高速數控機床的關鍵技術精選(九篇)
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第1篇：高速數控機床的關鍵技術范文
關鍵詞 高速切削；技術；數控
中圖分類號：TG506 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）20-0016-01
數控高速切削加工技術即提高切削速度且能保持切削溫度，甚至使減低切削溫度跟切削速度成反比，減少切削刀具磨損的技術。這項技術基于機床結構、技術、材料，主軸、進給、CNC系統、刀具材料及技術、測量測試技術等多種相關技術及硬件充分發展的基礎上綜合生成的一種技術。高速切削加工的應用范疇是理解該技術的核心內容。在實際生產過程中，加工方法、材料、切削速度等的選擇應用根據具體生產需要而定。
1 數控高速切削加工的應用意義
數控高速切削加工，可明顯提高切削加工的生產效率，提高生產工藝的質量。其在工業生產中的運用價值為：
1）有效降低工件加工表面的受熱時間，減小工件受熱變形，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）顯著提高進給和切削速度，使加工過程最大限度地保持平穩狀態。
4）高速切削縮短加工周期，節約能源，降低設備使用率。
2 高速切削重要技術的實用分析
2.1 高速切削運行原理
根據不同材料分類，高速加工技術的切屑機理也各不相同，即使是生產加工相同的工藝材料，高速切削運行工作中，切削產生的熱及切削產生的力度的變化，導致刀具受到磨損，進而影響工具加工表面。對高速切削運行原理進行深入研究，有助于切削用量選擇趨于科學合理性，是工件加工的理論基礎。
2.2 數控高速切削刀具技術的應用
數控高速切削加工系統主要由材料、刀具、機床器械組成，其中刀具是整個工藝系統中運作最活躍的組成部分。切削刀具技術的應用是制約高速切削加工的主要原因之一。高速運作的切削速度促使刀具、加工參數、刀體結構等因素也要隨之不斷發生變化，當刀具材料及制造技術產生很大變化時，高速切削加工在提高生產率的同時需更加注意保證加工精度及安全性和可靠性。所以，高速切削刀具技術必須要具備優良的幾何定位和精確的裝夾定位，保證高速切削過程中整個系統的平穩性和安全性。
2.3 數控高速切削機床技術要求
高速切削要求數控機床中需配有相應的主軸、CNC控制系統及高速補給系統。機床主軸單元需高速轉速的狀態下平穩運行，且運行狀態及性能在整個工作過程中需保持良好。其中主軸軸承作為機床主軸單元的重要部分，在加工機床中占重要地位，對高速主軸的負載容量和壽命產生直接影響。因此，增強機床主軸結構性能可有效優化機床整體性能，提高生產率。所以在高速切削系統中，須配備能移動迅速、定位精確的進給系統。面對高性能進給系統，機床導軌及工作臺結構面臨更大的挑戰。
2.4 數控高速切削工藝
在工業生產領域中，數控高速切削技術屬于一種新型切削術，在技術使用中，相應加工參數及參考實例相對匱乏。高速切削工藝參數優化是目前高速切削工藝應用的最大制約因素之一。此外，現在廣泛使用的CNC軟件的編程功能不能確保切削過程中的穩定性，無法滿足高速切削中零件NC程序的要求。因此，在高速切削過程中需人工編程來優化或補充自動編程，使得高速切削價值下降。只有開發新的數據編程，讓主軸功率與切削數據相吻合，擴展高速切削的利用空間。
3 高速切削技術在數控機床使用中的發展趨勢
在工業生產領域中，數控高速切削技術的應用可有效彌補傳統加工領域中存在的技術缺陷，其主要發展趨勢為：
1）應用于壁薄或細長類工件的加工，可有效降低切削熱及切削力對工件形狀產生的影響，增強加工精度，提高工件質量。
2）可應用于淬硬鋼、高錳鋼、耐磨鑄鐵等傳統加工方法難以進行加工操作的材料。
3）應用高速切削可提高1-2級加工精度，免去后續光整加工，縮短加工周期。
4 高速切削加工技術對數控機床提出的新要求
高速切削技術的應用，對整個系統的設備運行速度、精度、穩定性等都有相對的高要求。經過生產實踐研究發現，高速切削加工技術目前最適用于數控機床。當目前工業生產領域中的數控機床依然有很多的改進空間，只有對其硬件、軟件進行不斷地提高和完善才能更好的適用于高速切削技術，將此切削技術獨特優勢發揮得淋漓盡致，提高生產效率。高速切削技術對數控機床的要求具體如下：
1）數控機床主軸使用電主軸。電主軸可有效保證機床發電機與主軸的完美融合，保持生產過程中整個系統的穩定性和安全性。此外，電主軸可更科學合理地控制溫差，是溫差保持在最理想范圍內，提高主軸的性能，延長主軸的使用壽命，降低資源損耗。
2）提高伺服單元性能。數控機床伺服單元的性能上需配備高響應速度的設備，根據目前技術水平，滾珠絲杠副為數控機床中較理想的伺服單元。
3）完善數控機床機構設計。可借鑒外國一些先進加工中心使用的機床結構，對機床結構進行改善。如日本YBM950V、鑒瑞士HSM加工中心等。
4）提高刀具性能。高速切削刀具應縮小前角10°左右，擴大后角大約5°-8°，同時在控制刀具重量的同時，需保證刀具精細度，確保工件精度不受離心力影響。
5）改進和升級數控系統性能。CNC系統是目前最適用于高速切削技術的數控系統。該系統使用了優化的系統設計及先進的動力學原理，配置高，性能好，可有效保證系統運行精度，且伺服單元可滿足高速切削技術中高速進給要求。
5 結束語
高速切削技術的應用是我國制造業不斷發展的必然要求。這種先進的加工技術是數控機床進行精密儀器加工的首選技術，隨著制造業的發展，我國數控機床在配套設備及性能的研究開發及使用上也會不斷取得新的突破和成就，高速數控機床的技術及設備正在逐步提高和完善，并向網絡化、智能化發展。
參考文獻
[1]王先逵.制造技術的未來[J].中國機械工程，2010（11）.
[2]孫釗.高速切削在數控加工中的應用[J].中國科技信息，2012（23）.
