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数控机床的发展与现状篇一

数控机床的发展与现状篇二

近年来，我国五轴加工机床和技术突破了国外的封锁，取得了快速发展。五轴五联动加工机床国内生产厂家已增至20家。从1999年开始，在cimt、ccmt等国际、国内机床展览会上，国内的五轴数控机床产品纷纷亮相，国内五轴数控机床的市场逐渐打开。

cim t99、ccmt2000分别推出3台国产五轴联动机床；cimt2001国际机床展览会上，北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速10000r/min的五轴高速龙门加工中心；北京市机电院的主轴转速15000r/min 的五轴高速立式加工中心；清华大学与昆明机床股份有限公司联合研制的xnz63，采用标准stewart平台结构，可实现六自由度联动；大连机床厂自行研制的串并联机床dcb—510，其数控系统由清华大学开发，该机床通过并联机构实现x、y、z轴直线运动，由串联机构实现a、c轴旋转运动，从而实现五轴联动，其直线快速进给速度可达80m/min。这些机床均已达到国际先进水平，体现出我国机床工业为国防尖端工业发展提供装备的实力又有突破性提高。

国产五轴叶片加工机床目前已能批量生产，北京机电院高技术股份有限公司的五轴叶片加工中心已有十多台在东方汽轮机厂使用，替代了进口产品。首台为航空发动机叶片加工的产品已通过使用方认可和验收。桂林机床股份有限公司十余台五轴加工铣床进入航空制造业。大连、沈阳、济二等机床厂的五轴五联动加工机床也进入了航空航天制造业和通用机械制造业。

沈阳机床集团有限公司最近自主研发的主轴a、b轴摆动的五轴立式加工中心和龙门加工中心，打破国外长期技术封锁，首台即得到了飞机制造业的青睐。华中数控等公司已能生产和提供五轴联动数控系统和加工软件。

要特别强调的是，今后要特别重视新工艺的研究与创新，从而促进数控产品的创新；要特别重视数控加工工艺参数的优化和建立数据库的工作，以提高生产效率和加工质量。要特别重视新材料的研究与应用，以提高数控机床性能；要特别重视数控技术的智能化网络化技术的开发与应用，其前景广阔。

针对国产五轴数控机床，政府应大力支持，数控设备生产企业和机械制造企业应特别重视，要不懈地努力工作，使我国数控机床技术发展从跟随变为领跑。

数控机床的发展与现状篇三

数控机床的发展与现状篇四

前言

在工程训练中心的两周实习，经过对各项工种的体验，我深深体会到了科技的力量。在钳工和车工实习时，劳累三天，就只做出来那么几件不是很合格的产品；可是在数控车间，一两个小时内，通过编程可以轻松的做出很多高精度的产品。这使我对数控机床产生了浓厚兴趣，所以开始上网浏览关于数控机床的前世今生，增加我对数控机床的了解。

一、数控机床

1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。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装置(简称mnc)，这是第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的1/20，价格降低了3/4，可靠性也得到极大的提高。80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。

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。

复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等；工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。

加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展。德国index公司最新推出的车削加工中心是模块化结构，该加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序，可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高，大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。

（1）加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态，并根据这些状态实时调整加工参数（主轴转速、进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性。

（2）加工参数的智能优化与选择：将工艺专家或技师的经验、零件加工的一般与特殊规律，用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，利用它获得优化的加工参数，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目的。

（3）智能故障自诊断与自修复技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法实现故障的快速准确定位。

（4）智能故障回放和故障仿真技术：能够完整记录系统的各种信息，对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真，用以确定错误引起的原因，找出解决问题的办法，积累生产经验。

（5）智能化交流伺服驱动装置：能自动识别负载，并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置。这种驱动装置能自动识别电机及负载的转动惯量，并自动对控制系统参数进行优化和调整，使驱动系统获得最佳运行。

并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，在机床主轴（一般为动平台）与机座（一般为静平台）之间采用多杆并联联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。

并联机床作为一种新型的加工设备，已成为当前机床技术的一个重要研究方向，受到了国际机床行业的高度重视，被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。

3.7 极端化(大型化和微型化)国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工(车、铣、磨)机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。3.8 信息交互网络化 对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理，还可实现数控装备的数字化服务(数控机床故障的远程诊断、维护等)。例如，日本mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔(e-tower)的外部设备，包括计算机、手机、机外和机内摄像头等，能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障报警显示、在线帮助排除故障等功能，是独立的、自主管理的制造单元。

3.9 新型功能部件

为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括： 高频电主轴：高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成，具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点，在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用；直线电动机：近年来，直线电动机的应用日益广泛，虽然其价格高于传统的伺服系统，但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用，机械传动结构得到简化，机床的动态性能有了提高。如：西门子公司生产的1fn1系列三相交流永磁式同步直线电动机已开始广泛应用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度要求高的机床等；德国ex-cell-o公司的xhc卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机；电滚珠丝杆：电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成，可以大大简化数控机床的结构，具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。

