1数控技术现状与发展趋势

专家讲座课程报告

题目名称：数控技术

学院：机械工程学院

专业年级：机械设计制造及其自动化12级

姓名：任庆贺

班级学号：机制12-2-11

授课教师：范久臣

二Ｏ一五年十一月十三日

1数控技术发展现状 (1)

1．1国外数控技术发展现状 (1)

1．2国内数控技术发展现状 (3)

2数控技术发展趋势 (6)

2．1高速、高精度化 (7)

2．2智能化、开放式、网络化 (7)

2．3环保化 (8)

2．4采用五轴联动加工和复合快速力 (9)

2．5重视新技术标准、规范的建立 (9)

3对我国数控技术和产业化发展的战略思考 (10)

4自身发展 (10)

1数控技术发展现状

1．1国外数控技术发展现状

20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计

算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发

展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50 个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。“十五“刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投

入6．8亿元，用于对1．2－1．8万台机床的数控化改造。目前，

国际上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司，1年生产5万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占15％以上，再次是德海

德汉尔、西班牙发格、意大利菲地亚、法国的NUM、日本的三菱、安川。

国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控

集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方

达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还

没有超过300～400套。

国外具有世界影响力的机床公司有很多，在此重点介绍以下几家。

(1)日本山崎马扎克公司开发出了2种可使用长镗杆切削工件的复合加工机床，一种是以卧式车床为原型，与卧式加工中心(MC)组合而成的卧式复合加工机床“INTEGREXe一650HII”；另一种是以立式车床为原型，与立式MC组合而

成的立式复合加工机床“INTEGREXe一1060V／8IIRAM”。

INTEGREXeII系列装载了MAZATROLMATR以IX及各种新功能，以MarkII

为名称，是对2l世纪的制造工厂带来革命性冲击的划时代的复合加工机。其主

要特点是主轴最高转速1600r／min，快移速度40m／min，刀具库容量40把，

刀具更换时间(刀到刀)1．8s(刀具质量20kg以下)。

新的卧式复合加工机床在MC端的主轴轴头上安装一个带有长849mm镗杆的“长镗杆架”。该镗杆架自顶端起依次由刀具、长柄和刀架组成。该镗杆架的后端有4个固定位置，由操作人员将其装在MC一侧设计有相同固定位置的主轴轴

头上。MC一侧的主轴除从机床正面观察处于纵深方向的y轴外，还有一个B轴(位于l，轴四周的轴)。l，轴的可动范围为650mm，B轴的转动范围在1800以上。长镗杆架与MC一侧的主轴轴头的上述动作联动。

在由车床主轴(工件主轴)固定的工件外周上能够加工任意角度的轴孔。而且还能在最后形成的轴孔内径上切削沟槽等。

而立式复合加工机床并没有在MC主轴轴头上安装用于镗杆加工的刀架，而

是沿着机床立柱在主体垂直方向安装一个供镗杆使用的柱塞。这种柱塞具有900 mm的行程，固定在镗杆杆头上的刀具在工件内面可达到900mm的深度。同时还

配备供钻孔加工工具专用的自动工具更换装置(ATC)，从进料斗中准备的6种工

具中选择并固定所使用的工具的工作由ATC自动完成。该ATC是在MC一侧的ATC 之外另外设计的。

立式复合加工机床采用由MC主轴和钻孔柱塞组成的“双头”结构。因此，在其中一方进行切削的过程中，通过让另一方移至可动范围之外处于待机状态，防止二者相互干扰。

(2)美国法道VMC4020C机床是由上海法道机床有限公司严格按照美国法道

公司的技术标准在国内组装生产。其具有16．8kW(22．5hp)强大的主轴电动

机在全转速范围内提供稳定的扭矩输出。主轴采用无齿轮双速电子调速系统，更宽的调速范围提供更好的运行特性。主轴转速最高可达到7500r／rain。采用

获得专利的刀柄拉杆机构，确保刀具在强力切削中的锁紧。无论是切削钢件还是铝件，都保证其有充分的动力，既可重切削又可高速切削。剐性攻丝在150～1500 r／min高速下可保证螺矩和深度精度，且不须额外配备攻丝夹头。床身采用整

体铸造，内部遍布网状加强筋结构。重型铸铁的矩型导轨提供更大的接触面，实现最佳的减振性能和刚性。伺服电动机采用世界名品BALDO电动机，高达16900 N的轴推力，有着高的安全可靠性。机床全部采用直径达到40mm的日本精工滚

珠丝杠，在低速下提供工作台的高速移动，延长丝杠寿命，允许长时间重载运行。工作台的承载能力可达到1700kg。加高的z轴立柱，有着长达711mm的垂直

行程。主轴端面到工作台面距离可达102～813nun。可容纳21把刀具的全封闭

刀库，最大刀具直径(邻位无刀具)可达到152mill，刀具最大重量可达6．8kg。

(3)CNC6132／40数控车床配备西门子(SINU—MERIK801)系统和交流伺服单

元，采用自动刀架及手压式润滑系统。该机床床身导轨采用超音频淬火工艺，最大工件回转直径为400mill，耐磨性强，精度保持性好；主轴系统结构先进，

回转精度高，抗振性好，主轴转速范围100—1600r／min，具有运行平稳、工

作可靠、精度高、功能丰富、操作方便、应用范围广等特点，能自动完成开深槽、坯料去除、螺纹车削、深孔、弹性攻丝等，都可以通过固定的车削循环以及丰富的编程指令集来实现。适合于多品种、中小批量产品的加工。

(4)德马吉(DMG)公司生产的CTX310ECO通用车床其主轴驱动在无级可调情

况下，转速可达5000r／min，输出功率为llkW，扭矩为112N·Ill，可为书51—200mm直径范围的高要求车削操作提供最佳的前提条件。在此，主轴上的

直接测量系统与可供选择的法那科或西门子提供的高端CNC控制器相结合，提供最高的定位精度。

此外，在标准配置中就已拥有德马吉的创新产品——1个带有12个刀位的VDI30刀塔，其中的6个刀位可以选配动力刀具并配置C轴。除此之外，用于

轴加工的可编程移动的尾座也包含在标准配置中；标准配置中还包括在所有轴上用于保证工艺稳定性及工件加工精度的直线滚动导轨。每根轴均配有数字驱动装置，它使x轴的快移速度可达到24m／min，Z轴的快移速度可达到30m／min。

