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高檔數控機床技術范文1
數控系統是數控機床裝備的核心關鍵部件。特別是對于國防工業急需的高檔數控機床，高檔數控系統是決定機床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關鍵因素，而國外對我國至今仍封鎖限制，成為制約我國高檔數控機床發展的瓶頸。
21世紀將是我國國民經濟持續穩定發展的黃金時期，國民經濟建設的高速發展將進一步拉動數控機床的市場需求。預計2010年國內市場數控機床需求將達10萬臺以上，40％以上為中高檔型，消費將達到60-70億美元，將為國產數控系統產業創造廣闊的市場空間。
二、我國數控系統產業市場的現狀
（一）數控系統產業的市場細分
我國數控系統分為三種型級，即經濟型、普及型和高級型。這是根據我國當前市場需求的實際情況，按技術應用不同領域和復雜程度進行的階段性標準來劃分的。
在經濟型數控系統中，國產經濟型數控系統由于適應我國用戶的實際使用水平和機床制造企業數控技術配套要求，得到了廣大用戶的認同，已形成了規模優勢，目前約占到我國整個數控系統市場的60%左右。
國產普及型數控系統市場占有率不斷提高，但外國品牌依然占領國內市場。進入20世紀90年代以來，我國逐步形成了以航天數控集團、機電集團、華中數控、藍天數控等以生產普及型數控系統為主的國有企業，以及北京-法那科、西門子數控（南京）有限公司等合資企業的基本力量。從技術水平上比較，國產普及型數控系統的功能、性能并不差，價格和服務方面還有較大優勢，可靠性與國外系統的差距也已顯著縮小，但依然是國產數控系統最難開拓的市場領域。
在高檔數控系統領域，國產數控系統與國外相比，確實還存在比較大的差距。雖然國產五軸聯動數控系統技術上已經取得了一定突破，但功能還不夠完善，在實際應用中驗證還不全面。國產高檔數控系統的差距，還表現在產品的系列化不全，如伺服電機、伺服驅動從小到大各種規格，國外都有，而我們的規格有限；在高速（快速進給速度40米/分以上）、高精（分辨率0.1微米以下）、多通道數控系統的功能、性能上，國產系統與國外系統有較大差距。我國進口的數控系統基本為德國西門子（SIMENS）和日本法那科（FANUC）兩家公司所壟斷，這兩家公司在世界市場的占有率超過80%。在國內尚無自主知識產權高端數控系統替代的前提下，西門子和發那科擁有絕對的價格優勢。加上高性能數控系統具有超越經濟價值的戰略意義，發達國家對出口我國的數控系統始終有所限制，甚至像五軸聯動以上的高性能數控系統產品絕對禁止向我國出口。
（二）我國數控系統產業的發展目標
國家“十二五”期間的目標是：建立起比較完備的數控系統自主創新體系，具有自主設計、開發和成套生產能力，使我國高檔數控系統總體技術達到國際先進水平。創建國產自主品牌產品，普及型數控系統市場占有率達70%以上，具有較強的國際競爭能力；國產高檔系統市場占有率達到50%以上，主要品種基本實現自給，推動裝備制造業現代化。
結合我國數控系統市場與數控系統產業的發展目標，不難看出，經濟型數控系統市場已趨于飽和，且競爭相當激烈，由于技術水平相差不大，因此多為價格競爭。在普及型數控系統市場已逐步形成幾家大企業的壟斷現象，并且國外數控系統已在市場上占統治地位，很難進入。而在國內，高檔數控系統目前只占整個數控系統的約2%，市場前景相當廣闊，雖然目前大部分的高檔數控系統是國外產品，但依然有大片市場等待開發。競爭機會是平等的，并且有國家政策的支持與鼓勵，數控系統廠商只有抓住這一契機，才能不斷發展自己的技術，擴大市場，為國家高檔數控系統的發展做出貢獻。
三、高檔數控系統市場需求分析
（一）高檔數控系統的市場應用
高檔數控系統可以應用于數控機床的生產，也可以對原有的數控機床或非數控機床進行系統升級、改造。其具體的應用市場為機電行業，包括機械、電子、汽車、航空、航天、輕工、紡織、冶金、煤炭、郵電、船舶等。另外，航空航天、船舶制造、大型電站設備、石化和冶金設備、汽車制造等都是我國機床業的下游產業，都離不開高檔機床，為機床業的發展提供了廣闊的空間。
（二）數控機床市場的現狀
數控機床是利用硬件和軟件相結合，是以電子控制為主的機電一體化機床，充分利用了微電子、計算機技術等高端技術。我國數控機床生產廠共有100多家，其中能批量生產的企業有42家(國有企業30家，民營企業5家，合資、獨資企業7家)，平均年產量40-50臺，幾家重點企業年產量可達400-700臺。
