是大多停留在中低端。國內的高檔數控系統一直在走重復開發的老路和眾所周知的三步走，引進、消化、吸收。通過進口國外高端機床來分析研究。大連光洋剛入行，也無可選擇地走上了這條路。

很快，于德海發現這條路走不通，仿造的數控系統精度和反應速度和原系統差距很大，遠遠不能滿足要求。模仿受阻的于德海在冷靜思考后意識到，這不過是在模仿進口系統的功能，而并沒有真正掌握這些功能的本質。

2004年于德海意識到了這一點時，大連光洋正面臨成立以來最慘痛的一次衰敗，因決策方向失誤，承載厚望的幾個科研項目接連敗北，巨額投入血本無歸，大連光洋幾近崩潰。

“你們現在看到的是我們成功的一面，這背后是比成功多得多的失敗，再認真周全的考慮也難保萬無一失，前幾年賺1000萬、2000萬、3000萬元，而一個跟頭栽下去就可能損失上億元。”于德海說。

從研發數控系統開始，于德海幾乎把全部的精力都投入到技術攻關上。時至今日，他的辦公桌上依然堆滿了各種大大小小的部件。

于德海對技術的執著吸引了一批技術人才來到大連光洋。公司總工程師陳虎是我國光纖總線式數控系統知名規劃師，清華大學機械制造自動化專業博士畢業，一直在數控系統領域從事研發工作。2007年的寒冬，他和于德海一見如故，當即謝絕美國加州大學的邀請，從北京孤身一人來到大連光洋。

為了讓整機驗證數控系統的五軸聯動功能和性能，于德海需要兩種關鍵功能部件，國內的部件精度不夠，無法滿足需求，只能向國外購買。沒想到這一買卻買出了問題。于德海原計劃向美國一家企業購買部件，這家企業以不向中國企業銷售為借口，拒絕了購買意向。但是對方隨后又改口稱，可以銷售，但是需要提品用途并提供工藝圖紙。

于德海被深深刺激了，他放棄了幾經努力才基本談妥的采購意向返回大連，在自己的廠區展開研究。幾年后，大連光洋成功開發出直驅式單軸轉臺等幾大關鍵零部件。這一轉折使得大連光洋由數控系統延伸到了機床關鍵零部件的研制和生產。

在立足自我的發展過程中，于德海帶領團隊從研發數控系統，到制造雙軸轉臺，后來又為了實現與數控系統的高性能匹配自主研發伺服驅動、伺服電機等關鍵功能部件。同時，大連光洋也加緊研發專有核心技術，其多軸聯動和高速、高精度的運動控制功能，讓該數控系統替代了很多“洋貨”。

“數控系統的目標是滿足客戶的制造需求，而需求從哪里來，從工藝中來。”這是于德海不同于他人的思維路徑。此后的幾年里，于德海從用戶的角度倒推數控系統的功能需求，經過反復的分析、優化，2006年，大連光洋五軸數控系統誕生了。

往事并不如煙，于德海內心沉積了太多的夢想、痛苦和羞辱。

“光洋模式”

高端數控系統研發成功了，這個本該慶賀的時刻，卻變成新挑戰的開始。

高檔數控系統需要應用到高檔機床中，而大連光洋本身并不生產機床。雖然大連光洋在工控領域已經頗具影響力，但是在高端數控系統領域還是個生面孔。

在系統成功研發當年，于德海找到了同在一個城市的大連機床廠。他滿懷信心地希望這位行業的“老大哥”能夠使用其數控系統。對方對大連光洋在數控系統領域取得的成績頗為肯定和贊賞，但是拒絕了立即配套的可能，只是表示，如果有客戶需要的話會進行合作。

于德海理解機床企業的為難之處。機床企業要銷售給終端用戶，如果用戶不認可，機床企業也沒有辦法，而對于高端機床動輒幾百萬元上千萬元的投資，很少會有終端用戶敢于冒風險嘗試安裝國產新系統。

如何有效推廣系統，成為擺在于德海面前的難題，而系統的進一步完善和提高，也有賴于客戶實際應用的驗證和數據積累。

于德海孤身投入研發成功高端數控系統得到了業界專家學者的尊敬和支持。當得知系統應用受阻后，原機械工業部副部長陸燕蓀努力勸說國內一家企業在向濟南第二機床廠采購的一臺龍門加工中心上使用大連光洋的系統。這臺原本已經決定配套西門子數控系統的機床，最終安裝了大連光洋的數控系統。此后幾個月的運行中，系統的表現讓于德海松了一口氣，裝載大連光洋數控系統的機床生產的產品與進口系統沒有區別。

成功的實際應用讓于德海對自己研發的數控系統充滿信心，但他不得不面對殘酷的現實――配套應用依然沒有太大進展。眼看系統不能得到應用，于德海十分焦急。最終他做了一個驚人的決定――生產機床。既然數控系統推廣不出去，配套自有數控系統的整機，加工出符合要求的零件總能讓客戶滿意吧？

于德海一方面積極向機床主機廠推廣控制系統，另一方面自己購入光機、配置自主數控系統，組成數控機床，以實際加工能力向客戶演示和推介數控系統產品。

在機床的生產車間，于德海指著整齊碼放的零部件對來訪者說，這都是我們自主研發生產的。系統和關鍵零部件研發取得成功后，生產機床整機只是進一步的延伸。

基礎薄弱、配套落后、技術封鎖，在這一行業現狀下，縱使研發高端數控機床多年，我國的機床制造企業仍處于被動狀態，難以沖擊峰頂。但是于德海不再驚慌，他正在等待由大連光洋創造的在世界機床領域的突圍機會。

2007年，于德海提出數控產業系統工程論，這種理論主張建設完整的數控技術鏈和產業鏈，讓整機與系統相結合，并把加工工藝技術與控制技術結合在一起。通過一系列的擴張運作，大連光洋打造了一個從數控系統技術研發、關鍵零部件制造到機床整機產業化發展的全產業鏈和全技術鏈模式，被業界稱為“光洋模式”。

次年，大連光洋創建了大連科德數控有限公司（下稱科德），專門從事高檔數控機床的生產。其中，占據數控機床大部分成本的數控系統、關鍵功能部件，完全使用光洋自主研發的產品。至此，大連光洋打造出一條完整的數控產業鏈。

時任國家發展和改革委員會副主任的張國寶告訴于德海，他對大連光洋寄予了厚望。“數控領域沒有幾個大企業，光洋是其中之一，也幾乎是數控產業中技術最強的。”他希望國產品牌得到發展，增強機床行業的自主競爭力。

挑戰“老師”

于德海的數控機床也取得了成功。

當一家從事航天研發的單位得知大連光洋可以生產裝備自主研發數控系統的五軸數控機床時，相關負責人和技術人員很快就帶著需要加工的葉輪坯料趕到大連。這位負責人要親自看看大連光洋機床的加工效果。在雙方技術人員密切合作下，僅用2天就完成了以往使用進口機床需要經過一個月的調試工作。生產出的零件在專家評估后十分滿意，隨后該單位決定采購使用。

2013年7月底的一條消息再次讓整個機床行業沸騰。由科德制造的高精度五軸立式機床正式啟運出口德國。

在去年4月的中國國際機床展上，大連光洋的五軸立式加工中心、五軸臥式加工中心一經展出，吸引了一家嗅覺敏銳的德國機床經銷商的注意。大連光洋這套五軸立式加工中心現場加工產品表現出的高精度不遜于國際大牌的高端數控機床，而售價僅為這些大牌的一半――這樣的價格通常只夠買一套西門子、發那科的數控系統。該公司的負責人當場和于德海簽訂了一臺五軸立式加工中心的購買合同，要大連光洋在最短的時間內把產品送抵德國。

這家有百余年歷史的全球性機床經銷商當年9月在德國漢諾威EMO 2013機床展覽會中，把這臺中國產的機床帶到了德國市場。

從被禁運、限制進口到把機床賣到對方家門口，大連光洋這個“學生”向曾經的“老師”發起了挑戰。

當于德海的機床逐漸名聲在外時，慕名而來的客戶開始多起來。

“不，絕對不行，不賣。”所有來訪的客人，甚至媒體記者在試探著問于德海一句，可否用科德生產的機床配進口系統時，他的回答總是堅定而有力。

“如果科德的高檔數控機床用的是發那科、西門子的數控系統，那我們的高檔數控系統就會永遠被國外知名品牌埋沒，就永遠沒有民族品牌走向世界歷史舞臺的一天了。”于德海寧可損失短期利益，也要把企業的長遠發展目標放在首位。雖然這樣可能給企業帶來一些困難，但這條路必須也只能如此走下去，唯此才能把中國的數控品牌樹立起來。

