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第一章 绪论 1 第一章 绪论 一、数控机床的发展状况 数控机床是一个国家支柱产业及国防工业的必备工艺装备，发展数控机床，应该提高到战略高度来认识。当前，是我国发展数控机床的大好时机，我们应该抓住机遇，花大力气 ， 把中国的数控机床搞上去。 那么当前的机遇有哪些呢？我认为有两个。一是有国家的支持，自去年年底以来，党和国家领导人多次批示要加快我国机床工业的步伐，国家也将投资60 多亿来支持这一领域的发展。第二，中国制造业的增加值已经位列第四，世界 500 强中的制造业也已相继落户中国，跨国公司产业基地的转移，这既是竞争的加 剧，但同时也是我国从制造大国转向制造强国的一个机遇，我们应该从中看到发展中国数控机床的大好良机已经到来！ 目前数控机床主要朝以下几个方向发展： 精度方向发展 速度和精度是数控机床的两个重要指标，直接关系到产品的质量和档次、产品的生产周期和在市场上的竞争能力。 能集成化方向发展 数控机床在提高单机柔性化的同时，朝着单元柔性化和系统化方向发展，如出现了数控多轴加工中心、换刀换箱式加工中心等具有柔性的高效加工设备；出现了由多台数控机床组成底层 加工设备的柔性制造单元、柔性制造系 统、介于传统自动线与 间的柔性加工线。 随着人工智能在计算机领域不断渗透和发展，数控系统向智能化发展。这种高性能的智能化的数控系统不但具有加工过程的自适应控制、负载自动识别、工艺参数自生成、运动参数动态补偿、智能诊断、智能监控等功能，更具特色的是 考虑到操作使用的因素而呈现的极为友好的人机界面 。 （ 1）引进自适应控制技术 第一章 绪论 2 （ 2）采用故障自诊断、自修复功能 （ 3）模式识别技术 （ 4）智能化交流伺服驱动技术 数控机床的可靠性一直是 用户最关心的主要目标，它取决于数控系统各伺服驱动单元的可靠性。为提高可靠性，目前主要采取以下措施： （ 1）数控系统将采用更高集成度的电路芯片，采用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，提高可靠性。 （ 2）通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求。同时通过硬件结构的模块化、标准化、通用化及系列化，提高硬件的生产批量和质量。 （ 3）增强故障自诊断、自恢复和保护功能，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断、报警。当发生加工超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行 相应的保护。 数控机床的网络化将极大地满足柔性生产线、柔性制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式的基础单元。 二、数控机床的特点 和分类 数控机床 是一种高效、新型的自动化机床，具有广泛的应用前景。它具有以下特点 ; 1. 适应性、灵活性好 量稳定 动条件好 护技术要求高 第一章 绪论 3 数控机床的品种规格繁多，分类方法不一。根据数控机床的功能、结构、组成不同可从以下几个方面进行分类： 1）点位控制数控机床 2）直线控制数控机床 3）轮廓控制数控机床 1）开环控制数控机床 2）闭环控制数控机床 3）半闭环控制数控机床 3. 按功能水平分类： 1）经济型数控机床 2）中档型数控机床 3）高档型数控机床 1）金属切削数控机床 2）金属成型数控机床 3）特种加工数控机床 三 、目前数控机床发展中存在的基本问题 1 产业安全问题 据权威统计表明，国产数控 机床仅占国内数控机消费额的 28%，这就说明，我国机床制造在从 “ 低端产品 ” 向 “ 高端产品 ” 升级的过程中，差距是十分明显的。也就是说，国内急需的高水平的高技术装备依然要依赖进口。我们的薄弱环节还不仅仅是新型装备的研发和制造能力，而且还反映在我国的数控机床第一章 绪论 4 的核心技术，也即中高档数控系统要依赖进口。 所以 数控机床产业安全问题已经存在。 2 技术研发能力有待提高 国内机床制造厂家对技术引进相当重视，而对研发的投入还不成比例，这种情况的造成当然不是意识认识上的不足，而主要是大多数企业资源和能力上的不足所致。人员的流失、设备 的老化、效益的低下，严重影响了企业的创新能力。再一个就是基础性研发的任务主要应该由高等院校和专业研究部门完成，政府和有能力的知名集团应该加大这方面的投入 。 3 体制改 革 需要加大力度 我国 机床工业的转制起步慢，步子也不快，跟不上改革发展的需要。具体地讲，就是对产品能级 档次的提高是重视了，但对制造技术本身的高技术化却没能提到议事日程上来，高技术产品要与高制造技术相匹配，这才是完整意义上的技术升级，因此产业结构的升级既要体现主机企业的 “ 重大精尖 ” ，又要强化配套企业的 “ 细小精微 ” ，只有从设备的材质上、加工工艺上 以及数控系统等等功能部件上都有了新技术的应用，我们才谈得上从 “ 中国制造 ” 向“ 中国创造 ” 的转变和跨越。 四 、发展数控机床的一些战略措施 我认为应该从三个方面做起： 1、提倡强强联合，实现战略联盟。 强强联合，在国外，这种联手合作的先例是很多的，如德国的蒂森集团莱福林集团 国的优诺发集团 等，他们的长处我们可以借鉴。竞争是既有竞争又有合作的，对手是可以成为合作伙伴的。在强调竞争的前提下，不能排斥国内机床行业之间的强强联合，有了这一联合，才是完整意义上的竞争， 有了这一联合，我国的数控机床发展才会集成创新，才会共同发展。在此需要特别提出的是，由机床制造企业和数控系统制造商联手开发机床、联手开发软件，应该是一件非常有意义的事情。 第一章 绪论 5 2、自主技术创新和自主知识产权的推进。 国内大多数数控机床制造企业还处在以用户订单为开发项目的阶段，把用户直接的需求作为产品和技术的主要研究和开发对象，不仅在产品开发的水平能级和数量上远远不能满足市场的需求，而且在技术储备上明显缺乏，企业没有一定的前瞻性，也是导致研发能力和创新能力落后下降的一个因素。 要改变这种单一创新产品的状况并向系列创 新产品过度，需要健全企业内部的技术创新机制，尤其要注重企业专业研究所的作用。 其二就是技术创新的国际化。企业除了通过自身的努力，实现技术创新的本地化，还要力求争取技术创新的国际化。技术引进以及与国外知名厂商的合作合资等是国际化的一个方面，但中国的制造业如果缺乏自主技术创新和自主知识产权，中国就永远不可能成为制造强国，机床制造企业也很难达到真正的发展。国内的骨干主要企业要形成自主知识产权和专有技术才谈得上国家机床装备制造业的安全和发展。 其三就是 “ 请进来、走出去 ” 。同内数控机床制造厂家已经将这一做法作为加快技 术创新的新途径。当然，在