数控技术大作业
专 业 班 级
班 级 序 号 24
学 生 姓 名
2015 — 2016 学年 第2学期
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我国数控产业的现状及发展
摘 要
数控技术是先进制造技术的核心，是制造业实现自动化、网络化、智能化、复合化的基础。随着科学技术的发展，数控技术发展也越会越快，它所需考虑和处理的技术与非技术问题也就越来越多。数控技术发展应根据我国的实际情况，制定符合国情的总体发展战略，朝着高速高精度化、开放化、智能化、网络化、柔性制化、集成化方向发展。
关键词：自主创新；功能部件；高速；柔性
一、数控技术的特点
数控技术是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切结合的机电一体化高新技术，是现代集成制造系统的重要组成部分。其主要特点为: 1) 能高质量地完成一般机床难以完成的复杂零件和曲面形状的加工； 2) 能方便地改变加工工艺参数(如切削用量)，因而利于换批加工和新产品的研制；
3) 可实现一次装夹工件完成多道工序加工，从而确保高质量的加工精度，同时又减少了辅助时间；
4) 采用模块化标准工具，既减少了换刀和安装时间，又提高了工具标准化程度和工具的管理水平； 5) 便于实现计算机辅助制造。
二、我国数控机床的发展现状
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1.取得的成就
1) 中高档数控机床的开发取得了较大进展，在五轴联动、复合加工、数字化设计以及高速加工等一批关键技术上取得了突破，自主开发了包括大型、五轴联动数控加工机床，精密及超精密数控机床以及一大批专门化高性能机床，并形成了一批中档数控机床产业化基地。
2) 关键功能部件的技术水平、制造质量逐年稳步提高，功能逐步完善，部分性能指标接近国际先进水平，形成了一批具有自主知识产权的功能部件。开发出了高速主轴单元、高速滚珠丝杠、重载直线导轨、高速导轨防护装置、直线电机、数控转台、刀库与机械手、A/C轴数控铣头、高速工具系统、数字化量仪等高性能功能部件样机，其中有的品种已实现小批量生产。
3) 中高档数控系统开发研究与应用取得一定成果。通过自主研发或与国外开展技术合作，在中档数控系统的开发和生产上取得明显进展。初步解决了多坐标联动、远程数据传输等技术难题；为适应数控系统的配套要求，相继开发出交流伺服驱动系统和主轴交流伺服控制系统，并形成了系列化产品。
1.存在的不足
1) 高档数控机床的国内供应能力不足：
尽管我国机床行业近年来取得了长足的发展，数控化率稳步提高，但机床消费和生产的结构性矛盾仍然比较突出。目前，国内对中高档机床的需求量逐渐超过低档机床。但国产数控机床以低档为主，高档数控机床绝大部分依赖进口。 2) 自主创新能力不足：
长期以来，我国机床制造业的基础、共性技术研究工作主要在行业性的研究院所进行。能力薄弱，技术创新投入不足，引进消化吸收能力差，低水平生产能力过剩，自主创新能力不高，缺乏优秀技术人才。虽然国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等
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获得了一些先进数控技术，但缺乏对基础共性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，企业的市场响应速度慢。 3) 产品质量、可靠性及服务等能力不强: 国产机床在质量、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。在质量方面，国产数控系统的可靠性指标MTBF与国际先进数控系统相差较大。国产数控车床、加工中心的MTBF与国际上先进水平也有较大差距。在交货期方面，绝大多数企业由于任务重拖期交货。服务体系不健全，在市场开拓、成套技术服务、快速反应能力等方面不能满足市场快节奏和个性化的要求。 4) 功能部件发展滞后: 整体上，我国机床功能部件发展缓慢、品种少、产业化程度低，精度指标和性能指标的综合情况还不过硬。目前，滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低档数控机床的配套需要。衡量数控机床水平的高档数控系统、高速精密电主轴、高速滚动功能部件等还依赖进口。
三、我国数控机床的发展策略
以轿车制造业为代表的汽车及其零部件制造业、以航空航天为代表的高新技术产业的加速发展，为机床制造业带来了巨大商机。同时，要满足我国重大基础制造和国防工业领域对高档数控机床的巨大需求，摆脱对国外高档数控机床的依赖及垄断，必须突破高档数控机床及相应高性能功能部件的关键技术。我国数控机床的发展需要以市场需求为导向，主机为牵引，统筹考虑数控系统与功能部件、关键部件与主机，推行数字制造；以功能部件为基础，以共性技术为支撑，加速振兴我国机床制造业。
具体在以下方面：
