數(shù)控機(jī)床畢業(yè)論文12

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。本文概述數(shù)控機(jī)床控制器的發(fā)展趨勢(shì)。隨著信息技術(shù)(1T)和制造技術(shù)(MT)的發(fā)展，出現(xiàn)了更多功能、更高性能的控制器，諸如多坐標(biāo)、多系統(tǒng)(通道)的控制；具有高精、高速、5軸加工功能和復(fù)雜加工、數(shù)控復(fù)合機(jī)床、進(jìn)網(wǎng)通信、高可靠性和安全性等功能。為了增加操作和使用系統(tǒng)的可操作性和可移植性，控制器開放已

2、經(jīng)成為潮流。數(shù)字制造要求數(shù)控系統(tǒng)建立在一個(gè)全新的信息技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之上，容易利用網(wǎng)絡(luò)傳遞加工制造信息，進(jìn)行CAD／CAM與CNC一體化的加工制造。這就出現(xiàn)了STEP—NC新型的數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控，發(fā)展趨勢(shì)，功能，性能，開放性，STEP—NC </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 CNC控

3、制器的性能進(jìn)一步提高1</p><p>　　1.1 多坐標(biāo)、多系統(tǒng)控制1</p><p>　　1. 2 高精、高速加工功能1</p><p>　　1．3 5軸加工和復(fù)雜加工功能3</p><p>　　1．4 數(shù)控復(fù)臺(tái)功能3</p><p>　　1．5 進(jìn)網(wǎng)通信功能4</p><p>

4、;　　1．6 高可靠性和安全性功能4</p><p>　　第2章 控制器的開放6</p><p>　　第3章 高速加工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景10</p><p>　　3.1高速電主軸10</p><p>　　3.2高速加工的要求12</p><p>　　3.3高速加工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)13</p&

5、gt;<p>　　第4章 基于高速加工的效率與設(shè)備選型17</p><p>　　4.1高速加工的效率17</p><p>　　4.2高速加工設(shè)備選型18</p><p>　　第5章 數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)策26</p><p>　　5.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)27</p><p>　　5.3

6、對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考34</p><p>　　5.3.2 發(fā)展策略34</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p>　　第1章 CNC控制器的性能進(jìn)一步提高</p><p>　　數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)(1T)與制造技術(shù)(MT)結(jié)合發(fā)展的結(jié)果。最近

7、20年來(lái)，信息技術(shù)的急劇發(fā)展大大激發(fā)和增加了制造系統(tǒng)的上層智能功能；下一個(gè)20年，智能將延伸到工廠的車間底層，控制器將具有更高性能和更多功能；由于控制器的柔性，單臺(tái)機(jī)床將變得更加靈活和精巧；可以廣泛地進(jìn)行通信；方便地進(jìn)行集成和重構(gòu)；對(duì)過程進(jìn)行測(cè)量，預(yù)示結(jié)果，診斷故障，避免事故；并按照科學(xué)的模式進(jìn)行加工，達(dá)到最佳的生產(chǎn)效率。下面是一些關(guān)于控制器最新的發(fā)展情況。</p><p>　　1.1 多坐標(biāo)、多系統(tǒng)控制 <

8、;/p><p>　　比如FANUC最新的高檔控制器11S30i—MODEL A系統(tǒng)，最大控制系統(tǒng)數(shù)為10個(gè)系統(tǒng)(通道)，最多軸數(shù)和最大主軸配置數(shù)為40軸，其中進(jìn)給軸32軸，主軸為8軸，最大同時(shí)控制軸數(shù)為24軸／系統(tǒng)。最大PMC系統(tǒng)為3個(gè)系統(tǒng)。最大I／O點(diǎn)數(shù)為4096點(diǎn)／4096點(diǎn)，PMC基本命令速度為25ns。最大可預(yù)讀程序段：1000段。這是當(dāng)前世界配置最高的數(shù)控系統(tǒng)。由于具有多軸多系統(tǒng)配置，因此特別適合大型自動(dòng)機(jī)

9、床，復(fù)合機(jī)床，多頭機(jī)床等的需要。</p><p>　　1. 2 高精、高速加工功能 </p><p>　　這是CNC系統(tǒng)最重要的功能，由于有了這個(gè)功能，使制造技術(shù)(MT)大大地向前發(fā)展了。數(shù)控機(jī)床采用計(jì)算機(jī)控制，可以保證加工的零件具有很高的精度重復(fù)性。但為了得到一定的功能，輸入控制器的信號(hào)要經(jīng)過一系列處理，不可避免地要失真、延時(shí)。因此在高速加工時(shí)，要保持高的加工精度就要采取一定的措施減少失

10、真、延時(shí)。高精、高速的加工，除了機(jī)械設(shè)計(jì)和制造要保證能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)外，對(duì)CNC系統(tǒng)的要求主要是處理速度快、控制精度高。采用前饋控制，以補(bǔ)償由于伺服滯后所產(chǎn)生的誤差，提高加工精度。適當(dāng)控制進(jìn)給率和采用恰當(dāng)?shù)募訙p速曲線可以減少加減速滯后所產(chǎn)生的誤差。“前瞻”控制在程序執(zhí)行前對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、處理和多段緩沖，從而控制刀具按高速運(yùn)動(dòng)，而且誤差很小。對(duì)于機(jī)床平滑運(yùn)行的高精度輪廓控制，采用對(duì)指令形式的實(shí)時(shí)識(shí)別，可以最佳地控制速度、加速度和加加速度，因

11、而使加工總是保持在最佳狀態(tài)。為了防止擾動(dòng)，開發(fā)數(shù)字濾波器的技術(shù)，以消除機(jī)械的諧振，提高伺服系統(tǒng)的位置增益。高精進(jìn)給和主軸的伺服系統(tǒng)對(duì)高速、高精和高效十分重要。目前主要從以下幾方面提高其性能。減少電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器以及控制單元的大小，提高編碼器的分辨率；直線移動(dòng)軸可以來(lái)用直線伺服電</p><p>　　1．3 5軸加工和復(fù)雜加工功能 </p><p>　　由于5軸加工工藝合理，相對(duì)于3維曲面加工

12、，它可以充分利用刀具的最佳幾何形狀進(jìn)行切削，在復(fù)雜形狀的高速高精加工中可以提高效率，提高光潔度。因此得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。5軸加工的機(jī)械其配置主要有刀具旋轉(zhuǎn)方式、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)方式和這兩種的混合方式。因此5軸加工功能要能滿足各種配置的要求。根據(jù)5軸加工的特點(diǎn)，把它們，比如TCP(刀具中心控制)，刀具半徑補(bǔ)償?shù)裙δ?，?yīng)用到不同機(jī)械配置的5軸加工機(jī)床。</p><p>　　1．4 數(shù)控復(fù)臺(tái)功能 </p>&