“大連光洋當前最大的挑戰，是產能不能滿足市場的需求。”于德海對自己的機床信心滿滿。

篇5

國家科技進步獎是中國科技界的最高獎項之一，這一項目之所以能夠獲獎，是因為它開創了中國數控制齒機床的新紀元，是中國機床行業推動數控機床產業化工程的樣板。然而鮮為人知的是，這一獲獎項目的背后，還隱藏著一個重大貢獻：它開創了產學研合作的全新模式。

■ 用中國裝備裝備中國

1999年，重慶機床集團董事長、總經理廖紹華上任時，國內機床市場格局悄然發生變化：一度以“傻大黑粗”式的傳統產品為主的機床市場，正被從國外涌進的高檔精良的數控機床蠶食，70%以上的高端市場都被國外廠商牢牢控制。作為中國第一臺制齒機床的誕生地，重機僅1998年的虧損就高達4000萬元，重機正瀕臨“停擺”的邊緣。

廖紹華沒有灰心，在困境中，他看到的是希望：制齒裝備業是涉及范圍極廣、上下游產業鏈很長的制造行業，其技術水平直接影響到汽車、船舶甚至軍工等產品的質量。制齒機床是制造裝備的“母機”，數控系統是它的“大腦”，數控制齒機床產業化不僅僅關系到一家企業的生死存亡，更關系到中國能不能更好地融入全球化分工的大潮流。強大的制造業背后一定有強大裝備工業作支撐，中國正在成為世界的制造中心，廖紹華帶領重機人喊出了“用中國裝備裝備中國”的口號。1999年，重機亮出自主創新的旗子，從此拉開數控制齒機床研發和產業化的序幕。

■ 用“自主創新”創新產學研合作模式

數控制齒機床項目是個龐大的系統工程，單靠企業的力量顯然是力不從心。重機決定與高校和科研院所合作，走產學研結合之路。

廖紹華與重慶大學制造系統工程專家劉飛教授的牽手，源自一次偶然的機會。2001年在上海世界裝備技術論壇上，劉飛闡述的“綠色再制造”理論，讓參加論壇的廖紹華興奮不已。

“綠色再制造”理論在1996年由美國制造工程師學會倡導，即使在美國，當時也還沒有廣泛地被應用于實踐。“國內特別是內陸企業家，很難嗅到這種國際前沿理論的氣息。”打動劉飛的，正是廖紹華的眼光和嗅覺。

無獨有偶，畢業于重慶大學的廖紹華也深知這位年逾花甲的老人在學術方面的造詣。劉飛身肩重慶大學制造系統工程研究所所長、重慶制造業信息化生產力促進中心主任等行政職務，并兼任國家“863”計劃專家委員會成員、重慶市政府科技顧問團顧問、國際工業工程學會理事等學術職務，是有突出貢獻的國家級專家。在劉飛的背后，還有一支由博士和碩士組成的龐大的科研團隊。

兩人的握手，很快促成重機與重大的合作。

產學研合作，往往由于企業方和科研方的出發點不盡一致，兩者很難實現“水融”。

在大學和科研院所，做項目研究是與論文、職稱、評獎聯系在一起的，而企業更看重的是實實在在的市場效益。

廖紹華明白，自主創新能否成功，首先必須用自主創新的精神和要求，來創新產學研合作模式。

重機與重大的產學研合作模式，是一次全新的自主創新。

在產權模式上，雙方簽訂了以課題的技術開發和成果產業化效益分配為主要內容的產學研合作協議，明確了高校以技術開發為主、企業以工程示范和產業化應用為主的工作分工，明確了科研經費的來源、分配以及未來效益的利益共享機制。

在組織模式上，雙方針對具體項目成立了聯合工作領導小組和工作小組。領導小組由企業領導和學校課題負責人擔任，工作小組由雙方責任部門的負責人和技術骨干組成。同時，雙方就課題的目標、內容、技術路線以及產業化實施方案等不定期地召開研討會。在日常工作中，通過工作小組聯席會加強雙方交流，并將工作進度納入企業和學校的工作計劃，責任明確到個人，進度細化到日期。

更讓人眼前一亮的是人才培養模式。圍繞具體的科研課題，重大吸納重機的優秀技術人員，結合課題任務攻讀工程碩士學位，引導他們成為課題的骨干力量；而重機又吸納重大的博士畢業生到企業從事博士后研究，引導他們成為產學研合作的中堅力量。同時，雙方還采取學校派人到企業兼職、企業派人到學校任兼職教師等方式，不斷推進雙方在人才培養方面的深度合作。

全新的產學研合作模式，很快結出累累碩果。2005年，數控制齒機床家族誕生了新的一員。由重機主導、重慶大學參與研發的七軸四聯動數控自動滾齒機開發成功并投入批量生產。它的工作效率是傳統機器的2―3倍，單件成本僅為傳統機器的60%。在它身上，完全展示出世界制造業綠色環保、自動化、柔性化、高速、高效、高精度的技術發展潮流。

令廖紹華自豪的是，這種國內首創的自動滾齒機全部為自有技術并擁有完全知識產權，與世界著名的滾齒機制造商美國格里森公司、德國利勃海爾公司的同類產品相比，加工精度和技術參數相當，而價格只有國外產品的一半。

■ 用數控機床控制機床市場

作為企業負責人，廖紹華十分清楚，用“自主創新”創新產學研合作模式，其目標不在于贏取“一城一池”，而在于激活創新的源頭，建立全新的創新體系和平臺。嘗到與重大合作的甜頭后，重機頻頻與全國眾多優秀高校和科研院所結成穩固的戰略聯盟。除了重慶大學，重慶交通大學、重慶工學院和清華大學、四川大學、湖南大學、哈爾濱工業大學、甘肅工業大學、香港蔣氏基金等，都成了重機的合作對象。

依靠這種自主創新的產學研合作模式，重機的數控高效制齒機床項目不僅榮獲2007年度國家科技進步二等獎，而且產生了顯著的經濟效益。

2007年，重慶機床集團一舉擊敗美國格里森公司，成為法國斯萊克瑪公司的供應商。在此之前，格里森作為全球最大的制齒裝備生產企業、當今世界齒輪機床領域的翹楚，一直為斯萊克瑪提供制造飛機發動機的數控機床。

和世界一流同行競技，向世界知名企業出口數控機床，這對重機而言，已不是第一次。2006年3月，韓國現代、起亞等著名汽車制造商的配套廠家――韓國某知名齒輪制造商就向重機發來訂單，要求增訂兩臺數控機床，并于當年5月再次派人到重機，聯系采購高檔數控機床等事宜。這家韓國公司在2004年就購買了重機生產的4臺同類型數控機床，使用一年后，對產品十分滿意。

篇6

關鍵詞：國產數控系統；普通機床；數控化改造

1 問題提出

我國自改革開放三十多年以來，從一個制造小國、弱國發展成舉世注目的制造大國，而奠定制造大國基礎的生產母機—機床也從改革開放時的幾十萬臺增長到現在的700萬臺左右，但這700萬臺機床其數控化率還不到40%，與歐美、日本主要發達國家機床數控化率70~80%有較大差距。因此，我國要從制造大國躍進到制造強國，機床數控化率還需要加快提升。

2 普通機床數控化改造方向

2.1機床數控化的途徑。對于機床數控化率的大力提升，僅靠國內機床企業生產和從國外進口是短時期無法達到，也不現實。一是國內數控機床年生產量僅為20萬臺左右，僅從數量就無法滿足國內需求；二是進口數控機床也有限，各企業也只進口少數高端的、國內還無法生產的數控機床；三是國內各制造企業，尤其是中小企業還無法通過購買數控機床來淘汰普通機床。因此，普通機床數控化改造就是提升機床數控化率的重要途徑，同時，從經濟上看，普通機床數控化改造費用為購買新的數控機床投資的1/3~1/4。

2.2機床數控化改造方向。一是用國外數控系統，如SINUMERIK、FANUC系統改造普通機床；二是用國內數控系統，如廣州數控、華中數控等改造普通機床。從經濟性上看，國內數控系統價格是國外數控系統價格的1/2~1/3左右；從性能上分析，目前中低檔數控系統國內與國外已無明顯差距，中高檔數控系統國內與國外有一定差距，不過差距正不斷縮小；從使用性上看，國內外數控系統操作各有其特點，甚至國內數控系統更簡單，更適合中國人使用習慣；從機床改造的技術復雜性分析，用國內數控系統比用國外數控系統改造普通機床其技術更簡便，調試更容易。因此，從性價比分析，用國內數控系統比用國外數控系統改造普通機床性價比高，同時，為支持國產數控系統發展，也應選擇用國內數控系統改造普通機床的方向。

