数控机床向高速精密智能绿色发展探讨[定稿]

第一篇：数控机床向高速精密智能绿色发展探讨[定稿]

数控机床向高速精密智能绿色发展探讨发布时间：2013-05-18新闻来源：一览数控英才网

数控机床是以数字化制造技术为核心的机电一体化机床，通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其它辅助系统组成，大致上可分为数控车床、数控铣床、加工中心等16大种类。在新颁布的国家“十二五”规划中，明确提出将重点发展高端装备制造业的信息化、自动化、智能化水平，而这显然离不开精密机床行业的有力支持。据一览数控英才网专业人士分析，预计未来五年内中国机床行业的复合增长率约为25-30%，其中，中高端数 控机床将成为增长的主力。

拜中国经济腾飞所赐，近几年来国内机床行业取得了突飞猛进的发展。据有关数据显示，从2009年起，中国机床产值已连续两年位居全球第一，占有率达30%以上。2011年，尽管受到国内外经济不济的负面影响，中国机床工具行业的同比增速出现了下滑态势。但数据显示，2011年中国机床工具行业完成工业总产值7437.61亿元，同比增长32.50%，整体上仍呈现出较快的发展速度。另一个值得关注的是，2011年沈阳机床集团的经营规模也跃居全球同行业的前列，成为了中国企业的又一个骄傲。

与此同时，中国也是当今世界第一大机床消费国和进口国。在市场需求方面，随着国内汽车、钢铁、机械、模具、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，带动了对高效、高精度自动化制造设备的需求，机床工具行业进入高速增长的阶段。在进口方面，以2011年上半年为例，中国从日本、德国进口机床的数额合计已超过60%，而从进口的机种来看，精密生产、高效高速的中高档数控机床需求明显增加，表现出我国机床需求结构已经发生了较大的改变。

众所周知装备制造业水平看东北，机床水平也看东北，东北是我国机床企业最集中、实力最强的地区。记者在东北机床具有代表性的沈阳机床集团公司、大连机床集团公司、齐重数控装备股份有限公司三家企业采访了解到，机床行业存在的主要不足是：

第一，数控系统的差距。数控系统是数控机床的核心，德国西门子、利勃海尔和日本的马扎克、法拉克掌握着数控系统的最高水平，利勃海尔数控系统16个软件包的价格接近母机价格，软件和母机一起卖，不分开出售，软件利润非常高。目前国内机床企业使用的中高档机床的数控系统基本都是国外进口。

第二，其他关键配套件差距。大连机床副总裁姜怀胜表示，大连机床可以向国际先进水平追平95%，但剩下的5%不是一个企业甚至一个行业能够做到的，包括钢铁原料、标准件、螺钉、螺帽等，需要提升国家工业整体水平。此外，工艺、检测等环节目前也达不到世界先进水平。

第三，精确度、稳定性、可靠性复合性差距。比如五轴联动数控机床国外产品连续1500小时没有故障，国产大约1000小时，相差1/3。目前市场上五轴联动加工中心多用于航天航空、核电等，单台价格达四五百万元。五轴联动数控是欧洲控制的技术，是核心技术中的核心技术，欧洲严禁外泄。五轴必须保证不能用于军事，才能引进。沈阳机床、大连机床、齐重数控可以做三轴，五轴也可做，但性能与进口产品相比有一定差距。国内企业和航空航天等重要科研单位使用的高档机床基本全是进口。

第二篇：中国数控机床正慢慢向国际化发展

中国数控机床正慢慢向国际化发展 让中国的具有工业机械母机之称的数控机床产品成为欧美市场的输出国，是中国好几代数控装备制造业的梦想。如今，一家位于南岭的数控机床厂正在慢慢的把这个梦想变成现实！

广州佳速数控机床厂是目前世界品质最多、规格最齐全的数控机床制造企业，也是国内大型的数控车床、加工中心、塑料机械为主导的机器制造企业。广州市佳速精密机械有限公司机床总负责人梁海志总负责人介绍说，“公司拥有的专利数控机床产品型号就达20多种。佳速数控机床在德国、台湾拥有两个控股子公司，目前在苏州中固正在建设一家分工厂，业务涉及数控机床多个子领域，如数控卧式车床、数控立式车床、卧式加工中心、立式加工中心、龙门加工中心、钻攻中心等等”

如果不是亲眼所见，很难相信这家位于岭南的广东数控机床厂具有如此雄厚的技术实力和国际化水平。公司成立短短几年的时间就将产品打入了波兰、英国、印度、美国、加拿大等国，一举跻身于全球机械行业的前几名。