第2篇：高速數控機床的關鍵技術范文
[關鍵詞] 數控機床； 結構特征； 性能優化
0 引言
數控機床技術首次出現于上世紀五、六十年代，它的出現加速了機械制造業的發展，并大大提升了社會總體生產效率。在經濟全球化的大背景下，數控機床制造業面臨裝備改良以及技術革新的強大競爭壓力。在經濟快速發展的趨勢下，機械制造領域所生產的產品種類越來越豐富、產品功能越來越多樣化，這也給數控機床的功能性和結構性有了更嚴格、更高端的要求，人們迫切需要一種集高速化、智能化、復合化、高精度化、網絡化為一體的數控機床[1]。隨著科學技術的不斷發展進步，使數控機床的多功能性成為可能，從而也擴大數控機床在工業領域的應用范圍。本文主要針對當前的數控機床的結構特征進行分析，并提出優化數控機床性能的策略。
1 數控機床概述
數控機床是一種裝載數字控制程序的機電一體化產品，他通過控制系統編輯、處理控制編碼以及各種符號指令，將編碼用數字的形式代替，再通過信息處理設備輸入數控裝置，并在數控裝置的運算和處理后對機床的各個子部件發送控制信號，指導整個機床的運作，并根據要求和尺寸自動將零件加工出來。數控機床能夠有效完成一些品種多樣、結構緊密復雜、小批量、頻繁改型、生產周期短的零件加工問題。數控機床主要由加工程序載體、數據控裝置、機床主體以及其他輔助功能設備組成。數控機床綜合運用了計算機技術、微電子技術、測量技術、電氣自動化技術、傳感器技術最新技術成果，在機械制造和加工領域應用廣泛。數控機床是由美國著名發明家約翰?帕森斯于20世紀中葉發明的，在計算機技術和電子通信技術的推動下，數控機床逐漸進入數字化智能控制時代[2]。數控機床技術是衡量機械制造生產水平的重要標準，同時衡量一國生產水平和綜合國力的標準，數控機床技術逐漸滲透到國民經濟的各個領域，為他們提供各種零部件裝備，因此，數控機床具有廣闊的發展前景和巨大的社會經濟效益。
2 數控機床的結構特性
2.1 全方位智能化
隨著計算機技術和人工智能技術的不斷發展，人們對數控機床中程序自動化、控制智能化有了更高的要求。具體表現在以下幾個方面：第一，加工過程控制智能化。數控機床通過實時監測加工系統中的主軸、進給電機功率、電流、電壓等信息，再通過智能算法識別刀具的受力、磨損狀況以及機床運行的穩定性，從而及時調整加工過程中的各項參數。第二，故障智能診斷和修復[3]。數控機床能夠根據以往的故障信息，智能化地推斷故障發生原因及發生部位，并仿真事故過程中，從而找出修復故障的方法。
2.2 配件高精度化
為了提高數控機床運行的穩定性和精準性，機床的各類配件的選擇上遵循“高科技化、高精準化”原則，轉變以往的以幾何精度為主的重視觀念，數控機床的精度要求逐漸擴展到運行、熱變形、抗振等方面。以CNC系統控制精度為例，數控機床的進度控制采用當前最先進的高速插補技術，通過微小數控程序實現控制，逐步精細CNC控制單位，并采用高分辨率的傳感器裝置，提升位置檢測和元件測量的精度。此外流行于國家上的網格解碼檢查技術在提升數控機床加工中心的運動軌跡精度方面具有顯著效果，它通過三維仿真預測數控機床的加工精度，幫助數控機床在不同加工條件下實現不同規格、不同類別的加工任務[4]。
2.3 功能復合人性化
功能復合多樣化是今后數控機床未來發展的趨勢，同時也是實現人性化操作的主要體現。功能復合化數控機床是指在一臺機床是能夠實現多種程序、多重要素的加工，能夠實現從原料到成品的多元素的加工。根據數控機床的功能復合化的實現形式可以分為工序復合型以及工藝復合型。前者是將生產工序整合在一臺機床上，比如雙主軸車削中心；后者是將產品生產的各個工藝技術整合在一臺機床上，比如銑鏜鉆車復合―復合加工中心。功能復合化的數控機床能夠大大減少零部件的裝載卸載程序、縮短更換或調整道具的時間，從而減少這些過程中產生的誤差，有效提升了加工精度，也成功縮減了產品生產周期。功能復合化的數控機床能夠減少人工操作的工序，解放勞動力，提高生產效率，因此功能復合化的數控機床也是一種遵循“人性化”的操作系統。
2.4 運行高速化
現在的數控機床運用了伺服傳動系統以及無極變速主軸，大大提升了數控機床各個部件的自動化水平，提升了數控機床在運行過程中的傳動性能。通過縮短傳輸鏈來達到簡化數控機床結構的目的。由于數控機床是通過加工程序載體以及數控裝置發送數據代碼指令的，因此在數據傳輸和處理的速度、刀具運動速度、主軸轉速以及其他輔助裝置的配合速度方面必須實現全方位的并聯和貫通。而伺服傳動系統是一種自動化服務系統，能根據數控裝置給出的具體指令控制完成各項輔助服務，能夠調整主軸轉動結構，實現主軸自主變速運動。數控機床的全面自動化還體現在結構布局方面，進給變速箱和主軸箱的整體結構較為簡單，因此大大減少了連接軸承和齒輪的數量，從而縮短了電動機與主軸、滾珠絲杠的連接距離，從而提升了機械運行的速度。
2.5 驅動并聯化
驅動并聯化是指在數控機床的主軸與機座之間配置多桿并聯聯接機，數控裝置只要控制中間的桿系中桿的長度來實現整個平臺的自由運行。并聯運動機解決了以往機床串聯移動部件質量大的問題，同時提高了系統的剛度，擴大了道具運動導軌的進給范圍，提升了整個機臺的作業自由度，增加了加工設備的靈活性和機動性。并聯式驅動機運用于數控機床上，更能滿足多種型號、種類復雜的零件加工要求，且并聯機自身智能化程度高、中邀請、運行速率快，成為提升數控機床整體生產加工速度的新型加工裝配。而在國際數控機床的生產制造領域，并聯機驅動設備是提升數控機床的性能的關鍵技術，同時也是數控研究行業的重點研究方向，未來的數控機床中的并聯機驅動裝置的更新進步將是一大發展趨勢。
2.6 信息互動網絡化
在計算機網絡和通信技術高速發達的時代，實現數控機床的雙向、高速的聯網通訊功能是未來數控機床的發展方向。數控機床實現信息互動的網絡化能夠讓各項信息在制造業各個部門、各個車間長興流通，而通過網絡的數據上傳和數據共享功能，又能夠對數控機床的加工運行過程進行遠程控制和在線監督，同時實現數字化操控的能夠有效完成對數控機床的遠程故障診斷和故障修復工作。比如我國在新一代的數控機床的加工中心配置了一個信息塔，它的主要構件是攝像頭、計算機、手機等，與互聯網供聯，能夠在線傳輸聲音、圖片、視頻、文字等信息。
3 數控機床的性能優化策略
3.1 科學布局機械各機構
要提升數控機床的整體性能必須要從機床的各個部件的配置和布局方面著手，合理布局各個子系統和零部件，盡量簡化機械的結構，加強數控機床布局的合理控制，從而提高整個機床的剛性度，提升機床運行的受力水平，維護機床的熱穩定系統，最終實現數控機床的科學管理。
3.2 提高各零部件的剛度和韌性
數控機床的零部件剛度關系到整個機床運行的速率以及安全可靠性，而零部件的剛度是由零件的自身質量、固定頻率以及阻尼等相關參數決定。要想提升各個零部件的剛度和韌性，可以從以下幾個方面著手：第一，科學合理地布局機床內部各個零部件的結構，盡量減少零部件因負載過度而引起彎曲或扭轉問題；第二，零部件截面體現高度科學性，筋板放置位置要合理，并選擇性能佳的焊接部件。第三，合理連接各個零部件，縮短傳送鏈的長度，減少了連接軸承和齒輪的數量，從而縮短了電動機與主軸、滾珠絲杠的連接距離，從而提升了機械運行的速度。
3.3 避免熱變形產生
像一些低能耗的運行配件（主軸電動機、變量泵等）可以減少其熱量的產生，同時一些高能耗的運行配件（傳動齒輪、傳送鏈、傳動軸）可盡量減少，減少摩擦后熱量自然降低。此外對一些易于發熱的部件可以進行適當的冷卻處理，加快部件的散熱，從能避免熱變形產生。
3.4 提高機械的抗振性能
數控機床中高速旋轉控件不在少數，然而這些旋轉部件在運行過程中會產生較大的振動，這嚴重影響整個機床的運行效率，還增加了機床的噪音。為了減少旋轉部件的振動，可以采用平衡處理法提升旋轉部件的抗振性能，通過減少傳動部件之間的孔隙，削弱機床運行的應激振動力，然后將機床的各個旋轉部件的運行頻率控制在一定的頻率，提升部件的靜態剛度。此外提升機械的抗振性能哈可以通過在機床各個部件中添加阻尼材料，削弱振動力量。
4 結束語
總而言之，在社會經濟和科學技術的飛速發展前提下，數控機床已經逐漸實現全方位自動化、配件高精度化、功能復合人性化、運行高速化、驅動并聯化以及信息互動網絡化。中國在進入改革開放時代以后，機械制造業發展迅猛，但是難以改變以勞動力、資源、價格等為主要市場競爭力的局面，在產品技術方面缺乏自主開發和自主創新的能力。數控機床作為衡量制造業生產水平和市場競爭力的關鍵評估標準，其重要性不言而喻。我國要想轉變生產制造業發展方式，必須要從革新數控機床著手，早日實現數控機床從低端到高端、從初級產品制造到高級產品的制造的轉變，不斷提高數控機床產品的性能，從而為促進我國制造業發展奠定堅實的技術基礎。
[參考文獻]
[1] 王叔平. 淺論數控機床的結構特征與性能提高策略[J]. 科技向導，2012，（26）：131.