3 國產數控系統發展與優勢

3.1國產數控系統發展。我國數控技術的發展起步于上世紀五十年代，發展于改革開放年代。通過“六五”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績，特別是最近十來年，我國數控產業得到了迅速發展。以廣州數控為例，廣州數控設備有限公司從1991年成立以來，堅持走自主研發、自主創新的道路，通過二十年的發展，現建成全國規模最大的數控系統研發中心，先后研發的生產數字式交流伺服驅動裝置和普及型數控系統填補了國內空白，已發展成為中低檔為主的年產數控系統近十萬套的國內最大的機床數控系統生產企業，開辟了一條振興民族數控產業的道路。又如華中數控，武漢華中數控股份有限公司創立于1994年，通過的發展，華中數控通過近二十年的自主創新，開發出了具有自主知識產權的開放式的數控系統，而且伺服驅動和主軸驅動裝置性能指標達到國際先進水平，其產品覆蓋高、中、低檔。現在國內能自主研發數控系統的企業已有十多家，能滿足國內機床企業對生產各檔次、多品種數控機床產品的要求。

3.2國產數控系統優勢。改革開放三十多年來，在國家有關部委的統一布署、政策支持下，各科研院所、大學、企業通過引進、吸收、自主開發、自主創新，使我國數控系統和數控機床的水平與德、日的差距縮小到5—10年，個別產品達到世界先進水平，國產數控系統與國外相比，有自己的獨特優勢，其優勢特點如下：

1、我國數控機床市場容量大，需求旺盛，為數控系統和數控機床開發創新與生產注入了強勁動力。從2002年起，中國連續多年成為世界機床消費第一大國，在此背景下，國內數控系統的研制與開發在關鍵技術上取得了較明顯的突破，我國成功研制出為具有國際技術水平的五軸聯動加工機床配套的數控系統，打破了國外對我國技術上的封鎖；滾珠絲杠及直線導軌、數控回轉工作臺、雙擺角數控萬能銑頭等功能部件也實現了關鍵技術突破，并在一些重點企業得到應用，部分替代了進口。

2、跨代追趕，掌握最新技術。數控系統在體系結構上已進入最新一代，即第六代—基于PC的，其特點：一是元器件集成度高，可靠性好，性能指標高；二是技術進步快，升級換代容易；三是提供了開放式的基礎，可供利用的軟、硬件資源極為豐富。在數控技術發展上，我們是后來者，在接受最新技術上，我們幾乎沒有任何歷史包袱，通過“八五”、“九五”攻關，已掌握了第六代關鍵技術，并在近十年得到大力發展。在這方面，我們與國外競爭對手處于同一條起跑線，這就給我們帶來了極為難得的發展機遇，同時為機床改造提供了更多方便。

3、擁有一批高水平的、有中國特色的、自主的知識產權。高性能的數控系統技術，在“八五”、“九五”攻關中已被我們掌握，不再受到外國的限制。各研發企業和單位通過多年的研究、創新，開發出了有自己特色的高水平的擁有知識產權的數控系統和數控機床。如占國產數控系統總量的50%，進入世界同行產量前三位的廣州數控公司，在中高檔數控系統有突出貢獻的華中數控公司，在高檔數控系統獨領的珠峰公司和沈陽高檔數控國家工程研究中心等，都有一批受市場歡迎的有自主知識產權的高水平的數控系統產品，為機床改造提供了更多更好的選擇。

4、在可靠性方面不低于國外產品水平。國產數控系統已進入了第六代，PC機的主機板均為世界名牌工控機企業制造，其可靠性指標MTBF(平均無故障時間)可達30余年。由于國內元器件技術飛速發展，自制電路板的可靠性也大為提高；經過近十年的發展，伺服驅動單元和主軸驅動單元用的電力電子器件已向前發展了三代。不僅性能得到不斷提高，保護功能也更加完善，使國產伺服和主軸驅動單元可靠性大為提高，這為機床的改造提供了技術支持。同時不少企業強化了元器件篩選和質量保證體系，還通過了ISO9000質量認證，其質量與可靠性得到充分的保證。

4 國產數控系統改造普通機床的實踐

近幾年我們曾用國產數控系統對多臺普通機床（普車、普銑）進行了數控化改造，其中用廣州數控改造車床，華中數控改造銑床,通過改造后的機床其主要技術（精度）指標達到改造設計要求，改造費用僅為購買新的數控機床的1/4~1/3，性價比高。通過用國產數控系統對普通機床改造，我們得到以下有益啟示：

1、用國產數控系統改造普通機床，性能指標和可靠性滿足要求。現在國產數控系統和與之相配套的伺服裝置、伺服電機、滾珠絲杠螺母付、電動刀架等部件的性能指標和可靠性已與國外同類產品不相上下，完全滿足改造設計要求。如改造后的數控車床，經檢測和零件加工，X向的精度為0.005~0.01mm，Z向精度為0.01~0.02mm，故障率低、可靠性高。

2、用國產數控系統改造普通機床，有可靠的技術支持。現在國產數控企業如廣州數控、華中數控在全國各省市都設有技術服務機構，有關數控技術方面的問題能得到及時支持和解決，使普通機床數控化改造有技術支撐。

3、用國產數控系統改造普通機床，適應性和針對性強。現在國產數控系統和與之相配套的部件，品種多、規格齊，水平覆蓋高、中、低檔，并且在網上或用電話就可選購。在進行機床改造時，可針對機床的類別、機床主要部件的磨損狀況，擬定具體的改造方案，有更多的選擇；同時，用國產數控系統比用國外數控改造普通機床更方便，技術難度較低，如電氣系統設計、裝配及機床調試等。

參考文獻：

[1]張柱良．數控原理與數控技術[M]．北京：化學工業出版社，2003．

篇7

20世紀中期，隨著電子技術的發展，自動信息處理、數據處理以及電子計算機的出現，給自動化技術帶來了新的概念，用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制，推動了機床自動化的發展。

采用數字技術進行機械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安的一個小型飛機工業承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實現的。他們在制造飛機的框架及直升飛機的轉動機翼時，利用全數字電子計算機對機翼加工路徑進行數據處理，并考慮到刀具直徑對加工路線的影響，使得加工精度達到±0.0381mm（±0.0015in），達到了當時的最高水平。

1952年，麻省理工學院在一臺立式銑床上，裝上了一套試驗性的數控系統，成功地實現了同時控制三軸的運動。這臺數控機床被大家稱為世界上第一臺數控機床。

這臺機床是一臺試驗性機床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎上，第一臺工業用的數控機床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產出來。

在此以后，從1960年開始，其他一些工業國家，如德國、日本都陸續開發、生產及使用了數控機床。

數控機床中最初出現并獲得使用的是數控銑床，因為數控機床能夠解決普通機床難于勝任的、需要進行輪廓加工的曲線或曲面零件。

然而，由于當時的數控系統采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業沒有得到推廣使用。

到了1960年以后，點位控制的數控機床得到了迅速的發展。因為點位控制的數控系統比起輪廓控制的數控系統要簡單得多。因此，數控銑床、沖床、坐標鏜床大量發展，據統計資料表明，到1966年實際使用的約6000臺數控機床中，85%是點位控制的機床。

數控機床的發展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數控機床，它能實現工件一次裝卡而進行多工序的加工。這種產品最初是在1959年3月，由美國卡耐·;特雷克公司（Keaney%26amp;TreckerCorp.）開發出來的。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據穿孔帶的指令自動選擇刀具，并通過機械手將刀具裝在主軸上，對工件進行加工。它可縮短機床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現在已經成為數控機床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉整體零件加工的車削中心、磨削中心等。

1967年，英國首先把幾臺數控機床連接成具有柔性的加工系統，這就是所謂的柔性制造系統（FlexibleManufacturingSystem%26amp;mdash;—FMS）之后，美、歐、日等也相繼進行開發及應用。1974年以后，隨著微電子技術的迅速發展，微處理器直接用于數控機床，使數控的軟件功能加強，發展成計算機數字控制機床（簡稱為CNC機床），進一步推動了數控機床的普及應用和大力發展。

80年代，國際上出現了1～4臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動裝卸和監控檢驗裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。這種單元投資少，見效快，既可單獨長時間少人看管運行，也可集成到FMS或更高級的集成制造系統中使用。