总结

纵观数控机床的发展之路，我们可以清晰的认识到数控的发展他不仅代表着整个制造业的发展，也代表着整个社会的进步。中国是一个制造业大国，主要依靠资源、劳动力、价格等方面的优势。而在产品技术研发和自主创新方面与国外的差距还是很大。中国是数控产业不能安于现状，应抓住就会努力发展。数控技术是制造业的核心基础，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，我们要加快发展，力争早日实现由中国制造向中国创造的转变！

参考文献：

数控机床的发展与现状篇五

数控机床的发展与现状篇六

数控机床的发展与现状篇七

2009年8月7日下午，温家宝总理在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时指出要大力发展传感网，掌握核心技术，并指出“把传感系统和3g中的td技术结合起来”。在11月3日《让科技引领中国可持续发展》的讲话中，温家宝总理再次提出“要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后ip时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的„发动机‟”。11月13日，国务院批复同意《关于支持无锡建设国家传感网创新示范区（国家传感信息中心）情况的报告》，标志着“感知中国”已正式上升至国家层面并进入战略实施阶段，中国物联网产业发展面临着巨大机遇。

1、物联网产业定位

一是发展新兴战略性产业，推动经济转型升级的迫切需要。从世界经济发展经验看，新兴战略性产业能够有效拉动经济的持续增长。与互联网和移动通信网相比，物联网产业有更大的发展空间，也是未来新的经济增长点。

二是改造提升传统产业，切实推进两化融合的迫切需要。大力推动物联网技术在传统产业中的应用，是改造提升传统产业、提高工业信息化水平、促进发展方式转变的重要手段，对推动我国产业结构调整和转型升级、推进两化融合具有重要的战略意义。

三是引领新一轮信息技术革命，提升创新水平的迫切需要。物联网涉及半导体、计算机、现代通信、新材料等诸多前沿技术，关联度高、辐射力强，对带动相关领域技术创新具有明显促进作用，对我省增强自主创新能力，抢占信息产业新一轮发展的制高点意义重大。

2、全球物联网产业发展现状

物联网产业在自身发展的同时，带来庞大的产业集群效应。据保守估计，传感技术在智能交通、公共安全、重要区域防入侵、环保、电力安全、平安家居、健康监测等诸多领域的市场规模均超过百亿甚至千亿。权威机构预测，到2020年，物物互联业务与现有人人互联业务之比将达到30: 1，物联网产业将有可能成为下一个万亿级的产业。美国《福布斯》杂志评论未来的物联网将比现有的internet大得多，市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等市场。

总体而言，全球物联网发展还处于初级阶段，但已具备较好的基础。未来几年，全球物联网市场规模将出现快速增长，据相关分析报告，2007年全球市场规模达到700亿美元，2008年达到780亿美元，2012年将超过1400亿美元，年增长率接近20%。其中，微加速度计、压力传感器、微镜、气体传感器、微陀螺等器件也已在汽车、手机、电子游戏、生物医疗、传感网络等消费领域得到广泛应用，大量成熟技术和产品的诞生为物联网大规模应用奠定了基础。

国际范围内物联网知识产权的进展也从另一方面也反映出物联网产业发展仍处于导入期。截至到2008年年底，根据国家知识产权专利数据库和德温特世界专利数据库资料的统计，国外关于传感网的专利数1126件。从专利分布情况来看，在申报的1126项专利中，基础和核心专利分别只有15项和503项，分别占整个比重的1%和45%，而外围专利达到了608项，占整个比重的54%，基础专利和核心专利所占比重较小，其基本状况符合物联网是新兴的通信应用网络以及物联网产业化还处于刚刚兴起的阶段这一现状。

西方发达国家对物联网高度重视，并将其作为未来发展的重要内容。美国将微纳传感技术列为在经济繁荣和国防安全两方面至关重要的技术，以物联网应用为核心的“智慧地球”计划也得到了奥巴马政府的积极回应和支持，其经济刺激方案将投资110亿美元用于智能电网及相关项目；欧盟2009年6月制定并公布了涵盖标准化、研究项目、试点工程、管理机制和国际对话在内的十四点行动计划。日本的u-japan 计划将物联网作为四项重点战略之一。韩国的 it839战略将泛在物联网usn作为三大基础建设之一，其中的 u-life计划的目标更是要在2014年建成松岛泛在城市，投资约250亿美元。同时还有新加坡的“下一代i-hub”计划、台湾的u-taiwan 计划等都将物联网作为当前发展的重要战略目标。

3、我国物联网产业发展现状

我国在物联网发展方面起步较早，技术和标准发展与国际基本同步。国家自然科学基金、“863”、“973”等都对物联网产业给予了较多的支持，《国家中长期科技发展规划纲要（2006－2020）》在重大专项、优先主题、前沿技术三个层面均列入传感网的内容，正在实施的国家科技重大专项也将无线传感网作为主要方向之一，对若干关键技术领域与重要应用领域给予支持。国内先后有近百单位开展了传感研究和应用，并建立起了中科院上海微系统所、电子十三所、北京大学等研发和生产基地，取得了一定的成果。国内部分地区已采取措施，着力推动物联网产业发展，如浙江杭州举办了“2008国内无线传感网产业发展高峰论坛”，并成立“中国无线传感网产业发展联盟”；浙江嘉兴制定了 “50亩研发中心+500亩推广中心+3000亩产业园”的产业规划，并给予资金和政策配套等支持，努力打造一个超千亿元产值的无线传感网产业。