在操控方面，无论是CTX310ECO还是CTX510ECO，都采用西门子和发那

科的高科技三维CNC数控系统，同时还提供最大可达15英寸的彩色LCD操作显示器，标准键盘和电子控制手轮。除了在任何情况下都极具说服力的硬件配置，CTX310ECO和CTX510ECO外，还有若干在现场信息领域内支持操作人员对车

床进行舒适操控的软件，其中包括整合在西门子控制系统中的ShopTum图形化编程软件以及法那科控制系统中的ManualGuidei图形化编程软件。ECO系列产

品在操控方面的其他过人之处在于强大的刀具管理以及直观的图形界面设置，还具有强大的图形界面故障诊断功能。

1．2国内数控技术发展现状

我国数控技术起步于20世纪50年代末期，经历了初期的封闭式开发阶段，“六五”、“七五”期间的消化吸收、引进技术阶段，“八五”期间建立国产化体系阶段，“九五”期间产业化阶段，现已基本掌握了现代数控技术，建立了数控开发、生产基地，培养了一批数控专业人才，初步形成了自己的数控产业。目前，较具规模的企业有广州数控、航天数控、华中数控等，生产了具有中国特色的经济型、普及型数控系统。经半个世纪的发展，产品的性能和可靠性有了较大的提高，逐渐被用户认可，在市场上站稳了脚跟。但是由于系统技术含量低，产生的附加值少，不具备与进口系统进行全面抗衡的能力，只在低端市场占有一席之地，还不能为我国数控产业起到支撑的作用，与国外相比，还有不小的差距。主要问题有以下几方面：

(1)技术创新成分低、消化吸收能力不足目前我国数控技术的研究主要还是

依照国外开发的一些模式按部就班地进行。真正创新的成分不多，对国外技术的依赖度较高，对所引进技术的消化依旧停留在掌握已有技术和提高国产化率上，没有完全形成产品自主开发能力和技术创新能力。技术引进是加快我国控技术发展的一条重要途径，但引进的技术要实现从根本上提高我国数控技术水平，必须进行充分的消化吸收。消化吸收的力度不强，不但无法摆脱对国外技术的依赖，而且还会造成对国外技术依赖性增强的反作用。

(2)技术创新环境不完善我国尚未形成有利于企业技术创新的竞争环境。企

业技术创新的动力来源于对经济利益的追求和外部市场的竞争压力，其技术创新意识不强。企业还没有建立良好的技术创新机制，绝大部分企业的技术创新组织

仍处于一种分散状态，很难取得高水平的科研成果。

(3)产品可靠性、稳定性不高可靠性的指标一般采用平均无故障时间(MTBF，

单位为h)，国外数控系统平均无故障时间在10000h以上，国产数控系统平均

无故障时间仅为3000—6000h。这使得可靠性、稳定性上就与国外技术相差

很大，必然影响产品的市场占有率。

(4)网络化程度不够我国数控技术的网络化程度不够，目前主要用于NC程序

传送，采用纸带阅读器、串口通讯技术，其集成化、远程故障排除、网络化水平

有限。

(5)体系结构不够“开放”大部分数控产品体系结构不够开放，用户接口不

完善，少数具有开放功能的产品又不能形成真正的产品，只是停留在试验、试制阶段。用户不能根据自己的需要将积累的技术经验融入到系统中，无形中流失了

很多对数控技术改进、创新和完善的资源。

针对以上存在的不足，国内机床公司厂家作出了很大的努力。目前，较具规模的企业有广州数控、航天数控、华中数控等，生产了具有中国特色的经济型、

普及型数控系统。下面作简单的介绍。

(1)华中“世纪星”数控系统在功能和配置方面远优于国外普及型数控系统。

特别是在多轴(9轴)联动、三维图形显示、动态仿真、大容量程序内存、双向螺

距补偿、汉字界面、网络功能、开放体系结构、哪彩色脚糕LWO豁f貉-。＼，

一平昂-朋洲Repons综述薄形显示器等配置方面，已达到国外高档系统(如FANUC1、8SIMENSE一840)的水平。

众所周知，国外的高档数控系统价格非常昂贵，如意大利Fidia仿形数控系统价格为60一70万元人民币，英国的雷尼绍仿形测头价格高达28万元人民币；德国Walter的数控工具磨床，仅一种刀具的编程软件即需l万美元。而华中数

控与菲地亚相同档次的仿形数控系统价格约仅为其1／3。此外，若进口五轴联

动以上的数控系统，还受到西方政府的管制，要对最终用户和最终用途进行调查，限制其使用，若认为与军事工业有关，则不予批准。即使我国民用工业能购进口

这类设备，其价格也非常昂贵，仅一套CNC单元价格高达20多万元人民币，而

华中数控五轴CNC，价格约为其1／4。

另外开放式、网络化已成为当今数控系统发展的主要趋势。华中“世纪星”系列数控系统包括世纪星HNC一18i、HNC一19i、HNC一2I和HNC一22四个系

列产品，均采用工业微机(IPC)作为硬件平台的开放式体系结构的创新技术路线，充分利用PC软、硬件的丰富资源，通过软件技术的创新，实现数控技术的突破。通过工业PC的先进技术和低成本保证数控系统的高性价比和可靠性。并充分利

用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果，如大容量存储器、高

分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等技术，使数控系统可以伴随PC技术的发展而发展，从而长期保持技术上的优势。

(2)广州数控生产的GSK983M系统是中高档数控系统产品，该系统最多可实

现5轴4联动，可实现高速高精闭环加工，最高移动速度达24m／mim，精度达。可实现12种固定循环，空间螺旋线插补，刀补C，螺补，用户宏A／B，比例缩放，坐标系旋转等等功能；内嵌式PMC，192／128个I／0点，5000步容量，