公司的总经理助理黄云告诉我们，佳速机床厂取得如此成功主要有三大因素：首先、是国家政策支持下的股权改革制度，其次是有效的引进国外先进的技术力量，最后是高效的企业文化和良好的公司管理制度。

从公司成立之初，佳速机床正好赶上国家鼓励企业股权改革，使得公司员工也占有公司股份，在股权激励效应的带动下，大大的激发了员工的积极性，能让每个员工都觉得自己在做老板，从大大的提高公司的销售业绩。

随着全球产业要素过剩、外溢的现象发生，广东数控车床厂先后在台湾建立了台湾精密机械有限公司，在苏州建立的苏州中固精密有限公司，并与德国专业机械公司合作，实现了跨国经营。目前公司在着手工业机器人方面的研发与生产。公司从建立之初秉着“又好又快，就是佳速”的经营理念和精益管理的管理风格，极大的带动了员工的积极性，也更好的引进的外籍技术人员在佳速开展研发活动，加速了技术的融合过程。

当然，广州佳速机床厂的成功在国内也不是个案。在21世纪开始，国内的机械行业就实施了十多次的跨国收购与合作。而佳速机床仅仅是其中一个典型。从学习者到合作伙伴，从技术引进到资本、产品输出，中国高端制造业正加速赶超世界一流水平，在不断自我超越中超越对手，在技术交流、资本运作、市场营销等关键领域，实现完美逆袭，逐步成长为行业领军者。

第三篇：高速精密冲压技术现状及模具发展趋势

高速精密冲压技术现状及模具发展趋势

高速精密冲压技术涉及到机械、电子、材料、光学、计算机、精密检测、信息网络和管理技术等诸多领域，是多学科的系统工程。多工位与多功能冲压模具现状 先进多工位与多功能冲压模具的代表主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、精密多功能冲压模具等。

高速精密冲压技术涉及到机械、电子、材料、光学、计算机、精密检测、信息网络和管理技术等诸多领域，是多学科的系统工程。

高速精密冲压技术的特点及应用领域

高速精密冲压技术是现代冲压生产的先进制造技术，它综合了科高速精密压力机技术、高精变冲压模技术、高品质制品材料技术、智能控制技术和绿色为一体化的高新技术。应用高速精密冲压技术批量生产制品，具有高生产效率、高质量、高一致性及节能降耗、节省人力、降低成本和确保安全生产等特点，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视。当前，现代先进制造技术是世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济高度发展的今天，它更占有十分重要的地位。

高速精密冲压模具技术主要基于使用板料加工制品，由高速压力机设备、精密冲压模具、优质卷料三个基本要素构成，并在自动化周边设备的开卷装置、校平装置、送料装置、材料润滑装置、出件装置、理件装置、收料装置等协调连接，按冲压工艺流程组合的一种冲压自动化生产线。

冲压自动化不仅可以大幅度地提高劳动生产率、改善劳动条件、降低成本，而且能够有效地保证冲压生产中的人身安全，从根本上改变冲压生产面貌，因此被广泛应用于电子、通讯、汽车、机械、军工、轻工、电机电器、仪器仪表、医疗器械、自动化装备和家电产品制造领域。在轨道交通、航空航天、新能源等产品制造领域的应用也越来越广泛。

高速压力机技术的应用

随着电子通讯、电机电器、汽车和家电等产品技术的迅速发展，对精密冲压件的需求量越来越大，技术要求也越来越高，且应用面也越来越广泛，因此在大量生产和超大量生产中，普通压力机已不能满足生产和技术要求。采用高速精密压力机进行高速度、自动化及连续冲压是提高冲压生产率的有效途径。由于高速精密压力机的滑块行程每分钟次数比吨位相似的普通压力机高5倍以上，因此高速精密压力机不但冲压件精度高、表面质量好，而且模具使用寿命长。

近几年，冲压技术不断向高速化、精密化和智能化的方向发展，推进了高速压力机的发展势头，也因此涌现出许多的高速精密压力机和超高速精密压力机，如德国拉斯特公司、美国明斯特公司、瑞士布鲁德尔公司、德国舒勒公司、日本能率和电产公司等研制的小吨位高速精密压力机，其滑块行程次数分别可达2,000次/分钟，3,000次/分钟，4,000次/分钟。在负荷状态下，还可达其标准中的特级精度要求。这标志着高速精密压力机技术已发展到超高速超精密的技术阶段。

国外有些公司对小吨位高速精密压力机按滑块行程次数分为四个速度等级：常速≦250次/分钟，次高速﹥250~400次/分钟，高速﹥400~1,000次/分钟，超高速≧1,000次/分钟。大吨位高速精密压力机滑块行程次数相对较低，如300吨的大型高速精密压力机，滑块行程数范围仅为160~400次/分钟左右，100吨的翅片专用高速精密压力机，滑块行程数范围一般为150~250次/分钟左右。