1、國內市場需求。我國數控機床20世紀80年代以來有了迅速發展，平均年產量增長20%以上；數控機床市場消費量從1990年的2588臺增長至1996年的18000臺；目前已是世界數控機床第三進口大國。進入90年代以來，我國數控機床生產企業都經歷了結構調整、轉變機制的艱苦磨礪過程。由于市場結構的變化，使得1997年數控機床市場消費量下降到14329臺。同時由于進口減少，國產數控機床市場占有率上升到45.9%；正是由于結構的變化，才有可能形成產量下降、市場占有率提高的局面。近期，國家為擴大內需，通過加大技改投資和基礎設施建設投資的措施來拉動國內市場消費。在各個主要市場看，轎車、重型汽車等重要車型的銷售量從東向西逐步擴展，轎車個人購買已成為主流。這些行業的發展帶動了機床工具的需求。其次是軍工等需求穩步上升，在航空、兵器等領域，改造將繼續增加，設備需求將進一步深化和擴大。民營企業將進一步滲透到制造業和輕工業，其技術水平和加工能力的提高依賴于裝備的改善。處于“十一五”執行期的高峰，國家重點項目、重點工程、重點任務全面鋪開，市場需求呈現出較高的增長，進一步拉動企業的技術改造和設備更新。近年啟動和續建的重大工程有：三峽右岸的發電機組的制造，西氣東輸中段的全面開工及沿線各省、市的引進工程，南水北調工程，北京、上海、武漢、天津、重慶、長沙等大、中城市的地鐵、輕軌工程、大化肥、大空分、西電東送等工程都會對相關產業帶來市場的需求，而這些產業直接或間接都會使機床工具行業的市場增加份額和力度，為我國數控產業發展帶來新的市場機遇。
2、國際市場需求。從近幾年我國機床出口統計數據來看，數控機床的出口量和出口平均單價逐年上升，國際機床市場的消費主流是數控機床，目前世界數控機床消費趨勢已從初期以數控電加工機床、數控車床、數控銑床為主轉向以加工中心、專用數控機床、成套設備為主，這正是我國機床行業的弱項?！鞍宋濉逼陂g，我國機床工具產品出口開始向全方位、多元化發展。近幾年機床出口多元化發展趨勢更加明顯，由于受東南亞金融危機的影響，1998年我國東南亞出口額大幅降低，但同時開始向南美、中東、荷蘭擴展，對英國、加拿大出口額也較1996年大幅度提高。美、歐、亞是目前我國機床產品出口的主要市場，占我國出口份額依次為1/4、1/5、1/6。在2005年的世界十大機床消費國（地區）中，只有我國臺灣和意大利的機床消費額是負增長和零增長，其余都是正增長。2005年我國的機床消費額高達109億美元，高出第2位的日本33.7億美元，連續四年名列世界首位。世界機床市場整體消費的增加同時預示了數控機床市場的市場容量不斷增加，為高檔數控系統提供了廣闊的市場投放空間。
四、市場規模預算
由于機床下游行業固定資產投資連續幾年快速增長，國內機電產品市場需求年均增長30％，根據數控機床市場的預計，未來5年我國數控機床需求的年均增速在30％以上。
雖然國內市場對數控機床的需求很大，但對高檔數控機床的生產和消費需求依然處于低水平，從2004年的數據看，高檔數控系統占整個數控系統的產量比例為1.5%，比2002年上升了1個百分點。
另外，由于技術等方面的原因，國產高檔數控系統的市場占有率非常小，2006年，國外公司在我國銷售高檔數控系統約占市場份額的99.5％。這就要求國產高檔數控系統廠商必須生產質量可靠，價格適中的高檔數控系統，才能與強勁的外國企業競爭.根據市場分析，可以做出未來五年我國高檔數控系統市場規模預測如表1所示。
五、結論與建議
隨著市場需求的不斷擴大，科學技術的迅猛發展，21世紀將成為我國發展數控系統產業的絕佳時期，提高我國數控系統的技術性和競爭力將大力推動我國制造業的發展，這將是政府與企業共同努力的結果。
在政府政策方面，應充分利用國防軍工行業與機床制造行業的合作平臺，率先在軍工行業推廣使用自主化的高檔數控系統。優先立項支持選用國產數控系統的首臺首套高端數控機床裝備的研制，并在項目中分配專門經費支持所配套的高檔數控系統的研發，推動自主研發的高檔數控系統的應用驗證和市場推廣。在使用財政性資金采購數控機床的項目中，標書中不要指定國外系統，給國產數控系統產品建立公平的市場競爭機制。在滿足同等的條件下，應優先選用國產數控系統產品。同時，支持數控系統廠、數控機床廠和職業院校建立“數控技術培訓與服務中心”，為數控機床生產者培訓操作使用、工藝編程、維護維修人員。另外，政府也可以在技術改革、稅收和金融政策等方面給予扶持，增強高檔數控系統企業綜合實力。
在企業自身方面，應加大在高檔數控系統、全數字交流伺服驅動等核心關鍵技術領域的研發，走產學研相結合的道路，集我國家的財力支持建立由研究機構、大學、系統廠組成的技術聯盟和研發平臺，共同開展數控系統共性與關鍵技術的研發，加速制訂下一代高檔數控系統標準體系結構的規范和協議及相關的技術標準，并在國產數控系統行業內推廣和共享，實現我國數控廠商的共同發展。
總之，國產高檔數控系統的發展關系到我國的產業安全和國防安全，加速產業化步伐，增強自主創新能力，加快高檔數控機床及其功能部件的研發和市場開拓，提高產品質量和服務質量，提高競爭力是我國高檔數控系統產品的努力方向，我們相信在國家的政策和措施的支持下，在全行業自身的不斷努力下，高檔數控系統一定會有更好的發展。
參考文獻：
1、孫斌,楊汝清.基于PC的數控系統的研究現狀和發展趨勢[J].機床與液壓,2001(4).