梯图编程，大大方便和简化机床强电设计并可由用户自行二次开发。可实现DNC 加工，程序及参数传输功能，极大方便于加工程序备份保存和机床调整。图形显示，中／英文菜单，后台编辑；配备10．4英寸TFT液晶显示器。具有低价格、高性能、高可靠性，等等优点，较适合用于铣床和小型加工中心。其加工稳定性在国产系统中占有一定的优势，该系统已被国内绝大多数机床厂家认可。

(3)北京航天数控系统有限公司最新推出的CASNUC2100数E控系统是一个将

PCI04板嵌入到控制系统中的一体化的车、铣床闭环数控系统。该系统是将控制系统、显示面板、操作面板集于一体，结构紧凑，易于安装；彩色LCD显示，具有功能全面、性能可靠、连接简单、性价比高等优点。CASNUC2100E数控系统

适用于车床、铣床、钻床、磨床等4轴以下的机械设备控制。

(4)凯奇数控开发的NC一110系统采用开放式结构，模块化设计，嵌入式

PC机．可跟踪PC机的技术发展，不断丰富系统的功能，保持系统的高处理速度。该系统经过广泛的国际、国内合作，能为用户提供最佳的软硬件配置方案和合理的性能价格比。系统可进行多过程控制，大容量程序存储，内藏PLC控制器，提供充足的I／O点。系统采用一体化设计，使用维修方便，并经过严格的国内外电磁兼容性和环境试验、检测，具有高可靠性。

软件功能强大，可控制多种机床，如车床、铣床、各种类型加工中心、磨床等。该系列产品已在国内外得到广泛应用。

(5)由齐齐哈尔二机床集团、清华大学和哈尔滨电机厂有限公司“产学研用”密切合作开发的XNZD2415大型龙门式五轴联动混联机床，是我国在并联机床研究方面的一个突破。该机床结合串联结构与并联结构的优点，采用双柱龙门工作台移动式，用直线驱动实现虚拟空间坐标位置变换。结构简单，多自由度运动能力强，具有较高的柔性和工艺集成度。并联运动采用两组平行四边形机构，A／C 摆角铣头采用双蜗杆消隙机构驱动，交叉滚柱轴承支撑，刚度高，保证了主轴进给刚度及精度，实现A轴转角±1050、C轴连续转角O～4000，可实现叶片、导叶等复杂空间曲面的加工。由清华大学开发的基于RT—Linux的数控系统采用高精度控制算法，应用数控后置处理系统将标准刀位文件转换为标准加工代码。

(6)山东大学研制的具有自主知识产权的内装式电动机驱动的磁悬浮轴承高

速主轴单元样机。通过采用遗传算法对电磁轴承进行了多目标优化设计，开展了

磁悬浮轴承的仿真研究、轴承刚度测试以及工业磨削试验、磁悬浮轴承起浮实验等。该主轴单元样机的最高转速达到34000r／rain，刚度达645．9N／p,m，

回转精度达0．0015mm。数字控制器采用DSPTMS320VC3为3系统硬件平台，PC

机监视状态实时显示。通过在济南四机数控机床有限公司研制的J4K一095数控

内外圆复合磨床上进行磨削试验，目前磨出的钢件内孔表面粗糙度为0．89p,m。

(7)南京数控机床公司开发的高效、大型车削单兀是国内重机、军工和航天

等行业急需的设备。通过大型车削加工单元的研制，主轴最大输出扭矩达2

500N·m，主轴最高转速2500r／min，可适合大扭矩切削。高加工效率。同时

对主轴的加工工艺，轴单元的动平衡，主轴箱体孔的研磨工艺，轴承与主轴和箱

体孔的眄己合，主轴轴承的预加负荷及温升控制进行了大量的试验，保证主轴单

元规定的技术要求。采用模块化设计。针对加工不同零件实现不同的模块组合，

使机床具有较宽适用范围。此外还针对兵器和航天行业典型的弹体类零件的特点

和要求设计了龙门式上下料机械手。

(8)武汉重型机床厂研制的CKX53160型数控单柱移动立式铣车床，加工直径

16m，加工高度6．3in，工作台承重550t并可精确分度，要求工件一次装卡

完成车、铣、镗、钻、攻丝、磨削全部加工工序，制造难度大。该机床的试制成功，保证了三峡电站550t巨型水轮机转轮的加工。武汉重型机床厂研制开发的

重型七轴五联动车铣复合加工机床，最大加工高度2000lllm，最大加工直径8

000mm，承重100t，具有五联动车、铣复合加工，在线测量等功能，可实现工

作台自动精确分度，能一次装卡完成螺旋桨的全部工序的加工，是我国首台自行

研制的大型螺旋桨数控五轴联动加工机床，并达到当代国际先进水平。

2数控技术发展趋势

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当今世界

各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的

适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和

装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制

造技术已成为世界各发达国家加速经济发展，提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，其技术范围

覆盖很多领域：①机械制造技术；②信息处理、加工、传输技术；③自动控制技术；④伺服驱动技术；⑤传感器技术；⑥软件技术等。从目前世界上数控技术发

展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。

2．1高速、高精度化

高速切削加工不仅可以提高生产效率，而且可以改善加工质量，所以自20 世纪90年代初以来，便成为机床技术重要的发展方向。各国相继推出了许多主

轴转速10000r／rain至60000r／min以上的加工中心和数控铣床。高速切

削加工正与硬切削加工、于切削和准干切削加工以及超精密切削加工相结合；正

从铣削向车、钻、镗等其他工艺扩展；正向较大切削负荷方向发展。

高速加工对机床和功能部件的要求是：主轴功能部件的速度应能达到12 000～40000r／min；工作台最高进给速度应达到40～60m／min；加速度达到

lg；高刚性的机械部件结构；高稳定、高刚度、冷却良好的高速主轴；精确的热

补偿系统；高速处理能力的控制系统(具有NURBS插补功能和预处理能力的控制

系统)。

瑞士的米克朗(MIKRON公)司生产的HSM立式加工中心，它在主轴转速为30 000r／min(12．5kW)、进给速度40m／min、加速度17m／s2的情况下，实