由于冲压速度随着压力机吨位、滑块行程长度与次数、制品工艺结构和材料工艺性能、自动送料速度及精度等诸多要素的不同而改变，很难用简单的数字作为划分各个等级的界限，因此，目前国际上对高速精密压力机速变范围仍尚未作出明确的定义，通常将冲压速度比普通压力机速度高5~10倍的统称为高速精密冲压。而从中国多数企业的高速精密压力机的应用情况来看，冲次速度按滑块最低和最高行程数的平均值或大于均值10~20%的冲速则是较为合理和有参考意义的标准。因为高速精密压力机滑块最高行程数一般是指无负荷冲程数。当行程次数高达一定数值时，压力机在运行中的不平衡现象就明显增加，滑块下死点动态性变化程度也较大，这样就必须解决卷料质量、送料速度、模具性能与寿命、设备强度、刚度和精度、故障的自动监控与稳定性、振动与噪声以及润滑和冷却系统等一系列技术问题。所以，高速精密压力机应用中的冲次速度相当关键。

高速精密冲压件的类型与技术特点

高速精密冲压件按行业、用途和工艺特点可分为电子零件类、IC集成电路引线框架类、电机铁芯类、电器铁芯类、换热器翅片类、汽车零件类、家电零件类、以及其他类型等。零件主要包含连接器件、接插件、电刷件、电器端子、弹性零件等。

IC集成电路引线框架主要包含分立器件引线框架和集成电路引线框架。电机铁芯主要包含单相串励电机铁芯、单相家用电机铁芯、单相罩极电机铁芯、永磁直流电机铁芯、工业电机铁芯、塑封定子铁芯等。电器铁芯主要包含E字形变压器铁芯、EI形变压器铁芯、工字形变压器铁芯、以及其他变压器铁芯片等。换热器翅片主要包含工业换热器翅片、家用换热器翅片、汽车用换热器翅片等。汽车零件主要包含汽车结构件、汽车功能件。家电零件主要包含大家电零件，如彩管电子枪零件，以及小家电零件，各类结构件和功能件等。其他类零件主要包含仪器仪表零件、IT类零件、声学类和摄像类零件、现代办公用类零件、以及五金件等。

高速精密冲压件的技术具有品种多、材料多样性、薄板卷料、自动化生产批量极大、精度高、形状复杂、技术含量和附加值高等特点。

高速精密冲压生产技术的典型概况

电机铁芯生产技术概况

铁芯是电机产品的重要部件，一般由0.35mm，0.5mm厚的硅钢片制成。在电机生产的全部环节中，铁芯冲片生产是关键。目前中国的高速精密冲压铁芯片和铁芯自动叠铆、铁芯三列带扭槽叠铆、铁芯带扭槽及回转叠铆、铁芯双回转叠铆、铁芯双列大回转叠铆、大型外转子铁芯带扭槽叠铆、定子铁芯半圆组合叠铆、定子铁芯多块组合叠铆、长直条定子铁芯卷圆组合叠铆等高速精密冲压生产技术与国际先进技术相比毫不逊色。

其中较为典型的铁芯三列带扭槽叠铆制品的高速精密冲压生产技术概况是，铁芯材料为50W470硅钢片、带料厚度0.5mm，料宽307.5mm。带料经开卷装置、S型校平装置、送料装置、材料润滑装置、高速精密压力机、大型精密级进模等一体化的高速运行，以及自动冲压导正钉孔、转子片叠铆工艺孔、转子片记号孔、转子片计量孔、转子片槽形、转子片台阶孔、转子片叠铆点、转子片内孔、转子片落料叠铆和扭槽、定子片缺口、定子片记号孔、定子片计量孔、定子片槽形、定子片叠铆点、定子片内孔、定子片落料叠铆等多工位与多工序的交叉连续冲压，一次完成三套定转子铁芯制品，铁芯自动叠铆厚度105mm，定子铁芯外径110.52 0.02mm，外径55.1 0.01/0.02 mm。制品在300吨的大型高速精密压力机上生产，冲次速变280~320次/分钟，并在冲压过程中铁芯制品自动输出。

