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高檔數控機床的作用范文1
關鍵詞：數控機床；數控技術；發展趨勢；概況
0 引言
數控技術是每個國家先進制造業發展水平的重要標志，國家綜合國力的提高和國防工業的現代化所必不可少的重要基礎。美國、日本和德國等發達國家的數控機床和技術都處于世界先進行列， 如日本山崎馬扎克公司開發出了2種可使用長鏜桿切削工件的復合加工機床。德國德馬吉（DMG）公司生產的CTX 310 ECO通用車床其主軸驅動在無級可調情況下，轉速可達5000r/min，輸出功率為ll千瓦 。
而我國數控技術發展比較晚，起步比較慢。在20世紀50年代末，經歷了封閉式開發階段。在“六五”、“七五”間，通過吸收和引進相結合，于“八五”期間建立國產體系?！熬盼濉逼陂g實現了產業化階段，組建了數控研發，數控生產基地，初步掌握了數控發展的技術，同時培養一批數控專業技術人才，初步形成了國產數控產業規模，開拓了國產數控產業市場。如圖1所示為我國數控機床產業銷售情況分布圖。其規模較大生產公司有華中數控、廣州數控和航天數控等具有經濟性和普及型的數控系統及機床產品。經過50多年的大力發展，其產品和性能大幅度提高，并逐漸在市場上站穩腳跟。但高端技術產品含量比較低，與國外數控系統差距比較大，對我國數控產業的發展還達不到主導和支撐作用。絕大部分高端數控產品主要依賴進口，如表1所示是近年來我國數控機床進出口變化對比表。因此大力發展國產數控產業對我國經濟的發展、國防的進步和綜合國力水平的提高具有極為重要的作用。
1 數控機床與技術簡介
1.1 數控機床的結構組成
數字控制（Numerical Control ）是一種借助數字、字符或其它符號對某一加工過程進行可編程控制的自動化方法。而數控技術（Numerical Control Technology）就是采用數字控制的方法對加工過程實現自動控制的技術。再將數控技術應用到機床上就演化為現在的數控機床。標準型的數控機床通常由數控機床控制系統和機床本體這兩大部分組成，如圖2所示。
1.2 數控機床及技術分類
1）按控制系統特點分，主要包括點位控制、直線控制和輪廓控制數控機床。其中，點位控制數控機床只要控制移動部件的終點位置，對運動軌跡不作要求；直線控制數控機床不僅控制兩點間準確位置，還要控制其移動速度和軌跡；輪廓控制數控機床能夠同時控制兩軸以上的軸，并具有插補功能，同時對運動的起、終點，速度和軌跡進行精確控制來加工任意形狀的曲線和曲面。
2）按執行機構的控制方式分，主要包括開環、半閉環和閉環數控機床。其中，開環數控機床無位置反饋系統，加工精度低；半閉環數控機床帶有位置反饋系統，并安裝在滾珠絲杠或電機軸上，加工精度較高；閉環數控機床不僅帶有位置反饋系統，而且將其安裝在運動部件上，加工精度最高。
3）按工藝用途分，主要包括金屬切削類、金屬成形類和特種加工數控機床及其他類型數控機床。其中，金屬切削類數控機床應用最為廣泛，種類最多；金屬成形類數控機床最近幾年發展較快。
4）按數控機床的性能分，主要有高、中、低檔三種數控機床。
1.3 數控機床及技術特點
數控機床作為一種先進的自動化機床，不僅具有較高的自動化程度，而且還具有廣泛的通用性，綜合運用了計算機技術、微電子技術、自動控制技術、機械結構和精密測量等最新成就和技術，廣泛應用于機械加工制造、國防軍工產品生產、航空航天、交通運輸等領域，其主要特點如下：
1）加工精度高，加工質量穩定、可靠性高；
2）加工過程無需人工干預，降低了工人的勞動強度；
3）當零件發生改變時，只需改變數控程序，即可繼續加工，節省生產準備時間，提高生產率；
4）能實現多坐標的聯動加工，能加工各種形狀復雜的零件，加工范圍廣；
5）適應性強，適合加工單件和小批量復雜工件；
6）有利于實現機械加工的現代化管理。
2 數控機床及技術的發展概況
數控機床產業是國民經濟發展的支柱產業，中國是世界制造大國，但不是制造強國。創新能力不強，基礎薄弱，主要以低端產品為主，而制造業的發展主要依賴于機床業的發展。為此，國家于2005年制定了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》，同時將“高檔數控機床與基礎制造裝備”確立為16個科技重大專項之一。通過國家計劃支持，在數控關鍵技術方面取得較大突破，主要表現在如下幾個方面：
1）關鍵部件的技術水平和質量逐步提高，功能日趨完善，部分零部件的性能指標逐步達到國際先進水平。開發出了高速主軸控制單元、重載導軌、數控回轉工作臺、A/C軸數控銑頭、機械手和刀庫裝置和數字化量儀等部件和樣機，并實現小批量生產規模。
2）中高檔數控系統的研發取得了一定的成果。通過自主研發與國外合作，在中檔數控系統研發上取得很大進展。解決了遠程數據傳輸和坐標聯動的關鍵難題，相繼又開發了伺服驅動系統，形成了系列化和標準化生產。