现平稳运行；日本安田公司生产的YBM950V型立式加工中心，其主轴在20000～30000r／min高速运转时，仍十分平稳，铣削平面的粗糙度可达0．4斗m。

国产数控机床及其功能部件无论在技术参数上，还是在各种动态指标上，与工业发达国家的同类产品均存在一定差距。目前，国内沈阳机床集团在引进技术

的基础上成功开发出BW60H／SI型系列高速卧式加工中心，并已批量进入市场。

该机采用电主轴，主轴最高转速16000r／min，由零至最高转速的时间为ls，

快速移动速度60m／min。宁江集团开发的高速加工中心主轴转速高达40000r

／min。

当前，在数控机床精密化方面，美国的水平最高，不仅生产中小型精密机床，而且由于国防和尖端技术的需要，研究开发了大型精密机床。其代表产品有LLL 实验室研制成功的DTM一3型精密车床和LODTM大型光学金刚石车床，它们是世

界公认水平最高的、达到当前技术最前沿的大型精密机床。其它国家也相应研制

成功各种类似的装备，如英国的Cran·field、日本的东芝机械等。近年来我国

对超精密机床的研制也一直在进行。北京机床研究所研制成功了JCS一027型超

精密车床、JCS一03型超精密铣床、JCS一035型数控超精密车床等。

2．2智能化、开放式、网络化

2l世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控

系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自

适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前

馈控制、电动机参数的自适应运算、自动识别负载、自动选定模型、自整定等；

简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、specidRepons综述能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。日本MAZAK株式会社的日本工厂是世界上为数不多的智能管理的代表。整个工厂实行计算机网络智能化管理。智能生产中心通过机床的数控系统、生产线上的网络管理Pc机、立体仓库的计算机进行管理。智能生产中心由CAM—WARE 辅助制造编程系统、智能化日程管理系统、智能化工具管理系统、智能化监控系统组成。马扎克公司在中国的企业，生产现场的数控机床用以太网并与智能生产中心相连。在此基础上再借助以太网与企业上层的CAD／MRP(EPR等)系统联接，实现整个企业的信息集成，建立了智能网络化工厂。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题，目

A日本

前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC、欧共体的OSAC、

的OSEC，中国的ONC等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。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、增加或剪裁结构对象(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，形成具有鲜明个性的名牌产品。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工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EM0200l 展中，日本山崎马扎克公司展出的“Cyber-ProductionCenter”(智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈机床公司展出的“ITplaza”(信息技术广场，简称

IT广场)；德国西门子公司展出的“OpenManufac—tufingEnvironment”(开

放式制造环境，简称OME等)，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。2．3环保化

随着人们环境保护意识的加强，对环保的要求越来越高。不仅要求在机床制造过程中不产生对环境的污染，也要求在机床的使用过程中不产生二次污染。在这种形势下，装备制造领域对机床提出了无冷却液、无润滑液、无气味的环保要求，机床的排屑、除尘等装置也发生了深刻的变化。上述绿色加工工艺愈来愈受到机械制造业的重视。目前在欧洲的大批量机械加工中，已有10％一15％的加工实行了干切削或准干切削。美国HARDING的QUEST系列车床、德国HUELLER

的高速加工中心均采用了干切削技术；日本原洲公司加工中心采用了液氮冷却技

术；日本富士公司的数控车床采用了冷风冷却技术。

2．4采用五轴联动加工和复合快速力

采用五轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不

仅粗糙度好，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台五轴联动机床的效率可以

等于2台三轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬

硬钢工件时，五轴联动加工可比三轴联动加工发挥更高的效益。但过去因五轴联

动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比三轴联动数控机床高出数倍，加

之编程技术难度较大，制约了五轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现，使得实现五轴联动加工的复合主轴头结构大为简

化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小，因此促进了复合

主轴头类型五轴联动机床和复合加工机床(含五面加工机床)的发展。

在EM02001展会上，新日本工机的五面加工机床采用复合主轴头，可实现4 个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得五面加工和五轴加工可在同一台机床

上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列

加工中心，可在一次装夹下五面加工和五轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD

／CAM直接或间接控制。

我国复合加工机床刚刚起步，主要是车铣复合加工机。国内首台复合加工机

床是由沈阳机床集团与德国MAX—MULLER公司合作生产的车铣复合中心。

2．5重视新技术标准、规范的建立

如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSAC、A OSEC的)研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几

乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来l

临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

STEP—NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃

至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP—NC提出一种崭新的制造理念，

传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程

序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP —NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75％)、加工程序编制时间(约35％)和

加工时间(约50％)。

欧美国家非常重视STEP—NC的研究，欧洲发起了STEP—NC的IMS计戈Ⅱ(1999．1．1—2001．12．31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD

／CAM／CAPP／CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTOOLS公司是全球范围

内制造业数据交换软件的开发者，已开发了用作数控机床加工信息交换的超级模

型(SuperModel)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。这种新的数据交

S FIDIA以及欧洲OSAC—A NC数控系统的原型样机

换格式已在配备了SIE—MEN、

上进行了验证。

3对我国数控技术和产业化发展的战略思考

我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定。

4自身发展

我学的专业是机械设计制造及其自动化，与数控脱离不了关系，而且数控将会是未来工业发展的重中之重，投身数控，未来一定会有发展。若果可能的话，我想从事环保方向的研究，资源在不断减少，环保在以后的生活中将会变得至关重要，如果数控机床在加工过程中不对环境造成污染，将会是我们的环境极大地改善。

论数控技术的发展趋势

论数控技术的发展趋势 【论文关键词】：数控技术; 趋势; 智能 【论文摘要】：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。 1. 引言 数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。 2. 国内外数控系统的发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 3. 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面： 3.1 高精度、高速度的发展趋势