[2] 徐敬華，張樹有，李 焱. 基于多域互用的數控機床模塊化配置設計）[J]. 機械工程學報，2011，（17）.
第3篇：高速數控機床的關鍵技術范文
機械產業是為國民經濟提供技術裝備和為人民生活提供耐用消費品的裝備產業。國民經濟各部分生產技術的進步和經濟效益的高低,在很大程度上取決于它所采用機械裝備的性能和質量,機械產業的技術水平是衡量一個國家科技水平和經濟實力的重要標志之一。
經過近50年的發展,機械產業已經成為我國產業中具有相當規模和一定技術基礎的最大產業之一。1997年實現銷售收進13651億元,占全國產業的21;利潤257億元,稅621億元,分別占全國產業的15;出口創匯363億美元,占全國外貿出口額的20。其發展速度高于同期產業的均勻增長速度。
近年來,機械產業企業自主開發創新能力有所增強,1997年科技職員總數達48萬人,技術開發經費支出達85億元,占全行業銷售收進的0.62,有57家大型企業建立了國家級技術中心,有9的企業建立了專門技術開發機構,行業整體技術水平有了明顯進步,主要表現在:為國民經濟提供成套技術裝備和汽車的能力有較大進步;產品結構正向公道化方向發展。
盡管機械產業的綜合技術水平近幾年有了大幅度進步,但和產業發達國家相比,仍存在著階段性的差距。主要新題目在于:
1.科技進步對機械產業增長的貢獻率目前僅為34,先進國家高達70以上。
2.產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、治理技術落后,是制約機械產品水平的主要因素。
3.機械產品技術水平不高,達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18,達到80年代中期國際水平的占27,其余產品均在80年代以前的水平線上。
從總體上看,機械產業技術開發能力和技術基礎薄弱,發展后勁不足;技術來源主要依靠引進國外技術,對國外技術的依存度較高,對引進技術的消化吸收仍停留在把握已有技術和進步國產化率上,沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。
(二)技術發展的總體目標
以數控機床、電力電子應用及自動化技術、大型農業機械和施工機械、轎車關鍵技術、環保裝備五個方面作為重點,以發展和應用先進制造技術為手段,以高新技術和產品的產業化為突破口,以進步企業技術創新能力和競爭力為目標,進步企業技術創新水平。到2001年,提供1000種具有自主知識產權和較大市場需求潛力的產品。主要產品品種的40達到90年代初國際水平,5達到國際先進水平,90的重點骨干企業產品標準接近或達到國際先進企業標準。
(三)技術發展的方向和重點
1.以數控機床為代表的基礎機械
數控機床是先進制造業的基礎機械,是最典型的多品種、小批量、高技術含量的機電一體化產品。目前世界數控機床年產量超過15萬臺,品種超過1500種。1997年我國數控機床產量已達9051臺(占機床總產值20以上),但由于國產數控機床不能滿足市場需求,在國內市場上的占有率逐年下降,每年仍需大量進口數控機床,進口額度大幅度增加。1996年進口達13924臺(價值12.46億美元)。
目前我國數控機床技術發展中存在的主要新題目是:
(1)產品成熟度差,可靠性不高
國外數控系統均勻無故障時間(MTBF)在10000小時以上,國內自主開發的數控系統僅3000~5000小時;整機均勻無故障工作時間國外達800小時以上,國內最好只有300小時。
(2)產品品種少,不能滿足市場需求
國外數控機床品種已達到1500種,國內只有500多種,且性能水平低,高速、高效、高精度產品幾乎沒有。
(3)創新能力低,市場競爭力不強
生產數控機床的企業雖達百余家,但大多數都未能形成規模生產,企業效益差,創新能力低,制造本錢高,產品市場競爭能力不強。
(4)數控機床行業的專業化零配件及部件的協作生產配套體系不健全,大多數企業都是“大而全、小而全”的結構模式。
近期我國在數控機床的發展方面,要采取跟蹤高級型、發展普及型、擴大經濟型,以普及型為主的策略,重點發展:
(1)經濟適用、量大面廣的產品
經濟適用的普及型數控車床、加工中心、數控銑床。
(2)高速、高效和專用、成套數控機床
高速、高效數控車床及加工中心;高效數控鍛壓成套裝備,其中包括,可自動換頭沖壓機床、復合式柔性沖壓中心、四邊折彎機等;大型精密模具數控成套裝備,其中包括數控仿型銑床及龍門式數控銑床、智能化電加工機床等。
(3)數控機床專業化配套系統
新一代數控及伺服系統系列產品;數控機床高速主軸、電主軸電機系列產品;數控機床機械手、刀庫及動力刀架系列產品;數控機床高速配套零部件及輔件系列產品;其中包括,高速滾珠絲桿、高速陶瓷軸承、高速防護裝置等系列產品。
發展目標:
(1)扶植重點企業開發經濟適用、量大面廣的數控機床并形成批量生產,使這些企業產品的市場占有率有明顯進步,成為名牌產品;
(2)發展數十種高速、高效、專用、成套數控機床系列新品種,以滿足汽車、農機、航空、模具等行業的需求;
(3)數控機床關鍵配套產品:數控系統,滿足國內數控機床50的配套需求;高速主軸及電主軸年產達千套;機械手、刀庫、動力刀架及數控機床高速配套零部件、輔件系列產品滿足國內50的配套需求。
2.電力電子應用及自動化技術
電力電子技術是集微電子、計算機和自動化技術于一體的綜合技術,是節能節材的最佳技術之一。目前,國外電力電子技術已經發展到以IGBT為代表的第三代,并向智能電力電子時展,我國現在仍處于以晶閘管為代表的第二代。國內電力電子市場品種滿足率僅35,新產品市場基本上被國外產品占領。
現場總線智能儀表和總線式自動測試系統是集自動化技術、計算機技術和通訊技術于一體的新一代自動化儀表系統,已成為世界范圍自動化技術發展的熱門,是當代產業自動化的主要標志。我國仍處于由模擬式儀表系統向數字式儀表系統過渡的模數混合式儀表系統階段,水平落后10~15年,因此在低技術產品市場上還占有80左右份額,但在高技術產品市場的占有率不到60,新產品市場幾乎全為國外產品占領。
因此,捉住當前時機在2~3年內以IGBT,現場總線智能儀表和自動測試系統為突破,攻克重點技術和產品,并實現產業化。這一領域重點發展:
(1)IGBT器件及其裝置,大功率晶閘管及其裝置
研制新一代雙極晶體管IGBT、高品質大電流IGBT等大功率晶閘管制造技術,并開發變頻調速裝置、逆變開關電源、大容量整濾源等的工程應用。
(2)現場總線智能儀表
研制開發變送、執行、配套等類現場總線儀表。產品產業化技術開發、并開展示范工程的應用探究。
(3)自動測儀系統和設備
開發總線式自動測試系統的基礎產品,形成適度規模,同時建立用于機電產品和社會公益事業的典型自動測試系統,做好示范和推廣應用。
3.大型農業機械和施工機械
(1)農業機械
產業發達國家農機產品在不斷采用新技術的基礎上,正向高效、節能、保護農
業環境方向發展。目前我國已能生產14大類、3000多個品種的農機產品,但是產品的綜合技術水平僅相當于國外70年代水平。主要新題目在于:
1)產品水平不高,品種不全綜合技術經濟指標落后,可靠性差,壽命短。以拖拉機為例,MTBF值國外可以達到330小時以上,而我國僅100余小時。品種上:大型缺,小型雜,不成系列。
2)產品生產達到經濟規模的少,重復生產、小規模生產,難以保證質量。
農機領域重點發展:
1)促進農業生產產業化的大中型拖拉機及配套農具拖拉機均勻無故障時間從110小時進步到300小時以上;
2)聯合收割機聯合收割機可靠性系數從0.5~0.7進步到0.9以上;
3)主要農產品加工機械(含烘干倉儲機械) 4)節水澆灌設備噴、滴灌設備將澆注水的有效利用率由大水漫灌的40進步到80以上。
農機產品的使用可靠性及壽命指標普遍進步一倍以上,主要產品的技術標準和國際標準接軌。
(2)施工機械
施工機械是國民經濟大型工程項目建設必須的關鍵設備。我國已初步具備16個大類,3100多個品種規格產品的生產能力,部分產品已開始進進國際市場。但和國民經濟發展要求和國際先進水平相比較,差距還是很大。一是產品的綜合技術水平不高,尤其是產品的質量、壽命、可靠性、平安舒適性等指標以及機電一體化等高新技術的應用和國外先進水平還有很大的差距;二是產品結構性短缺,成套服務能力差,遠不能滿足需要,如路面施工機械基本上還要靠進口;三是大部分企業生產規模小,制約著行業經濟效益的進一步進步。