3）中高檔數控機床研發有了較大的突破，在復合加工、五軸聯動、高速加工和數字設計等方面取得了重大進展。
但與國外先進發達國家相比，差距還很大，還有很長的路要走，其不足主要有以下幾點：
1）自主創新能力還不足，創新成分少，吸收和消化能力差。就目前情況來看，我國只是停留在掌握已有國外的先進技術上和提高國產化率上，沒有形成自主研發和自主創新能力。要改變這種局面，不僅借助國外的先進技術作引導，還必須增強消化吸收能力，否則會更加依賴于國外技術。
2）功能部件發展滯后。由于數控機床是由若干功能部件在立柱和床身上進行組裝而成。其整體和功能部件之間是相互依賴，相互發展的，這些功能部件的發展也在一定程度上限制了數控機床的發展。
3）產品的穩定性、可靠性不高。進口機床的平均無故障時間約為10，000小時以上，國產為3000-6000小時左右。這種差距在一定程度上影響了國產機床在市場上的占有率。
4）網絡化水平和技術較低。目前應用較多的還是NC傳輸、串口通訊技術和紙帶閱讀器，而遠程故障排除、集成化和網絡化水平有限。
5）產品可靠性、服務水平和產品質量等方面不強。國產機床的交貨期、服務和質量等方面與國外的著名品牌差距較大，其數控系統的平均無故障時間差距也很大。另外，服務體系不完善，快速反應能力和成套技術服務滿足不了現在的多元化市場要求。
6）高檔數控機床的需求量較大。尤其對高端數控機床的需求量較大，每年大約有60%的固定資產用于購買機床。在“十二五”期間，隨著汽車、高鐵、航天工業、工程機械等行業投資增速、產業結構調整，對中高端數控機床需求量將繼續增大。據分析，到2020年低中高檔數控機床之比將達到20：60：20，中高檔數控機床年需求量在12萬臺左右。
7）體系結構不夠完善和開放。用戶接口不夠完善，少數開放功能的產品，只停留在試驗和試制階段。
8）創新環境不完善。我國還未形成有利于企業創新的競爭環境，創新動力和創新意識不強。
3 數控機床及技術的發展趨勢
數控技術不僅對傳統的制造業帶來了巨大的變革，而且成為工業化的象征。隨著數控技術的發展和應用領域的逐漸擴大，對國際民生的重要行業產生了極為重要的作用。從目前世界上數控技術及裝備的發展趨勢來看，主要體現在以下幾個方面：
3.1 高精度化、高速化、高效性、高可靠性
世界各工業國家從精密到超精密加工，從微米級到亞微米級，再到納米級發展，以適應現代科技的發展。通過高速化縮短切削時間，來提高生產率，實現高效發展。高的可靠性可以大大降低機床故障率，提高機床壽命。
3.2 開放式、智能化、網絡化
開放式數控系統能在一個統一平臺上，面向廠家和用戶，通過增加、剪切和改變結構對象，實現產品的系列化。智能化主要是對產品質量、驅動性能、編程、人機對話、智能控制、智能診斷等方面實現智能化。網絡化是近年來的一大亮點，這一目標的實現可極大滿足制造系統和制造企業對信息集成的需求，實現虛擬制造和敏捷制造等。
3.3 五軸聯動加工和復合快速加工
采用五軸聯動可實現對三維曲面零件的加工，效率高、加工質量好。但價格較高，編程難度較大，從而限制了五軸聯動機床的發展。由于當前電主軸的快速發展，使五軸聯動的復合主軸頭結構大為簡化，制造難度和成本降低，促進了五軸聯動機床和復合加工機床的迅速發展。我國復合加工機床剛剛起步、國內首臺復合加工機床是由沈陽機床集團與德國MAX-MULLER公司合作生產的車銑復合中心。
3.4 環?；?/p>
隨著環境保護意識的增強，環保的要求也越來越高。不僅在制造過程中不污染環境，在使用中也不產生二次污染。在這種環境下，裝備制造領域對機床提出了無液、無冷卻液、無氣味的環保要求。歐洲已有10%-15%的加工實行了干切削或準干切削，如德國HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技術；美國HARDING的QUEST系列車床；日本原洲公司加工中心采用了液氮冷卻技術；日本富士公司的數控車床采用了冷風冷卻技術。
3.5 新技術規范和標準的建立
開放式數控系統有更好的適應性、擴展性、通用性和柔性。美國、歐共體和日本等國紛紛開始對開放式體系結構的數控系統新技術規范的研究和制定，這預示著數控技術的又一個新的變革時期的到來。我國在2000年也開始對中國的ONC數控系統的規范進行研究和制定。
4 結束語
我國是制造和生產大國，在世界產業轉移中盡量接受前端而不是后端的轉移。一方面，要努力掌握世界先進制造核心技術，縮短與先進國家之間的差距。重視數控人才的培養，加大對數控高端科技領域的拓展，加大經濟的投入，實現由制造大國到制造強國的轉變。另一方面，制造業還是我國就業人口最多的行業，可緩解當前就業的壓力，提高人民的生活水平，保障社會的穩定。
參考文獻：
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[3] 胡俊，王宇晗，吳祖育等.數控技術的現狀和發展趨勢[J].機械工程師，2000（3）：5-7.