数控技术现状与发展

数控技术现状与发展 讲课目录提纲 华南理工大学机械与汽车工程学院 李伟光教授 2010年5月

目录

一数控技术概述 1.1数控技术与国民经济 1.2数控技术的起源 1.3研究数控技术的科技动力 1.4研究数控技术的社会环境 1.5数控技术的应用 1.6有关数控技术产业的国家政策 1.7国内外数控技术与设备行业情况介绍二数控设备的控制系统 2.1 数控系统概述 2.2 数控系统的组成、性能与体系结构2.2.1 数控系统性能的现状与发展趋势 2.2.2 数控系统功能的现状与发展趋势 2.2.3 数控系统体系结构的现状与发展趋势2.2.4 基于PC技术的智能开放式数控系统三数控技术发展与数控设备应用 3.1数控技术的发展与数控设备的应用 3.2应用数控设备的社会需求 3.3应用数控设备的工业环境 3.4应用数控设备的技术支持 3.5国内外应用数控技术的现状与差距 3.6数控机床领域的装置种类及技术发展

3.6.1 高速、高刚度大功率电主轴技术 3.6.2 多功能双摆角数控铣头技术 3.6.3 高刚度大扭矩双摆角数控铣头技术 3.6.4 车铣复合主轴头技术 3.6.5 高速、精密数控回转工作台 3.6.6 全数字交流伺服驱动装置 3.6.7 高速、精密、重载直线导轨精度保持性技术 3.6.8 高速、精密、重载滚珠丝杠精度保持性技术3.6.9 盘式结构大扭矩力矩电机及驱动装置 3.6.10 精密直线电机驱动装置及全闭环控制技术 3.6.11 复合加工技术 3.6.12 切削表面完整性技术 3.6.13 高速切削技术 3.6.14 高速、超高速磨削技术 3.6.15 五轴联动高速高精加工工艺技术 3.6.16 高精度刀具测量技术 3.6.17 刀具动平衡技术 3.6.18 柔性工装关键技术 四培养掌握数控技术与设备的人才 4.1国内外研究数控技术人才的基础与现状 4.1.1国外研究数控技术的现状与成果 4.1.2国内研究数控技术的机构与人才培养现状

国内数控机床现状简析及建议

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 国内数控机床现状简析及建议 国内数控机床现状简析及建议作者： 数控技术学习来源： 数控机床网日期： 2019-5-5 23:30:17 人气： 获取失败标签： 一、国内数控机床行业近年取得的成绩我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术方面也取得了重大突破。 据统计，目前我国可供市场的数控机床有 1500 种，几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。 领域之广，可与日本、德国、美国并驾齐驱。 这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。 近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。 如国产 XNZD2415 型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C 轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。 该构型为国际首创。 基于 RT 一 Linux 开发的数控系统具有的实时性和可靠性，能 1 / 3

在同一网络中与多台 PLC 相连接，可控制机床的五轴联动，实现人机对话。 该机床的作业空间 4．5mx1．6mx1．2m，A 轴转角1050,C 轴连续转角 0 一 4000，主轴转速(无级)最高 10000r/min，重复定位精度0．01mm，可实现三维立体曲面如水轮机叶片，导叶的五轴联动高速切削加工。 超精密球面车床为陀螺仪的加工提供了基础设备，这类车床也可用于透镜模具、照相机塑料镜片、条型码阅读设备、激光加工机光路系统用聚焦反射镜等产品的加工。 高速五轴龙门铣床采用铣头内油雾润滑冷却、横梁预应力反变形控制等技术。 这类铣床可用于航空、航天、造船、水泵叶片、高档模具等的加工。 SSCKZ80 一 5 型五轴车铣复合加工中心可满足航天、航空、船舶及铁路运输业对高精度、高刚度、形状复杂的大型回转体零件加工的要求，如飞机发动机主轴、起落架的加工，船舶发动机活塞、增压器蜗杆差速换向器及螺旋叶片的加工等。 TW250 型高速、高效车削中心采取双主轴对置结构，两个刀架分别位于主轴轴线上下方，控制轴数 8 个，可实现 4 轴联动。 装有 12 位伺服驱动双向动力刀台的上下刀架可对任一主轴进行 2 轴或 4 轴加工。 该机床采用模块化设计技术，可根据用户的不同要求派生为双刀

数控机床的现状与发展趋势综述

数控机床的现状与发展 趋势综述

数控机床的现状与发展趋势 摘要：从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控技术的应用,关键在于开发具有高速度、高精度、高稳定性的高新技术设备,在现有加工设备中,只有数控机床才有可能担当其重任。然而,要实现真正意义上的高速切削加工,数控机床还需向高速、高精度、柔性化、控制系统开放性、控制系统支撑软件和工厂生产数据管理方向迈进,才能适应现代制造业飞速发展的要求。 关键：高速化 / 高精度化 / 复合化 / 智能化 / 开放化 / 网络化 / 多轴化 / 绿色化 进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。 一、数控机床的发展趋势 机械加工装备对促进制造技术发展的紧密关系和以数字化为特征数控机床是柔性化制造系统和敏捷化制造系统的基础装备。其总的发展趋势是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工艺实用性和经济性。 （一）高速化 随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。 （1）主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达 200000r/min；

数控技术的发展趋势

数控技术的发展趋势 日期: 2009-11-27 6:13:15 浏览: 327 来源: 学海网收集整理作者: 未知 数控技术是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 我国数控技术起步于1958 年，在近50 年发展历程大致可分为3 个阶段：第一阶段从1958 年到1979 年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段由于改革开放、国家的重视、研究开发环境和国际环境的改善，我国的数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段，在此阶段我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。 1.取得的成绩 纵观我国数控技术近50 年的发展历程，特别是经过四个五年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩： ——奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术：我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化和产业化。——初步形成了数控产业基地在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂、兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。 ——建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。 2.存在的差距 虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但也要清醒的认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的技术水平差距有扩大趋势。与国外水平相比时，我国数控技术水平和产业化水平大致估计如下： 1)技术水平比国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大； 2)产业化水平市场占有率低，品种覆盖面小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对较差；可靠性不高，商品化程