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3、陳虎.高端數控系統的功能特征和性能特征[EB/OL].中國工控網,2007-10-19.
高檔數控機床技術范文2
這幾年來，機床行業向國民經濟各部門提供了一大批先進適用的數控機床。向航天等國防尖端、造船、大型發電設備制造、冶金設備制造、機車車輛制造等重要用戶提供了一批高質量的數控機床和柔性制造單元。如武漢重型機床廠和北京第二機床廠分別與大連理工大學合作，先后為航天部門提供了大型數字化仿形三軸聯動和四軸聯動控制的數控立車和數控鏜銑床、為打破國外限制，發展國家航天事業作出了貢獻。
研華ARK系列嵌入式工控機在數控機床系統中的應用
項目簡介：采用嵌入工業計算機技術的數控機床具有廣泛的適應性，利用其滿足客戶需求的計算能力以及具有的網絡控制能力，使內嵌嵌入式工控機的機床在加工對象改變時只需要改變輸入的程序指令；提升加工性能比一般自動機床高，可以精確加工復雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復雜的工件，并能獲得良好的經濟效果隨著數控技術的發展，采用數控系統的機床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。
趨勢意義：實現數控機床聯網后，將在數控程序管理和程序傳輸方面有了明顯改善。滿足客戶需要的嵌入式工控機系統ARK系列將為我國制造業作出更大的貢獻!
新型四軸數控車床
項目簡介：根據國內外市場需求而開發的新產品MJ―860DT四軸數控車床。該機是一種采用雙液壓臥式回輪刀架面對面同軸線對置安裝的四軸數控車床，液壓尾座套筒縱向編程移動，有效解決了在車削長套筒類零件并采用內漲式夾具時的快速裝夾效率問題。該機床具有強大的金屬去除能力和高效加工效率，特別適宜長軸類零件和軍工行業大型彈體零件的高效、精密車削。
趨勢意義：以重切削、高剛性、高效率為其顯著特點。該機床的開發成功填補了國內此類數控車床產品的空白。
線路板數控銑床的銑技術
項目簡介：線路板數控銑床的銑技術包括選擇走刀方向、補償方法、定位方法、框架的結構、下刀點。都是保證銑加工精度的重要方面。系統介紹走刀方向、補償方法，定位方法和下刀點，框架及下刀點等。當銑刀切入板材時，有一個被切削面總是迎著銑刀的切削刃，而另一面總是逆著銑刀的切削刃。定位方法可分為兩種；一是內定位，二是外定位。定位對于工藝制定人員也十分重要，一般在線路板前期制作時就應確定定位的方案。內定位是通用的方法。所謂內定位是選擇印制板內的安裝孔，插撥孔或其它非金屬化孔作為定位孔。下刀點和加工順序選擇的好，能使框架保持最大的強度最快的速度。選擇的不好，框架容易變形而使印制板報廢。
趨勢意義：國內先進
機床主軸制動控制方式的改進設計
項目簡介：對機床主軸制動控制方式進行了改進設計，判斷主軸旋轉狀態，不采用延時2．5s，即認定主軸電動機停止旋轉的控制方式，而是實時監控主軸旋轉狀態，當主軸旋轉低于一定轉速時，立即發出主軸停止完了信號。PLC實現主軸能耗制動的控制方法。
趨勢意義：采用改進的控制方式用PLC控制機床主軸的制動，能夠可靠地判別機床主軸的旋轉狀態，避免了機床的誤動作，節約了主軸加工的輔助時間，使機床的保護性能更趨于完善。
數控刨床自動對刀和刀具磨損自動補償方法
項目簡介：研究了結構簡單、操作方便的自動對刀和刀具磨損自動補償裝置。數控刨床自動對刀和刀具磨損自動補償裝置結構非常簡單，由對刀塊、絕緣體和底座三部分組成。整個裝置由底座通過螺釘固定在工作臺上。對刀裝置與工作臺一起通過x向的伺服電機做水平方向的移動，刀具由z向伺服電機控制做上下移動。對刀塊和底座各有一個接線端。該對刀方法具有對刀裝置結構簡單、成本低、操作方便的特點，可以同時解決刀具的自動對刀和刀具磨損的自動補償問題，且對刀和刀具磨損補償的精度高。．
趨勢意義：該對刀方法具有很強的使用性，在刨床數控系統中有較高的推廣應用價值。該對刀方法已在作者研制的刨床數控系統中應用，并取得了很好的使用效果。
全數字總線開放式高檔數控系統
項目簡介：全數字總線開放式高檔數控系統的主要技術指標包括：控制軸數32個；聯動8軸以上，實現5坐標聯動；6個通道；具有16位模擬量伺服接口等15項先進功能。全數字總線開放式高檔數控系統在中國機床產業與數控系統制造技術方面創造了多個第一：數控系統的全集成配套；實際加工工件的總線式數控加工中心；完全自主知識產權和國產化；加工層管理層的網絡化操作；采用最少硬件的開放式高檔數控系統。