换热器翅片生产技术概况

翅片是空调产品的主要部件，一般由0.105mm厚的铝箔制成。近年来，中国在高速冲压换热器翅片生产技术方面有了明显提高，如家用空调换热器翅片、汽车空调换热器翅片、工业空调换热器、整体导管式空调换热器翅片、新型异形孔空调换热器翅片、以及大型冷库散热器翅片等高速精密冲压生产技术已接近国际先进水平。中国研发的一次出12列、24列、36列、42列、48列、60列、72列、76列翅片等高速精密冲压生产技术已达到国际上同类产品的水平。其中典型的Φ5.2 72列 2步进翅片的高速精密冲压生产技术概况是：翅片材料铝箔1,000-8H22，厚度0.105 mm的带料，由展料架、过油装置、送料装置、高速精密压力机、大型精密级进模、吸料与集料装置等组成的翅片高速精密冲压自动生产线，带料经压料装置、引申工程、冲孔工程、翻边工程、百叶窗工程、中部异型切工程、端部异型切工程、边切工程、异正工程、纵切工程、送料工程、横切工程等12个成形工程的连续冲压，一次出72列翅片，翅片形状复杂，精度较高，表面要求光洁、平整、无刮伤，无毛刺、翻边无开裂等技术要求。Φ5系列、72数和2步进的翅片在100吨高速精密专用压力机上生产，冲刺速度260次/分钟，并能够在冲压过程中实现翅片制品一边集料一边取料。

IC集成电路引线框架生产技术概况

引线框架是分立器件和集成电路的载体。作为半导体器件的芯片载体引线框架，其主要特点是种类多、批量大、精度高、形状细小、材料较薄、表面需要局部电镀以及外观要求严格。近几年，随着科技的发展，中国的高速精密冲压引线框架生产技术较以前有了很大提升，如分立器件TO-220、SOT、SOD系列引线框架生产技术已达到国外同类产品的水平。其中典型的SSOP-024集成电路引线框架高速精密冲压生产技术概况是：引线框架材料C194铜合金，厚度0.152 mm的卷料，由卷料架、送料机构、导料机构、高速精密压力机、精密级进模、卷式收料装置等组成的引线框架高速精密冲压自动化生产线，冲压工序包含打字、冲压麻状点、冲定位孔与嵌定孔、冲内引线A、冲内引线B、冲内引线C、裁片分离、静压内引线、校横弯、校外引线、校步距、内引线校平、精整等32工位的连续冲压，一次冲出4排，每排在11mm 9mm的尺寸面上冲出24条内外引线脚，内引线的最小间距0.17mm，产品的共面性要求控制在0.01mm 之内等其他技术要求。该引线框架在80吨高速精密压力机上生产，冲次速度为450~500次/分钟。SSOP-24集成电路引线框架集微成型、微薄化、多脚化、高密度、小间距、多样化等总体水平已接近国际同类产品的先进水平。

高速精密冲压模具现状与发展趋势

近年来，中国模具产销持续攀升，民营企业不断涌现出来，国外著名企业和资本的进入更是促进了模具行业的快速发展，中国已成为名副其实的模具生产大国。然而，从模具产需情况看，虽然中低档模具已完全实现自给，但是以大型、精密、高效、高性能模具为主要代表的高技术含量模具自给率仍然较低，只有60%左右，有很大一部分仍然依靠进口。因此，提升中国模具企业的整体技术水平，提升企业的核心竞争力，促进模具产业结构优化仍然是中国模具行业的当务之急。

冲压模具主要包括多工位与多功能冲压模具、汽车覆盖件模具和精冲模具等，这里仅对精密多工位与多功能冲压模具阐述其现状与发展。

多工位与多功能冲压模具现状

先进多工位与多功能冲压模具的代表主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、精密多功能冲压模具等。其中，精密多工位级进模占据主流产品地位。先进精密多工位级进模主要包括电机铁芯硅钢片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。

受中国市场产品档次提升的推动，中国的先进多工位与多功能冲压模具的总体水平得以提升，特别是产量最大的高速精密多工位级进模在技术水平、制作精度、使用寿命和制作周期等方面均有明显进步，无论技术还是产能都已具备向先进国家模具挑战的能力。其中相当一部分高档优质模具的总体性能接近或达到国际同类模具的先进水平，不仅可替代进口，还能出口一部分到发达国家和地区。

与国际先进水平相比的主要差距

近年来，中国先进多工位与多功能冲压模具水平提高较快，模具制作装备技术已经达到国际先进水平，模具设计制造水平有了很大提高，一部分精密复杂级进模进入了规模化生产阶段，模具的进口替代成效明显，出口逐年递增。但是与国际先进冲压模具相比，仍然存在以下几个方面的差距。

（1）模具设计制造技术方面

模具设计制造技术创新不够，很多先进模具中的关键设计内涵和技术以及制造工艺中的“KNOW HOW”等基础技术、理论以及核心技术掌握不够，导致模具整体水平提升困难，始终处于技术跟进与追踪阶段，达到甚至超越国际先进水平还缺乏相关设计和制造基础技术的支撑。