数控机床的现状和发展趋势

我国数控机床的现状和发展 数控机床是数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。 因而了解和提升数控机床对我国的制造业的发展至关重要。 一.国内外数控机床的发展 （1）我国数控机床的发展 我国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。建国初期在1958—1979年间为第一阶段，第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。改革开放，从1979年至今为第二阶段。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国家(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、多轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。 （2）国外数控技术的发展 数控机床的起源 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。标志着制造领域中数控加工时代的开始。 数控机床的兴起 1952年美国麻省理工学院和吉丁斯·路易斯公司首先联合研制出世界上第 一台数控升降台铣床，随后德国、日本、苏联等国于1956年分别研制出本国的第一台数控机床。60年代初，美国、日本、德国、英国相继进入商品化试生产，由于当时数控系统处于电子管、晶体管、和集成电路初期，设备体积大、线路复杂、价格昂贵、可靠性差，数控机床大多是控制简单的数控钻床，数控技术没有普及推广，数控机床技术发展整体进展缓慢。 70年代，出现了大规模集成电路和小型计算机，特别是微处理器的研制成功，实现了数控系统体积小、运算速度快、可靠性提高、价格下降，使数控系统

我国数控机床的现状与发展趋势

我国数控机床的现状与发展趋势 摘要：数控机床是制造业发展的基础，可极大地提高制造业生产率。介绍了数控机床的组成，还就我国数控机床的发展和现状进行了详细说明；对我国数控机床的发展趋势进行了介绍，并对我国数控机床的发展提出了建议。 关键词：数控机床；现状；发展趋势 0 引言 数控（NC）是数字控制（Numerical Control）的简称，是20世纪中叶发展起来的一种用数字化信息进行自动控制的一种方法。装备了数控技术的机床，称为数控机床，也简称为NC机床。 世界上第一台数控机床是由美国麻省理工学院于1952年首先研制出来的；日本于1958年研制出首台数控机床。我国数控机床的研制是从1958年起步的，由清华大学研制出了最早的样机。但是经过50多年的发展，2010年我国已经跃居世界第一大机床生产国。在2012年5月27日，在湖北省数控一代机械产品创新应用示范工程启动大会上，中国工程院院长周济强调：“全世界的机械工业正处于产品数字化发展时期，我们必须抓住这一契机，在10年内实现机械产品总体升级为‘数控一代’，使我国机械工业实现由‘大’到‘强’的转变。” 1 数控机床的组成 数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，如图1所示。 1.1 控制介质 控制介质是储存数控加工所需要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物，它记载着零件的加工程序，因此，控制介质就是指将零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。控制介质有多种形式，它随着数控装置类型的不同而不同，常用的有穿孔带、穿孔卡、磁带、磁盘等。随着数控技术的发展，穿孔带、穿孔卡趋于淘汰，而利用CAD/CAM软件在计算机编程，然后通过计算机与数控系统通信，将程序和数据直接传送给数控装置的方法应用越来越广泛。 1.2 数控装置 数控装置是数控机床的核心，人们喻为“中枢系统”。现代数控机床都采用计算机数控装置，即CNC（Computer Numerical Control）。数控装置包括输入装置及中央处理器(CPU)和输出装置等构成数控装置能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。 1.3 伺服系统

数控技术的最新发展趋势

数控技术的最新发展趋势 数控技术是以数字化进行控制机床运作及加工过程的一种方法，由数控装置、进给装置、可编程控制器、主轴驱动器等部分组成。信息技术、计算机技术、传统控制技术的优化结构及有机结合，给数控技术发展现代化提供了新的契机和空间。数控技术的不断发展和应用领域的不断扩大，对关系国计民生的重要行业的发展起着越来越重要的作用。 一、数控技术的发展现状 目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM 与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC 只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场

环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM 中的设定量，因而影响CNC 的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC 系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC 向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。二、数控技术发展趋势 进入20 世纪90 年代以来, 由于计算机技术的飞速发展, 推动了数控机床技术更快的更新换代。 2.1 数控技术体系结构的发展 首先，体系结构的网络化。通过机床联网的形式，可以在任一台机床上对其它机床进行操作、编程、运行、设定，而且不同机床的画面可以同时显示在每台机床的屏幕上。因此，机床联网可以进行无人化操作和远程控制。其次，体系结构的集成化。采用高度集成化的RISC、CPU 芯片和大规模可编程集成电路EPLD、FPGA、CPLD 及专用集成电路ASIC芯片，可以提高软硬件运行速度和数控系统的集成度。而且应用FPD 平板显示技术，还可提高显示器的性能。 2.2 数控技术的性能发展方向 首先，工艺复合性及多轴化。数控机床的工艺复合化，是指工件在一台机床上经一次装夹后，通过旋转主轴头、自动换刀或转台等各种措施，完成多表面、多工序的复合加工。其次，性能的高速高精高效化。速度、精度及效率是机械制造技术的主要性能指标。采用RISC 芯片、高速CPU 芯片、带高分辨率绝对式检测元件以及多CPU 控制

机床数控技术的现状及未来发展趋势

机床数控技术的现状及未来发展趋势 一、数控机床的简单介绍 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装数控系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。 1、数控机床的特点如下： （1）加工精度高，具有稳定的加工质量； （2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； （3）加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）； （4）机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； （5）对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。

2、数控机床的组成部分主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。数控技术，简称“数控”。英文：NumericalControl（NC）。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。 二、国内外机床数控技术的现状 1、国内数控机床技术现状我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。

1数控技术现状与发展趋势

专家讲座课程报告 题目名称：数控技术 学院：机械工程学院 专业年级：机械设计制造及其自动化12 级 姓名：任庆贺 班级学号：机制12-2-11 授课教师：范久臣 二Ｏ一五年十一月十三日

1 数控技术发展现状 (1) 1． 1 国外数控技术发展现状 (1) 1． 2 国内数控技术发展现状 (3) 2 数控技术发展趋势 (6) 2． 1 高速、高精度化 (7) 2． 2 智能化、开放式、网络化 (7) 2． 3 环保化 (8) 2． 4 采用五轴联动加工和复合快速力 (9) 2． 5 重视新技术标准、规范的建立 (9) 3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考 (10) 4 自身发展 (10)