趨勢意義：遼寧省科學技術廳和中國機床工具工業協會組織行業專家對上述成果作出鑒定，結論是全數字總線開放式高檔數控系統具有國際先進水平，填補了國內高檔機床數控系統的技術空白。
高速高精度的全功能數控車床QTNl00―Ⅱ
項目簡介：采用先進電主軸技術的QTN 100―Ⅱ，主軸轉速達6000rpm，可適應從低速重載切削到高速高功率的切削；它采用了平滑高增益的伺服控制和高效能的AC伺服電機以實現快速而無震動的加減速，其x軸和z軸的快速移動速度分別達30m／rain和33m／min。該機床配置高速高精度的12位刀塔，高速的刀具交換大幅提高了生產效率，其刀塔單步分度僅需0．18秒。而且，由伺服電機驅動的智能尾架，不但可以方便準確地對位置進行自動控制，還能對尾座的推力進行自動調整。?QTN 100―Ⅱ配備有刀具測量裝置，可通過使用棒料送料器實現成套零件的加工、自動工件收集器等自動化功能選項。此外，機床還配置了MAZAK公司最新的MAZATROL MATRIX數控系統，采用人機對話式的編程方式，具有干涉檢查、智能安全保護、震動抑制和聲音提醒等功能。
趨勢意義：國際先進
大型零件國產數控機床加工生產線開發研究
高檔數控機床技術范文3
摘要:本文對我國數控機床產業的發展現狀、產業的發展特點進行了歸納與總結,并對產業區域分布情況和代表性企業的發展情況進行了描述和分析。
關鍵詞:數控機床 產業發展 特點分析
1、我國數控機床產業發展優勢分析
1.1 中國已成為世界機床第一大產銷國
近年來我國每年推出高端數控機床新品種數百個,數控機年產量平均遞增高達30％左右。五軸聯動數控機床、復合機床等高檔機床已經逐步實現國產化。中小型數控機床用激光器產量居全球第一位,大型工業激光器產量居亞洲第一位。國產數控軟件已經占國內總銷量的70％左右。同時,我國還涌現出了一批數控機床產業基地。依托這些基地,一批本土數控機床加工企業初步實現了跨越式發展。沈陽機床、大連機床連續多年處于世界機床企業排名前列,并逐步提高。另外,在近幾年里,沈陽機床、北一機床等國內多家大型機床企業參與國際并購,對機床強國的多家機床生產企業實現收購或控股,這對提高國產數控機床技術水平,提升中國數控機床企業的國際影響力產生了積極的影響。
1.2 數控技術實現重大突破
中國數控技術近20多年來經歷了引進、消化吸收、自主開發和產業化等階段,產品技術水平有了較大提升,尤其是數控系統,近年來取得了重大突破,涌現出華中數控、大連光洋、廣州數控等企業,形成了一系列高端產品,填補了國內的空白,使國產數控機床的技術水平實現了飛躍式發展。例如華中數控以通用工業微機為硬件平臺、以DOS、Windows為開放式軟件平臺的技術路線,從而避開了制約中國數控系統發展硬件制造可靠性的瓶頸,技術上取得重大突破?，F在該公司具有自主知識產權的中高端數控系統采用基于PC 的新一代開放式體系結構,具有6 軸聯動、全閉環控制、高速高精度加工和網絡通訊等功能,并已成功配置在桂林機床股份公司的5 軸聯動數控龍門銑床上,這一重大技術突破迫使國外放松了對中國5 軸聯動數控系統的限制。
2、我國數控機床產業發展面臨的嚴峻形勢
雖然我國數控機床產業發展勢頭強勁,優勢明顯,但未來產業發展所面臨的形勢依然嚴峻。
2.1 產品結構性矛盾加劇
從近幾年的行業運行數據來看,數控機床產品的結構性矛盾愈加明顯,高檔數控產品缺乏,中小型和普通機床卻已飽和。目前,市場對高檔和大型機床需求量很大,產品供不應求;與之相反的是,中小型和普通機床出現供過于求的現象,庫存有所增加。數控機床產品的結構性矛盾進一步凸現,處理好擴大產能與產業升級、產品升級的關系迫在眉睫。
2.2 核心部件和技術缺失
制約國產數控機床的快速發展的一個重要瓶頸是關鍵功能部件以及核心數控系統的自給不足。2007年,中國金屬加工機床進口總量雖然有所下降,但是龍門加工中心、數控齒輪加工機床、數控折彎機、數控板帶橫剪機和數控沖床等產品的進口確保持著高速增長,并且數控系統、零部件、工具進口依然保持了強勢增長,機床附件進口增長達到50.5%。中國目前快速發展的中高端數控機床對國外功能部件的依賴性很強,國產的功能部件和數控系統研發相對滯后。
2.3 技術壁壘制約我國數控機床產業發展
在出口方面,國內機床企業面臨著新的挑戰,歐盟正在著手研究機床生產和使用中的環保問題,并擬制定相應的能耗標準,這有可能形成新的技術壁壘,對機床企業的國際貿易產生負面影響。不符合能耗或者環保要求的數控機床產品,將難以進入歐盟市場或者被征收高額關稅,甚至在使用過程中也要支付額外費用,對可能面臨的新的技術壁壘,要求企業必須在機床設計、制造和使用階段考慮能耗和環保,實施綠色制造。
3、我國數控機床產業區域特點分析