（2）模具的寿命方面

由于受模具材料、热处理技术以及制造装配技术等相关因素的影响，中国冲压模具寿命普遍低于国际先进水平，差距在30%以上。特别是一次刃磨寿命低导致模具维护次数增加，降低了冲压生产效率，增加了模具维护的成本，进而影响中国模具的市场竞争力。

（3）模具的试模技术与模具的可靠性方面

试模是模具设计制造完成后对模具的一个综合实验、评估和调整过程，是模具设计制造问题的集中暴露过程，也是冲压模具设计、制造技术以及专业人员的综合反映。而模具的可靠性和稳定性则是模具设计制造质量好坏的评价基准和模具正常使用的保障。由于中国缺乏对多工位与多功能冲压模具的设计、制造工艺中的隐形知识和技术积累的深入挖掘，因此与国际先进模具企业相比，中国多工位与多功能冲压模具的试模、模具使用中的调整和维修时间增加30%以上。对比国外目前正在研究无试模程序的模具前沿技术，中国在模具的试模技术与模具的可靠性和稳定性方面的差距是显而易见的。

（4）模具的基础理论与关键技术方面

模具设计制造师一项实践性很强的专门技术，长期以来，中国对模具设计和制造的实践性非常重视，但由于对冲压模具基础理论和技术研究重视不够，导致模具设计和制造的基础理论和技术发展缓慢。加上冲压模具企业的专业化分工还不够细化，小而全、大而全的模具企业还占主导地位，企业的核心竞争力难以形成，企业自有技术以及创新能力落后于国外先进模具企业。另外，模具材料、标准件等模具基础技术落后，直接影响了中国多工位与多功能冲压模具的整体技术水平。因此，在多工位与多功能冲压模具的基础技术支持方面还存在很多薄弱环节。

（5）新型模具技术及其拓展方面

随着新工艺新产品的不断涌现，国外冲压模具已经从常规的单副级进模向多功能组合模具、生产线配套组合模具工装、特大型级进模以及微细零件冲压成型模具等方向发展，而中国企业大多数仍将重点放在常规的单副级进模系列化和产业化方面，还未掌握特种高精尖模具如特大型高精、超高速冲压、超薄、超强和微细型零件成形冲压模具的关键技术，对多功能复合模具还设计不多。因此，中国还需要不断开展新型模具的关键技术研究，拓展其应用领域，为赶超国际先进水平打好基础。

（6）基础零部件和配套件方面

多工位与多功能冲压模具的基础零部件和配套件是模具整体快速发展的基本条件，而中国由于热处理、材料、标准件等模具基础零部件和配套技术及质量水平较低，高档模具的基础零部件和配套件主要依赖进口。因此，中国急需提升模具基础零部件和配套件的技术及质量水平。

多工位与多功能冲压模具的发展趋势

在经济的全球化和中国从“制造业大国”向“制造业强国”的挺进中，“服务科学”和“服务制造”等现代理念的出现，对中国模具行业的发展必将产生重大影响。模具行业的服务制造业的特征将大大增强，模具也应该是最先融入“服务制造” 的生产装备。

纵观模具技术的发展路线和模具行业的发展前沿，模具技术的总体发展趋势是“由模具自身的品质提升向冲压件产品的控形控性以及一体化解决方案方向发展”。即用户要求从主要考虑模具的本身品质向控制模具生产的最终产品品质的方向发展，从对模具品质的单一要求向为用户产品提供一体化解决方案方向发展。

用户的要求突破了模具产品本身的界限，必须从产业链上寻求系统的解决方法，迫使模具技术和企业向制造业的相关产业链延伸。因此，一大批多领域交叉技术的应用以及以模具为核心的系统解决方案将是今后模具发展的主要特征。

综合中国目前冲压模具的发展及其存在的问题，可以看出多工位与多功能冲压模具是最有希望赶上国际先进水平的模具之一。但是，还需要模具企业在专业化细分、自主创新以及设计和制造工艺基础理论与技术方面做深入细致的研究工作，为中国多工位与多功能冲压模具的整体技术赶上国际先进水平打下好基础，并在保持电机铁芯自动叠片级进模、空调换热器翅片级进模、集成电路框架级进模、电子连接器级进模等高水平模具发展的同时，注重发展大型汽车零件级进模、多功能复合冲压模具、微小零件冲压模具、特殊板料等微特冲压模具及其技术，整体提升多工位与多功能冲压模具的水平。

另外，“控形和控性”是模具发展的大方向，首先需要解决的是“控形”技术问题，冲压模具的“控形”技术必然是近期需要突破的重要关键技术。研究冲压成形的深层次理论和技术问题，借以掌握“控形和控性”技术，从而实现模具的信息化和智能化制造。