13、lt;p>　　為了提高生產(chǎn)率，數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床的開發(fā)和制造已變成數(shù)控機(jī)床的一種發(fā)展趨勢(shì)。復(fù)合加工機(jī)床是指在同一機(jī)械上可以進(jìn)行多種工藝的加工，如在一臺(tái)機(jī)床上可以進(jìn)行車加工、銑加工、錘加工等，比如，一個(gè)圓柱體要進(jìn)行圓柱表面的車削、錘子L、還要求在圓柱面上銑溝槽，這些加工都要求在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成。這樣就能大大提高生產(chǎn)率。因此，對(duì)于數(shù)控復(fù)合機(jī)床，百先需要增加可以用于進(jìn)行復(fù)合加工功能的控制系統(tǒng)，比如銑床需要增加螺錐線功能、螺旋線功能、維

14、圓弧功能、刀具中心點(diǎn)控制等，另外，刀具補(bǔ)償功能也需要既有車加工又有銑加工的功能。除此以外，這種機(jī)床還經(jīng)常需要高速加工。</p><p>　　1．5 進(jìn)網(wǎng)通信功能 </p><p>　　為了通過PC或數(shù)控系統(tǒng)本身對(duì)多臺(tái)機(jī)床進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，系統(tǒng)需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。以便傳遞程序，監(jiān)控加工狀態(tài)。除此以外，網(wǎng)絡(luò)功能還可以傳送維修數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、操作和診斷；傳送CAD／CAM數(shù)據(jù)。CN

15、C具有現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)功能，就可以在CNC與伺服裝置之間，CNC與I／o控制之間傳遞控制、監(jiān)控和診斷數(shù)據(jù)。目前主要采用以太網(wǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線。隨著技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用無(wú)線技術(shù)也已經(jīng)出現(xiàn)。無(wú)線技術(shù)可以使信息到達(dá)幾乎是任何地方。</p><p>　　1．6 高可靠性和安全性功能 </p><p>　　CNC系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床一起，工作在底層車間，經(jīng)受惡劣的環(huán)境，如：溫度，濕度，振動(dòng)，油霧，粉塵的影響，同時(shí)又要

16、求連續(xù)工作；因此對(duì)可靠性要求特別高，除了可靠性設(shè)計(jì)、制造工藝等措施外，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性主要采取以下措施：①采用光纖，減少電纜連接，比如FANUC的數(shù)控系統(tǒng)通過光纖連接CNC和伺服放大器，以串行高速的方式從CNC到多個(gè)伺服放大器傳遞大量的數(shù)據(jù)。②采用糾錯(cuò)碼(ECC：EnorCorrecting Code)傳送數(shù)據(jù)，隨著軟件高速處理大量數(shù)據(jù)，也要求對(duì)微處理器、存儲(chǔ)器和LSI的處理速度大大提高。由于這些安裝在CNC的印刷板上的高速電子元器

17、件進(jìn)行高速讀、寫和傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，由IC驅(qū)動(dòng)的信號(hào)波形變?yōu)闇?，在這樣的狀況下，不采用模擬電路處理的方法時(shí)，導(dǎo)致不能正確地傳遞數(shù)字信號(hào)。另外，在最新電子元件低壓供電時(shí)，降低了電路低抗噪音的運(yùn)行范圍。為此，CNC電路將采取更先進(jìn)的糾錯(cuò)碼傳遞數(shù)據(jù)。ECC是一種領(lǐng)前的高可靠性技術(shù)，通過把ECC加到數(shù)據(jù)上以傳送各種不同型式的數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)更可靠。②采用雙檢安全(Dual Check Say)措施?！半p檢安全”與歐洲安全標(biāo)準(zhǔn)(EN954—1)一致。它的

18、原理是在CNC</p><p><b>　　如下圖所示：</b></p><p>　　第2章 控制器的開放</p><p>　　當(dāng)出現(xiàn)NC機(jī)床以后，制造廠家就希望能打開NC系統(tǒng)這個(gè)黑盒子，部分或全部地代替機(jī)床設(shè)計(jì)師和操作者的大腦，具有一定的智能，能把特殊的加工工藝、管理經(jīng)驗(yàn)和操作技能放進(jìn)NC系統(tǒng)，同時(shí)也希望它具有圖形交互、診斷等功能。這就需要商

19、用的數(shù)控系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面和提供給用戶的開發(fā)平臺(tái)。要求NC控制器透明以使機(jī)床制造商和最終用戶可以自由地執(zhí)行自己的思想。于是產(chǎn)生了開放結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　IEEE“開放系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)”定義“開放結(jié)構(gòu)”為：“開放系統(tǒng)所執(zhí)行的應(yīng)用可以運(yùn)行在多家制造者不同的平臺(tái)；并可以與其他系統(tǒng)的應(yīng)用具有互操作性，且呈現(xiàn)與用戶交互協(xié)同(1EEElo03．0)?！币部梢杂孟铝械男阅苤笜?biāo)評(píng)估控制器的開放性。比如應(yīng)用模塊

20、為AM：①移植性：在保持應(yīng)用模塊(AM)的功能下，不需任何變化就可以應(yīng)用到不同的平臺(tái)。②擴(kuò)展性：不同的AM能運(yùn)行在一個(gè)平臺(tái)而不出現(xiàn)沖突。③互操作性：AM在一起工作時(shí)表現(xiàn)為相互協(xié)同，可以根據(jù)定義相互交換數(shù)據(jù)。④縮放性：按照用戶的需要，AM的功能、性能和硬件的規(guī)模可以伸縮。</p><p>　　開放結(jié)構(gòu)的控制器(oAC)使控制器銷售商、機(jī)床制造商和最終用戶可以從柔性和敏捷生產(chǎn)中獲得較大利</p><

21、;p>　　益。其主要目標(biāo)是在標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境下采用開放的接口使操作方便，成本降低和柔性增加。這樣的系統(tǒng)能力被廣泛接受。軟件可以重復(fù)使用，用戶可以按照給定的配置設(shè)計(jì)他們的控制器。</p><p>　　控制系統(tǒng)的開放體系結(jié)構(gòu)由于考慮到對(duì)實(shí)時(shí)和可靠性要求很嚴(yán)格，因此是高度復(fù)雜的系統(tǒng)。其特點(diǎn)是基于PC，相互鏈接的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)組件和接口，系統(tǒng)組件由軟件模塊和硬件模塊所組成。在開放系統(tǒng)中，各個(gè)組件和接口還可以在制造過程中實(shí)

