数控机床的现状与发展论文
数控机床的现状与发展论文阐述了数控机床的发展过程，从多方面探究了数控机床的特点，找出了目前我国数控机床存在的问题，并指出了要改变现状取得更大进步就必须采取措施。
数控机床的现状与发展论文【1】
关键词： 数控机床 发展现状 发展前景 改革措施
数控机床(Numerical Control Machine Tools)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。
一、数控机床的发展过程
数控机床是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，自上世纪50年代以来，世界数控机床主要经历了数控NC(Numerical Control)和计算机数控CNC(Computer Numerical Control)两个阶段六个年代。其过程大致如下：
1.数控NC阶段主要经历了三代。
第1代数控系统，始于50年代初，系统全部采用电子管元件，逻辑运算与控制采用硬件电路完成。
第2代数控系统，始于50年代末，以晶体管元件和印刷电路板广泛应用于数控系统为标志。
第3代数控系统，始于60年代中期，由于小规模集成电路的出现，其体积变小，功耗降低，可靠性提高，推动了数控系统的进一步发展。
2.计算机数控CNC阶段经历了三代。
第4代数控系统，始于70年代，当首个采用小型计算机的CNC装置在芝加哥展览会上露面时，标志着CNC技术的问世。
第5代数控系统，70年代后期，中、大规模集成电路技术取得巨大成就，促使价格低廉、体积更小、集成度更高、工作可靠的微处理器芯片产生，并逐步应用于数控系统。
第6代数控系统，始于90年代初，受通用微机技术飞速发展的影响，数控系统正朝着以个人计算机(PC)为基础，开放化、智能化、网络化等方向进一步发展。
二、数控机械的特点
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。
1.对加工对象的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。
在同一台数控机床上，通过重新编制程序，可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，也可以加工复杂结构的单件、小批量生产及试制新产品，数控机床还能自动加工精密复杂的表面(如螺旋表面)。
2.加工精度高，加工质量稳定。
目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量达0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免生产者的人为操作误差，产品合格率高，加工质量稳定。
3.生产效率高。
由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削量的强力切削，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。因为数控机床的移动部件的空行程运动速度快，所以工件的装夹时间、辅助时间比一般机床少。当在加工中心上进行加工时一台机床实现了多道工序的连续加工，生产效率提高明显。
4.自动化程度高，劳动强度低。
数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，数控机床自动化程度高，劳动人员不需要进行复杂的重复性手工操作，可大大减轻工人的劳动强度和紧张程度，提高加工效率。
三、数控机床控制技术的发展前景
随着科学技术的不断发展，数控机床的发展越来越快，数控机床正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化、模块化和智能化方向发展。
1.高性能。
随着数控系统集成度的增强，数控机床实现多台集中控制，甚至远距离遥控。
2.高精度。
数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。
3.高速度。
数控机床各轴运行速度将大大加快。
4.高柔性。
数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。
5.模块化。
数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。
四、数控机床发展中存在的问题
我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在以下方面。
1.核心零部件大量依靠进口。
经过近二十多年的技术引进、消化、吸收和创新，中国数控机床行业的发展令人瞩目，国产数控机床功能部件的生产已经具备一定的规模。但是，据中国机床工具工业协会提供的数据来看，近年来我国一直是世界机床第一消费国和第一进口国。但是，机床行业迅速发展的背后，一个不能忽视的事实是，我国关键零部件生产依然受制于人，出现利润不高、产品缺乏核心竞争力的局面。
2.产品水平不高。
首先，精度普遍不够高，对于国产加工中心刀库机械手、数控车床刀架，用户不放心，定位精度，特别是重复定位精度有待提高。只有少数产品达到欧洲标准的定位精度;其次，高精度、静刚度主机结构和整机性能开发有差距;再次，产品在主轴转速、快移速度、换刀速度、加速度等机床性能指标上与国外有较大差距。
五、下一步努力方向
为了缩小与世界先进水平的差距，相关专家建议机床企业应在以下几个方面着力研究。
1.跟踪国际水平，使数控机床向高效、高精方面发展。
2.多品种制造，满足不同层次的用户。
3.模块化设计，缩短开发周期，快速响应市场。
数控机床使用范围越来越大，国内国际市场容量越来越大，但竞争会加剧，只有紧跟先进技术进步的.大方向，不断创新，才能赶超世界先进水平。
参考文献：
[1]王立平.关于国产数控机床发展的几点思考，航空制造技术，2010(04).