目前，FMS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領域擴展，從中小批量加工向大批量加工發展。

所以機床數控技術，被認為是現代機械自動化的基礎技術。

那什么是車床呢？據資料所載，所謂車床，是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。

古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉，并手持刀具而進行切削的。1797年，英國機械發明家莫茲利創制了用絲杠傳動刀架的現代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。

為了提高機械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發明轉塔車床；1848年，美國又出現回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床；20世紀初出現了由單獨電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。

第一次世界大戰后，由于軍火、汽車和其他機械工業的需要，各種高效自動車床和專門化車床迅速發展。為了提高小批量工件的生產率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，和此同時，多刀車床也得到發展。50年代中，發展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數控技術于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發展。

車床依用途和功能區分為多種類型。

普通車床的加工對象廣，主軸轉速和進給量的調整范圍大，能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產效率低，適用于單件、小批生產和修配車間。

轉塔車床和回轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產。

自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工，能自動上下料，重復加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產。

多刀半自動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式和普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環和軸類工件，其生產率比普通車床提高3～5倍。

仿形車床能仿照樣板或樣件的外形尺寸，自動完成工件的加工循環，適用于外形較復雜的工件的小批和成批生產，生產率比普通車床高10～15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型

立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉工作臺上，刀架在橫粱或立柱上移動。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。

鏟齒車床在車削的同時，刀架周期地作徑向往復運動，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。

專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯合車床主要用于車削加工，但附加一些非凡部件和附件后，還可進行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機多能”的特征，適用于工程車、船舶或移動修理站

看機床的水平主要看金屬切削機床，其他機床技術和復雜性不高，就是近幾年很流行的電加工機床，也只是方法的改變，沒什么復雜性和科技含量。

我國的數控磨床水平不錯，每年都有大量出口，因為它簡單，基本屬于勞動密集型。

金屬加工主要是去除材料，得到想得到的金屬外形。去除材料，主要靠車和銑，車床發展為數控車床，銑床發展為加工中心。高精度多軸機床，可以讓復雜零件在精度和外形上一次到位，例如，飛機上的一個復雜零件，以前由很多種工人摘要：車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個月干，其中還有報廢的，最新的復合數控機床幾天甚至幾個小時就全干好了，而且精度比你設計的還高。零件精度高就意味著壽命長，可靠性好。

由普通發展到數控，一個人頂原來的十個，在精度上，更是沒法說，適應性上，零件變了，換個程序就行。把人的因素也降為最低，以前在工廠，誰要時會車渦輪、蝸桿，沒個10年8年的不行，要是誰把握了，那牛得很。現在用數控設備，只要你會編程，把參數輸進去就可以了，很簡單，剛畢業的技校學生都會，而且批量的產品質量也有保證。

自美國在50年代末搞出世界一臺數控車床后，機床制造業就進入了數控時代，中國在六十年代也搞出了第一代數控機床，但后來中國進入了什么年代，大家都知道。等80年代我們再去看世界的數控機床水平，差距就是20年了，其實奮起直追還有希望，但國營工廠不思進取，到了90年代，我們再去看世界水平，已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯的路子，什么叫蘇聯的路子，舉個例子來講摘要：比如，生產一根軸，蘇聯的方式是建一個專用生產線，用多臺專用機床，好處是批量很輕易上去，但一旦這根軸的參數發生了變化，這條線就報廢了，生產人員也就沒事做了。在1960－1980年代，國營工廠一個產品生產幾十年不變樣。到了1980年代后，當時搞商品經濟，這些廠不能迅速適應市場，經營就困難了，到了90年代就大量破產，大量職工下崗。現代的生產也有大批量生產，但主要是單件小批量，不管是那種，只要你的設備是數控的，適應起來就快。專業機床的路子已經到頭了，;西方走的路和前蘇聯不一樣，當年的“東芝”事件，就是日本東芝賣給蘇聯了幾臺五軸聯動的數控銑床，讓蘇聯在潛艇的推進螺旋槳上的制造，上了一個檔次，讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了，所以美國要懲處東芝公司。由此也可見，前蘇聯的機床制造業也落后了，他們落后，我們就更不用說了。雖然，美國搞出了世界第一臺數控機床，但數控機床的發展，還是要數德國。德國本來在機械方面就是世界第一，數控機床無非就是搞機電一體化，機械方面德國已沒新問題，剩下的就是電子系統方面，德國的電子系統工業本來就強大，所以在上世紀

六、七十年代，德國就執機床界的牛耳了。

但日本人的強項就是仿造，從上世紀70年代起，日本大量從德國引進技術，消化后大量仿造，經過努力，日本在90年代起，就超越了德國，成為世界第一大數控機床生產國，直到現在還是。他們在機床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在機床復合（一機多種功能）化方面，是世界第一。數控機床的核心就在數控系統方面，日本目前在系統方面也排世界第一，主要是它的發拿科公司。第一代的系統用步進電機，我們現在也能造，第二代用交流伺服電機。現在的數控系統的核心就是交流伺服電機和系統內的邏輯控制軟件，交流伺服電機我們國家目前還沒有誰能制造，這是一個光學、機械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機床的各軸運動，而這些軸是用伺服電機驅動的，一般的系統能同時控制3軸，高級系統能控制五軸，能控5軸的，五軸以上也沒新問題。我們國家也由有5軸系統，但“做秀”的成份多，還沒實用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機床，100％進口。

機床是一個國家制造業水平高低的象征，其核心就是數控系統。我們目前不要說系統，就是國內造的質量稍微好一點的數控機床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進口的，主要是買日本的，我們自產的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有新問題。目前國內的各大機床廠，數控系統100％外購，各廠家一般都買日本發那科、三菱的系統，占80％以上，也有德國西門子的系統，但比較少。德國西門子系統為什么用的少呢？早期，德國系統不太能適合我們的電網，我們的電網穩定性不夠，西門子系統的電子伺服模塊輕易燒壞。日本就不同了，他們的系統就燒不壞。近來西門子系統改進了不少，價格方面還是略高。德國人很不重視中國，所以他們的系統漢語化最近才有，不像日本，老早就有漢語化版的。

就國產高級數控機床而言，其利潤的主體是被外國人拿走了，中國只是掙了一個辛勞錢。

美國為什么沒有能成為數控機床制造大國呢？這個和他們當時制定產業政策的人有關，再加上當時美國的勞動力貴，買比制造劃算。機床屬于投資大，見效慢，回報率底的產業，而且需要技術積累。不太附和美國情況。但后來美國發現，機床屬于戰略物資，沒有它，飛機、大炮、坦克、軍艦的制造都有新問題，所以他們重新制定政策，扶植了一些機床廠，規定了一些單位只能買國產設備，就是貴也得買，這就為美國保留了一些數控機床行業。美國機床在世界上沒有什么競爭力。

歐洲的機床，除德國外，瑞士的也很好，要說超高精密機床，瑞士的相當好，但價格也是天價。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流，中國很少買他們的機床。西班牙為了讓中國進口他們的機床，不惜貸款給中國，但買的人也很少??借錢總是要還的。

韓國、臺灣的數控機床制造能力比大陸地區略強，不過水平差不多。他們也是在上世紀90年代引進日本技術發展的。韓國應該好一點，它有自己制造的、已經商業化了的數控系統，但進口到中國的機床，應我們的要求，也換成了日本系統。我們對他們的系統信不過。韓國數控機床主要有兩家摘要：大宇和現代。大宇目前在我國設有合資企業。臺灣機床和我們大體一樣，自己造機械部分，系統采購日本的。但他們的機床質量差，壽命短，目前在大陸影響很壞。其實他們比我們國產的要好一點。但我們自己的差，我們還能容忍，臺灣的機床是用美金買來的，用的不好，那火就大了。臺灣最主要的幾家機床廠已打算把工廠遷往大陸，大部分都在上海。這些廠目前在國內的競爭中，也打著%26amp;ldquo;國產”的旗號。

近來隨著中國的經濟發展，也引起了世界一些主要機床廠商的注重，2000年，日本最大的機床制造商“馬扎克”在中國銀川設立了一家數控機床合資廠，據說制造水平相當高，號稱“智能化、網絡化”工廠，和世界同步。今年日本另外一家大機床廠大隈公司在北京設立了一家能年產1000臺數控機床的控股公司，德國的一家很有名的企業也在上海設立了工廠。