22、現(xiàn)增加智能的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于控制的復(fù)雜性，這些系統(tǒng)的硬件和軟件是基本的工具?？刂频慕涌诳梢苑殖蓛山M：內(nèi)部和外部的接口。①外部接口：這些接口連接系統(tǒng)和監(jiān)控單元以及子單元、用戶。它們可以分為編程接口和通信接口。NC與PIC編程接口采用國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如RS一274、DIN66025、或IEC6l131—3。通訊接口也強(qiáng)烈地受標(biāo)準(zhǔn)的影響?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，如SERCOS，P凹肋us或Device Net用作驅(qū)動(dòng)和I／O的接口。I，AN(局網(wǎng)LocalA

23、rea Network)網(wǎng)絡(luò)主要基于以太網(wǎng)和TCP／IP與監(jiān)控系統(tǒng)連系的接口。②內(nèi)部接口：用于組件間的互相作用和數(shù)據(jù)交換，以形成控制系統(tǒng)的核心。在這方面，一個(gè)重要的性能是支持實(shí)時(shí)機(jī)構(gòu)。為了得到可重構(gòu)和白適應(yīng)的控制，控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基于平臺(tái)的概念。由于軟件組件中無(wú)法知道專用硬件的詳情，因而主要的目標(biāo)是建立一個(gè)可定義的但是在軟件組件間進(jìn)行柔性</p><p>　　根據(jù)1999年美國(guó)機(jī)器人工業(yè)論壇的資料，當(dāng)年美國(guó)機(jī)器

24、人全部裝機(jī)的系統(tǒng)是機(jī)器人本身價(jià)值的3—5倍，也就是如果有l(wèi)0億美元機(jī)器人的市場(chǎng)，等于增加20到40億美元的附加值，如果其中25％歸因于軟件集成的原因引起的，再認(rèn)為如果通過標(biāo)準(zhǔn)化的開發(fā)和應(yīng)用，采用開放體系結(jié)構(gòu)的控制器使其中降低50％；那么在采用開放控制器后，每年潛在的價(jià)值就可以節(jié)省2億5千萬(wàn)到5億美元。</p><p>　　目前，開放的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有3種形式：①基于PC的CNC系統(tǒng)，這種系統(tǒng)以PC機(jī)為平臺(tái)，開發(fā)

25、數(shù)控系統(tǒng)的各種功能，通過伺服卡傳送數(shù)據(jù)，控制坐標(biāo)軸電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。這類系統(tǒng)有時(shí)也稱為Soft NC，這樣的系統(tǒng)容易做到全方位開放。②PC嵌入式：這種系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)為：CNC十PC主板，即把一塊CNC板插入傳統(tǒng)的PC機(jī)器中，CNC主要運(yùn)行以坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)為主的實(shí)時(shí)控制，或且CNC作為數(shù)控功能運(yùn)行，而PC板作為用戶的人機(jī)接口平臺(tái)。③PC十CNC：目前主流NC系統(tǒng)生產(chǎn)廠家認(rèn)為NC系統(tǒng)最主要的性能是可靠性，像PC機(jī)存在的死機(jī)現(xiàn)象是不允許的。而系統(tǒng)功能首

26、先追求的仍然是高精高速的加工。加上這些廠家長(zhǎng)期已經(jīng)生產(chǎn)大量的NC系統(tǒng)；體系結(jié)構(gòu)的變化會(huì)對(duì)他們?cè)到y(tǒng)的維修服務(wù)和可靠性產(chǎn)生不良的影響。因此不把開放結(jié)構(gòu)作為主要的產(chǎn)品，仍然大量生產(chǎn)原結(jié)構(gòu)的NC系統(tǒng)。為了增加開放性，主流NC系統(tǒng)生產(chǎn)廠家往往在不變化原系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一塊PC板，提供鍵盤使用戶能把PC和CNC聯(lián)系在一起，大大提高了人機(jī)界面的功能，比較典型的如FANUC的150i／160i／180i／210j系統(tǒng)。有些廠家也把這種裝置稱為

27、融合系統(tǒng)(fusion sy</p><p>　　“CNC控制器的數(shù)據(jù)模型”(以下稱STEP—NC)是NC的數(shù)據(jù)從CAM到CNC的數(shù)據(jù)模型，它解決現(xiàn)行的NC程序缺乏通用性及移植性的問題。使“STEP—NC”產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)用作直接機(jī)床的輸人已經(jīng)發(fā)展成具有實(shí)際的意義。這種“STEP—NC”是無(wú)G和M代碼，無(wú)后置處理的NC。ISol4649標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)為：(1)改進(jìn)CAD／CAM系統(tǒng)與CNC控制器間的聯(lián)接；保證“STEP—

28、NC”能在CAD／CAM之間傳遞數(shù)據(jù)。不是采用刀具的運(yùn)動(dòng)，而是采用工作步驟面向?qū)ο蟮母拍睿愿倪M(jìn)IS06893的缺點(diǎn)。工作步驟相應(yīng)于高級(jí)特征和過程的參數(shù)。CNC可以對(duì)工作步驟解析為坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)和刀具的動(dòng)作。(2)數(shù)據(jù)模塊必須包括所有的復(fù)雜級(jí)別(從加工時(shí)指令的CAD幾何數(shù)據(jù)到帶離散值的簡(jiǎn)單軸運(yùn)動(dòng))。(3)NC程序設(shè)想可以放在新開發(fā)的CNC控制器上，但是它也可能放在分離的支持和改進(jìn)現(xiàn)有NC控制器的高級(jí)系統(tǒng)上(包括各種網(wǎng)絡(luò))。(4)對(duì)于NC程序

29、的新標(biāo)準(zhǔn)將提供機(jī)床操作者更多的柔性、功能、統(tǒng)計(jì)表的編程定義和相關(guān)控制和幾何過程的修正。(5)新標(biāo)準(zhǔn)允許MTB的操作者由于他的專用機(jī)床和技術(shù)而執(zhí)行專門的功能。(6)對(duì)于最終用戶新的標(biāo)準(zhǔn)提供統(tǒng)一的編</p><p>　　第3章 高速加工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景</p><p>　　目前國(guó)際上對(duì)高速加工尚無(wú)明確、統(tǒng)一的定義。一般認(rèn)為，凡切削速度、進(jìn)給速度高于常規(guī)值5～10倍以上，可稱為高速加工。目