施工機械重點發展:
1)推土機、液壓挖掘機、輪式裝載機;
2)汽車起重機、大型叉車;
3)攤展機、壓路機;
4)無開挖式管道展設機;
5)江河湖庫清淤設備。
發展目標:
大型工程機械可靠性指標達到400小時,壽命指標達到10000小時。
第4篇：高速數控機床的關鍵技術范文
關鍵詞：數控機床; 技術路線; 路線圖
機床行業建國后一直是重點發展行業之一。2008年，我國機床產值列世界第三位，數控化率達20％。然而放眼世界，我們與國際先進技術差距仍然很大。我國機床行業產量世界第一，而產值才達到第三，實是大而不強，技術上僅居世界二流水平。2008年，我國機床進口75.8億美元，居世界各國首位，而出口僅為21億美元，國產機床在國內市場的占有率僅為61％。
1 我國數控機床技術水平的現狀分析
我國機床質量大致上列于瑞士、德、日、意、法、美、英、西班牙之后。上世紀60年代末，在精密機床專案的推動下，我國生產的坐標鏜床、齒輪磨床還是具有一定的技術含量。80年代，有的機床廠為德、日企業來圖制造質量較為嚴格的機床，并且做得很好，還出口了相當數量。在那時的基礎之上，如今我國的齒輪磨床產品在國際上屬上流水平。品種數似居德、日之后，近年來有長足的進步，如發展了多坐標聯動、數控復合加工機床等高檔數控產品。但仍難滿足軍工、汽車等行業的需要。機床行業要發展，就得增強競爭力，努力提高質量，大力發展品種，提升技術水平，以替代進口,擴大出口。多年前機床行經濟情況不大好時，有的企業曾提出"以質量求生存，以品種來發展"我們以此作為行業的長期發展方針。
2 數控機床技術發展的瓶頸
長久以來，我國制造業企業大多都存在著“重設計、重管理、輕工藝”的狀況，企業在設計部門投入的資金往往是工藝領域的很多倍。企業的各種資源都在向設計研發、生產管理部門傾斜。但是無法回避的一個事實是：我們可以花大價錢購買國外的產品設計圖紙而買不來他們的制造工藝方案。因為如何生產和制造是企業最核心的價值點所在。所以，目前我國制造企業工藝部門的水平和效率的低下已經成為企業發展的現實瓶頸。很多的制造企業在具備大量的3D設計分析工具與現場自動化生產設備(PLC、現場總線、工業機器人等)的同時依然在用很傳統的手段(AutoCAD、Project等)處理諸如：工藝計劃排定、資源設備的整合、工廠生產線布局設計和各種各樣的工藝文檔。各種來自上有產品設計的3D信息和制造車間先進的自動化生產設備(如5軸機床)所需要的數字指令都由于中間工藝設計階段的低效率和低集成性而失去它們的本來的價值;另外一方面，傳統的工藝設計階段的低下率使得工藝準備階段變得十分漫長而充滿不確定因素，很多的工藝問題需要到車間進行物理試生產來驗證工藝的質量。讓昂貴的制造工廠成為企業低效率工藝設計環境下的實驗室;更為頭痛的是：所有的試生產必須是物理樣機和制造設備(主、輔設備)就緒后才能開始進行，如果發現設備在配合或者加工上存在問題(如干涉、超差等)則需要進行設備制造的返工，無論是在時間還是資金成本上都是巨大的毫無意義的浪費。
為了解決工藝數字化的問題，上世紀九十年代開始很多的制造企業嘗試著引入CAPP系統(計算機輔助工藝規劃)來解決工藝環節的低效率和落后手段的挑戰。但是，由于國內CAPP系統天生的制約和限制，所有國內商業CAPP系統都不能稱之為嚴格意義上的“輔助工藝設計”，而是更多的起到將傳統手寫編輯工藝文檔在電腦中格式化處理和錄入和歸檔管理。CAPP 系統的確幫助企業提高了工藝編制的效率，減少了重復勞動。但是，CAPP 解決的主要是工藝文件的編制和工藝匯總等問題，而沒有解決如何提高企業的工藝設計水平，如何驗證編制的工藝是否合理，如何對加工和裝配工藝進行優化、如何提煉典型工藝、如何更有效地利用工藝資源、如何有效傳承工藝經驗等問題。隨著信息化時代帶來工業化的高速發展，信息化產品的結構、性能和復雜程度越來越高，工藝知識的積累和重用變得越來越重要。而這一切的期望都使得我們應該把目光投向更為專業的數字化制造系統，學術上稱為MPM(制造過程管理)的工藝設計、分析優化和數據管理IT平臺。
3 數控機床領域技術路線圖范式
高檔數控機床與基礎制造裝備領域主機產品根據其加工特點可以分為冷加工和熱加工。其中冷加工包括高速精密復合數控金切機床、重型數控金切機床、數控特種加工機床、大型數控成形沖壓設備等，熱加工包括重型鍛壓設備、清潔高效鑄造設備、新型焊接設備與自動化生產設備、大型清潔熱處理與表面處理設備、數控系統等，此外還包括功能部件、刀具、測量儀器等，設備的加工技術差別較大，關聯性不強。如果把所有種類的機床和基礎制造裝備技術路線圖畫在一張圖表里重點不突出。也沒有實際意義。因此本課題分別針對冷加工和熱加工涉及的九個領域編制技術路線圖。“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項明確指出針對重點研究航空航天、船舶、汽車制造、發電設備制造四大用戶需要的高檔數控機床。國內外技術路線圖的研究中還沒有類似滿足定向的用戶需求的高檔數控機床與基礎制造裝備領域的技術路線圖研究。
研究需要對數控機床與基礎制造裝備產業的發展現狀和趨勢進行分析。明確產業發展的機遇和挑戰，提出不同時期的發展目標；并根據發展目標，確定不同時期本產業需要開發的重大產品和關鍵要素指標：對關鍵技術進行評價。包括研發基礎、技術路徑、實現時間等。主要針對高檔數控機床與基礎制造裝備的四個主要用戶。即航空航天、船舶、汽車和發電設備需求出發。重點考慮未來5-10年主要用戶對工藝與裝備的重大需求。結合國內外高檔數控機床與基礎制造裝備發展趨勢。以及重點領域的需求，提出未來的重點發展方向，例如精密化、復合化、智能化、綠色化等。主要指圍繞四大領域重點工藝與裝備的需要。提出能支持本產業發展的重點關鍵技術，對選擇的重點從研發基礎、研發方式、產業應用時間等方向進行分析。
4 結束語
應用技術的開發推廣，反映數控機床制造水平的重要技術指標，如主軸最高轉速、快速移動速度、換刀速度、切削能力等參數正在向國際水平接近，一批關鍵技術獲得重大突破，縮小了與世界先進水平的差距。
參考文獻
第5篇：高速數控機床的關鍵技術范文
機械工業是為國民經濟提供技術裝備和為人民生活提供耐用消費品的裝備產業。國民經濟各部門生產技術的進步和經濟效益的高低，在很大程度上取決于它所采用機械裝備的性能和質量，機械工業的技術水平是衡量一個國家科技水平和經濟實力的重要標志之一。
經過近50年的發展，機械工業已經成為我國工業中具有相當規模和一定技術基礎的最大產業之一。1997年實現銷售收入13651億元，占全國工業的21%；利潤257億元，稅621億元，分別占全國工業的15%；出口創匯363億美元，占全國外貿出口額的20%。其發展速度高于同期工業的平均增長速度。
近年來，機械工業企業自主開發創新能力有所增強，1997年科技人員總數達48萬人，技術開發經費支出達85億元，占全行業銷售收入的0.62%，有57家大型企業建立了國家級技術中心，有9%的企業建立了專門技術開發機構，行業整體技術水平有了明顯進步，主要表現在：為國民經濟提供成套技術裝備和汽車的能力有較大提高；產品結構正向合理化方向發展。
盡管機械工業的綜合技術水平近幾年有了大幅度提高，但與工業發達國家相比，仍存在著階段性的差距。主要問題在于：
1．科技進步對機械工業增長的貢獻率目前僅為34%，先進國家高達70%以上。
2．產品設計技術、制造工藝及裝備、制造過程自動化技術、管理技術落后，是制約機械產品水平的主要因素。
3．機械產品技術水平不高，達到80年代末、90年代初國際先進水平的僅占18%，達到80年代中期國際水平的占27%，其余產品均在80年代以前的水平線上。
從總體上看，機械工業技術開發能力和技術基礎薄弱，發展后勁不足；技術來源主要依靠引進國外技術，對國外技術的依存度較高，對引進技術的消化吸收仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上，沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。
（二）技術發展的總體目標