目前，國家制定了一些政策，鼓勵國民使用國產數控機床，各廠家也在努力追趕。國內買機床最多的是軍工企業，一個購買計劃里，80％是進口，國產機床滿足不了需要。今后五年內，這個趨向不會改變。不過就目前國內的需要來講，我國的數控機床目前能滿足中低檔產品的訂貨。

美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、制造和使用上，技術最先進、經驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特征。

1.美國的數控發展史

美國政府重視機床工業，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發展方向、科研任務,并且提供充足的經費，且網羅世界人才，非凡講究“效率”和“創新”，注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創新，如1952年研制出世界第一臺數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求，充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實，且一貫重視科研和創新，故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產宇航等使用的高性能數控機床，其存在的教訓是，偏重於基礎科研，忽視應用技術，且在上世紀80代政府一度放松了引導，致使數控機床產量增加緩慢，于1982年被后進的日本超過，并大量進口。從90年代起，糾正過去偏向，數控機床技術上轉向實用，產量又逐漸上升。

2.德國的數控發展史

德國政府一貫重視機床工業的重要戰略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一臺數控機床后，德國非凡注重科學試驗，理論和實際相結合，基礎科研和應用技術科研并重。企業和大學科研部門緊密合作，對數控機床的共性和特性新問題進行深入的探究，在質量上精益求精。德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國非凡重視數控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數控系統，均為世界聞名，競相采用。

3.日本的數控發展史

日本政府對機床工業之發展異常重視，通過規劃、法規(如“機振法”、“機電法”、“機信法”等)引導發展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國，在質量管理及數控機床技術上學習美國，甚至青出于藍而勝于藍。自1958年研制出第一臺數控機床后，1978年產量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰略上先仿后創，先生產量大而廣的中檔數控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研，向高性能數控機床發展。日本FANUC公司戰略正確，仿創結合，針對性地發展市場所需各種低中高檔數控系統，在技術上領先，在產量上居世界第一。該公司現有職工3,674人，科研人員超過600人，月產能力7,000套，銷售額在世界市場上占50%，在國內約占70%，對加速日本和世界數控機床的發展起了重大促進功能。

4.我國的目前狀況

我國數控技術的發展起步于二十世紀五十年代，中國于1958年研制出第一臺數控機床，發展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數控機床特征、發展條件缺乏熟悉，在人員素質差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現欠佳，無法用于生產而停頓。主要存在的新問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進數控系統技術，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區)引進數控機床先進技術和合作、合資生產，解決了可靠性、穩定性新問題，數控機床開始正式生產和使用，并逐步向前發展。通過%26amp;ldquo;六五”期間引進數控技術，“七五%26amp;rdquo;期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。非凡是最近幾年，我國數控產業發展迅速，1998～2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內數控機床制造企業在中高檔和大型數控機床的探究開發方面和國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依靠進口。由此可以看出國產數控機床非凡是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產數控機床的探究開發深度不夠、制造水平依然落后、服務意識和能力欠缺、數控,系統生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。我們應看清形勢，充分熟悉國產數控機床的不足，努力發展先進技術，加大技術創新和培訓服務力度，以縮短和發達國家之問的差距。%26amp;nbsp;

%26amp;nbsp;在20余年間，數控機床的設計和制造技術有較大提高，主要表現在三大方面摘要：培訓一批設計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產先進數控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了和世界先進技術的差距；通過利用國外先進元部件、數控系統配套，開始能自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床，供給國內市場的需求，但對關鍵技術的試驗、消化、把握及創新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐，不能獨立發展，基本上處于從仿制走向自行開發階段，和日本數控機床的水平差距很大。存在的主要新問題包括摘要：缺乏象日本“機電法”、“機信法%26amp;rdquo;那樣的指引；嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人；缺少深入系統的科研工作；元部件和數控系統不配套；企業和專業間缺乏合作，基本上孤軍作戰，雖然廠多人眾，但形成不了合力。我國數控技術的發展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收%26amp;ldquo;科技攻關”，我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。非凡是最近幾年，我國數控產業發展迅速，1998～2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內數控機床制造企業在中高檔和大型數控機床的探究開發方面和國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依靠進口。由此可以看出國產數控機床非凡是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產數控機床的探究開發深度不夠、制造水平依然落后、服務意識和能力欠缺、數控,系統生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。我們應看清形勢，充分熟悉國產數控機床的不足，努力發展先進技術，加大技術創新和培訓服務力度，以縮短和發達國家之問的差距。

2003年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數控機床進口國。目前正在提高機械加工設備的數控化率，1999年，我們國家機械加工設備數控華率是5－8％，目前預計是15－20％之間。

一、什么是數控機床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機械加工方法，所謂機械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的外形，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設備都稱為機床，數控機床就是在普通機床上發展過來的，數控的意思就是數字控制。給機床裝上數控系統后，機床就成了數控機床。當然，普通機床發展到數控機床不只是加裝系統這么簡單，例如摘要：從銑床發展到加工中心，機床結構發生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數控設備，主要是指數控車床和加工中心。我國目前各種門類的數控機床都能生產，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年，但假如國家支持，追趕起來也不是什么新問題，例如摘要：去年，沈陽機床集團收購了德國西思機床公司，意義很大，假如大力消化技術，可以縮短不少差距。大連機床公司也從德國引進了不少先進技術。上海一家企業購買日本聞名的機床制造商池貝。，近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經濟不景氣，有不少在80年代很出名的機床制造商倒閉，例如摘要：新瀉鐵工所。

二、數控設備的發展方向六個方面摘要：智能化、網絡化、高速、高精度、符合、環保。目前德國和瑞士的機床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產值最大。美國的機床業一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應該能進世界前4名。

三、數控系統%26amp;nbsp;由顯示器、控制器伺服、伺服電機、和各種開關、傳感器構成。目前世界最大的三家廠商是摘要：日本發那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內由華中數控、航天數控等。國內的數控系統剛剛開始產業化、水平質量一般。高檔次的系統全都是進口。華中數控這幾年發展迅速，軟件水平相當不錯，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數控也有意向數控機床業進軍，但機床的硬件方面不行，質量精度一般。目前國內一些大廠還沒有采用華中數控的。廣州機床廠的簡易數控系統也不錯。我們國家機床業最薄弱的環節在數控系統。

四、機床精度1、機械加工機床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復定位精度等5種。2、機床精度體系摘要：目前我們國家內承認的大致是四種體系摘要：德國VDI標準、日本JIS標準、國際標準ISO標準、國標GB，國標和國際標準差不多。3、看一臺機床水平的高低，要看它的重復定位精度，一臺機床的重復定位精度假如能達到0.005mm(ISO標準.、統計法),就是一臺高精度機床，在0.005mm(ISO標準.、統計法)以下，就是超高精度機床，高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。;4、加工出高精度零件，不只要求機床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。

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關鍵詞：企業；數控機床；研究；進展；可靠性

中圖分類號：A715文獻標識碼： A

前言 數控機床屬于制造業的母機，它的技術的水平的高低可以代表一個國家的制造業發展的水平。我國已連續十年成為世界上在機床消費以及進口的第一大國。 就目前國產的數控機床其準確度、 運行速度、多軸的聯動以及復合的加工等等先進的功能方面已經取得明顯的進展。伴隨著這些機床功能在維持能力即就是可靠性方面仍然和國際水平有較大的差距。對可靠性比較低的國產數控機床，尤其是中高檔的數控機床的市場的占有率偏低的狀況，早已是國內機床的產業發展技術絆腳石，在這方面不得不引起行業以及學術界高度的關注。

數控機床其作為十分復雜的機電液的系統，其既不像機械結構產品和電子產品那樣都已經具有相對成熟且可靠性的理論和技術，也不同于武器裝備和航空航天產品那樣早已經形成比較完整和完善的可靠性的技術的體系。由于國內的數控機床的可靠性的技術的研究工作的起步比較晚，以及涉足的機構還有研究人員也比較少，對于技術的積累比較薄弱，可是說是正處于發展的階段。而對于工業相對發達的國家如瑞士、德國以及日本等的在機床的跨國公司企業都掌握了比較先進和成熟的在數控機床的可靠性的設計與試驗的技術，加之其視這個為企業核心的競爭力與核心的機密，采取嚴格的管控，并密不外宣。對于如何去提升數控機床的可靠性其可以說是重要技術的問題，也可以說是企業管理的問題。本篇文章僅就從技術層面對數控機床的可靠性技術的狀況以研究的進展去綜合的評述，希望為相關人員提供借鑒。