30、前適用于進(jìn)行高速切削的加工中心，其主軸轉(zhuǎn)速一般都在10000r/min以上，有的可高達(dá)60000～100000r/min，主軸軸承的dn值高達(dá)2×10的6次方，主軸電機(jī)功率15～80kW。不同行業(yè)對(duì)進(jìn)給量和快速行程速度有不同的要求，大約在30～100m/min的范圍內(nèi)變化。除了具有上述高速性能外，加工中心的主軸和工作臺(tái)還應(yīng)具備極高的加速度性能，主軸從啟動(dòng)到最高轉(zhuǎn)速(或相反)只用1～2s的時(shí)間，工作臺(tái)的加(減)速度要達(dá)到(1～1

31、0)g(g=9.81m/s2)。上述運(yùn)動(dòng)指標(biāo)都比目前普通數(shù)控機(jī)床高5～10倍以上。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外各工業(yè)部門，特別是航空航天、汽車工業(yè)、模具工業(yè)和摩托車工業(yè)等對(duì)高速加工中心的需求量與日俱增，美、日、德、瑞士和意大利等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已生產(chǎn)多種商品化產(chǎn)品；高速加工技術(shù)與一般加工方法相比有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)加工時(shí)間大幅度縮短，只有原來(lái)的1/4左右，意味著一臺(tái)用于高速加工的高速機(jī)床可以代替4臺(tái)普通CNC機(jī)床；(2)高速加工時(shí)，機(jī)床的激振頻率很高，遠(yuǎn)離

32、“機(jī)床—刀具—</p><p><b>　　3.1高速電主軸</b></p><p>　　電主軸是高速加工中心的主要部件，其機(jī)械結(jié)構(gòu)雖不復(fù)雜，但要求的加工精度極高，關(guān)鍵零件的材質(zhì)和熱處理要求都較嚴(yán)格，是一種機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品，整個(gè)部件必須在恒溫、潔凈的環(huán)境中進(jìn)行裝配和調(diào)校。其性能參數(shù)和制造質(zhì)量的高低，在很大程度上決定了整臺(tái)高速加工中心的加工速度、工作精度和生產(chǎn)效率

33、。電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤(rùn)滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器及換刀裝置等</p><p>　　目前國(guó)外較流行的電主軸參數(shù)如下：</p><p>　　機(jī)床類型——額定扭矩(Nm)——轉(zhuǎn)速(r/min)——刀柄</p><p>　　鉆銑床——0.02～10——40000～150000——HSK E25/E32，SK120或彈簧夾頭

34、</p><p>　　小型加工中心——4～70——20000～60000——HSK E32/E40/E50/E63/A63</p><p>　　中型加工中心——16～200——12000～30000——HSK E50/E63/A63/A80/A100</p><p>　　龍門加工中心——70～300——8000～24000——HSK A63/A80/A100<

35、/p><p>　　電主軸所融合的技術(shù)包括：</p><p>　　高速軸承技術(shù)：電主軸通常采用復(fù)合陶瓷軸承，特點(diǎn)是耐磨、耐熱，其壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍，有時(shí)也采用電磁懸浮軸承或靜壓軸承，內(nèi)外圈不接觸，理論上壽命無(wú)限長(zhǎng)。</p><p>　　高速電機(jī)技術(shù)：電主軸是電機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電機(jī)的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分，理論上可以把電主軸看作一臺(tái)高速電機(jī)，其關(guān)鍵技術(shù)是高速

36、度下的動(dòng)平衡。</p><p>　　潤(rùn)滑：電主軸的潤(rùn)滑一般采用定時(shí)定量油氣潤(rùn)滑；也可采用脂潤(rùn)滑，但相應(yīng)的速度要打折扣。所謂定時(shí)，就是每隔一定的時(shí)間間隔注一次油，所謂定量，就是通過一個(gè)稱為定量閥的器件，精確地控制每次潤(rùn)滑油的注油量。而油氣潤(rùn)滑指的是潤(rùn)滑在壓縮空氣的攜帶下，被吹入陶瓷軸承。油量控制很關(guān)鍵，太少，起不到潤(rùn)滑作用；太多，在軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因油的阻力而發(fā)熱。</p><p>　　冷

37、卻裝置：為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱，通常對(duì)電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑，冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。</p><p>　　內(nèi)置脈沖編碼器：為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀以及剛性攻絲，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相位控制以及與進(jìn)給的配合。</p><p>　　自動(dòng)換刀裝置:為了適應(yīng)加工中心，電主軸配備了能進(jìn)行自動(dòng)換刀的裝置，包括碟簧、刀具拉緊油缸。</p><p&g

38、t;　　高速刀具的裝夾方式:廣泛采用HSK、SKI等高速刀柄。高頻變頻裝置:要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須采用高頻變頻裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)電主軸的內(nèi)置高速電機(jī)，變頻器的輸出頻率甚至需要達(dá)幾千赫芝。</p><p>　　目前世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家不惜代價(jià)，紛紛投入巨資，配備精良的加工與測(cè)試設(shè)備，建立專門的電主軸生產(chǎn)基地，實(shí)現(xiàn)電主軸的系列化、專業(yè)化生產(chǎn)。國(guó)外比較著名的電主軸生產(chǎn)廠商有：德國(guó)的GMN，瑞士的FISC

39、HER、IBAG和STEP TEC，美國(guó)的PRECISE，日本的NHK和KOYO以及意大利的GAMFIOR和FOEMAT等。</p><p>　　直線電機(jī)高速進(jìn)給單元</p><p>　　由于滾珠絲杠系統(tǒng)的組成元件多(伺服電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、絲杠、滾珠、螺母、支架等)，傳動(dòng)鏈長(zhǎng)，滾珠絲杠又是一種細(xì)而長(zhǎng)的非剛性傳動(dòng)元件，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度要求較高時(shí)，由于滾珠絲杠傳動(dòng)慣量大、扭矩剛度低、傳動(dòng)誤差大、摩擦

40、磨損嚴(yán)重、彈性變形引起爬行、反向死區(qū)引起非殘性誤差等一系列缺陷，從而影響加工中心動(dòng)態(tài)性能。目前，一般滾珠絲杠的最大速度為20～30m/min，加速度(0.1～0.3)g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足。</p><p>　　3.2高速加工的要求</p><p>　　1993年，德國(guó)ExcellO公司在漢諾威國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上首次展出世界第一臺(tái)帶有直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的HSC 240型高速加工中心，該加工中心采

41、用德國(guó)Indramat開發(fā)的感應(yīng)式直線電機(jī)。該機(jī)床最高主軸轉(zhuǎn)速為24000r/min，工作臺(tái)最大進(jìn)給速度為60m/min。與此同時(shí)，美國(guó)Ingersoll公司在HVM 800型高速加工中心上，采用了美國(guó)Anorad公司開發(fā)的永磁式直線電機(jī)，其最高主軸轉(zhuǎn)速為20000r/min，工作臺(tái)最大進(jìn)給速度76.2m/min。</p><p>　　 直線電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)速度高。直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，無(wú)任何