高檔數控機床的作用范文2
隨著我國加工制造業的發展，數控機床的應用越來越廣，對數控機床定位精度與重復定位精度的要求也越來越高，傳統的半閉環控制系統也越來越難滿足用戶的使用需求?；诎腴]環控制系統的數控機床具有明顯的缺點:無法控制機床傳動機構所產生的傳動誤差、高速運轉時傳動機構所產生熱變形誤差，以及加工過程中因傳動系統磨損而產生的誤差，而這些誤差已經嚴重影響到數控機床的加工精度及其穩定性。直線光柵尺對數控機床各線性坐標軸進行全閉環控制，消除上述誤差，提高機床的定位精度、重復定位精度以及精度可靠性，作為提高數控機床位置精度的關鍵部件正日益受到用戶的青睞[1]。直線光柵尺分為增量式光柵尺與絕對式光柵尺，安裝絕對式光柵尺的數控機床在機床重新開機后無需執行參考點回零操作，就立刻重新獲得各個軸的當前絕對位置值，可以馬上從中斷處開始繼續原來的加工程序，大大地提高數控機床的有效加工時間。在全閉環的高檔數控系統中已經普遍使用絕對式光柵尺和絕對式光柵編碼器，在西方發達國家采用絕對式光柵位移傳感器的占數控機床的80%，目前國內的全閉環高檔數控機床中采用絕對式光柵傳感器的也接近30%[2]。國際上生產絕對式光柵尺的廠家有德國的HEIDEN-HAIN（海德漢）、西班牙的FAGOR（發格）、日本的MITU-TOYO（三豐）、英國的RENISHAW（雷尼紹）。相比之下，國內目前沒有絕對式光柵尺的產品，但是已經有部分研究所、高校以及企業先后開展了絕對式光柵尺的研制工作，其中中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的研究工作最為突出，其研制出的JC09型絕對式光柵尺樣機實現了與華中數控HNC-818B世紀星加工中心數控裝置對接，并應用在長二機床廠的XH714立式加工中心上[3]。本文將對絕對式光柵尺的工作原理以及絕對式光柵尺的機械結構做相關的研究。
1絕對式光柵尺的工作原理
絕對式光柵尺的工作原理如圖1所示，LED光源發出的光經過透鏡后形成平行光，經主光柵與指示光柵后照射到ASIC光電器件上，將光信號轉換成電信號并通過信號處理器計算出位置值，最后通過通訊接口將位置值輸出到后續設備上。其中主光柵由兩條碼道組成，一條碼道為絕對碼道，即下方不規則的碼道，通過該碼道可以實時讀取絕對式光柵尺的絕對位置；另外一條碼道為增量碼道，即上方周期為20μm的規則碼道，通過該碼道可以實現信號的高細分，提高光柵尺的分辨力。圖2為主光柵的實物圖，上方為增量碼道，下方為絕對碼道。指示光柵由兩部分組成，一部分為增量窗口，由增量碼道組成；一部分為透明窗口。ASIC器件也分為兩部分，上面接收增量信號，下方接收絕對信號。
2結構設計方案
為絕對式光柵尺原理樣機整體結構圖，為絕對式光柵尺原理樣機內部結構側視圖，從圖中我們可以看到，光柵尺主要由尺殼、主光柵、密封條和讀數頭這幾部分組成，其中讀數頭包括照明機構、指示光柵滑架、指示光柵、滑架體與滑架體蓋，讀數頭實物圖如圖5所示。絕對式光柵尺整體采用封閉式結構，鋁制尺殼保護主光柵、讀數頭免受灰塵、切屑和切削液的影響，密封條保持尺殼的密封，同時在滑架體與滑架體蓋間也要加入密封橡膠，防止切削液的滲入。尺殼在制作時采用的是拉制型材的方法，除了滿足讀數頭和主光柵的安裝空間外，盡量做到外形足夠小，型材拉制出來后變形較小，可以滿足使用需求。主光柵粘接在尺殼上，指示光柵粘接在指示光柵滑架上，ASIC光電器件粘接在指示光柵上，后續處理電路固定在滑架體與滑架體蓋中。指示光柵滑架與主光柵間采用五軸承滾動機構，通過五個軸承在主光柵上的滾動，保持其長期可靠的運行，為了保證讀數頭在運行過程中指示光柵滑架與主光柵不發生離位，在這里采用六彈簧的定位機構，分別為兩個拉伸彈簧、兩個壓縮彈簧、兩個扭轉彈簧，壓縮彈簧的作用是通過施加壓力將指示光柵滑架下方的三個軸承壓緊在主光柵上，扭轉彈簧的作用是將側方的兩個軸承壓緊在主光柵上，拉伸彈簧保證指示光柵滑架在縱向上的受力，六個彈簧使得光柵尺的讀數頭具有較強的自適應性。在機床上使用光柵尺時，光柵尺的安裝分為兩種，一種是將尺殼固定在機床的靜止部件上，將讀數頭固定在機床的運動部件上；另外一種是將尺殼固定在機床的運動部件上，將讀數頭固定在機床的靜止部件上，一般選擇第二種安裝方式，因為讀數頭上連接有電纜線，當讀數頭運動時，電纜線也要隨之運動，對排線會有一定的要求，實際使用時可根據機床實際使用環境選擇適當的安裝方式。當尺殼與讀數頭發生相對運動時，尺殼中的主光柵與讀數頭上的指示光柵也發生相對運動，從而進行位置測量。