以數控機床、電力電子應用及自動化技術、大型農業機械和施工機械、轎車關鍵技術、環保裝備五個方面作為重點，以發展和應用先進制造技術為手段，以高新技術和產品的產業化為突破口，以提高企業技術創新能力和競爭力為目標，提高企業技術創新水平。到2001年，提供1000種具有自主知識產權和較大市場需求潛力的產品。主要產品品種的40%達到90年代初國際水平，5%達到國際先進水平，90%的重點骨干企業產品標準接近或達到國際先進企業標準。
（三）技術發展的方向和重點
1．以數控機床為代表的基礎機械
數控機床是先進制造業的基礎機械，是最典型的多品種、小批量、高技術含量的機電一體化產品。目前世界數控機床年產量超過15萬臺，品種超過1500種。1997年我國數控機床產量已達9051臺（占機床總產值20%以上），但由于國產數控機床不能滿足市場需求，在國內市場上的占有率逐年下降，每年仍需大量進口數控機床，進口額度大幅度增加。1996年進口達13924臺（價值12.46億美元）。
目前我國數控機床技術發展中存在的主要問題是：
（1）產品成熟度差，可靠性不高
國外數控系統平均無故障時間（MTBF）在10000小時以上，國內自主開發的數控系統僅3000～5000小時；整機平均無故障工作時間國外達800小時以上，國內最好只有300小時。
（2）產品品種少，不能滿足市場需求
國外數控機床品種已達到1500種，國內只有500多種,且性能水平低，高速、高效、高精度產品幾乎沒有。
（3）創新能力低，市場競爭力不強
生產數控機床的企業雖達百余家，但大多數都未能形成規模生產，企業效益差，創新能力低，制造成本高，產品市場競爭能力不強。
（4）數控機床行業的專業化零配件及部件的協作生產配套體系不健全，大多數企業都是“大而全、小而全”的結構模式。
近期我國在數控機床的發展方面，要采取跟蹤高級型、發展普及型、擴大經濟型，以普及型為主的策略，重點發展：
（1）經濟適用、量大面廣的產品
經濟適用的普及型數控車床、加工中心、數控銑床。
（2）高速、高效和專用、成套數控機床
高速、高效數控車床及加工中心；高效數控鍛壓成套裝備，其中包括，可自動換頭沖壓機床、復合式柔性沖壓中心、四邊折彎機等；大型精密模具數控成套裝備，其中包括數控仿型銑床及龍門式數控銑床、智能化電加工機床等。
（3）數控機床專業化配套系統
新一代數控及伺服系統系列產品；數控機床高速主軸、電主軸電機系列產品；數控機床機械手、刀庫及動力刀架系列產品；數控機床高速配套零部件及輔件系列產品；其中包括，高速滾珠絲桿、高速陶瓷軸承、高速防護裝置等系列產品。
發展目標：
（1）扶植重點企業開發經濟適用、量大面廣的數控機床并形成批量生產，使這些企業產品的市場占有率有明顯提高，成為名牌產品；
（2）發展數十種高速、高效、專用、成套數控機床系列新品種，以滿足汽車、農機、航空、模具等行業的需求；
（3）數控機床關鍵配套產品：數控系統，滿足國內數控機床50%的配套需求；高速主軸及電主軸年產達千套；機械手、刀庫、動力刀架及數控機床高速配套零部件、輔件系列產品滿足國內50%的配套需求。
2．電力電子應用及自動化技術
電力電子技術是集微電子、計算機和自動化技術于一體的綜合技術，是節能節材的最佳技術之一。目前，國外電力電子技術已經發展到以IGBT為代表的第三代，并向智能電力電子時展，我國現在仍處于以晶閘管為代表的第二代。國內電力電子市場品種滿足率僅35%，新產品市場基本上被國外產品占領。
現場總線智能儀表和總線式自動測試系統是集自動化技術、計算機技術和通信技術于一體的新一代自動化儀表系統，已成為世界范圍自動化技術發展的熱點，是當代工業自動化的主要標志。我國仍處于由模擬式儀表系統向數字式儀表系統過渡的模數混合式儀表系統階段，水平落后10～15年，因此在低技術產品市場上還占有80%左右份額，但在高技術產品市場的占有率不到60%，新產品市場幾乎全為國外產品占領。
因此，抓住當前時機在2～3年內以IGBT，現場總線智能儀表和自動測試系統為突破，攻克重點技術和產品，并實現產業化。這一領域重點發展：
（1）IGBT器件及其裝置，大功率晶閘管及其裝置
研制新一代雙極晶體管IGBT、高品質大電流IGBT等大功率晶閘管制造技術，并開發變頻調速裝置、逆變開關電源、大容量整濾源等的工程應用。
（2）現場總線智能儀表
研制開發變送、執行、配套等類現場總線儀表。產品產業化技術開發、并開展示范工程的應用研究。
（3）自動測儀系統和設備
開發總線式自動測試系統的基礎產品，形成適度規模，同時建立用于機電產品和社會公益事業的典型自動測試系統，做好示范和推廣應用。
3.大型農業機械和施工機械
（1）農業機械
工業發達國家農機產品在不斷采用新技術的基礎上，正向高效、節能、保護農業環境方向發展。目前我國已能生產14大類、3000多個品種的農機產品，但是產品的綜合技術水平僅相當于國外70年代水平。主要問題在于：
1）產品水平不高，品種不全綜合技術經濟指標落后，可靠性差，壽命短。以拖拉機為例，MTBF值國外可以達到330小時以上，而我國僅100余小時。品種上：大型缺，小型雜，不成系列。
2）產品生產達到經濟規模的少，重復生產、小規模生產，難以保證質量。
農機領域重點發展：
1）促進農業生產產業化的大中型拖拉機及配套農具拖拉機平均無故障時間從110小時提高到300小時以上；
2）聯合收割機聯合收割機可靠性系數從0.5～0.7提高到0.9以上；
3）主要農產品加工機械（含烘干倉儲機械）農村產業化和中西部地區脫貧致富需要的農產品深加工機械；
4）節水灌溉設備噴、滴灌設備將灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。
農機產品的使用可靠性及壽命指標普遍提高一倍以上，主要產品的技術標準與國際標準接軌。
（2）施工機械
施工機械是國民經濟大型工程項目建設必須的關鍵設備。我國已初步具備16個大類，3100多個品種規格產品的生產能力，部分產品已開始進入國際市場。但與國民經濟發展要求和國際先進水平相比較，差距還是很大。一是產品的綜合技術水平不高，尤其是產品的質量、壽命、可靠性、安全舒適性等指標以及機電一體化等高新技術的應用與國外先進水平還有很大的差距；二是產品結構性短缺，成套服務能力差，遠不能滿足需要，如路面施工機械基本上還要靠進口；三是大部分企業生產規模小，制約著行業經濟效益的進一步提高。
施工機械重點發展：
1）推土機、液壓挖掘機、輪式裝載機；
2）汽車起重機、大型叉車；
3）攤鋪機、壓路機；
4）無開挖式管道鋪設機；
5）江河湖庫清淤設備。
發展目標：
大型工程機械可靠性指標達到400小時，壽命指標達到10000小時。
4．轎車關鍵技術
我國汽車工業長期以卡車為主要產品，改革開放以后，轎車產品得到了快速發展。1998年轎車產量達到52萬輛。
我國汽車工業存在的主要問題：
（1）重復建設嚴重，造成無序競爭，難以集中形成實力，發揮規模效益。
（2）自主開發能力薄弱，大多數企業“九五”期間仍偏重于對生產環節進行改造，包括多數中外合資的零部件企業對產品開發能力建設幾乎沒有投入。目前，國內對轎車產品尚不具備自主開發能力，機電一體化的高新技術零部件產品還必須引進技術。
近期轎車重點發展：
（1）經濟型轎車
以轎車車身為突破口，利用技貿結合、與國外公司合作等方式，先抓車身聯合研制，并建立經濟型轎車的公用設計數據庫，與CAS、CAD、CAE、CAM等技術結合，形成我國汽車工業在經濟型轎車方面的自主開發能力。
（2）轎車動力總成
消化吸收引進技術，與國外有實力的企業進行合資、合作、聯合開發，在國產汽油機上普及電控燃油噴射技術（EMS），并研究開發缸內直噴（GDI）技術，開發應用電控機械變速器（AMT）技術。
（3）轎車關鍵零部件
以機電一體化汽車電子部件為突破口，從引進技術、合資入手，在保證高起點、大批量、專業化生產的同時，要集中力量抓緊下一代新產品的研制開發和應用，重點是電控防抱死制動系統（ABS）、安全氣囊（AirBag）、高效穩定的汽車尾氣三元催化轉換器，并達到與整車同步或超前發展。
（4）高附加值專用汽車和客車
重點開發各類高性能專用底盤。對專用汽車以低底盤車輛和沙漠越野車輛為主；客車以低地板城市客車為主，要求具有良好的動力性、操縱性、舒適性和低污染。
5．環保裝備