42、中間機(jī)械傳動(dòng)元件，無(wú)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不受離心力的作用，容易實(shí)現(xiàn)高速直線運(yùn)動(dòng)，目前最大進(jìn)給速度可達(dá)80～120m/min。(2)加速度大。直線電機(jī)的啟動(dòng)推力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕，運(yùn)動(dòng)變換時(shí)的過渡過程短，可實(shí)現(xiàn)靈敏的加速和減速，其加速度可達(dá)(2～10)g。(3)定位精度高。直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)，用光柵尺作為位置測(cè)量元件，采用閉環(huán)控制，通過反饋對(duì)工作臺(tái)的位移精度進(jìn)行精確的控制，因而剛度高，定位精度高達(dá)0.1～0.01μm。(4)行程不受限制。直線電機(jī)的

43、次級(jí)是一段一段地連續(xù)鋪在機(jī)床床身上，次級(jí)鋪到哪里，初期(工作臺(tái))就可運(yùn)動(dòng)到哪里，不管行程多遠(yuǎn)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的剛度不會(huì)有任何影響。如最近美國(guó)Cincinnati Milacron公司為航空工業(yè)生產(chǎn)了一臺(tái)HyperMach大型高速加工中心，主軸轉(zhuǎn)速60000r/min，主電機(jī)功率80kW。采用了直線電機(jī)，其x軸行程長(zhǎng)達(dá)46m，工作臺(tái)最高進(jìn)給速度60m/min，快速行程100m/min，加速度2g。在該機(jī)床上加工一個(gè)大型薄壁飛機(jī)零件只需30分鐘

44、；而同樣的零件在一般高速銑床上加工，耗時(shí)3</p><p>　　作為加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的一種新的驅(qū)動(dòng)方式——直線電機(jī)，只有幾年的歷史，目前在設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用等方面還存在一些問題，如防磁問題、直線電機(jī)散熱問題、工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)輕化問題、高速導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)類型的選擇問題、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)等，而且成本也較高，這一系列問題都有待進(jìn)一步研究解決。盡管如此，直線電機(jī)在高速加工中心上的應(yīng)用，已呈現(xiàn)出滾珠絲杠所無(wú)法比擬的諸多優(yōu)點(diǎn)，

45、并有望成為21世紀(jì)高速加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的基本傳動(dòng)方式。</p><p>　　3.3高速加工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　正如前面所談到的，高速加工具有生產(chǎn)率高、切削力小、工件熱變形小及加工精度和表面質(zhì)量高等幾大優(yōu)點(diǎn)，而且在近10年來(lái)，由于高速機(jī)床、高速刀具和其它關(guān)鍵技術(shù)的迅速發(fā)展，高速加工在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　3.3.1高速

46、加工技術(shù)的應(yīng)用 </p><p>　　航空航天工業(yè)減輕重量對(duì)于航空航天器有著極其重要的意義。在飛機(jī)工業(yè)中，主要采取兩個(gè)措施來(lái)減輕零部件的重量：即零部件盡量采用鋁合金、鋁鈦合金或纖維增強(qiáng)塑料等輕質(zhì)材料制造；把過去由幾十個(gè)、甚至幾百個(gè)零件通過鉚接或焊接起來(lái)的組合構(gòu)件，合并成一個(gè)帶有大量薄壁和細(xì)筋的復(fù)雜零件，用“整體制造法”制造。即從一個(gè)實(shí)心的整體毛坯中，切除和淘空85%以上的多余材料加工而成。由于切削余量很大，如果采

47、用普通方法加工，則切削工時(shí)長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，不能滿足飛機(jī)產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求。采用“整體制造法”有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：用高速加工來(lái)加工這類帶有大量薄壁、細(xì)筋的復(fù)雜輕合金構(gòu)件，其材料切除率高達(dá)100～180cm3/min，為常規(guī)加工的3倍以上，大大壓縮了切削工時(shí)；飛機(jī)上的零件數(shù)量可減少40%以上，省去了原來(lái)組合構(gòu)件的裝配和鉚焊工序，節(jié)省了大量的裝配、調(diào)校工時(shí)和制造工模夾具的時(shí)間，減少了占用的生產(chǎn)面積，減輕了飛機(jī)部件的重量，擴(kuò)大了柔性生產(chǎn)的能力，減少了部

48、件之間的結(jié)合面，提高了飛機(jī)飛行的安全性。</p><p>　　如加工一全長(zhǎng)為3.35ｍｍ有的部位壁厚不到1mm的大型薄壁飛機(jī)構(gòu)件，該構(gòu)件以往由500多個(gè)零件組裝而成，以前加工這個(gè)組合構(gòu)件的生產(chǎn)周期為3個(gè)月?，F(xiàn)用一塊整體毛坯，通過高速加工來(lái)制造這個(gè)零件，其生產(chǎn)周期不足兩周，生產(chǎn)效率提高6倍以上。</p><p>　　航空和動(dòng)力部門大量采用鎳基合金(如Incomel718)和鈦合金(TiAl6

49、V4)來(lái)制造飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)零件。這些材料強(qiáng)度大、硬度高、耐沖擊、加工中易硬化、切削溫度高、刀具磨損嚴(yán)重，是一類難加工材料，過去一般采用很低的切削用量。如采用高速切削，則切削速度可提高到100～1000m/min，為常規(guī)切削速度的10倍左右，不但大幅度提高了生產(chǎn)效率，而且還有效地減少了刀具磨損，提高了零件的表面加工質(zhì)量。</p><p>　　3.3.2汽車、摩托車工業(yè)</p><p>　　

50、近10年來(lái)，新建的汽車、摩托車生產(chǎn)線多半采用由多臺(tái)加工中心和數(shù)控機(jī)床組成的柔性生產(chǎn)線，它能適應(yīng)產(chǎn)品不斷更新的要求，但由于是單軸順序加工，生產(chǎn)效率沒有多軸、多面、并行加工的組合機(jī)床自動(dòng)線高。高速加工技術(shù)就是采用高速加工中心和其它高速數(shù)控機(jī)床組成高速柔性生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長(zhǎng)期受益，又有接近于組合機(jī)床剛性自動(dòng)線的生產(chǎn)效率。從而打破了汽車生產(chǎn)中有關(guān)“經(jīng)濟(jì)規(guī)模”的傳統(tǒng)觀