3結束語
高檔數控機床的作用范文3
【關鍵詞】數控機床 數控系統 電主軸 防護裝置 傳動部件
一、功能部件跟不上發展數控機床將成為空話。
客戶在選擇零部件的時候，不僅側重于零部件的質量和性能，還更注重它的可靠性。也就是說，零部件出現故障的頻率。而這個頻率是指占整機故障的頻率，出現的頻率越小，證明它的性能越好，因為這些因素都會影響整個機床的運轉和工作效率，而對于我國目前數控功能部件產業的發展狀態，還處于一個滯后的階段，這也是我國數控機床發展過程中必須要解決的問題。
二、國內外功能部件水平分析
目前，我國的功能部件生產水平與10年前相比，應該說有了非常大的提高，品種也不繼完善，主要性能和可靠性方面提高較大，價格相比進口產品比較低廉，但生產效率卻遠遠低于國外，生產成本高、周期長、交貨滯后現象普遍存在，因此，在為經濟型數控車配套選擇時較多，但在為高檔數控機床配套的功能部件與國外相比差距較大。
國內數控機床功能部件產品水平較國外產品低主要表現在以下幾個方面：
（一）速度
隨著數控機床高速淪的發展，對功能部件產品也提出了相應要求?；诓牧?、檢測能力、裝備制造能力等方面的條件限制，國內產品在速度方面較國外同類產品要差。例如各類動力卡盤的極限轉速比國外平均低1000-2000r/min。盤體材料、零件制造精度、動平衡差距等因素決定了這種國產動力卡盤的水平。
（二）可靠性
國外功能部件產品開發應用比較早，經驗豐富，再由于技術進步、新材料、新結構的不繼出現與應用，使得產品的可靠性得到了提高，但是近些年來，發生在電器配套件是上的數控刀架故障也占到很大的比例。伺服刀架具有高速和高可靠性的特點，這讓很多的機廠主很是青睞，但在國內還尚未有這樣的電機，而且這種電機在國外的價格和成本都是很高的，不能形成一個產業化，所以要是單靠進口的話是一個難題。但是機床的附件產品的整體可靠性與我國整體的發展水平是相當的。隨著現代技術水平的提高，相信這些問題都會得改善的。
（三） 精度
我國現階段數字產品的精度和穩定性已經得到了很大的提高，與臺灣地區的產品是相當的，但是同其他的日本、德國這樣的工業發達國家還是有距離的?；旧鲜强梢詽M足主機配套要求的?？傮w上性能指標的差距還是大于精度指標的差距，從外觀。手感和噪音這些方面可以體現出來。功能部件的整體性能不是單靠其中的一個方面就可以體現的，是需要“精度指標”和“性能指標”都達到的情況下，它才能發揮應有的作用。很多廠家現在會有這種情況出現，產品出廠的檢驗是合格的，但是客戶在使用的時候，確很不滿意，達不到主機裝配的要求，這主要就是我們過分的強調“性能指標”而忽略了“精度指標”。所以很多廠家在選擇功能部件上就是采用進口的，雖然說我國的功能部件在市場上已占有一定的份額，但是主機配件采用進口的還是占有相當大的比例。在一些高精端的機床上這種差距更是明顯、
三、功能部件的市場情況
以幾種主要功能部件為例：
（一）數控系統：
我國數控技術起步于1958年，近50年的發展，奠定了數控技術發展的基礎，基本掌握了現代數控技術，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。 但橫向比（與國外對比）不僅技術水平、發展速度都有差距，在高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規模生產；自己的品牌效應不足，用戶信心不足。數控技術應用領域拓展力度不強。
（二）電主軸
現在高速加工技術正處在一個迅猛發張的階段，并且在一些航天。航空、汽車和摩托車的模具加工上得到廣泛的應用，這些行業的發展是依靠高速度和高精度的數控機床，那么傳統的滾動軸承主軸結構越來越不能適應這些高精度的數控機床，發達的工業生產大國，已經在是采用電主軸結構，它比傳統的滾動軸承主軸結構更緊湊，速度更快，效率更高。它的原理在于通過交流變頻控制系統，將置于機床主軸部件內部的高速電機獲得所需的工作速度和扭矩，使其效率大大提高
（三）高速滾動功能部件
高檔數控機床另一關鍵功能部件是滾動直線導軌，這項技術的發展比國外的發達國家晚了10年，所以在技術和性能方面與國外的產品差距很大。但是它的優勢在于摩擦阻力小、精度高，安裝方便等，這些是我們努力的目標和方向。
（四）高速防護裝置功能部件