智能化是全球的发展趋势，也是“服务时代”的主要特征。对模具行业来说，模具的信息化和智能化是实现“控形和控性”的重要手段，是赶超国际模具先进水平的一个重要方面，它可以带动一些列模具先进技术的发展，具有重要的战略意义。目前中国模具的信息化和智能化刚开始起步，要实现模具的信息化和智能化还有很长的路要走，同时也需要相关政策的推动。

在21世纪，随着电子信息等高新技术的不断发展，市场需求向个性化与多样化方向发展，未来高速精密冲压技术和以高档模具为核心的发展总趋势是向精密化、高速化、柔性化、网络化、集成化、信息化和智能化、低碳环保及全球化的方向发展。

第四篇：数控机床技术的最新发展

数控机床技术的最新发展

机制13班钟宏声 20*** 摘要：本文简述了当今时代对数控机床技术的需求以及我国与世界先进国家的差距，重点阐述了数控机床技术的最新发展情况并对我国发展数控技术提出了相应的建议。关键词：数控技术最新发展 Abstract：This article describes the needs of the technology of Nunerical Control in the model and the gap between China and the advanced counties in the world, it describes the current developing situation of the technology of Nunerical Control amply and puts propose at the development of the technology of Nunerical Control in China.Key words：the technology of Nunerical Control, the current developing situation.一、引言

随着科学技术的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件加工质量也提出了越来越高的要求。随着社会对产品的多样化需求的增强，产品种类不断增多，更新换代的速度也越来越快，这使得数控机床在生产中的应用越来越广泛，同时对数控机床的数控系统、伺服驱动系统及主机结构提出了更高的要求。特别是柔性制造系统的迅猛发展和计算机集成技术的不断成熟，对数控机床的可靠性、通信功能、人工智能和自适应控制技术的应用提出了更高的要求，高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势。

二、我国数控机床技术发展现状

当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近３００万台），但我们的机床数控化率仅达到１．９％左右，这与西方工业国家一般能达到２０％的差距太大。日本不到８０万台的机床却有近１０倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国２１世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床３０００～４０００台，日本１年产５万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口７０００～９０００台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。我国数控机床制造业在８０年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳。从１９９５年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在１９９９年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。但也反映了下列问题：

（１）低技术水平的产品竞争激烈；

（２）高技术水平、全功能产品主要靠进口；

（３）配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；（４）应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；

（５）自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。

三、数控机床技术的最新发展成果近几年来，数控机床技术在实用化和产业化等方面取得可喜的成绩，主要表现在以下几个方面。

（1）复合化。复合化加工通过增加机床的功能，减少工件加工过程中的定位装夹次数及对刀等辅助工艺时间，从而提高机床生产率。复合化加工还可以减少辅助程序，减少夹具和加工机床数量，对降低整体加工和机床维护费用也有利。复合化包含工序复合化和功能复合化。数控机床复合化发展的趋势是尽可能将零件所有的工序集中在一台机床上加工。复合加工的另一领域是与非刀具切削的复合，例如切削加工与激光加工技术的复合。

随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣——车复合加工、车——镗——钻——齿轮加工等复合加工、车磨复合加工、成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工机床发展正呈现多样化的态势。

（2）智能化。智能化加工是一种基于知识处理理论和技术的加工方式，发展智能加工的目的是要解决加工过程中众多不确定性的、要求人工干预才能解决的问题。计算机软硬件技术的发展，人工智能技术的发展促进了机床数控系统智能化的进程。

数控加工智能化趋势有两个方面：一方面是采用自适应控制技术，以提高加工质量和效率。把精细的程序控制和连续的适应调节结合起来，使系统的运行达到最优。其主要的追求目标是：保护刀具和工件，适应材料的变化，改善尺寸控制，提高加工精度，保持稳定的质量，寻求最高的生产率和最低的成本消耗，简化零件程序的编制，降低对操作人员经验和熟练程度的要求等；另一方面是在现代数控机床上装备有多种监控和检测装置，对工件、刀具等进行监测，实时监视加工的全部过程，发现工件尺寸超差、刀具磨损或崩刃破损，便立即报警，并给予补偿或调换刀具。在故障诊断中，除了采用专家系统外，还将模糊数学、神经网络应用其中，取得了良好的效果。