51、念，實(shí)現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產(chǎn)。</p><p>　　如美國(guó)Ford汽車公司和Ingersoll機(jī)床公司合作，尋求能兼顧柔性和效率的汽車生產(chǎn)線方案。經(jīng)過多年的努力，研制成HVM800型臥式加工中心，同時(shí)采用高速電主軸和直線電機(jī)，主軸最高轉(zhuǎn)速為24000r/min，工作臺(tái)最大進(jìn)給達(dá)76.2m/min，即不到1秒鐘工作臺(tái)可行程1m，瞬間完成一個(gè)工作行程。用這種高速加工中心組成的柔性生產(chǎn)線加工汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件，其

52、生產(chǎn)率與組合機(jī)床自動(dòng)線相當(dāng)，但建線投入要減少40%。換產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間也快得多，主要工作是編制軟件，而不是大量制造工夾具，現(xiàn)已成為一條名符其實(shí)的敏捷制造生產(chǎn)線。我國(guó)汽車工業(yè)近年來(lái)也開始用高速加工中心組成柔性生產(chǎn)線取代組合機(jī)床剛性自動(dòng)線。</p><p>　　3.3.3模具工業(yè)</p><p>　　大多數(shù)模具都是由高硬度、耐磨性能好的合金材料(經(jīng)熱處理)制造，加工難度很大。以往廣泛采用電火花

53、(EDM)加工成形，然而這是一種靠放電燒蝕的微切削加工方式，生產(chǎn)效率極低。</p><p>　　用高速銑削代替電加工是加快模具開發(fā)速度、提高模具制造質(zhì)量的一個(gè)新方法。用高速銑削加工模具，不僅可用高轉(zhuǎn)速，大進(jìn)給，而且粗、精加工一次完成，大大提高了生產(chǎn)效率。采用高速切削加工淬硬鋼模具，硬度60HRC以上，表面粗糙度Ra0.6μm，達(dá)到了磨削加工的水平，效率比電加工高數(shù)倍，不僅節(jié)省了大量的修光時(shí)間，還可代替絕大部分的電

54、加工工序。</p><p>　　模具型腔通常采用小直徑球頭立銑刀進(jìn)行高速硬銑削，要求機(jī)床的最高主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)20000～40000r/min，但進(jìn)給速度要求不是太高，一般采用進(jìn)給速度30m/min，為防止加工時(shí)發(fā)生顫振，機(jī)床必須具有足夠的剛度。除此而外，高速加工還可用于快速成形、光學(xué)精密零件和儀器儀表的高速加工。</p><p>　　3.3.4高速加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)</p>&

55、lt;p>　　作為面向21世紀(jì)的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)——高速加工，將繼續(xù)克服當(dāng)前存在的某些技術(shù)障礙，在以下幾個(gè)方面將會(huì)得到更快的發(fā)展。</p><p>　?、贁U(kuò)大材料加工范圍:從鋁合金加工擴(kuò)大到鋼材的高速加工，解決鋼件高速加工存在的技術(shù)難點(diǎn)。</p><p>　?、谟酶墒角邢魈娲鷿袷角邢鳌＝鉀Q高速加工使用大量冷卻液造成對(duì)自然環(huán)境的污染問題，進(jìn)一步研究開發(fā)適用于干式切削的新型刀具材料，

56、研究開發(fā)干式切削加工中心。</p><p>　?、圻M(jìn)一步改善高速機(jī)床的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)，開發(fā)快速的CAD/CAM系統(tǒng)和實(shí)用的編程軟件，以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。</p><p>　?、苎芯扛咚贆C(jī)床的安全防護(hù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)。確保高速加工的生產(chǎn)安全。</p><p>　?、莞纳蒲芯亢驮囼?yàn)條件，繼續(xù)深入開發(fā)高速切削機(jī)理的理論研究、仿真研究和虛擬研究，進(jìn)一步弄清高速切削過程

57、的物理本質(zhì)和變化規(guī)律，建立高速切削數(shù)據(jù)庫(kù)，指導(dǎo)用戶正確使用已有高速機(jī)床，充分發(fā)揮高速加工中心的效能。</p><p><b>　　加工中心圖形如下：</b></p><p>　　第4章 基于高速加工的效率與設(shè)備選型</p><p>　　高速切削（High Speed Cutting）和高速加工（High Speed Machining）分別簡(jiǎn)稱

58、HSC和HSM，是近十年來(lái)迅速崛起的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)。由于高速切削技術(shù)使汽車、模具、飛機(jī)、輕工和信息等行業(yè)的生產(chǎn)率和制造量顯著提高，加工工藝及裝備更新?lián)Q代，因此如同數(shù)控技術(shù)一樣，高速切削和高速加工已成為20世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)一場(chǎng)影響深遠(yuǎn)的技術(shù)革命。目前，適應(yīng)HSC要求的高速加工中心和其他高速數(shù)控機(jī)床在發(fā)達(dá)國(guó)家已呈普及趨勢(shì)。</p><p>　　高速切削的起源可追溯到20世紀(jì)20年代末期。德國(guó)的切削物理學(xué)家薩洛蒙（Ca

59、rl Salomon）博士于1929年進(jìn)行了超高速模擬實(shí)驗(yàn)。1931年4月發(fā)表了著名的超高速切削理論，提出了高速切削假設(shè)。薩洛蒙指出：在常規(guī)的切削速度范圍內(nèi)，切削溫度隨著切削速度的增大而提高。對(duì)于每一種工件材料，存在一個(gè)速度范圍，在這個(gè)速度范圍內(nèi)，由于切削溫度太高，任何刀具都無(wú)法承受，切削加工不可能進(jìn)行。但是，當(dāng)切削速度再增大，超過這個(gè)速度范圍以后，切削溫度反而降低。同時(shí)，切削力也會(huì)大幅度下降。按照他的假設(shè)，在具有一定速度的高速區(qū)進(jìn)行切

60、削加工，會(huì)有比較低的切削溫度和比較小的切削力，不僅有可能用現(xiàn)有的刀具進(jìn)行超高速切削，從而大幅度地減少切削時(shí)間，成倍地提高機(jī)床的生產(chǎn)率，而且還將給切削過程帶來(lái)一系列的優(yōu)良特性。</p><p>　　4.1高速加工的效率</p><p>　　1.高速加工提高了產(chǎn)品加工的速度 </p><p>　　對(duì)于精加工，從材料去除速度而言，高速加工比一般加工快四倍以上，普通數(shù)控機(jī)床

61、精加工時(shí)一般進(jìn)給速度在3米-6米/每分鐘，而高速機(jī)床一般在15米-60米/每分鐘，大家知道一般產(chǎn)品加工大部時(shí)間花在精加工，對(duì)粗加工而言高速加工采取了非常小的切深，但時(shí)間范圍內(nèi)的切削量還是比普通數(shù)控機(jī)床加工快幾倍。 </p><p>　　2.高速加工可獲得高質(zhì)量的加工表面 </p><p>　　因高速加工采取了極小的進(jìn)給量與切深，故可獲得很高的表面質(zhì)量，有時(shí)甚至可以省去鉗工修光的工序，因表面