由于數控機床進給速度的不繼提高，相應地對機床防護裝置的運行速度有了更高要求。目前在數控機床上采用的防護裝置主要有下列幾種形式：鋼板伸縮式防護罩、彈性皮腔、鎧甲皮腔、卷簾防護罩等。根據機床的結構形式和防護的部位，可采用不同的結構形式。由于國內對防護裝置的研究起步較晚，現在國內的防護罩生產廠家，產品較單一，運行速度都較低，不能充分滿足機床用戶的各種需求，也不能適應越來越高的速度發展要求，與國外的產品相比還有很大差距。
數控技術的飛速發展，讓人們在追求技術的層次上有了更大的提高。不在原有的產品上自行開發，沿用傳統的做法。而是適應現代市場經濟的發展，將機床的零部件生產形成一個工業產業化。選擇適合企業發展的產品，這樣提高了產品的生產率，縮短了交貨期，也降低了成本，這些都是市場經濟發展的必然結果，我國在設計機床中，應更注重適合的功能部件，注重質量，才能在競爭激烈的市場中或有一席之地。
參考文獻：
高檔數控機床的作用范文4
關鍵詞：數控車床；現狀；發展趨勢
【分類號】：TG659
引言
車床是機械加工中加工量大而面廣的重要設備，而傳統車床普遍存在車削加工工步長，輔助時間多，利用率低等問題。隨著數控技術的發展，數控裝置為數控車床的開發進入全盛時代奠定了基礎。數控車床的普及和應用，打破了傳統的車床類界限，將普通車床、六角車床、單軸自動車床等多種車床的全部或部分工序工作融為一體。極大提高了加工精度，其極強的適應能力也深受用戶歡迎。數控車床和數控技術在整個機械加工工業中已占有舉足輕重的作用，也代表著機械工業的發展水平。
一、 我國數控車床的現狀
數控車床是機電一體化的典型產品，是集機床、計算機、電機及其拖動、自動控制、檢測等技術為一身的自動化設備。目前我國的機床制造技術呈現出品種多樣化、功能專門化、結構模塊化等技術趨勢，這與數字控制器功能的發展和機床自身機構、制造工藝以及加工精度等方面的改進密切相關。同時，數控機床的發展也在逐步適應環境保護和安全方面的發展要求。如今數控技術已被世界各國制造業廣泛采用，大力發展以數控技術為核心的車床制造也已成為各國加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
20世紀30年代，世界上第一臺電子計算機產生，隨著新技術革命的開始，數控車床也隨之誕生。1952年美國研制出第一臺數控機床，幾年后日本成功研制出第一臺數控車床。此后，車床產業步入了數控化。
我國數控車床的發展始于20世紀70年代初。通過30多年的發展，由國內生產的經濟型臥式數控車床成為我國當前的主流產品，以其實惠的價格和較少的設備投入費用，贏得了國內企業的信賴。除此之外，2軸控制的臥式數控車床和立式數控車床等國產產品也受到了用戶的認可，基本能滿足用戶的需要。目前，國產數控車床的品種、規格較為齊全，質量基本穩定可靠，已步入全面發展階段。但是，畢竟我國的數控車床產業與國外相比還不夠成熟，一些較為先進的車床品種的開發與制造與較成熟的國家相比還存在很大差距。因此，我國各大機床廠家則采取與國外著名機床廠家合作、合資、技術引進、樣機消化吸收等措施來提高我國的機床制造水平。于是，對于車削中心等3軸控制以上的中高檔數控車床，國內用戶大部分選用進口產品或合資、獨資企業所生產的產品。經過以上各種發展方式，近幾年，我國在數控技術與裝備的發展方面進行高度重視，取得了較大進步。在通用微機數控領域，特別是以PC平臺為基礎的國產數控系統走入了世界的前列。同時也開發了多個中高檔數控車床新品種。
縱觀我國數控車床的發展歷程，盡管取得了不少成績，但同時也存在不少問題。主要問題有：科技基礎薄弱、自主創新能力不強；低檔產品產能過剩，高檔產品產能不足；產品質量以及可靠能力不足，功能部件發展滯后等?？偟膩碚f，目前我國數控車床技術產業大而不強，需要加大機床主機以及重要元器件的創新力度，同時加大數控系統的開發力度，不斷完善和提高機床加工精度和自動化效率，努力追趕世界先進水平。
二、 我國數控車床未來發展趨勢
隨著數控系統集成度的增強以及網絡化技術和信息化技術的不斷發展，我國數控車床產業呈現出以下發展趨勢。
（一） 高速化與高精度化
高速化、高精度化主要體現在主軸轉速、進給率、運算速度及換刀速度的高效率。目前一些歐洲的高速加工中心主軸轉速已經達到60000r/min，而轉速高達160000r/min的超高速主軸也在研制開發中。因為高速、高精加工技術可極大地提高效率、產品質量和檔次，同時縮短生產周期，從而提高市場競爭能力。
（二） 高性能
隨著數控技術的不斷完善，數控車床也實現多臺集中控制，甚至遠距離遙控。利用計算機技術和網絡通信技術，機床制造商可以建立機床遠程技術支持體系，實現工況信息的傳輸、存儲、查詢和顯示以及遠程智能診斷。為了擴大機床的使用范圍、提高效率，應實現一機多用、一機多能，進一步提高機床的生產效率。