[2]刘小敏，王元生.我国数控机床的现状与发展[J].机械研究与应用，2006(8).
[3]杨冰.论我国数控技术当前存在的主要问题、发展趋势及其对策，江苏・建湖，科技经济市场，2006(11).
[4]李君.浅议数控技术的发展趋势[J].吉林农业，2010(11).
[5]刘贵军.刀具的选择与切削用量在数控加工中的应用[J].农业与技术，2007(06).
数控机床的发展现状论文【2】
摘 要：现代数控技术集机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代制造技术的基础，它的发展和应用，开创了制造业的新时代，使世界制造业的格局发生了巨大的变化。
关键词：数控技术;一体;变化;核心
数控技术是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化是当今制造业的发展方向，机械制造的竞争其实质是数控的竞争。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将“高档数控机床与基础制造装备”确定为16个科技重大专项之一。
通过国家相关计划的支持，我国在数控机床关键技术研究方面有了较大突破，创造了一批具有自主知识产权的研究成果和核心技术。
这主要体现在以下几个方面：
(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、与国外的差距
1.1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。
1.2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。
1.3 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。
1.4 功能部件发展滞后。
机床是由各种功能部件(主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和数控伺服系统等)在床身、立柱等基础机架上集装而成的，功能部件是数控机床的重要组成部分。
数控机床整体技术与数控机床功能部件的发展是相互依赖、共同发展的，所以功能部件的创新也深深地影响着数控机床的发展。
我国数控机床功能部件已有一定规模，电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家，其中个别产品的制造水平接近国际先进水平。
但整体上，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。
2、国内数控机床的发展趋势
根据2004年10月，完成的《数控机床产业发展专项规划》。
国内数控机床大致发展趋势表现在以下几方面：
2.1 智能、高速、高精度化
新一代数控机床为提高生产效率，向超高速方向发展，采用新型功能部件(如电主轴、直线电机、LM 直线滚动系统等)主轴转速达15，000r/min 以上。
计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大，计算机系统及其应用软件的复杂化，带来了机床系统及其硬件结构的简化，数控机床的智能化程度日趋提高。
一台机床的重复定位精度如果能达到0.005 mm(ISO 标准、统计法)，就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO 标准、统计法)以下，就是超高精度机床。
高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。
随着电脑辅助制造(CAM)系统的发展，精密度已达到微米级。
2.2 设计、制造绿色化
绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。
它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。
数控机床在设计时要考虑：绿色材料设计;可拆卸性设计;节能性设计;可回收性设计;模块化设计;绿色包装设计等。
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，通过绿色生产过程生产出绿色产品。
数控机床在制造时要考虑：节约资源的工艺设计;节约能源的工艺设计;环保型工艺设计等
2.3 复合化与系统化
工件一次装夹，能进行多种工序复合加工，可大大地提高生产效率和加工精度，是机床一贯追求的。
由于产品开发周期愈来愈短，对制造速度的要求也相应提高，机床也朝高效能发展。
机床已逐渐发展成为系统化产品，用一台电脑控制一条生产线的作业。
产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。
数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段，它的广泛使用给机械制造业生产方式、产业结构、管理方式带来深刻的变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计;数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，现代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在数控技术之上。
数控技术是国际商业贸易的重要构成，发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的重要出口产品，世界贸易额逐年增加。
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。
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