環保產業是防治環境污染、改善生態環境、促進資源優化配置、支持資源綜合利用的支柱產業。全世界環保機械的年銷售額約2000億美元，集中于美國、歐州、日本等經濟發達國家。我國環保機械行業基礎弱、起步晚，年產值僅100多億人民幣。隨著各方面對環境保護的日益重視，可持續發展戰略的實施，市場需求不斷增長，環保機械將成為機械工業新的經濟增長點。
環保機械行業主要差距在于：
（1）產品結構不合理，品種少
初級產品所占比重較大，具有當代水平的機電一體化產品少，急需的大型成套設備不能滿足現實市場需求。在目前3000多種環保機械產品中，約有五分之一的產品由于性能、可靠性、適用性、結構設計等原因，應該限制生產或限期淘汰。大型煙氣脫硫、脫氮成套設備、大型城市污水處理廠成套設備、大型城市垃圾處理廠成套設備目前主要依賴進口，高濃度有機廢水、難降解工業廢水處理
技術及設備發展緩慢。
（2）產品質量、技術水平比國際先進水平落后20年
相當多的產品沒有行業或國家標準，產品規格型號、基本性能參數不統一，質量檢測無依據。
（3）生產企業規模小、開發能力薄弱
規模小、裝備條件差、檢測手段不全的中小企業占全行業企業總數的78%。年產值在3000萬元以上的企業僅占全行業的3.2%，并且主要集中在電除塵器、袋式除塵器等少數幾種產品生產領域。
近期環保機械重點發展：
（1）煙氣脫硫設備
循環流化床鍋爐及爐內脫硫脫硝技術（CFPBC、PFBC技術）、大型整體煤氣化燃氣蒸汽聯合循環技術及裝備（IGCC技術）。
（2）城市污水處理成套設備
活性污泥法、氧化溝法、移動曝氣法為主體的城市污水處理成套設備，以日處理10～25萬噸污水處理廠為目標，提供污水處理成套設備、污泥利用和處置成套設備、控制和監測系統。
（3）城市固體垃圾處理和綜合利用裝備
城市生活垃圾分類、焚燒、堆肥技術及裝備，以日處理100噸、300噸處理廠為目標，提供垃圾處理成套裝備。
（4）環境監測儀器
便攜式多功能多參數水質監測儀、12種總量控制的污染物監測儀、大氣環境污染監測儀器和系統以及水處理過程自動控制系統等。提高產品檔次、水平、可靠性和精度。
主要目標：
（1）大型成套設備的國產化率達到70%以上；一般工程項目的設備國產化率達到90%以上；高濃度有機廢水和難降解工業廢水處理技術及成套設備國產化率達到80%以上。
第6篇：高速數控機床的關鍵技術范文
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）。
第7篇：高速數控機床的關鍵技術范文
關鍵詞：數控機床 傳動結構 直線電機
直線電動機是近些年來國內外積極研究的新型電機之一。它是一種不需要中間轉換裝置，而能直接作直線運動的電動機械。如今，直線電機驅動技術不斷的更新，已達到成熟的階段，被廣泛應用于高檔數控機床，這是因為技術具有精度高、無磨損、噪音低、效率高、響應速度快、節省空間的優點，而且使機器布置更加緊湊，結構多變，易于實現高剛性，提高了機床的整體性能而倍受人們關注。隨著高速加工技術的快速發展，要求越來越高的驅動和控制系統，促使直線電機驅動技術的研究力度在逐步加快。因此，本研究不僅是符合直線驅動技術向更高、更快的發展趨勢，又能滿足市場廣大的需求，帶來更大的經濟效益。直線驅動機床是未來發展的必然趨勢，所以我們應加緊步伐追趕。
1.直線電機在數控機床上應用的現狀
為了提高生產率和提高產品的質量，高速和超高速加工技術已成為機床發展的一大趨勢，直線電機具有反應靈敏，速度快，重量輕，傳動系統速度可提高到40～ 50m/min以上的優勢。傳統的“旋轉電機+滾珠絲杠”傳輸方式可達30m/min最高速度，加速度僅為3m/s2。直線電機驅動的工作臺，它的速度比傳統的傳輸模式快30倍，加速比是傳統的傳輸模式的10倍，最大為10g；剛性升高了7倍；無反向工作死區是直線電機的最大特點；因其電機慣量小，所以由它構成的直線伺服系統可以達到更高的頻率響應。
1993年，一臺型號 HSC 240的加工中心是世界上第一臺由直線電機驅動工作臺的高速加工中心，由德國Z公司研發而成，其主軸轉速已達到24000r/min，60m/min的進給速度更是讓人驚訝，加速度則是達到的1g，當進給速度保持在20m/min時，輪廓精度可保持為0.004mm。其后，日本也成功制造出包括超高速小型加工中心、超精密鏡面加工機床等[1]。
在中國，以清華大學、浙江大學、中國科學院等為代表的多家院校及研究所也一直致力于研發更快更好的直線驅動技術，通過校企聯合等模式應用實踐中，為此項技術在我國的應用與發展做出了不可磨滅的貢獻，并取得了很大的進展。但我們也必須正視自己存在缺陷，與國際先進水平相比，當前中國的經濟型機床行仍然是太多，產品技術含量不高，具有較高技術含量的高檔數控機床較少，技術水平與世界先進國家還有很大的差距。因此，我們需要增加對機床基礎技術和關鍵技術的研究工作，以趕上國際先進水平，制作出適合中國國情的高檔直線電機及其控制系統和其他附屬產品，以滿足高端數控機床產品的需求，提高自身的綜合競爭力。
2.應用難點的分析
2.1.如何防磁抗干擾
由于直線電機的磁場是敞開式的，金屬粉塵、切屑粉末等各種磁性材料很容易被電機磁場吸入而干擾其正常工作，甚至損壞電機，所以要對其進行隔磁處理。此外，還需要考慮機床冷卻液，油，電纜的保護，信號線屏蔽，負載擾動和系統控制。由于直線電機驅動系統省去了中間傳動環節，所以電機直接承受著各種干擾力，同時，該直線電機的端部效應也為系統的控制增加了一定的難度，因此控制器必須有較強的抗干擾能力和良好的穩定性[2]。
2.2.發熱問題
在工作狀態下的直線電動機，由于線圈的功率損耗，將產生很多的熱量，如果空間的驅動部分很小，將使電機動子溫度急劇升高，而動子通常在機床導軌附近，過多的熱量會導致導軌溫度變化大，導致軌道變形，從而影響機床的工作精度。因此，我們必須采取有效措施來冷卻，將溫度控制在可接受的范圍內，保證電機的正常使用。
2.3.減少磁力
目前，直線電機的定子大多數是稀土永磁體，而稀土永磁體對鐵磁性材料的吸力及其強大，且對鐵磁性材料有極高的磁化能力。實驗結果證明，直線電機的永磁定子法向磁力為電機可以提供連續的推力的10倍，并且定子的磁力與電機動子是否通電無關。磁吸力存在于定子與動子之間及定子與安裝件之間。平行的導軌是單馬達裝置經常使用的方式，此方法使磁吸力大部分集中在導軌上，產生更大的變形，影響數控機床的加工精度，又導致了導軌和滑塊之間的壓力，增大了滑動摩擦力，會影響推力的不穩定，影響機床動態性能。因此，合理降低電機的磁場力將是一個突出的問題。
3.優化直線電機在數控機床中的應用
3.1.冷卻方式優化
常用水冷卻措施，將液體注入直線電機動子內，液體經過動子線圈繞組旁的冷卻水套迂回流出，將動子產生大量的熱帶走，達到冷卻。在實際應用中，具體冷卻參數的確定將視電機參數及其要求來確定。
3.2.加強隔磁與防護
避免直線電機的磁效應強帶來不利影響，必須采取隔離磁處理。把防護罩安裝在定子表面，或由直線電機磁場的折疊密封保護套完全封閉起來；也可以在驅動部分安裝在內部噴氣裝置，從內到外噴射空氣，從而達到灰塵、切屑粉末不被吸入的效果。此外，其它部件所需信號電纜及動力電纜等雖然具有屏蔽膜，仍要遠離直線電機磁場區域，避免磁場給控制系統帶來干擾。為了使控制系統保持穩定性，其設計必須使用閉環控制。
3.3.保證定子和動子的間距
定子動子的間距小，并且表面要求平行，當行程較遠時，在加工中很難保證。因此，可在動子與移動部件間加裝 10～20mm 厚墊片，不僅可以降低磁吸連接部件的動力，同時調整方便，采用配磨法進行調整，保證定子與動子間的平行及間隙。
4.小結
從機床的未來的發展方向，直線電機無論作為功能部件還是其相關技術在機床中的應用，都應重視起來。相關領域的研究應是企業或相關部門根據實際情況而定，從全局角度考慮發展直線電機及其驅動控制的機床產品，并逐步形成產業，占領高檔數控機床的重要制高點。
參考文獻：
[1]郭瑤瑤.機床進給系統采用永磁直線電機法向吸力的研究[J].中國機械工程，2007（10）：1174-1177.
第8篇：高速數控機床的關鍵技術范文
關鍵詞：數控車工；技術分析；實踐
中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0049-02