我國數控機床產業區域分布廣泛,全國各地區都有發展,下面將注重分析東北、華北、華中、華南等區域數控機床產業發展的特點。
3.1 東北地區
沈陽和大連兩市已成為全國數控車床、加工中心的最重要的開發生產基地。沈陽機床和大連機床兩家企業的機床產值占全國機床產值的26%,數控金切機床產量占全國數控金切機床的25.4%,其中數控車床占全國總產量的35%,加工中心產量約產全國產量的21%。
齊齊哈爾是我國重型數控機床的生產基地。齊重數控裝備有限公司的主導產品為大、重型數控臥式車床和數控立式車床;大、重型數控車床產量約占全國大、重型數控車床產量48%,產值約占全國大、重型數控車床產值50%。齊齊哈爾二機床集團特色產品是數控落地鏜銑床、數控龍門鏜銑床和數控多連桿壓力機,大、重型數控鏜床,產量約占全國數控鏜床產量35%,產值約占全國數控鏜床產值30%。
3.2 華北地區
北京主要發展加工中心、數控精密專用磨床、重型數控龍門銑床和數控系統。代表企業有北京第一機床廠、北京機電院高技術有限公司、北京二機床廠有限公司、北京凱恩帝機電技術有限公司、北京航天數控有限公司等。
山東地區主要發展以機械壓力機為主的鍛壓機械和數控車床、高速龍門銑床、龍門加工中心。濟南二機床集團有限公司重點生產薄板沖壓生產線的機械壓力機和數控高速龍門銑床。濟南捷邁數控機械有限公司重點發展數控轉塔沖床、數控激光切割機、數控液壓折彎機等板材加工設備。濟南一機床集團有限公司和威海華東數控有限公司重點發展數控車床和各種數控機床。
3.3 華中地區
華中地區數控機床發展以武漢為中心,武漢重型機床集團有限公司以重型機床為發展重點,重型機床數量占全國重型機床數量11%、產值占全國重型機床產值17%。武重機床為船舶制造業自主研發了CK53100 數控船體坡口加工機床,解決了非正圓殼體隨動加工技術,又為核電設備制造業研發了 CKX53613 數控核電加工專用機床,最近又與二重集團簽訂了一臺世界最大的DL250 型5 米超重型數控臥式車床合同。另外,武漢還是全國最為重要的數控系統生產基地之一,代表企業是武漢華中數控股份有限公司。
3.4 華東地區
華東地區形成我國磨床的生產開發基地,數控磨床產量占全國四分之三。上海機床廠有限公司、杭州機床集團、無錫開源機床集團有限公司3 家企業的磨床產值占全國磨床產值65%,磨床產量占全國磨床產量約42%,其中數控磨床產量占全國數控磨床產量74%。
參考文獻
高檔數控機床技術范文4
關鍵詞：數控機床；改進；措施
如今，我國是世界上最大的數控機床設備消費市場，據相關數據顯示，2012年1～11月，我國數控機床進口額為42.09億美元。但是我國的機械制造業還不先進，數控機床設備在性能，可靠性，生產率和核心技術等方面與發達國家還有一段距離，特別一些數控機床的技術和零件還需要依賴于進口。國內數控機床存在功能部件性能差，核心技術缺乏，產品水平低等問題，因而我國數控機床設備亟需采取改進措施。
1.提高功能部件自主開發能力
在與發達國家多年的技術交流、引進和吸收，我國數控機床設備的發展有了明顯的改進。然而，我國關鍵零部件的生產依然依賴于進口，這就產生了數控機床設備盈利低、缺乏競爭力的問題。針對這一現狀，提高數控機床關鍵零部件的自主開發能力是最基本的措施。為提高我國數控機床產品的自主開發能力，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》設立了“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技專項。此專項以提高數控機床可靠性和產業化水平，提高國產功能部件性能為目標，為數控機床產業發展打下堅實基礎。
2.加強核心技術的開發和研究
在數控機床設備改進中，數控系統是關鍵部分。一直以來，我國數控機床核心技術嚴重缺乏，90%需要從國外引進。國內中、高端數控機床制造業，多數以組裝和制做為主，如在上海設廠的“機床巨頭”德國吉特邁機床集團，其核心技術都依賴于發達國家。數控機床核心技術的缺乏直接影響到我國的機床設備產業的發展，因而加強核心技術研發是發展數控機床的必要條件。首先，我國要不斷進行核心技術的研發，鼓勵科研機構和企業機構的自主開發。其次，學會在交流中吸收，在吸收中創造。例如，在機床零件配套和制作方面可以學習德國的先進技術，在數控系統的開發方面可以參考美國的最新理念，并在學習交流中創新并研發出屬于我國自身的核心技術。
3.注重創新能力平臺建設