我国在传感器、通信、网络等方面拥有众多自主知识产权产品和专利，与国外基本处于同一起跑线。中科院上海微系统所在十年多的时间里，获得“无线传感网”、“微型传感器”、“芯片设计”等许多重大创新科技成果。在传感网的盲源分离、多目标协同识别、跟踪定位等领域的部分关键技术居世界先进水平，在机场防入侵系统、智能交通等领域已有若干成功案例。中科院上海微系统所还牵头组建了传感网产学研上海联盟，另外，我国哈尔滨工业大学、清华大学、北京邮电大学、西北工业大学、天津大学和国防科技大学等高校在国内也较早开展了传感网及物联网的研究，华为技术、中兴通讯、普天通信、中电集团、中电科技等大型企业也加入了研究行列。

总体看来，我国物联网研究没有盲目跟从国外，而是面向国家重大战略和应用需求，开展物联网基础标准体系、关键技术、应用开发、系统集成和测试评估技术等方面的研究，形成了以应用为牵引的特色发展路线，在技术、标准、产业及应用与服务等方面，接近国际水平，使我国在该领域占领价值链高端成为可能。

在标准方面，2007年，我国领先于国际启动传感网标准化制定工作。2008年，首届iso/iec国际传感网标准化大会在我国举办。第2次会议上，我国代表iso/iec传感网标准化工作组向上级做总体报告，提出了传感网体系架构、标准体系、演进路线、协同架构等代表传感网发展方向的顶层设计，并获得了标准组成员国的认可。我国已成为国际传感网标准化的四大主导国（中国、美国、韩国、德国）之一，在制定国际标准中享有重要话语权。

个比重的2.6%和55.8%，而外围专利为157项，占整个比重的41.5%。我国物联网领域的专利分布状况与国外情况类似。为了提高我国物联网研究的核心竞争力，避免知识产权问题成为传感网、物联网研究发展的瓶颈，标准、核心技术及产品开发迫在眉睫。

在技术方面，自1999年起，中国科学院相关研究所、高校和部分企业在传感网、物联网的许多技术领域已开展科学研究、产业化攻关，支持了从传感器、信号传输、信息处理、系统集成和示范应用等多方面的研发和产业化工作，在一些关键技术上实现了突破。

在应用发展方面，物联网已在我国公共安全、民航、交通、环境监测、智能电网、农业等行业得到初步规模性应用，部分产品已打入国际市场，如智能交通中的磁敏传感节点已布设在美国旧金山的公路上；中高速图传传感网设备销往欧洲，并已安装于警用直升机；周界防入侵系统水平处于国际领先地位。智能家居、智能医疗等面向个人用户的应用已初步展开，如中科院与中移动集团已率先开展紧密合作，围绕物联网与3g的td蜂窝系统两网融合的三步走路线，积极推动物物互联的新业务，寻求3g业务的全新突破。

我国物联网产业发展有一定进展，但也存在许多问题。一是企业规模偏小。目前有众多企业开始涉足物联网领域，但企业规模普遍偏小，缺乏龙头企业带动形成产业集群，产业联动效应不足。特别是在应用领域缺乏大型企业，难以支撑以应用为牵引带动产业的发展路线。运营与服务环节中，运营商也是初步进入该领域，市场仍处于探索阶段，拉动效应不明显。二是技术标准缺乏。我国在传感网国际标准制定中具备一定话语权，处于较为领先的位置。但总的来说，标准发展仍相当滞后于应用发展。“共性平台+应用子集”的标准架构下，共性技术发展不够成熟，应用子集也不够丰富，特别是行业标准规范的缺失，大大制约了物联网产品的产业化与应用的工程化。三是创新体系不完善。我国有众多高校科研院所、企业展开了物联网技术研究，然而以企业为主体的创新体系尚未建立，产学研合作不够紧密，科技成果产业化进程较慢。四是应用数量层次偏低。全国范围内已经出现了一些物联网应用，但总的来说，现有应用数量仍不足以带动产业发展。部分领域应用技术水平与工程化程度较低，一些深层次的问题仍没有得到解决，市场风险仍然较大，难以实现规模化发展。

4、发展展望

二是公众领域的相对成熟的应用方向。智能家居、感知医护等概念已经获得了长期的市场教育，随着产品与技术的进一步成熟，市场需求将得到进一步的激发。选择适当的细分领域切入将催生出新兴业态。

三是传统企业的应用方向。物联网应用的一个重要方向是对传统产业的升级改造。部分传统企业将物联网应用集成至自身的产品中，以实现产品升级，提升附加值与市场竞争力，企业自发的发展将产生更多物联网产业相关的延伸产业。