1数控技术发展现状 1．1 国外数控技术发展现状 20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计 算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。 自从 1952 年美国第 1 台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专 机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20 万台，产值上 百亿美元。“十五“刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6．8亿元，用于对1．2 －1．8万台机床的数控化改造。目前，国际上最大的数控系 统生产厂是日本FANUC公司，1 年生产5 万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占 15％以上，再次是德海德汉尔、西班牙发 格、意大利菲地亚、法国的 NUM、日本的三菱、安川。国产数控系统厂家主要有华 中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南 京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过 300～400 套。 国外具有世界影响力的机床公司有很多，在此重点介绍以下几家。 (1)日本山崎马扎克公司开发出了2 种可使用长镗杆切削工件的复合加工机床， 一种是以卧式车床为原型，与卧式加工中心 (MC)组合而成的卧式复合加工机 床“ INTEGREX e一 650H II ”；另一种是以立式车床为原型，与立式MC组合而 成的立式复合加工机床“INTEGREX e一 1060V／8 II RAM ”。 INTEGREX e II系列装载了MAZATROL MATRIX以及各种新功能，以Mark II 为名称，是对2l 世纪的制造工厂带来革命性冲击的划时代的复合加工机。其主 要特点是主轴最高转速 1 600 r ／min，快移速度 40 m／min，刀具库容量 40 把，刀 具更换时间 ( 刀到刀 )1 ．8 s( 刀具质量 20 kg 以下 ) 。 新的卧式复合加工机床在MC端的主轴轴头上安装一个带有长849 mm镗杆的 “长镗杆架”。该镗杆架自顶端起依次由刀具、长柄和刀架组成。该镗杆架的后端有 4 个固定位置，由操作人员将其装在 MC一侧设计有相同固定位置的主轴轴头上。 MC一侧的主轴除从机床正面观察处于纵深方向的 y 轴外，还有一个 B 轴 ( 位 于l ，轴四周的轴 ) 。l ，轴的可动范围为 650mm， B轴的转动范围在 1800 以上。 长镗杆架与 MC一侧的主轴轴头的上述动作联动。 在由车床主轴 ( 工件主轴 ) 固定的工件外周上能够加工任意角度的轴孔。而且 还能在最后形成的轴孔内径上切削沟槽等。 而立式复合加工机床并没有在 MC主轴轴头上安装用于镗杆加工的刀架，而

论数控技术发展趋势及我国数控产业发展方向

?29?2007.11 论数控技术发展趋势及我国数控产业发展方向 马林旭 （天津中德职业技术学院河北天津300191） 摘要：数控技术是当今先进制造技术和装备最核心的技术，使传统的制造业产生根本性的 变革。本文结合EMO2005届汉诺威国际机床展览会概况，从高速度、高精度、高效率、模块 化、智能化等几方面分析了当今世界数控技术发展的趋势，指出了我国制造业发展方向。 关键字：数控技术EMO2005发展趋势 中图分类号：TH166文献标识码：A文章编号：1007-8320(2007）11-0029-02 Ma Lin xu (TianJin Sino-Geman V ocational Technology Institute300191) Abstract:Computer Numerical Control(CNC)Technology is the core of manufacture and equipment industry nowadays.This technology has made the traditional manufacturing industry significant This paper will analyze the development trend of CNC from the aspect of high speed,high accuracy,high efficiency,modularization,and intelligence,with the investigation from overview of EMO2005international machine tool exhibi-tion. Key Words:Computer Numerical Control(CNC),EMO2005,Development Trend 数控技术是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，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统 制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数 字化装备，其技术范围覆盖很多领域，包括机械制造技术；信息处理、 加工、传输技术；自动控制技术；伺服驱动技术；传感器技术；软件技 术等。 数控技术的应用不但给传统制造业代劳了革命性的变化，使制 造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域 的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的 发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是 现代发展的大趋势。 1数控技术的发展趋势 提高生产率和降低生产成本是制造技术永恒的追求目标。制 造厂家之所以想方设法结合自身特长把一些新技术应用于自己的 产品和技术服务，也是为了这个目的，为了提高产品的竞争力。从 EMO2005届汉诺威国际机床展览会概况来看，展品处处都体现了 机电技术结合的新成果，推动制造技术快速发展。总体上看，中、大 型加工中心，龙门式结构比较普遍，落地镗铣加工中心也不少，它们 的主轴头都带有2个坐标（旋转和摆动），这样，实现4或5轴联动 或5面加工就方便多了。机床的结构布局虽然没有太多新变化，但 其性能却今非昔比，在高速、高效、高精、高可靠性和环保等诸方面 都有了明显进步，达到了一个新水平。具体地说，值得关注的发展 趋势和采取的技术措施如下： 1.1数控机床进一步普遍高速化 由于直线电机、力矩电机等直接驱动技术的发展，机床采用直 线电机和力矩电机驱动的更普遍了。滚珠丝杠等传统的传动件的 性能为适应高速加工的要求有了明显改善，驱动速度更快；运动部 件的结构轻型化，使机床的动态性能也大有提高；高速电主轴应用 增多；所有这些都促使机床的运行速度和加工速度大幅提高。中、 高档机床展品中，主轴转速在12000r/min以上，应用直线电机驱动， 快速移动60m/min以上的比较普遍。一些世界知名机床厂家的产 品都在高速加工这个档次上有了新进展，否则就谈不上竞争力。例 如日本MAZAK的机床快速移动一般都是60m/min以上。又如德 国DMG公司，也是较早在数控机床上应用直线电机驱动，先是一个 坐标用直线电机驱动，而从DMC75/105V Linear开始，三个坐标全 部用直线电机驱动，加速度达2g，快速移动90m/min，主轴转速 18000r/min，可任选至42000r/min。总之，数控机床的高速化是个普 遍现象。 1.2高精度、高可靠性等单项技术集成的机床和生产系统发 展迅速，加工精度明显提高 为了减少温度变化对加工精度的影响，许多企业都采取措施。 瑞士Studer公司的磨床早就采用人造花岗岩床身，既对温度变化不 敏感，又具有良好的吸振性能，使其磨床的高精度享誉全球；日本大 隈公司应用精确的热变形补偿技术，创新设计了箱形热对称并有效 热稳定的结构（TAS-C）和有效热稳定主轴（TAS-S）,其高精度热变形 收稿日期：2007-09-24 作者简介：马林旭，天津中德职业技术学院，研究方向：机电一体化 湖南农机 HUNAN AGRICULTURAL MACHINERY