所謂創新是競爭中取勝的根本，是行業發展的基本推動力。在數控機床設備的發展中，技術的創新性是設備滿足市場需要的關鍵。在國內，許多企業忽略了數控機床技術創新的重要性，盲目跟隨國際技術潮流，沒有個性化的技術，這導致無法滿足市場的需求。因而，在面臨數控機床市場需求逐漸增加的情況下，企業應該重視市場動向，提高創新能力。“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技專項提出注重“創新能力平臺建設”，期中包括注重核心技術與裝備的創新。遵循“在創新中求發展”的理念，數控機床技術才會有顯著的提高，才能在國際機床市場提供良好的競爭條件。
4.創造良好的工作環境
對于數控機床設備來說，穩定性、可靠性是兩個重要的運行指標。現實中，數控機床多數在較惡劣的電磁環境中使用。為了保證機床的正常運行，抗干擾度是非常必要的。解決電磁干擾的改進措施有：
4.1.利用電源濾波器抑制電磁干擾。電源濾波器可以過濾進入設備中的噪音，以防止機床被噪聲污染，從而抑制電磁干擾。
4.2.利用隔離變壓器來供電。隔離變壓器實現電路與電路間的電氣隔離，從而隔絕電流帶來的設備與設備之間的干擾，其效果良好。
4.3.利用感性負載吸收噪聲。感性負載在斷電時會產生強烈的脈沖噪聲，影響設備的正常運行，感性負載可以采用并聯電阻、壓敏電阻、穩壓管等吸收噪聲。
5.建立完善的管理機制
如今，許多數控機床都存在“壞的快”的問題，如何"管好、使用好、維護好"數控機床設備，是許多企業非常重視的問題之一。數控機床不能像普通機床設備工作時，可以自由的根據工作中存在的問題進行人為的調整，數控機床技術復雜，在機床維護和編程技術方面要求較高，因而建立安全的管理機制非常重要。
建立完善的管理機制，首先，要提高對操作者、維修人員、管理人員、檢驗人員等的管理和培訓。例如，對于維修人員需要培養其專業的知識能力和分析判斷能力；檢驗人員要求能夠通過數控機床的組裝，參數調整等信息預測數控機床的生產質量；操作者要求對機床的調整和在線操作熟練掌握；管理人員要具備專業的知識積累，了解數控機床設備的特點和過程控制。其次，要防止設備的超負荷運轉，合理分散設備的工作量，達到設備的合理工作。 另外，科學組織生產，解決生產力不平衡問題。這主要從生產組織管理的角度入手，提高數控機床設備的工作率，合理安排設備的生產節拍，合理分配設備的生產任務。最后，及時維修設備的故障和處理問題。在數控機床工作時，設備出現故障是正常現象，那么及時處理才能避免問題越來越嚴重。
6.結語
數控機床是一門技術性強的應用性工程，在工業制造方面有著舉足輕重的地位。隨著社會生產力和科學的不斷進步，數控機床在逐步改進的同時還存在許多的問題。為解決這一現象，在數控機床的改進中，要注重功能部件、核心技術、創新能力、工作環境和管理機制建設，才能真正實現數控機床進一步的改進。
參考文獻：
[1]陳虎；于德海；；數控技術全面支持高速復合機床精度的提升[J]；世界制造技術與裝備市場；2010
高檔數控機床技術范文5
關鍵詞：數控機床；主傳動；功率缺口；LINGO
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）35-0267-03
Study on Optimal Design of Multi-gearTransmission Ratio in the Main Drive of CNC Machine
WANG Dong
（Chongqing Industry & Trade Polytechnic， Chongqing 408000， China）
Abstract： This paper has analyzed the reasons that are the main drive multi-gear variable speed graph of CNC machine and generate power gap， established a kind of mathematical model， that is the main drive system of CNC machine can`t produce power gap， can solve the transmission ratio of multi-gear transmission system. As the sample of XH718 vertical machining center main transmission system multi-gear transmission ratio distribution， verify the correctness of the model by using LINGO software application.