在機床的可靠性技術的研究過程中存在的問題是不可忽略的，也是不少的， 雖然在數控機床的可靠性的技術的研究方面，我國可以說是已經取得了明顯的成果和進展，但同時我們必須去清醒的認識到，我國在數控機床的可靠性的技術研究方面仍然與工業相對發達的國家相比處于落后的狀態，其主要存在有以下幾個問題，希望提出來可以引起相關的重視以及采納。

1.對于數控機床的可靠性的研究的學者以及機構比較少。而數控機床可以說是一個故障模式多樣以及可修復的復雜，還有系統故障機理復雜，并且在其可靠性的研究工作上是在技術上會有多學科的交叉以及時間上貫穿了全生命周期，并在空間上涉及多個部門協同，其是一項艱巨的、復雜的系統的工程。因此數控機床可靠性技術的研究工作周期長、耗資大、出成果慢，需要科研團隊產學研合作長期工作才可能取得成效。相比于其他關鍵共性技術的研究，目前國內對數控機床可靠性研究的科技投入力度較小，專門從事該方向研究的科研機構和研究團隊較少，尚未形成完整的技術體系。相關部門應加大投入，積極進行政策引導。

2.對于數控機床的可靠性數據積累比較薄弱。 數控機床的可靠性數據不僅包括故障數據，還應包括維修數據和載荷數據。目前數控機床的故障和維修數據已經有了一定的積累，但是其載荷數據積累嚴重不足。已有數據只是針對于某一型號或某一用戶，未覆蓋量大面廣的數控車床和加工中心，也未涵蓋不同用戶行業，不具有普遍性。載荷數據積累不足，難以編制數控機床整機、功能部件和關鍵零件的載荷譜，可靠性設計依據不夠充分，特別是不能進行可靠性概率設計，造成產品的固有可靠性水平先天不足。

3.故障的機理的研究是針對于故障現象的理論和試驗的分析，然后得到能夠反映產品的故障本的質的物理或者化學的原因。目前的研究比較偏重在故障獨立假設下，對于機床的故障數據來進行可靠性的建模和評估及故障模式的影響還有危害性的分析，最后根據評估的分析結果來采取改變結構或者更換零部件等等的設計改進的措施。卻由于對故障的機理研究的不足，使對產生故障物理本質以及故障間的聯系等問題不能清楚的認識，通常會造成過度的改進而導致增加成本，或者有些還會出現改進后無效的狀況。

4.對于數控機床其主要是由具有功能的部件及數控的系統和支撐的結構組成，故此對于機床可靠性及機床功能的部件可靠性，尤其是關鍵的功能部件可靠性都密切相關。而保障功能的部件可靠性的水平一直是其他國家的機床工業比較發達的國家掌控主要技術途徑。國內中高檔的數控機床也曾長期的大量的采用進口的功能部件，在國內對于機床功能的部件企業技術的能力比較薄弱，大多的是處于產品的中低端，以及低成本的競爭階段，這使研究的機構工作重心往往偏重于機床的整機。還有就是整機的可靠性研究大多是去進行現場的跟蹤試驗，而不采取可靠性的試驗的設備，其介入門檻比較低；對于功能的部件的可靠性研究暫時還尚需要進行去自主研發其功能部件可靠性的臺架的試驗設備，由于介入難度比較大，致使研究者大多放棄。

5.對于數控機床在維修性以及檢測的機構。 在對于用戶在可靠性的方面要求產品是要做到用時馬上就能用。但是目前在機床行業以及檢的測機構，還有科研課題指標其在產品的可靠性的方面僅對其可靠度的指標考核，故此，其研究者對與數控機床維修性及可用性的重視是不夠的，雖然已有研究，從去滿足機床的用戶的需求角度，還是沒有達到相應重視的程度。

結束語

對目前，數控機床的可靠性技術早已成為在機床行業上最主要的關鍵技術之一，去提高數控機床可靠性可以說是全行業的需求。就從數控機床的可靠性技以及發展規律和行業間需求角度去進行技術的展望，則主要去實現技術應該是以下兩點。 首先要去強化在全生命的周期的可靠性的技術的理念，然后去研究開發在數控機床上全生命周期中各階段可靠性的技術。并在可靠性的試驗、建立模型、分析和設計等等的研究上，進一步加強和開展數控機床的制造的可靠性以及安裝調試的可靠性，對于早期的故障的排除，在運輸方面的可靠性，使用方面的可靠性，還有維修性的設計及預防性的維修策略等方面可靠性的技術研究，使數控機床全生命周期有可靠性的保障技術。 其次要去構建數控機床的可靠性的技術體系。并通過對于全生命周期中各項可靠性的技術長期的研究，然后對研究的成果不斷的去積累和進行完善，然后篩選和凝練覆蓋于數控機床夫人全生命周期各項核心夫人技術，并在此基礎去制定系列對于數控機床的可靠性的技術規范以及技術的標準，然后建立并開發動態數控機床的可靠性的技術共享的數據庫，這樣就會逐步的形成數控機床行業的特色，以及的產品可靠性的技術體系。 還需指出的是：在數控機床的可靠性技術迫切需求是來自企業，對于技術的研究是離不開企業支持的，技術應用也必須在企業。故此，對于機床企業應建立產品可靠性的技術管理的體系，來以保障合作研發順利的實施以及可靠性的技術研究的成果能在企業中的有效的應用。只有不斷地提高在機床企業可靠性的技術的自主研發的能力，數控機床才能在企業成為技術研發的主體。

參考文獻

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篇9

關鍵詞：數控機床；關鍵部件；可靠性；研究

隨著我國數控機床的發展，使其已經成為了當今社會工業生產中的重要支撐力量。它的可靠性運行安全是工業生產安全的保證，也是推動和促進全球經濟一體化發展目標實現的必然動力。因此，目前如何保證數控機床及其關鍵部件運行的可靠性已經成為了相關部門所最為關注的問題，也是必須要徹底解決的問題。

1 數控機床

1.1 數控機床的重要性

所謂的數控機床其主要的目的就在于為制造裝備用品的企業及制造國防軍工用品的企業提供一個基礎的工業生產機構，它是工業以及制造企業的核心力量。因此來說，數控機床的發展水平高低直接關系著國防安全以及我國經濟建設發展的速度。就目前國際整體形勢來看，數控機床運行可靠性安全與否已經成為了衡量一個國家經濟發展水平的重要標志之一。尤其是在全球經濟一體化的發展背景下，數控機床以及制造業水平的高低已經成為國防競爭的核心與焦點。也就是說，要想在國際競爭中占有一定的地位，數控機床的發展是其重要的保障。

1.2 數控機床的發展水平

另外來說，隨著現代工業的發展，數控機床在我國的使用量已經越來越多，并且涉及到了諸多的領域及機構。但同時來講，由于我國的數控機床發展較晚，因此對其運行可靠性管理方面與國外一些發達國家的數控機床可靠性管理之間還是存在著一定的差距的。這主要是因為：首先，現有的數控機床的可靠性運行水平與國外發達國家所使用的數控機床相比是處于絕對的劣勢地位的。其中以高檔加工中心的復合數控加工設備來說，其可靠性運行指標明顯低于國外發達國家平均的生產水平。其次，對于與數控機床設備相配套的其它關鍵性部件來說，檢測與報警等可靠性裝置的水平與國外發達國家的水平相比相差甚遠。因此也就是說，目前我國所使用的數控機床的相關一些配套的關鍵性部件還都必須依靠于國外發達國家所生產的零部件設備，從而造成了我國數控機床行業發展較為緩慢的現狀，導致了我國經濟發展水平整體下降的局面。

1.3 我國數控機床發展情況

除此之外，隨著我國數控機床的發展，人們清楚地認識到我國數控機床可靠性與國外發達國家水平之間的差異性。因此在我國十一五期間，國家已經將數控機床及其關鍵部件可靠性研究作為了國家發展重點目標來執行，并納入了我國經濟發展的整體目標中去。同時，國家還提出：要想我國經濟發展水平快速提高，其首先的一點就是要將數控機床及其關鍵部件的可靠性研究放于首位，并且將其列入科技發展中的專項重點內容來執行。另外，我國在研究數控機床及其關鍵部件可靠性時，要充分結合國外的數控機床可靠性分析內容以及國內現有的數控機床及其關鍵部件可靠性分析報告進行探尋，并尋找出提高數控機床及其關鍵部件可靠性的可行性辦法及措施，從而提高數控機床及其關鍵部件可靠性運行的整體水平。