（3）高柔性化。柔性是指机床适应加工对象变化的能力。提高数控机床柔性化正朝着两个方向努力：一是提高数控机床的单机柔性化，二是向单元柔性化和系统柔性化发展。机器人使柔性化组合效率更高，机器人与主机的柔性化组合使得柔性更加灵活、功能进一步扩展、加工效率更高。机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、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生产线，并以开始应用。（4）高精度化。精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性，减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。目前数控机床的加工精度已从原来的丝级（0.01mm）提升到目前的微米级（0.001mm），有些品种已达到0.01um左右。超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05um左右，形状精度可达到0.01um左右。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级（0.001um），主轴回转精度要求达到0.01-0.05um，加工圆度为0.1um，加工表面粗糙度Ra=0.003um等。通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制、温度和振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。

（5）高速化。电主轴的发展实现了主轴的高转速，直线电动机的发展实现了坐标轴的高速移动，如加工主轴转速超过了每分钟1万转，工作台快速移动速度超过了100m/min。功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展，并取得成熟的应用。目前我国立式加工中心主轴最高转速由6000-8000r/min提高到10000-15000r/min，最高可达24000r/min；快速进给从16m/min提高到24-40m/min，最高可达60m/min。采用直线电机驱动时可达到最高300m/min。加速度达到3G至10G的水平。数控车床主轴最高转速从3000r/min提高到4500r/min，车削中心最高达7000r/min；快速进给从8m/min提高到15m/min，最高可达40m/min；国际上工业发达国家生产的高速加工中心主轴最高转速高达20000-100000r/min。全数字交流伺服电动机和驱动装置，高技术含量的电主轴、力矩电机、直线电动机，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功能部件推广应用，极大地提高了数控机床的技术水平。（6）多功能化。现代数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式，因此在一台数控机床上可以同时进行零件加工和程序编制。同时为了适应自动化技术的不断发展，适应工厂自动化越来越大的要求，为了使数控机床更易于进入柔性制造系统和计算机集成制造系统的控制网络中，机床数控系统的接口数据交换能力和通信能力在不断加强。一般的数控系统都具有RS-232C和RS-422高速远距离串行接口，通过网卡连成局域网，可以实现几台数控机床之间的数据通信，也可以直接对几台数控机床进行控制。如SIMMENS公司的Sinumeric850/880系统设置有SINEC H1网络接口和MAP网络接口，通过网络接口可将数据系统连接到SINMENS的SINEC H1网络和MAP工业局域网络中。FANUC公司的FANUC15系统也配置了类似的网络接口，为了便于接入工业局域网，还可配置MAP 3.0接口板。

（7）性能可靠化。由于现代机床CNC系统的模块化、标准化、通用化和系列化，便于组织批量生产，有利于保证产品质量。现代CNC系统大量采用大规模或超大规模集成电路，采用专用芯片及混合式集成电路，提高了集成度，减少了元器件的数量，降低了功耗，从而提高了可靠性。通过完善的故障诊断功能，实现对系统内软硬件及外部设备的故障诊断和报警。利用报警提示及时排除故障；利用容错技术，对重要部件采用“冗余”设计来实现故障自恢复；利用监控检测技术，对发生超程、刀具损坏、过热、干扰、断电等各种意外自动进行相应保护，从而保证数控机床可靠的工作。当前国外数控装置的平均无故障运行时间（MTBF）以达到6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，可靠性大为增强。（8）插补和补偿方式多样化。目前数控机床已可实现多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补、样条插补等。同时还可实习多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

（9）微型化。随着微型技术在科研、军事领域的应用需求日益增大，微型机械与微机电系统的研究已成为必然趋势。目前工业发达国家在数控系统微型化上已经取得了许多成果。日本Fanuc公司生产的加工加工微型零件的ROBOnanoui五轴联动加工中心以及在这台加工中心上用微型单晶金刚石立铣刀可加工出直径为1mm的人脸浮雕；精微塑性成型加工技术成功地制造出多种微型器件，例如螺纹直径为20-50um的微小螺丝；日本还研发出重量约34kg，体积为625mm×490mm×380mm的微型机械制造厂。

（10）满足用户需求多元化。用户界面是数控系统和用户之间对话的接口，由于用户需求不同，故开发用户界面工作量极大，成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。柔性的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。同时实现了科学计算可视化，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要的意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，在自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示方面给用户带来了极大的方便。多媒体技术的广泛应用，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息能力，可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产参数监测等方面有着重大应用价值。

（11）加工过程绿色化。随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。在21世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。

（12）造型宜人化。造型宜人化是一种新的设计思想和理念。它将功能设计、人机工程学与工业美学有机地结合起来，是技术与经济、文化、艺术的协调统一，其核心是使产品变为更具魅力的商品，引导人们进入一种新的工作环境。（13）系统开放化。随着技术、市场、生产组织结构的快速变化，对数控机床，特别是数控系统提出许多更新、更高的要求，特别是数控系统的重构能力、设计模式、开放性设计有了很多新的需要。为了适应新需要，数控系统的开放化模式的形成和发展已成必然趋势。欧美和日本针对此趋势在自动化领域的开放式体系结构上做了不少开发研究工作。