目前相關的工業生產技術中，數控車工技術作為新興技術，在工業生產中具有許多優點，但是在實際運用中也有著一些不足以及問題。因此為了確保數控車工技術的實際應用質量，需要對其所具備的優缺點進行深入了解，在保留優點的同時，對缺點能有所規避，現對數控車技術的實踐應用狀況進行實踐探析。
1 數字車工技術的含義及關鍵技術
1.1 含 義
在車床上對零件產品的整體性加工完成工作時使用數字化控制系統，就是數控車工技術。在零件加工的過程中采用數控車工技術，將可以完成許多高難度的曲面零件加工工作，并且數控車工技術具有高效率、速度快的優點，其所產出的零件也具有較高的精確性高。目前數控車工技術由以下兩部分組成：數控編程技術以及數控車床加工工藝。
1.2 關鍵技術
1.2.1 故障自診斷技術
數控機械設備具有故障自診斷技術，其種包括診斷系統和維護決策信息集成系統，而在這兩套系統中則包含了安全保障、故障診斷功能、二次檢測功能等功能。
1.2.2 自適應控制技術
所謂的自適應控制技術，就是由數控自動化檢測對設備自身的信息產生一定影響，并且會連續、自動調整系統中的相關參數，從而能夠對數控系統中運行狀態進行改善。
1.2.3 專家技術
所謂專家技術是指將機床切削加工時所擁有的各種規律以及有關的專家經驗全部輸入系統中，并且將其與有關的參數數據庫信息相互結合，從而形成具備智能化的專家系統，確保提供給數控系統的切削參數都經過優化處理。另外專家技術還能夠將數控設備中的編程效率有效的提升，極大程度地縮短了生產準備期。
2 數控車工技術的優缺點及分類
2.1 優 點
數控車工技術具備著四大優點：準確性高、效率高、適應能力高、勞動強度低。
2.1.1 準確度高
數控車工系統中，對傳動裝置有所優化，這樣將會在加工階段中有效地降低了人為誤差出現的機率從而大幅度地提升了加工效率。
2.1.2 效率高
與傳統車工加工技術相比，數控車工技術利用了數字化控制手段。這樣能夠將零件間的互換速度有所提升，除此之外，還能夠確保復雜曲面零件的加工速度在計算機控制后，能夠順利且高速地進行加工作業。
2.1.3 適應能力高
數控加工系統作為數控車工技術中的操作系統，能夠對系統中的部分參數進行調整，從而達到改善或者及時修正整套數控系統的運行狀況，提高適應能力。并且能夠在一定程度上擴大加工范圍，提高加工水平。
2.1.4 勞動強度低
采用數控車工技術進行零件加工時，全部都是由數控自動系統完成，這樣自動化控制程度有所提升。相關的數控機床操作人員只需要對數控設備進行監視，隨時關注其運行情況，這樣無需其他操作人員進行其他工作，極大降低了原先復雜且高強度的勞動狀況。
2.2 缺 點
數控車工技術有著以前技術所無法達到的高效率、高精度，可是隨之而來的是昂貴的投資價格，并且一旦對復雜的零件進行加工時，會產生大量的編程工作，同時也需要具備高技術水平的維修人員以及操作人員。
2.3 功能分類
依照數控系統功能水平不同，有著不同價格級別，所以功能水平分為以下幾種：
第一，高檔數控機床，價格昂貴且功能齊全；
第二，中檔數控機床，價格適中，功能較全且實際應用場合較廣；
第三，經濟型數控機床，這類機床指的是使用開環控制系統的類型，其主要使用在自動化程度較低的情況，價格便宜實惠。
依照運動方式則可以分為點控制數控機床、直線控制數控機床。
直線控制數控機床不同于點控制數控機床的地方在于其兩點之間是直線軌跡，同時其對于移動速度也有著控制。此類機床大多有銑床、數控銷、簡易數控車床。
3 數控車工工藝及工裝
對于數控車工而言，其對于加工控制精度要求較高、對于所使用設備的要求也較嚴格。隨著目前國內發展較快，企業也愿意在設備成本上投資，大多數企業選擇設備時都是擇優購買。因此，為了能夠提升產品的生產效率以及最終成品質量，就需要使用數控車工技術，并且數控車工工藝及工裝就是其中需要重點關注的內容。
3.1 刀 具
對于數控車工工藝而言，刀具的好壞顯得尤為重要，而刀具的壽命與切削噪聲、加工熱量、表面質量、被加工尺寸變化、刀具磨損息息相關。所以確定具體加工條件之前，需要與實際情況相結合進行判斷。比如需要加工耐熱合金或不銹鋼等材料時，需要使用剛性或者冷卻劑較好的刀刃。精車時，因為精車對于加工精度有著較高的要求，所以需要選擇耐用度好、精度高的道具；粗車時，因為其大背的進給量以及吃刀量較大，需要使用強度高、耐用度高的刀具；此外，盡可能使用機夾刀片及機夾刀。
3.2 切削用量的選擇
因為金屬切削加工在數控車工工藝中效率較高，主要因素是切削條件、切削工具、被加工材料，而這些都與數控車床的加工治療水平、刀具壽命、加工時間相關。對于切削條件而言，切身直接引起刀具的損傷、進給量、切削速度是其三大要素。切削速度的提升將會導致刀尖溫度的上升，并且會由此產生熱能性、化學性、機械性的一定磨損。一旦切削速度提升了20%，那么刀具實際能夠使用的壽命會縮短至一半。
3.3 夾 具
對于數控車工技術的夾具，在選用時盡量使用通用夾具，少用或避免使用專用夾具；零件定位基準需要保持重合，降低由于定位所產生的誤差。
3.4 加工路線
數控機床的刀具對于加工零配件的運動方向以及軌跡被稱作為加工路線。在對加工路線進行選擇時，需要將加工路線盡可能縮短，將刀具空行程的時間減少，確保表面粗糙度以及加工精度達到實際需求。
4 數控機床
數控機床作為數控技術實際運用時的主要載體，將如今先進的科學技術與數控機床具備的工作性能相互結合，那么就能使得數控技術達到預期的工作目的。在實際的使用中發現，數控車工技術的好壞與數控機床整體結構息息相關，所以務必需要重視數控機床整體結構。
4.1 數控機床概述
數控機床中的數控系統經歷了六個時代以及兩個階段的發展：基于PC機的通用CNC系統、微處理器；小型計算機、集成電路、晶體管以及電子管。同時數控機床的類型也逐漸發生了改變，其從最早的單一式銑床類的數控機床逐漸發展為如今的特種加工類、金屬切削類以及特殊用途類數控機床。數控機床將精密測量、計算機、機床制造及其配套技術、自動化控制中的最新研究成果相互結合，這樣就能夠將精度要求高、產品研制和生產周期短、多樣化以及復雜化等各類難題得以解決。
4.2 精度選擇
將數控機床按照用途進行劃分，可以分為全功能型、超精密型、簡易型等，而不同種類的數控機床也有著不同的精度。簡易型的數控機床主要適用于銑床以及車床，其加工精度以及運動精度為0.03～0.05 mm以上，最小的運動分辨率是0.01 mm。另外，超精密型依照精度劃分，還能分為精密性和普通型。
4.3 數控機床的結構
數控機床是由四部分組成，分別為機床主體、伺服驅動、數控系統、程序介質。
程序介質是將各類加工信息用指令進行記載，其中包括刀具運動與工藝參數、加工工藝過程，隨后將這些信息全部輸入到數控裝置內部，再由數控機床根據指令信息進行切削。
數控系統則是將所接受的加工信息通過數控裝置的邏輯電路以及系統軟件進行譯碼、邏輯處理及運算，并發出脈沖給伺服系統，并且由伺服系統發出加工指令。
伺服驅動是由伺服驅動裝置以及伺服電機所組成，由數控裝置發出位移指令以及速度指令，從而控制執行部件根據要求的方向和速度進行位移。
機床主體的動系統使用的是滾珠絲杠，具有剛性好以及結構簡單的優勢。
5 結 語
隨著制造行業近年來逐漸推廣數控技術，不僅能在一定程度上提高制造能力，也能提高國內市場的競爭力。通過推動數控技術的發展，也在一定程度上推動了經濟的發展。因此，數控車工技術將會朝著柔性化、高效化、高精度化以及高速化發展，同時也能顯著地減少輔助時間與工序進行加工，最終向著多系列、多軸的方向發展。
參考文獻：
[1] 楊永利.分析數控車工技術的應用實踐探析[J].黑龍江科技信息，2015， （33）.
[2] 潘平.數控車工技術應用探討[J].中國高新技術企業，2013，（10）.
[3] 劉喜順.數控車工技術的應用實踐探析[J].建筑工程技術與設計，2014， （26）.
第9篇：高速數控機床的關鍵技術范文
關鍵詞：數控技術 發展 應用
裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業（如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產”。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。