（三） 多軸聯動加工和復合加工
高速高精加工的實現需要配套功能部件的同步支持。因此電主軸、直線電機等也需快速發展。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，可大幅度提高效率。當前電主軸的出現使得5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，制造難度和成本大幅降低，數控系統的價格差距縮小。從而促進了復合主軸頭類型機床的發展。
（四） 高柔性化
柔性是指數控設備適應加工對象變化的能力。我國數控車床將向自動化程度更高的方向發展，將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統。我國的數控車床對加工對象的變化適應能力強，在提高單機柔性化的同時，朝著系統柔性化方向發展。從點（數控單機、加工中心和數控復合加工機床）、線（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段車間獨立制造島、FA）、體（CIMS、分布式網絡集成制造系統）的方向發展。如出現了PLC控制的可調組合機床、多軸數控加工中心、換刀換箱式加工中心。此外，還應兼顧應用性和經濟性方向發展。
（五） 綠色化
隨著人類環境保護意識的逐步加強，各行各業在經濟和效益發展的同時也密切關注著其對環境的影響。因此，當下的數控車床發展必須把環保和節能納入考慮范疇，即要實現切削工藝的綠色化。為了節約資源，減少對環境的破壞，近年來出現了不用或少用冷卻液的干切削或半干切削的數控車床，這類產品節能環保，不僅為用戶所歡迎，更贏得了社會各界的認可。因此，綠色制造是數控車床發展的大趨勢，抓住這一方向，將使我國節能環保車床發展迅速并占領更多國際市場。
結語
綜合上述對我國數控車床發展現狀和趨勢的分析，可知我國數控車床產業大而不強的狀況仍十分明顯。各大企業應抓住“十二五”的發展機遇，不斷改進和完善數控技術，加大創新力度，增強國產數控車床的核心競爭力，樹立自主創新的品牌意識，實現我國數控機床產業由生產大國向生產強國的轉變。
參考文獻：
【1】 謝翠紅、康健，淺析數控車床的改革創新及發展趨向，科技縱橫，2009年5月
高檔數控機床的作用范文5
1數控機床改造的特點
數控改造技術在機械加工行業中的應用越來越廣泛,這主要是由于數控改造有以下幾方面突出特點和優點:
(1)投資額少、交貨期短同購置新機床相比,一般可以節省60%-80%的費用,改造費用低,特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造,只是新機床購置費用的1/3,交貨期短。即使有些特殊情況,如高速主軸、托盤自動交換裝置的制造與安裝過于費工、費錢,改造成本也高2-3倍,但與購置新機床相比,也能節省投資50%左右。
(2)機械性能穩定可靠所利用的床身、立柱等基礎件都是重而兼顧的鑄造構件,而不是那種焊接構件,改造后的機床性能高、質量好,可以作為新設備繼續使用多年。
(3)熟悉了解設備、便于操作維修購買新設備時,不了解新設備是否滿足其加工要求。改造則不然,可以精確地計算出機床地加工能力,另外,由于多年使用,操作者對機床的特性早已了解,在操作使用和維修方面培訓時間短,見效快。改造的機床一安裝好,就可以實現全負荷運轉。
(4)可采用最新的控制技術可根據技術革新的發展速度,及時地提高生產設備地自動化水平和效率,提高設備和檔次,將舊設備改成當今水平的機床。充分利用現有的條件可以充分利用現有地基,不必像購置新設備時那樣需要重新構筑地基。因此可節約費用,降低改造成本,同時也可縮短生產準備周期。
(5)提高產品質量和工效可以解決復雜零件的加工精度控制,加工的產品尺寸一致性好、合格率高、廢品率的、生產效率高。如經濟型數控機床,一般可提高工效3-7倍。對復雜零件而言,難度越高,提高的工效越明顯。此外還可以減輕工人的勞動強度,提高工人素質促進科技成果的普及和應用,為“體力型”向“智能”轉變創造條件。
2提高數控機床改造精度的常見方法
數控機床在設計上要達到高的靜動態剛度,運動副之間的摩擦系數小,傳動無間隙,功率大;便于操作和維修。機床數控改造時應盡量達到上述要求,還應對主要部件進行相應的改造使其達到一定的設計要求,才能獲得預期的改造目的,常見的機床改造方法如下。
2.1修復機床導軌精度