Key words： CNC machine； main drive； power gap； LINGO
數控機床主傳動系統一般采用齒形同步帶聯接、電機直聯主軸聯接和齒輪變速箱聯接等方式。在大中型機床中，為了獲得較大的恒功率范圍和低速大扭矩一般采用齒輪變速箱聯接實現分段無級變速，若參數選擇不當，通常會產生一定轉速范圍內的功率損失現象，即功率缺口，在功率缺口轉速范圍內，主軸電動機功率無法達到其額定功率，輸出扭矩也會急劇減小，因而功率缺口的大小直接影響主軸的機械特性。
1主傳動系統出現功率缺口的原因及常規判定有無功率缺口的方法
主傳動系統出現功率缺口的根本原因是高速檔額定轉速大于了低速檔的最高轉速，導致實現無級變速時轉速處于低速檔最高轉速到高速檔額定轉速之間的轉速范圍，需要讓電機轉速下降至電機的額定轉速以下來滿足無級變速的要求，而主軸電機的特性是額定轉速以下為恒扭矩區，功率線性上升（見圖1），從而出現在這一轉速范圍內，電機功率無法達到最大而出現了功率缺口。如圖2所示：
為保證設計的系統無功率缺口，通常需要保證高速級與低速級速比設定為：
[低速級時的最高轉速高速級時的最高轉速=電機額定轉速電機最高轉速=13～14]
如若系統的速比無法滿足，則系統會出現功率缺口，此時需要增加中速級，而往往中速級使用測試法進行選擇，導致轉速范圍有部分重疊。
2主傳動多檔變速不產生功率缺口數學模型的建立
根據主傳動系統出現功率缺口的原因可知，要確保主傳動系統無功率缺口，需要保證在轉速圖中（圖3），高檔位額定轉速低于低檔位最高轉速，故可選擇低速檔最高轉速與高速檔額定轉速之差最小為目標函數，傳動系統機械和幾何尺寸要求為約束進行建模以求得各傳動參數。由于在數控機床轉速范圍較寬情況下，一般采用高中低三檔變速，故在此以三檔變速為研究對像進行數學模型的建立。
[n2
高檔額定轉速小于中檔最高轉速，即：
[n3
故目標函數可以確定為：[min=n4-n2+n5-n3]
同時式（1）和式（2）作為目標函數的約束以保證轉速范圍重疊最小和無功率缺口。
由系統的機械結構、幾何尺寸和設計要求，需要增加以下約束：
根據結構和尺寸可以確定各傳動齒輪副的齒數，即：
[z1+z2=p1]
[z3+z4=p2]
[z5+z6=p2]
[z7+z8=p2]
其中：[zi i=1，2 ， zi∈z 電機軸初次減速齒輪副齒數；]
[zi i=3，4，…，8， zi∈z低中高檔減速齒輪對的齒輪副齒數；]
[p1為將機軸初次減速齒輪副的齒數和可根據中心距換算。]
[p2低中高檔減速齒輪副的齒數和可根據中心距換算。]
根據漸開線齒輪的要求和實際的需要，需要保證各齒輪齒數的最小值，即：
[zi>ki i=1，2，…，8 ki表示各齒輪應達到的最小齒數]
保證系統的主軸額定轉速滿足設計需求和達到設計要求的最高轉速：
[|n1-ndrated|
[0
其中：[ndrated為設計的主軸額定轉速]；
[ndmax為設計的主軸最高轉速]；
[c1 為設計的主軸額定轉速與計算出的額定轉速之允差]，常數，可根據實際情況適當調整；
[c2為設計的主軸最高轉速與計算出的最高轉速之允差]，常數，可根據實際情況適當調整；
最終得到如下數學模型：
[min ：n4-n2+n5-n3]
[s.t. n4=nmaxz1z2?z3z4]
[n2=nez1z2?z5z6]
[n5=nmaxz1z2?z5z6]
[n3=nez1z2?z7z8]
[n2
[n3
[z1+z2=p1]
[z3+z4=p2]
[z5+z6=p2]
[z7+z8=p2]
[zi>20 i=1，3，5，7]
[|n1-ndrated|
[0
[zi∈z，i=1，2…8 ]
3案例應用
3.1設計原始數據
某公司XH718立式加工中心，主軸電機為FANUC [α15]電機，要求采用齒輪變速箱實現多檔變速，提高扭矩，無功率缺口，主軸額定轉述180rpm，最高轉速3600rpm，其電機軸通過一對齒輪減速后傳遞到滑移齒輪軸進行換檔調速，其齒輪模數為4，中心距分別為：152mm（電機軸與滑移齒輪軸）和190mm（滑移齒輪軸與主軸）。求各檔位傳動參數。
3.2模型參數確定
根據設計原始數據可知：FANUC [α15]電機，額定轉速1500rpm，最高轉速7000rpm，[故nmax]取5000[rpm]（電機最高轉速為7000[ rpm]，考慮齒輪最高線速度限制，最高使用5000[ rpm]），[ne]=1500[ rpm]，[p1=76mm]，[p1=95mm]，主軸設計的額定轉速和最高轉速分別為[ndrated]=180[ rpm]和[ndmax]=3600[ rpm]，一般應首先滿足額定轉速，所以在此取c1=5，c2=100，即，計算出來的參數保證額定轉速和設計要求額定轉速相差最多為5[ rpm]，而最高轉速的誤差為0～100[ rpm]。
3.3求解及結果分析
LINGO軟件是美國Lindo公司推出的求解最優化問題的專業軟件包，在求解各種大型線性非線性和整數規劃方面有明顯的優勢，LINGO軟件內置建模語言，提供幾十個內部函數，從而以較少語句較直觀的方式描述較大規模的優化模型而且軟件運行速度快，計算結果準確，可以方便地從其他軟件獲取數據，是解決優化問題的最佳選擇。在本例中，根據所建立的數學模型，代入相關參數，按照LINGO軟件特定的語法進行編程計算求解，其結果如下：
[轉速重疊：295轉；主軸額定轉速：ndrated=181rpm；]
[主軸最高轉速：ndmax=3686rpm；]
[電機軸減速齒輪齒數比：z1z2=2056；]
[低檔齒輪齒數比：z3z4=2471；]
[中檔齒輪齒數比：z5z6=3758；]
[高檔齒輪齒數比：z7z8=6431；]
從圖五可以看出，計算結果滿足設計要求，主軸額定轉速181rpm，最高轉速3685rpm，在主傳動變速范圍內無功率缺口，轉速重疊范圍295轉，是滿足設計要求且重疊最少的方案。計算出的最高轉速比設計要求高85rpm，可通過電氣參數設置，將最高轉速限制在3600rpm。