2 數控機床及其關鍵部件可靠性研究方法與現狀

2.1 數控機床及其關鍵部件可靠性研究的方式

數控機床及其部件的可靠性研究是一個十分重要的環節，它是提高數控機床及其關鍵部件可靠性運行水平的關鍵，也是一個促進數控機床及其關鍵部件質量安全的評定手段。因此可以說，數控機床及其關鍵部件可靠性的研究可以充分地表露出產品從設計、制造到裝置整體過程中的問題及缺點，從而為能夠更好地設計制造出合格、高質量的產品奠定了一定的基礎。另外，根據對數控機床及其關鍵部件可靠性研究方法的不同，可將可靠性研究分為室內可靠性研究與現場跟蹤可靠性研究兩種方式。所謂的室內可靠性研究主要是指將制造完成的關鍵部件樣品在實驗室內利用先進的技術與科技設備進行檢測，以保證關鍵部件的生成密度、焊接接口、鋼度及彈性度等滿足數控機床的質量要求。而現場跟蹤可靠性研究主要是指在數控機床及其關鍵部件制造生產過程中，由專業人員對制造過程及產品的安裝等進行監督，從而保證了數控機床及其關鍵部件在制造時的質量，以此來提高其運行時的可靠性。

2.2 數控機床及其關鍵部件可靠性研究的綜合試驗法

目前我國所采用的數控機床及其關鍵部件可靠性研究均是綜合試驗法。所謂的綜合試驗法主要是指對數控機床進行模擬式的運行測試。首先，要根據可靠性研究的內容設置一個綜合可靠性研究實驗室，而后根據可靠性研究的產品制定出可行性分析方案，在得到可靠性分析結果后，根據這一結果對產品的試驗環境、產品的運行條件、失效模式分析、失效數據分析、任務剖面、性能檢測等進行周期性的檢測。從而為產品的設計與修改提供一個最要的參考依據。另外，除了要對數控機床及其關鍵部件進行綜合可靠性研究及試驗外，還要對工程制造水平進行檢測。也就是說，主要對工程設計的環境應力要求以及加載能力要求進行測試，從而對數控機床及其關鍵部件早期出現的問題和故障進行清除，以此來保證產品投入運行后要最大可靠性安全保障。最后，目前在數控機床可靠性研究中，對統計模型、應力水平、環境應力、加速壽命以及試驗順序的測試及研究是數控機床及其關鍵部件可靠性研究的重點內容。其中，在加速壽命可靠性研究中，主要目的是為了設計出最符合數控機床運行額定應力的最大值以及設計出應力極限值。同時，在試驗中將一臺或多臺數控機床在一定的環境下加重其承載力，從而使得出的失效模擬比正常的運行模式下速度快。

2.3 國外的數控機床及其關鍵部件的可靠性研究

從國外的數控機床及其關鍵部件的可靠性研究可以看出，國外最早是將可靠性研究技術應用于電子生產及檢驗領域中的。直到二十世紀七八十年代，國外一些較為發達的國家才將可靠性研究應用于數控機床及其關鍵部件的研究中去。例如：早在1977年，美國的聯合后勤司令總就已經成立較為完善系統化的可靠性研究試驗小組，對國防設備以及機械制造性能質量等進行可靠性的研究，以便能夠發現機械及設備制造中的不足之處并予經修正。同時，美國可靠性研究小組還制定出了較為科學化、規范化的可靠性研究程度及標準，并隨著時代有發展，在原有可靠性研究標準及規范的基礎之上加以改進，從而達到可靠性研究的高要求。這也是為什么美國在數控機床及其關鍵部件可靠性研究領域始終處于世界首位的重要原因之一。

2.4 我國的數控機床及其關鍵部件的可靠性研究

國的數控機床及其關鍵部件可靠性研究起步較晚。并且在最初起步時，由于受國外可靠性研究的影響，也是將可靠性研究這一技術應用于科技電子產業中。直至70年代后期，我國才逐漸將可靠性研究應用于對數控機床及其關鍵部件的質量可靠性研究中。隨著我國社會主義的建設與發展，在現階段中，我國對數控機床的可靠性研究還停留在主要針對產品運行時早期的故障檢測以及現場跟蹤檢測的范圍中。我國對數控機床及其關鍵部件的可靠性研究，其主要目的就是為了能夠發出數控機床設備主品早期的不安全因素，從而便于工作人員及時應對，并快速制定出解決這一不安全因素的措施與辦法。而對數控機床進行現場跟蹤檢測，其目的主要是為了通過對現場數據及產品樣本的采集，判斷中現場生產作業中的產品故障，從而為可靠性研究提供準確的數據信息。

3 數控機床可靠性研究

3.1 數控機床傳統設計方法與可靠性研究的思想及原理

我國自二十世紀八九十年代開始，逐漸對重工業中的設備及機械生產的可靠性研究加以重視。并且在經過了三十多年的摸索與探尋中，我國對數控機床的可靠性研究得到了快速的發展，并達到了一定的專業化水準。在我國十一五期間，國家已完全將數控機床的可靠性研究作為了國家重點級研究發展項目來對待，并要求將其納入國家整體的經濟發展建設的戰略目標中去。并通過實踐使數控機床可靠性研究取得了較好的成績與效果。同年，在十一五期間，國家所提出的：“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重點項目中就指出，我國要對數控機床進行大專項的實施計劃。從這一點可以看出，我國對數控機床及其關鍵部件的可靠性研究、數控機床產品的可靠性質量與不水平等項目內容給予了高度的支持和重視。同時來講，在國家各大高校內，對數控機床的可靠性研究，數控機床可靠性計算方法、數控機床可靠性評估方法等方面的內容提供了大量的可行性較高的研究方案。

我國科學研究者張新民對目前國內的數控機床傳統設計方法與可靠性研究方法進行了思想及原理上的研究與分析。首先是從國防機械設備的工程設備理念入手，在數控機床所建立的干涉型模擬設備的基礎之上，結合論述了JC法、MONTE-CARLO法等幾種國防機械設備的可靠性研究。同時，國內的另一位科學研究者王元文對多維機械設備運行模式下的可靠性進行了系統性的研究，同時在研究中對機械設備運行中可能會出現的可靠性問題進行了分析和總結，并給出了問題的具體解決措施及方案。該方法首先是將多維機械設備的可靠性研究轉入了一個求解非線性方程組中，然后用線性代數的求解方法對靠性數值進行計算，同時根據數值對一般數控機床設備進行可靠性設計思想及方法的研究和分析，然后根據對該可靠性數據的分析指出數控機床設計中所存在的不足之處及缺點。這也就是我們常說的這一概念最初的起源之處。另外，在王元文提出了“剩余可靠度”這一概念后，利用其可靠度之和建立了級小化目標函數。因此，也就形成了以可靠性條件及邊界條件相約束的數控機床設計可靠性研究數字模型。也因函數的建立編制了計算機應用程序。這也大大方便了人們對數控機床的可靠性設計進行研究，同時還可以利用實例分析法驗證數控機床可靠性研究結果的正確性。

3.2 利用率論的應用以及以統計學理論的數學基礎知識進行研究

對數控機床的可靠性研究，其本身就是一個較為定性的概念，因此在研究中可以通過對概率論的應用以及以統計學理論的數學基礎知識對數控機床的可靠性研究進行量化式的計算。例如：在采用概念計算法對有限元邊值進行求解時。首先從數控機床可靠性研究的數據中推導出了許多周期系統參數穩定性與靈活度的可靠性計算公式。同時推算出了這些隨機數據參數對數控機床設備運行轉數的影響，從而從根本上避免或解決數控機床運行時可能會出現的可靠性安全總理。另外，目前國內的各高校也不斷地對數控機床的可靠性進行研究與分析。例如：東北大學就對數控機床中的五軸加工中習運動學進行了可靠性研究，并且在研究中運用蒙特卡洛法判斷出五軸加工在數控機床運動中的可靠性數學計算模型。同時，東北大學通過對數控機床的點估算與跟蹤估算驗證了運動學可靠性分析研究的效果。這一研究結果大大提高了數控機床的設備加工質量及精準度，并對延長數控機床工作年限有著十分重要的作用。

4 數控機床關鍵部件的研究

一般來講，數控機床是屬于一種全新的具有高技術含量的產業及設備，而數控機床內的關鍵部件則是高技術含量設備中的一個獨立的單元技術載體。這些關鍵部件對數控機床的運行穩定性起著至關重要的作用。在數控機床設備中，其關鍵部件主要包括了：數據控制系統、主軸單元、滾珠絲杠、直線導軌、NC工作臺、伺服電機、刀庫及換刀裝置、防護裝置等。同時來講，數控機床關鍵部件是數控機床設備中最為重要的組成部分，因此對關鍵部件的可靠性研究更顯其重要性。首先來講，關鍵部件的可靠性研究方法與數控機床的可靠性研究方法有著很大的不同之處，因此要對關鍵部件進行研究時是不能夠按照數控機床的研究方法來進行的。