導軌的作用是導向與承載。導軌在空載和在切削條件下運動時,都應具有足夠的導向精度。是機床幾何精度的基礎,所以,機床在改造時,為了達到預期的精度要求,往往必須修復導軌精度。對不同形式導軌,大概修理方法如下:
(1)使用環氧型耐磨導軌涂層修復導軌精度:工作臺導軌的涂層,就是床身導軌的拓印,它的配合精度必然很高,簡化了工藝,縮短了制造周期。應用于機床改造更為便利,效果顯著。
(2)鑄鐵導軌:鑄鐵導軌的精加工是用刮削的方法得到的,刮研顯點為18—25點/平方厘米,同時,必須保證的可靠性。這樣才能盡可能的減小摩擦,以及對位置控制精度的影響。
2.2恢復主軸精度
主軸是主軸組的重要組成部分。機床工作時,由主軸夾持著工件或刀具直接參加表面成形運動,對加工質量和生產率,有重要影響。所以,改造時必須修復主軸的精度。
對于精度超差的主軸拆卸以后應對其進行全面檢查,以便確定修理方案。但大多需要更換主軸軸承、重新調整軸承的間隙調整和預緊。調整后應進行溫升實驗,溫升超過規定值,應減少預緊量。
當主軸軸承重新裝配好后,用千分表和標準檢驗棒,檢查主軸錐孔中心線是否和主軸的回轉中心重合,如果相差較大,則必須用專用的磨頭,重新磨削主軸錐孔,使其回轉中心同主軸的回轉中心完全重合。
2.3修復或更換滾珠絲杠
隨著現代科技的發展,機械制造業正不斷面臨著高速度、高精度等新的挑戰。滾珠絲杠作為當代數控機床進給的主要傳動機構,以其長壽命、高剛度、高效率、高靈敏度、無間隙等顯著特點而得以廣泛應用,成為各類數控機床的重要配套部件,并己實現了標準化、通用化和商品化?；旧犀F代的數控機床都采用了滾珠絲杠,但在改造時,一定要恢復其傳動精度,或干脆更換新的或更高精度的滾珠絲杠,只有這樣才能保證改造后的定位精度,尤其是在半閉環系統中,絲杠不僅要起到傳動作用,還要起到標尺的作用,編碼器只是測量絲杠的轉數,至于工作臺實際行走的距離,相當于開環,只能靠滾珠絲杠本身的精度保證。
2.4利用精密儀器檢測機床精度
可以結合具體的機床改造過程,利用先進的激光干涉儀測量系統,對機床的定位精度進行測量,并利用球桿儀快速檢查機床精度,診斷誤差來源,自動分析機床精度狀態,檢查出反向間隙、垂直度、直線度、周期誤差、伺服不匹配、傳動鏈磨損等,根據檢測結果,進行必要的分析,再結合資金投入、新技術應用等因素確定必要的改造、修理方案。在調整機床參數時,尤其是伺服驅動參數,可根據球桿儀的檢測結果,進行系統優化,使機床參數更合理,系統更穩定。
在改造完成后,利用激光干涉儀對定位精度進行測量,然后,根據情況進行適當的補償,可以大大提高機床的定位精度和加工精度。
2.5減少傳動環節的間隙
一般機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度,數控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床高。在結構上要能達到無間隙傳動,因而改造時,機床主要齒輪必須滿足數控機床的要求,以保證機床加工精度。
如果進給傳動系統中有蝸輪蝸桿傳動,一定要注意,調整好反向間隙,否則,很可能直接影響機床性能。另外,如果進給傳動系統中有同步齒形帶,也必須進行適當的調整或更換,尤其是在采用半閉環系統中,若此部分不在控制環內,將直接影響機床的定位精度。
高檔數控機床的作用范文6
關鍵詞：機床；刀具；發展；產業
1.中國機床產業發展趨勢
1.1.產業發展趨勢
中國機床行業目前產品門類比較齊全、具備一定的技術基礎和制造能力，在強勁市場需求拉動下，產業的上升空間很大。
我國機床產品目前數控化率還比較低，地區和產業發展也不平衡，多種經濟形式長期存在，這些因素都決定未來中國機床市場的中低需求將長期存在。
以研制重型機床、加工中心、數控車床、精密磨床、齒輪加工機床、電加工機床和鍛壓機床為代表的大型企業集團或專業化企業將逐漸形成并得到快速發展。產業的國際化將進一步提高，預計未來十年內進入世界機床百強的企業將增至10家。
隨著國家區域經濟規劃的逐步落實，特別是市場配置資源手段在地區經濟發展中作用的顯現，機床行業的產業布局將呈現地域分布的特點。
1.2 .技術發展趨勢
中國機床行業技術研究模式從被動式到主動創新轉變，研究主體從單一向多元轉變，市場需求成為研究的主要動力。在國家投資繼續發揮導向性作用的同時，企業自籌資金、社會化融資、外資將成為技術投入的重要組成部分[1]。以企業為龍頭、高校和科研院所參與形成的技術創新平臺和同行業企業組成的產業創新聯盟將發揮主導作用。由于研究模式的轉變和研究投入的多元化，中國機床行業的技術研究國際化參與度將顯著提升。浙江主要體現在兩個方面：一是更多的企業開始與國際領先的研究機構或公司合作研究；二是更多的企業有能力為國際機床用戶提供技術服務。