4 結語
本文以數控機床主傳動轉速范圍重疊最小為目標函數，機械結構和幾何要求為約束建立了數控機床主傳動不產生功率缺口的數學模型，能夠有效方便快速求得各齒輪的齒數和各檔位速度，并可推廣應用到不同檔位數的傳動系統設計。
參考文獻：
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高檔數控機床技術范文6
關鍵詞：數控機床；發展；趨勢
引言
從20世紀中葉數控技術出現以來，數控機床給機械制造業帶來了革命性的變化。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現代化以及經濟效益的提高。數控機床是一種高度機電一體化的產品，
適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發展的重要裝備。
1.我國數控機床的現狀
我國數控技術的發展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數控產業發展迅速，1998--2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3% 34.9%。盡管如此，進口機床的發展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，但進出口逆差嚴重，國產機床市場占有率連年下降，1999年是33.6%，2003年僅占27.7%。1999年機床進口額為8.78億美元（7624臺），2003年達27.1億美元（23320臺），相當于同年國內數控機床產值的2.7倍。國內數控機床制造企業在中高檔與大型數控機床的研究開發方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。由此可以看出國產數控機床特別是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產數控機床的研究開發深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數控系統生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。
2.數控機床發展趨勢
2.1智能、高速、高精度化
新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部件（如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統等）主軸轉速達15，000r/min以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化度日趨提高。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005 mm（ISO 標準、統計法），就是一臺高精度機床，在0.005mm（ISO 標準、統計法）以下，就是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造（CAM）系統的發展，精密度已達到微米級。
2.2 功能復合化
復合機床的含義是指在一臺機床上實現或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特點可分為工藝復合型和工序復合型兩類。工藝復合型機床如鏜銑鉆復合――加工中心、車銑復合――車削中心、銑鏜鉆車復合――復合加工中心等；工序復合型機床如多面多軸聯動加工的復合機床和雙主軸車削中心等。采用復合機床進行加工，減少了工件裝卸、更換和調整刀具的輔助時間以及中間過程中產生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產品制造周期，提高了生產效率和制造商的市場反應能力，相對于傳統的工序分散的生產方法具有明顯的優勢。加工過程的復合化也導致了機床向模塊化、多軸化發展。德國Index公司最新推出的車削加工中心是模塊化結構，該加工中心能夠完成車削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復雜零件的全部加工。隨著現代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯動數控機床越來越受到各大企業的歡迎。
2.3設計、制造綠色化
綠色設計是一種綜合考慮了產品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環境特性和資源效率的先進設計理論和方法。它在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，從而使得產品在整個生命周期中對環境的負面影響最小，資源利用率最高。數控機床在設計時要考慮：綠色材料設計；可拆卸性設計；節能性設計；可回收性設計；模塊化設計；綠色包裝設計等。綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源消耗的現代制造模式，通過綠色生產過程生產出綠色產品。數控機床在制造時要考慮：節約資源的工藝設計；節約能源的工藝設計；環保型工藝設計等。隨著世界經濟的迅速發展，尤其是國內改革開放以來工業化程度的加快，所帶來的環境污染問題越來越嚴重，環境保護的呼聲越來越高，環保問題已經成為各國經濟可持續發展的制約因素之一。數控機床作為裝備制造業的核心，能否順應環保趨勢，加大綠色設計與制造的研制，將是影響經濟發展的重要要素之一。