数控技术的发展及国内外现状

数控技术的发展及国内外现状 数控技术的发展及国内外现状 摘要：数控技术（Numerical Contrl）是一种采用计算机对生产过程中各种控制信息进行数字化运算、处理，并通过高性能的驱动单元对机械执行构件进行自动化控制的高新技术。本文对数控技术的发展经行了研究，并比较对比了国内外数控技术的发展现状，对国内数控未来的发展提出了建议。 关键词：数控技术；发展；国内外现状 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光、电技术于一体的现代制造业的基础技术。它具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。 1.数控技术的发展概述 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院（MIT）开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（ MC Machining Center），使数控装置进入了第二代。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称 DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称 CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机

数控机床的现状与发展

数控机床现状及发展趋势分析 数控机床的概念 数控机床就是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。 国产数控机床的发展现状 一、国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小 数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历{HotTag}了30年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1,500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。 它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。

五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于2台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多，国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。 二、国产数控机床存在的问题 由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可*性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可*性还较差，数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前主要问题有： 三、核心技术严重缺乏 统计数据表明，数控机床的核心技术—数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国90%需要国外进口。如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅路机床集团，在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社，所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口，国内真正大而强的企业并不多。目前世界最大的3家厂商是：日

数控技术的现状和发展趋势

目录 摘要 (1) 1绪论 (1) 2数控技术国外现状 (1) 2.1开放结构的发展 (1) 2.2伺服系统 (1) 2.3 CNC系统联网 (1) 2.4功能不断发展扩大 (1) 3数控技术发展趋势 (1) 3.1性能发展方向 (1) 3.2功能发展方向 (1) 3.3体系结构发展方向 (1) 3.4智能化新一代PCNC数控系 (1) 3.5新一代数控技术关键问题 (1) 结语 (1) 参考文献 (1) 致 (1)

数控技术的现状和发展趋势 CNC technology, the status quo and development trends 摘要 本文简要介绍了当今世界数控技术发展的趋势及国外数控技术发展的现状，在此基础上本文从性能、功能和体系结构三个方面介绍了数控技术的发展方向。阐述肯定了当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能并提出了实现文中所述发展方向的关键技术。 关键词：数控，发展趋势，功能，性能，开放性。 Abstract: This paper mainly introduces the current d evelopment ambition of numerical control technology a nd the developing .ON the basis of this the paper introduce the development direction from the aspect s of capacity, function and structure. PCNC is the key technology to achieve this, because PCNC adapt s to the complex producing procedure and is a new generation of intelligence. Key words：NC, trends, features, performance, openness

我国数控技术的发展现状及发展趋势

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/c34970711.html, 我国数控技术的发展现状及发展趋势 作者：宋韬 来源：《山东工业技术》2016年第17期 摘要：本文介绍了数控技术在我国目前的发展现状及今后数控技术的发展趋势。我国数 控技术实际上起步较早，但由于多种原因，现在我国数控技术虽然较以前取得了巨大进步，但横向来看相比发达国家的数控技术差距还是很大。当今世界的数控技术发展趋势是朝着高速、高精、智能化、网络化、柔性化、绿色环保等方向发展。今后我国数控技术要想取得长足进步，必须就要在这些方面寻求突破。 关键词：数控技术；高速切削；五轴联动；智能化 DOI：10.16640/https://www.sodocs.net/doc/c34970711.html,ki.37-1222/t.2016.17.026 0 引言 数控技术英文简称CNC，它是通过计算机以及数字化技术来实现对机床运转的有效控制，以确保研发出一种加工过程智能化、自动化的制造技术。数控技术集信息处理、自动控制、微电子、自动检测、计算机等于一体的高新技术，具备高效率、高精度、柔性自动化等优势。数控技术的应用主要体现在数控机床上。当前利用数控机床可以加工出非常复杂的零件，而且加工出的零件精度高、质量稳定。并且由于数控机床进行的是自动化生产，这对提高生产效率，降低工人劳动强度也产生了非常重大的影响。因此当今世界各发达国家都在努力发展以数控技术为核心的先进制造技术，以期能进一步发展经济、提高综合国力。 1 国内数控技术发展现状 如今，随着我国技术创新的不断推进，我国对数控系统、数控主机、伺服驱动、专机及其配套件等基础技术已经基本上掌握，并且创立了一批从事数控开发和生产制造的企业，建立了许多从事数控技术研究的研究机构，而且在许多大中院校开办了数控专业，为社会培养了一批优秀的数控专业人才，对于推动我国数控技术的发展至关重要。 目前，在数控领域我国部分企业已经初具规模，如航天数控、沈阳数控、广州数控、华中数控等，上述企业所生产的数控系统具备普及型、经济型、实效性等特点。同时我国研发的数控产品的质量和性能对比以前，已有了很大的提高。这些产品目前在国内已逐步得到用户认可，并且有些已在国内站稳了脚跟，不少还出口到了国外，当然只能是出口到一些欠发达地区和国家，但这依然说明我国的数控技术已取得了长足进步。下面介绍一些近些年来，我国相关企业生产的一些较具特色的高品质数控产品： （1）华中数控研发出的华中“世纪星”数控系统要远远超过国外普及型数控系统，尤其是在功能和配置方面。同时，该企业生产的三维图形显示、大容量程序内存、开放体系结构、动

数控编程技术发展趋势

数控技术发展趋势 ----智能化数控系统

数控技术发展趋势——智能化数控系统 国内外数控系统发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC 的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。 数控技术发展趋势 性能发展方向:(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检