美国政府为了增强其制造业的持久发展能力和国际市场的竞争力，在1989到1994年期间由国防部委托马丁-马瑞塔航天研究所开展NGC计划研究。NGC计划的主要技术课题是开放系统结构和中性语言。这标志着数控系统进入了开放化时代。美国的GM、Ford、Cnysler公司与数控系统生产厂商合作，开展了OMAC项目研究，目的是开展以PC为基础的开放式模块化数控系统，实现开放性、模块化、可塑性和可维护性。1991年10月，欧洲开始了ESPRIT中的一项自动化系统中的开放式控制系统结构规范的研究计划，即OSACA计划。

日本于1994年12月成立了通产省外围组织IROFA下属的NC开放化政策委员会，有11家企业参加，以开放型NC装置的定义及参考模型的制作为主要研究课题。同年，由东芝机械、丰田工机、山崎、日本IBM、三菱电机和SML发起成立了OSE研究会。其主要工作是制定开放式数控系统体系结构和安装规约，进行实验验证和标准化活动。目前已经取得了丰硕的成果。

四、结束语

高技术数控系统是实现制造技术和装备现代化的基石，是保证国防工业和高技术产业发展的战略物资，工业发达的国家至今仍限制向中国出口。当前，我国自主研发高档数控系统的发展和产业化速度已经严重制约了自主高端数字化装备的研制，在航空航天、船舶、发电设备等所需的大型专用数控机床及工艺装备基本依赖进口，已在很大程度上制约了国民经济的发展，威胁到了国防安全，我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之间的差距。参考文献：

[1]周延佑机床技术发展的新动向[J] 世界制造技术与装备市场，2013 [2]何文立数控机床技术发展战略研究[M] 北京：国家机械工业局，2000 [3]黄伟数控技术及应用[M] 北京：清华大学出版社，2011 [4]任玉田新编机床数控技术[M] 北京：北京理工大学出版社，2008

第五篇：智能高速球的八大注意事项

高速球摄像机的种种特性使之适用于各行各业大面积、活动目标的监视。如智能大厦监控、银行保安、城市道路监控、电力部门、机场、车站监控等。下面我们简要的说下智能高速球使用的方法及部份重要细节，让你快速轻松操作阵列红外智能高速球。

第一步：拿到智能高速球后，记得整个过程轻拿轻放，因为爱护你的智能高速球，它会“回报”你的，那就是更低的故障率，更长的寿命。

第二步：很多人在安装过程中都喜欢用手去提智能高速球的芯线，智能高速球的芯线都是连在导电滑环的接口，直接提芯线，很容易出现接口不良的情况发生，最好的方法就是用双手托起智能高速球。

第三步：安装过程中，电源线要导到智能高速球附近，同时智能高速球的电源适配器的线不要延长，更不可采用集中供电的模式。原因智能高速球集中供电，到达智能高速球的电压有时会不足，特别是雷雨天气，电阻阻力加大，供电不足很可能会导致智能高速球的主板烧掉，从而无法控制。

第四步：接线时，切记分清RS485协议通讯线和电源线，要是把RS485接到了电源上，智能高速球可能当场就烧掉了，所以做好相关标识，方便自己也方便日后维护。

第五步：安装时，220V电源线要导到球机附近，球机配的电源适配器的线不要延长，更不可采用集中供电。延长电源线或集中供电，到达球机的电压会不足，尤其下雨天，线路电阻会增大，导致球机供电不足，球机主控板的电容会持续放电，就可能导致球机板子烧坏，出现不能控制。

第六步：智能高速球在室内环境使用和室外环境使用是完全不一样的。在室外安装的话，一定要进行严谨的防水处理。通常如果没有专业的施工，不建议在室外吊装。如果你是这样想的，没关系，我打了玻璃胶呢，密封的很。那小编可就不认同了，玻璃胶和智能高速球的金融之间看起来是密封，但细细一看，还是存在小小缝隙的，水还是非常有可能渗到球机里面，对智能高速球的影响非常大。

第七步：测试智能高速球，选择合适的电源很重要，为什么呢。电源功率过大，会烧坏智能高速球，电源功率过小，达不到智能高速球的额定功率工作，智能高速球主控板的电容会持续放电，这样对智能高速球的元器件是有所损害的，会缩短智能高速球的寿命。

第八步：通常顺利走完以上步骤，整个智能高速球的安装步骤也就差不多了，现在你要做的就是，重新检查全部流程有没正确。