62、質(zhì)量的提高又省去了修光及點(diǎn)火花等工序所需的時(shí)間，再則在高速加工速度范圍內(nèi)，切削溫度降低，同時(shí)切削力也會(huì)大幅度下降，使加工的產(chǎn)品不會(huì)因切削力 與切削溫度影響加工精度。</p><p>　　3.簡(jiǎn)化了加工工序 </p><p>　　傳統(tǒng)銑削加工只能在淬火之前進(jìn)行，因淬火造成的變形必須要經(jīng)手工修整或采用電加工最終成形?，F(xiàn)在則可以通過高速加工完成，省去了電極材料、電極加工編程及加工，以及電加工過程

63、所需所有費(fèi)用，而且不會(huì)出現(xiàn)電加工所導(dǎo)致的表面硬化。另外，由于高速加工切削量減少，便可使用更小直徑的刀具對(duì)更小的圓角半徑及模具細(xì)節(jié)進(jìn)行加工，節(jié)省了部分加工或手工修整工藝。減少人工修光時(shí)間及工藝的簡(jiǎn)化對(duì)縮短生產(chǎn)周期的貢獻(xiàn)甚至可超過高速加工速度提高而產(chǎn)生的價(jià)值，崎立GRAND68A曾經(jīng)使用6個(gè)毫米的刀加工出深度50mm直徑0.2mm的小園柱，普通數(shù)控機(jī)床是無(wú)法做到的。 </p><p>　　4.使模具修復(fù)過程變得更加方

64、便 </p><p>　　模具在使用過程中往往需要多次修復(fù)，以延長(zhǎng)使用壽命，過去主要是靠電加工來(lái)完成，如果采用高速加工可以更快地完成該工作，而且可使用原NC程序，無(wú)需重新編制，且能做到精確無(wú)誤。</p><p>　　4.2高速加工設(shè)備選型 交流CAD/CAM/CAE軟件安裝使用技巧及 高速加工對(duì)機(jī)床的要求主軸速度應(yīng)能達(dá)到15000～40000r/min進(jìn)給速度應(yīng)達(dá)15～60m/min；快

65、速移動(dòng)速度達(dá)30-90m/min；加速度為1g；高剛性的機(jī)械結(jié)構(gòu)；高穩(wěn)定、高剛度、冷卻良好的高速主軸；精確的熱補(bǔ)償系統(tǒng)；高速處理能力的控制系統(tǒng)（線性插補(bǔ)5-20Microns或NURBS插補(bǔ)功能）； 具有預(yù)處理能力的控制系統(tǒng)。刀夾、刀具的加速度小于3g；刀具的徑向跳動(dòng)小于0.015mm。</p><p>　　4.2.1 高速主軸</p><p>　　目前，高速機(jī)床普遍采用電主軸，由于沒有中

66、間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，俗稱“內(nèi)藏式電主軸”，電主軸是一種智能型功能部件，不但轉(zhuǎn)速高、功率大，還有一系列主軸溫升與振動(dòng)等機(jī)床運(yùn)行參數(shù)的功能。決定電主軸性能的優(yōu)良重要部份在軸承，電主軸采用的軸承主要有滾動(dòng)軸承、流體靜壓軸承和磁懸浮軸承。目前國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用陶瓷滾動(dòng)軸承，STA公司采用德國(guó)GMN公司的軸承生產(chǎn)的電主軸是一款性能優(yōu)良的產(chǎn)品，其旋轉(zhuǎn)精度和剛度都相當(dāng)高。目前常使用CYTEC，意大利FAEMAT，瑞士IBAG等廠家的電主軸。 </p>

67、<p>　　國(guó)內(nèi)用戶在購(gòu)買機(jī)床時(shí)一般應(yīng)注重主軸的參數(shù)，主軸一般有轉(zhuǎn)速、功率、扭矩三個(gè)基本重要參數(shù)，不能一味追求高轉(zhuǎn)速、高功率就是好，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的大小，進(jìn)給速度，NC控制系統(tǒng)整體進(jìn)行搭配，如果你的機(jī)床主軸6萬(wàn)轉(zhuǎn)/每分鐘，進(jìn)給速度才6米/每分鐘，怎能談得上高速機(jī)床。主軸的高速旋轉(zhuǎn)切削產(chǎn)生大量的熱，在沒有快速的移動(dòng)下，切削熱大量傳導(dǎo)給工件，致使產(chǎn)品熱變型，無(wú)法對(duì)鋁等易熱變型的材料加工，這就好比我們的一支手指頭在一根點(diǎn)燃的蠟燭上移動(dòng)

68、，當(dāng)我們的手指頭移動(dòng)的速度夠快的話，始終感覺不到手指頭會(huì)痛。</p><p>　　一般轉(zhuǎn)速快，功率一樣的情況下，扭矩會(huì)小，扭矩小了對(duì)加工的時(shí)間內(nèi)切削去除量有很大的影響，那么要有同樣的時(shí)間內(nèi)去除量，功率必須大，大功率的電主軸相當(dāng)貴，對(duì)于初次購(gòu)買高速機(jī)床不是很好的選擇。我們購(gòu)買高速機(jī)床時(shí)應(yīng)選主軸轉(zhuǎn)速大約16000-30000轉(zhuǎn)/每分鐘為宜，功率10KW-20KW，扭力5N·M-20 N·M。<

69、;/p><p>　　高速主軸還有重要的一點(diǎn)是刀具接口，應(yīng)選用HSK型接口，中型機(jī)床一般HSK-40E、HSK-50E，大機(jī)床一般采用HSKA63BT和其它刀具接口目前市場(chǎng)上很難達(dá)到2萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的參數(shù)特性。</p><p>　　4.2.2機(jī)床結(jié)構(gòu)和進(jìn)給系統(tǒng)</p><p>　　為了響應(yīng)每分鐘15-60m/min的進(jìn)給速度，那么必須還需要一套好</p><

70、p>　　的進(jìn)給系統(tǒng)。目前很多文章介紹高速機(jī)床使用直線電機(jī)做為傳動(dòng)，直線電機(jī)是一種優(yōu)良的傳動(dòng)設(shè)備，價(jià)格很貴，使用量不多，總的傳動(dòng)統(tǒng)必須高的加速度，高傳導(dǎo)性，零間隙，使用滾珠絲桿必須有高的DN值、大鏍矩、高加速度、良好的冷卻系統(tǒng)。崎立GRAND680B采用空調(diào)冷卻水對(duì)絲桿、軸承進(jìn)行嚴(yán)格溫升控制，實(shí)現(xiàn)30米進(jìn)給，溫升控制在30℃,使絲桿軸承大量延升壽命。</p><p>　　高速機(jī)床的結(jié)構(gòu)一般采用龍門式結(jié)構(gòu),米漢