一、數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（it、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。
1、 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（cirp）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從emo2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國cincinnati公司的hypermach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國dmg公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面，國外數控裝置的mtbf值已達6 000h以上，伺服系統的mtbf值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。
2、軸聯動加工和復合加工機床快速發展
采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。
當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。
在emo2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由cnc系統控制或cad/cam直接或間接控制。
3、智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究，如美國的ngc(the next generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中國的onc(open numerical control system)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。
網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在emo2001展中，日本山崎馬扎克（mazak)公司展出的“cyberproduction center”（智能生產控制中心，簡稱cpc)；日本大隈（okuma）機床公司展出“it plaza”（信息技術廣場，簡稱it廣場)；德國西門子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（開放制造環境，簡稱ome）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。
二、 對我國數控技術及其產業發展的基本估計 我國數控技術起步于1958年，近50年的發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在“九五”末期，國產數控機床的國內市場占有率達50％，配國產數控系統（普及型）也達到了10％。
縱觀我國數控技術近50年的發展歷程，特別是經過4個5年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績。
1、奠定了數控技術發展的基礎，基本掌握了現代數控技術。我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，部分技術已商品化、產業化。
2、初步形成了數控產業基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地。
3、建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍。
雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數控技術的研究開發，尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術水平有差距，在某些方面發展速度也有差距，即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。
a.技術水平上，與國外先進水平大約落后10～15年，在高精尖技術方面則更大。
b.產業化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規模生產；功能部件專業化生產水平及成套能力較低；外觀質量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產數控系統尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。
c.可持續發展的能力上，對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱；數控技術應用領域拓展力度不強；相關標準規范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。
a.認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術的角度關注數控產業化問題的時候多，從系統的、產業鏈的角度綜合考慮數控產業化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網絡等支撐體系。
c.機制方面。不良機制造成人才流失，又制約了技術及技術路線創新、產品創新，且制約了規劃的有效實施，往往規劃理想，實施困難。
d.技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標準落后，水平較低，數控系統新標準研究不夠。
三、 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考
1、 戰略考慮
我國是制造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國制造業將進一步“空芯”。我們以資源、環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代制造業的發展進程。
我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題，首先從社會安全看，因為制造業是我國就業人口最多的行業，制造業發展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業的壓力，保障社會的穩定；其次從國防安全看，西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質，對我國實現禁運和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。
2、 發展策略
從我國基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現制造裝備業的跨躍式發展。
強調市場需求為導向，即以數控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等）帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件（數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品；沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。
在競爭前數控技術方面，強調創新，強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。