1) 提高数控机床产品的自主开发、制造能力
对于我国这样一个制造业大国，必须快速提高数控机床产品的自主开发、制造能力。共性和关键技术攻关必须与数控机床和功能部件的基
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地建设有机结合，要以高档数控机床发展为主攻目标，提高整机可靠性和产业化水平，提高国产数控系统和关键功能部件的配套能力，特别是要提高在国产中高档数控机床中的配套能力；加强数控机床基础开发理论的研究、基础工艺技术研究及应用软件开发，搞好行业标准和专利工作，为数控机床产业发展夯实基础。 2) 以功能部件为基础，以关键共性技术为支撑
数控系统、功能部件、关键部件是发展高档数控机床的基础，当前我国在这方面发展十分薄弱，已成为制约数控机床发展的瓶颈，必须加快发展，提高专业化、批量化生产技术水平和能力。产品的发展和自主创新能力的提高必须依赖于核心技术的掌握，依赖于共性技术的支撑。基础技术研究是机床整体水平提高的前提和保障，是机床设计的关键和基础，对于我国机床行业迈上新台阶，解决机床开发中低水平重复和附加值低等瓶颈问题具有重要意义。 3) 加快技术引进与国际合作
为了较快得到最新技术，企业可直接与国外科研院所和国外一流企业合资、合作，以市场换技术，以有限的资金换取无限的发展，实现主流产品生产的高起点、成批量、专业化。在引进与合作过程中，需要加强引进技术的消化吸收与再创新。某些领域，与国外差距较大，国外先进技术有引进的可能，则通过引进技术，加强消化吸收，实现再创新，满足用户的需求。在技术基础较好的领域，集成现已形成一定优势的技术，与用户结合，产学研结合，开发满足用户需要的产品，形成技术创新能力，力求在原始创新上取得突破。
四、数控技术的发展趋势
1.高速、高精加工技术趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
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为此，国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机等均得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
机械零件的高速加工包括零件送进、定位夹紧、刀具快进、刀具工进、刀具快退、工具卸下、质量检测等七个基本生产环节；其切削速度较普通切削快5～10倍。高速加工技术主要以较简捷的工艺流程、较短较快的生产周期进行加工生产。
2.开放化发展趋势
由于传统的数控系统是专用封闭性数控系统，存在兼容性差、技术升级困难等弊端；越来越不适应现代生产系统日益开放的特点，目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC计划、日本的OSEC计划等。数控系统开放化，已经成为数控系统的发展趋势。
所谓开放式数控系统，就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或裁剪结构对象(数控功能)，形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发等，是当前研究的核心。
3.智能化、网络化的趋势
科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用，正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中，配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中，引入提前预测和预
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算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
4.数控技术柔性制化趋势
采用FMS（柔性制造系统）的主要技术经济效果是：能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，从而减少毛坯的库存量，缩短生产周期；提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积；减少劳动力，在少人看管条件下可实现24h的连续“无人化生产”；提高产品质量的一致性。
结束语
我国数控机床的发展需要以市场需求为导向，主机牵引，统筹考虑数控系统与功能部件、关键部件与主机，推行数字制造；以功能部件为基础，以共性技术为支撑，加速振兴我国机床制造业。
致谢
这一学期的生活快要结束了，感谢老师这一学期的陪伴与教导，在数控的启蒙路途中给予的很大的帮助。
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参考文献
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