71、納鑄鐵,特殊箱型結(jié)</p><p>　　構(gòu)及加大助式設(shè)計(jì),使機(jī)臺(tái)具有超強(qiáng)剛性,確保重切削時(shí)之抗扭曲力與極佳之吸震能力.使機(jī)床可獲得最佳的承載能力.采用雙墻式結(jié)構(gòu)支撐橫梁，橫梁在墻式支撐上可進(jìn)行快速進(jìn)給運(yùn)動(dòng), 雙墻式支撐的橫梁要求在兩面墻上采用雙動(dòng)力的驅(qū)動(dòng),雙驅(qū)動(dòng)時(shí)要保證兩邊進(jìn)給的同步性.由于采用龍門式結(jié)構(gòu)比立柱式更容易實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一些小型加工中心也做成龍門式結(jié)構(gòu)。</p><p&g

72、t;　　高速機(jī)床的床身和工作臺(tái)必須有高的動(dòng)、靜剛度和抗振性;好的精</p><p>　　度保持性; 更好的抗熱變形能力。在材料上,高性能的加工中心大</p><p>　　多應(yīng)用高強(qiáng)度密烘(Mehanna)鑄鐵.同時(shí),過去僅用于精密機(jī)床的聚合物混凝土、大理石已經(jīng)開始用于高性能加工中心.大理石聚合物混凝土整體鑄造的床身的振動(dòng)性能和鑄鐵材料比較,其諧振峰值小得多,且共振頻率略向前移。</p

73、><p>　　高速進(jìn)給系統(tǒng)是高速數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件之一.隨著高速加工技</p><p>　　術(shù)和高速數(shù)控機(jī)床的不斷發(fā)展,對(duì)高速機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的要求越來(lái)越高.目前對(duì)高速機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的要求可概括為:高速度、高加速度、高精度、高可靠性和高安全性，合理的成本。</p><p>　　采用直線電動(dòng)機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是速度高、加速度大、定位精度</p><p>　

74、　高、行程不受限制。目前，直線電動(dòng)機(jī)已有多種類型，其中在高</p><p>　　速進(jìn)給系統(tǒng)中應(yīng)用較多的如：直線直流電動(dòng)機(jī)、交流永磁（同步）直線電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)（異步）直線電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選用，直接影響高速機(jī)床的技術(shù)水平和加工能</p><p>　　力。為高速加工的需要，進(jìn)給系統(tǒng)必須滿足如下要求：能提供高</p><p

75、>　　速機(jī)床所需的高速度和高加速度，并具有很寬的調(diào)速范圍；能在所要求的速度、加速度和調(diào)速范圍內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠工作；能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位和誤差極小的跟蹤；工作平穩(wěn)，無(wú)爬行、無(wú)振動(dòng)、噪聲??；具有優(yōu)良的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性；滿足節(jié)能和環(huán)保等方面的要求。</p><p>　　4.2.3 高速系統(tǒng)</p><p>　　CNC控制器應(yīng)有短的插補(bǔ)時(shí)間，短的伺服響應(yīng)時(shí)間，大的超前程序預(yù)處理能力，配有高速高精度

76、軟件，前饋處理，速度超前處理，大的程序代碼傳輸速率或網(wǎng)絡(luò)功能，高檔系統(tǒng)應(yīng)有納米插補(bǔ)功能，NURBS插補(bǔ)功能，NURBS是曲面曲線插補(bǔ)，使加工代碼更短，線條更圓滑，產(chǎn)品更光潔度精度更高，但是購(gòu)買機(jī)床時(shí)不一定應(yīng)具備此功能，應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選定。</p><p>　　以上只是微薄的對(duì)您選購(gòu)高速機(jī)床的建議。購(gòu)買高速機(jī)床時(shí)您還應(yīng)具備豐富的產(chǎn)品加工經(jīng)驗(yàn)，豐富的CAD/CAM經(jīng)驗(yàn)</p><p>　　日本

77、機(jī)床業(yè)的最新技術(shù)動(dòng)向</p><p>　　第5章 數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)策</p><p>　　當(dāng)今世界數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢(shì)及我國(guó)數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上討論了在我國(guó)加入WTO和對(duì)外開放進(jìn)一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國(guó)數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國(guó)制造業(yè)信息化水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的重要性，并從戰(zhàn)略和策略兩個(gè)層面提出了發(fā)展我國(guó)數(shù)控技術(shù)及裝備的幾點(diǎn)看法。</p>

78、<p>　　裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛

79、采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)

80、和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。</p><p>　　5.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了

81、革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面［1～4］。</p><p>　　5.1.1 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)</p><p>　　效率

82、、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。</p><p>　　在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很

83、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(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。</p><p>　　從EMO2001展會(huì)情況來(lái)看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/

84、min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國(guó)的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60 000r/min。加工一薄壁飛機(jī)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(guó)DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*1000r/mm和

85、1g。</p><p>　　在加工精度方面，近10年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)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(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。</p><p>　　在可靠性方面，國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功

86、能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。</p><p>　　5.1.2 5軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展</p><p>　　采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3

87、軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。</p><p>　　當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。</p><p>

88、　　在EMO2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)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(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)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(lián)動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。</p><p>　　5.1.3 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)<

89、;/p><p>　　21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等

90、。</p><p>　　為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國(guó)家對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國(guó)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

91、System Environment for Controller)，中國(guó)的ONC(Open Numerical Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)

92、性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概

93、念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng))；德國(guó)西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。</p>&l

94、t;p>　　5.1.4 重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立</p><p>　　1.關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)規(guī)范</p><p>　　如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技

95、術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開始進(jìn)行中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。</p><p><b>　　2. 關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢(shì)。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代

96、數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國(guó)際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對(duì)于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念

97、，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時(shí)間（約35％）和加工時(shí)間（約50％）。</p><p>　　目前，歐美國(guó)家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來(lái)自

98、歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國(guó)的STEP Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(Super Model)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。</p><p>　　5.2 對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)

99、及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)</p><p>　　我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國(guó)家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善

100、，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段，我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50％，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。</p><p>　　縱觀我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來(lái)看取得了以下成績(jī)。&l

101、t;/p><p>　　a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。</p><p>　　b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一

102、批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。</p><p>　　c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。</p><p>　　雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然