目前而言，我國現存的對數控機床關鍵部件的可靠性研究主要包括用平均故障間隔法、用平均修復時間法、用固有可用度及精度保持時間法等對關鍵部件的可行性進行研究。例如：吉林大學的宗立華教授就指出：運用平均故障間隔時間法對數控機床的刀架部件進行可靠性研究，可以更為全面地對數控刀架的可靠性進行評定。同時，由于數控機床中刀架故障的產生與其轉位時換刀次數及過程有著很大的關聯，但同時，在刀架工作過程中，其也不一定是始終保持在轉動狀態下的。因此，利用平均故障間隔法根據刀架轉動的次數來分析其可靠性，是較為準確的一種方法。另外，目前隨著科技的發展以及可靠性研究技術的發展，在對關鍵部件進行可靠性研究時可以通過計算機軟件以及PLC系統對可靠性指標進行控制，從而實現換刀設備的自我檢測功能。最后，對于數控機床設備中的滾動功能部件的可靠性研究中，可通過對指標的確定以及驗證失效分析等方法，對關鍵部件的可靠性進行評定與分析，從而達到數控機床關鍵部件功能最優的目的和效果。

5 結語

綜上所述可知，數控機床及其關鍵部件的可靠性研究對提高數控機床設備的整體運行能力都具有著十分重要的作用。因此，在進行數控機床及其關鍵部件右靠性研究時，要根據其特點及實際的運行規律為出發點，進行分層次地研究，從而達到排除預防故障發生，提高數控機床整體運行能力的最終目的。

參考文獻：

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篇10

隨著人們對工業加工精度和復雜度的要求提高，對加工設備的性能要求也越來越高。20世紀以來，各國紛紛發展數控加工技術，以解決復雜件的加工問題，比如對曲面配合件的加工。

1.1國內現狀

2003年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數控機床進口國。目前正在提高機械加工設備的數控化率，國家十一五科技發展規劃也明確提出，提高大型設備數控化水平。但是目前我國整體大型設備的數控水平低，機械加工的精度、復雜度、精度保持度等都遠低于國際水平。而加工中心作為機床家族的重要組成部分，今年來雖然也越來越受到國人重視，但是多為進口或者合資企業產品，其技術水平也較低。我國目前各種門類的數控機床都能生產，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年。在精度方面，國內機床水平追趕國外先進水平的距離也很長。目前我國大型加工中心很難達到0.005mm，國外由于技術先進，則可以達到0.003mm。在精度保持度方面，國內一般為5年，國外則能夠達到10年。目前國內在軸承、絲杠、刀具等決定機械精度的方面技術能力都不夠。而國內數控系統最大的瓶頸在于國內系統是基于單板機的基礎上發展起來的，至今沒有一家是基于數字邏輯電路的設計。我國數控技術的發展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數控產業發展迅速，1998～2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內數控機床制造企業在中高檔與大型數控機床的研究開發方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。我們應看清形勢，充分認識國產數控機床的不足，努力發展先進技術，加大技術創新與培訓服務力度，以縮短與發達國家之問的差距。

1.2國外現狀

美國政府重視機床工業，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發展方向、科研任務,并且提供充足的經費，且網羅世界人才，特別講究“效率”和“創新”，注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創新，如1952年研制出世界第一臺數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求，充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實，且一貫重視科研和創新，故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產宇航等使用的高性能數控機床，其存在的教訓是，偏重于基礎科研，忽視應用技術，且在上世紀80代政府一度放松了引導，致使數控機床產量增加緩慢，于1982年被后進的日本超過，并大量進口。從90年代起，糾正過去偏向，數控機床技術上轉向實用，產量又逐漸上升。德國1956年研制出第一臺數控機床后，德國特別注重科學試驗，理論與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業與大學科研部門緊密合作，對數控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。日本自1958年研制出第一臺數控機床后，1978年產量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰略上先仿后創，先生產量大而廣的中檔數控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研，向高性能數控機床發展。日本FANUC公司戰略正確，仿創結合，針對性地發展市場所需各種低中高檔數控系統，在技術上領先，在產量上居世界第一。另外還有臺灣和韓國的機床也比中國先進。

1.3數控加工本身的特點

數控加工操作系統日益開放、數控系統向軟數控系統發展、控制系統向智能化方向發展、向網絡化方向發展、向高可靠方向發展、向多軸聯動方向發展、向復合型方向發展的市場趨勢。數控加工具有柔性好，自動化程度高的特點，對于輪廓形狀復雜的曲線的加工尤其適合。數控加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內進行多種加工操作的數控機床。本產品屬于大型加工中心，主要用來加工復雜結構、工藝及精度要求高的大型設備部件的數控加工工具。其特點是：被加工零件經過一次裝夾后，數控系統能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能，連續地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削及刨削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機床的調整時間及工件周轉、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經濟效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。利用數學方式輸入，加工過程可任意編程，主軸及進給速度可按加工工藝需要各自變化，且能實現多座標聯動，易加工復雜曲面。對於加工對象具有“易變、多變、善變”的特點，換批調整方便，可實現復雜件多品種中小批柔性生產，適應社會對產品多樣化的需求。利用硬件和軟件相組合，能實現信息反饋、補償、自動加減速等功能，可進一步提高機床的加工精度、效率、自動化程度；數控機床是以數字控制為主的機電一體化機床，充分發揮了微電子、計算機技術特有的優點，易于實現信息化、智能化、網絡化，可較易地組成各種先進制造系統，如FMS、FTL、FA，甚至將來的CIMS，能最大限度地提高工業的生產率、勞動生產率。

1.3.1數控系統與加工能力

目前處于世界領先水平的數控操作系統在設計中大量采用模塊化結構。這種結構易于拆裝、各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。FANUC系統設計了比較健全的自我保護電路。PMC信號和PMC功能指令極為豐富，便于工具機廠商編制PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。系統提供串行RS232C接口，以太網接口，能夠完成PC和機床之間的數據傳輸。FANUC系統性能穩定，操作界面友好，系統各系列總體結構非常的類似，具有基本統一的操作界面。FANUC系統可以在較為寬泛的環境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應性很強。

1.3.2機械系統與加工能力機械系統

目前以德國最好。目前較為先進的設備，保留了其先進的全靜壓塊靜壓結構和雙層式床身結構，增加了四柱雙驅的平衡驅動方式，有效解決了消隙及驅動平衡的難題，采用斜齒齒輪對，使轉臺運轉更加平穩；采用上壓式鑲條滑塊結構，機床轉臺自適應調整液壓夾緊裝置使得B軸聯動旋轉加工精度更高，更加穩定；機床主軸采用液壓氮氣平衡，確保機床的快速響應速度，使機床運行更加平穩可靠。具有智能數字刨銑工能，可加工直角、銳角孔及異形斜面樣條溝槽。該機床正式投產后機床直線精度（X\Y\Z）可達±0.003㎜，旋轉（B）精度可達±2S”，直線重復定位精度達到0.001㎜。產品精度保持度可達10年以上，大大提高了機械的使用壽命。除此之外，目前先進數控加工設備還采用很多應用性很強的技術來提高加工精度和難度，保證其可以加工復雜的曲面件。在提高轉臺精度及平穩性方面：采用四柱雙驅技術，由原來的一側一個齒輪驅動改為在180°水平方向上按對等夾角兩對雙齒輪驅動，每對齒輪可自動消隙。機床轉臺精度長久保持性：使用12個獨立的高耐磨銅靜壓塊代替原來的貼塑耐磨條工藝，因靜壓幾乎無磨損而長期保持精度。溫度對機床精度的影響方面：使用溫度補償功能，在機床內部安置溫度傳感器，利用激光干涉儀測出其溫度變化時機床在各溫度下的變化值，然后再機床參數中補正。刨銑功能開發（直角孔槽加工）：利用機床CS功能，使主軸與X、Y、Z軸移動的同時，主軸按刀具切線方向控制轉角。機床慣量的控制：使用液壓氮氣組合平衡方式代替配重鐵平衡方式，減少機械運動質量和運動中的動量慣量。

2、復雜曲面配合件的數控加工工藝

能夠加工復雜曲面配合件是數控加工設備的重要性能之一。下面以一復雜的曲面加工件為例談談數控加工工藝。