高精度、高速度、柔性化、智能化、綠色制造將成為中國機床行業發展的主要方向。
2.世界機床刀具技術發展成果與趨勢
隨著技術發展，5軸聯動加工技術日趨成熟，東京、北京、芝加哥、漢諾威四大國際機床展覽會上，每屆都展出四五十臺，甚至上百臺五軸聯動機床。各類復合機床紛紛亮相[2]。復合機床包括銑車復合、車銑復合、車磨復合、成形復合加工、特種復合加工等，并出現多主軸、多刀塔的復合機床，加工效率大大提高。
智能化提升了機床的功能和品質，在數控系統上得到了較多體現。在智能化方面具有更強的功能；斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數選用功能。
機器人與主機的柔性化組合得到了廣泛應用，機器人與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、刀具磨床、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產線。
功能部件不斷向智能化、高速度、高精度、大功率方向發展，并取得成熟的應用。如電主軸、全數字交流伺服電機及驅動裝置、力矩電機、直線電機、滾珠絲杠、直線導軌等功能部件的性能指標不斷提高。
發達國家數控刀具制造技術在刀具鍍層技術、刀具材料、刀具結構設計、刀具系統、切削數據庫等方面，都取得了突出成就，使數控刀具提高到一個嶄新的水平。數字化、高精度、智能化、非接觸測量儀器和在線測量技術取得新的進展，新的測量儀器和測量系統不斷出現，以三坐標測量機為代表的精密測量儀器應用擴大；激光干涉測量系統和球桿儀在數控機床幾何精度和運動精度的監測和監控中，得到了廣泛應用[3]。通過計算機技術、通訊技術將數控機床、數控刀具、數控測量系統和加工工件以及相應的信息集成融合在一起，構成數字化閉環切削加工系統，成為計算機集成制造系統的基本單元。
現代數控機床既要高效率、高性能，又要節約能源、低能耗、低污染，加共過程對人友好和宜人化。要從機床的設計開始，材料選用、制造、使用過程直至機床報廢回收，形成“綠色”的全過程。歐盟已經啟動“綠色機床”研究項目，提出機床綠色和能耗標準設想，說明綠色制造技術開始起步。宜人化改進，如流線型外罩，寬敞的航空玻璃視窗；可調角度的控制面板和顯示屏，可調節座椅；通過傳輸技術授權的開關鑰匙，顯示機床工作狀態的可視光帶等，外觀造型簡潔、明快，富于現代感。
3.中國機床產業與世界機床產業的差距
目前，中國機床產業僅僅在規模方面具有相對比較優勢，與機床制造強國相比較，在研發、結構、服務能力等方面都存在明顯的差距。
高性能數控系統和功能部件的發展滯后于主機，并已成為制約數控機床產業發展的瓶頸。自主創新能力不強。基礎、關鍵、共性技術尚未完全掌握，以企業為主體，產學研用相結合，開放式、社會化的研發體系建設尚處于探索階段。中國機床產業還沒有實現由生產制造向服務制造模式的轉型[4]。尤其是工程集成能力弱，為汽車等重點行業核心制造領域提供成套生產線還處于起步階段。
產業集中度不高，企業多而散。主機企業大而不強，小而不精；配套能力弱，產業分工不清晰；與數控機床產業快速發展相適應的產業鏈體系還不夠完善。
高端人才匱乏，尤其是缺少高端數控機床，數控系統和功能部件研發的領軍人才；缺少高級技工；缺少具有國際化視野的復合型管理人才。目前，高端人才不足以成為制約數控機床產業快速、可持續發展的深層次原因。
4.中外機床企業面臨的選擇
合作共贏是中外機床企業所面臨的必然選擇。
合作，既包括中外企業間的合作，也包括國內企業間的合作，既包括主機企業與配套企業之間的合作，也包括企業與高校、科研院所之間的合作。合作領域包括研發與設計、制造、銷售、培訓等各個層面，在未來的10年內，中外企業針對汽車、航空航天、船舶、軌道交通、能源等國家重點核心制造領域的需求，在高檔數控機床、數控系統、關鍵功能部件等領域開展合作。全行業應從不同的角度思考尋求合作的廣度和深度，不應局限于技術、產品、制造層面的合作，應積極探索商業模式間的合作。
參考文獻：
[1]肖明，熊清平. 從EMO2009歐洲國際機床展看現代數控系統的發展方向[J]. 制造技術與機床，2010（2）.
[2]張康. 第十屆中國國際機床展覽會特種加工機床評述[J]. 電加工與模具，2007（3）.
