高檔數控機床的作用范文
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第1篇
在“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項(04專項)的推動下，我國高檔數控機床近幾年得到快速發展，航空航天、船舶等高端制造業作為用戶企業，在促進我國高檔數控機床發展中發揮的重要作用也得到業內專家的廣泛認可，緊密結合用戶企業的未來需求成為我國高檔數控機床產業化及批量應用的重要保障。
制造業是推動經濟發展的發動機，而數控機床作為現代制造業的關鍵核心裝備，其發展一直受到國家和相關行業的高度關注。近些年隨著我國經濟社會的快速發展，我國機床行業有了長足的進步，產業規模、產品質量和系列規格都有了很大提升，而國民經濟發展中急需的高檔數控機床過度依賴進口的局面已有所改善[1]。
受累于低迷的世界經濟形勢，我國機床行業從2011年下半年進入下行狀態[2，3]，在國產數控機床行業總產值及利潤紛紛下滑的情況下，高檔數控機床的需求卻穩步上升[2，3]，成為我國機床行業當前發展的一大亮點，高檔數控機床也成為我國機床行業推進產業結構調整、實現轉型升級的重要著力點。在“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項(04專項)的推動下，我國高檔數控機床近幾年得到快速發展，航空航天、船舶等高端制造業作為用戶企業，其在促進我國高檔數控機床發展中發揮的重要作用也得到業內專家的廣泛認可，緊密結合用戶企業的未來需求成為我國高檔數控機床產業化及批量應用的重要保障。
我國數控機床行業的發展現狀
經過多年發展，我國數控機床行業的產業規模、產品類型及應用領域等都有了長足進步，而在04專項的支持下，通過數控機床制造企業及機床用戶企業的共同努力，我國的高檔數控機床也有了較大發展，已在我國航空航天、船舶、汽車、發電等高端制造業得到初步應用。
我國機床行業近年來產業規模大幅增加。“十一五”期間，金切機床行業工業總產值年平均增長率達23.6%，2010年達1306億元人民幣，并在2011年達到1542.9億元人民幣的歷史最高點，其中數控機床的發展速度更快，數控機床產量占金切機床總產量的比重由2005年的13.2%提高到2010年的29.6%，國產數控機床產值市場占有率也在2010年達到56.7%[1]。
在高檔數控機床方面，隨著04專項的深入實施，一大批數控機床關鍵制造技術得到突破，多種構型的國產五軸聯動及復合加工機床實現了在用戶生產現場的小批量應用，廣泛用機結構件、大型水輪機葉片等多種復雜零件的加工，加工材料涵蓋了鋁合金、鈦合金、不銹鋼、復合材料等。以國產高檔數控機床在中航工業成飛公司的應用為例，成飛公司現裝備6臺國產五軸聯動數控機床，故障率比國外同型機床稍高，但已基本滿足飛機結構件批量加工。
五坐標數控龍門機床方面，濟南二機床集團有限公司的XKV27系列龍門移動式五軸聯動鏜銑床(圖1)，配備大扭矩機械式A/C雙擺角數控萬能銑頭，工作臺面寬度可達5m，長度可達40m，已在鞍鋼重型機械有限責任公司、上海航天設備制造總廠應用。中航工業北京航空制造工程研究所的G52560ABJ五坐標數控龍門銑床配備A/B擺角式機械主軸頭，適用于鈦合金、合金鋼等復雜飛機結構件加工，目前已在中航工業成飛等多家飛機制造企業應用。
五坐標立式加工中心方面，以沈陽中捷的VMC25100U(圖2)、中航工業北京航空制造工程研究所的V51030ABJ為代表的國產五坐標立式低速加工中心(A/B擺角)已在中航工業成飛用機鈦合金零件加工，除部分指標及整機可靠性略低外，這兩款機床的零件加工能力與Rambaudi公司的1201機床接近，基本滿足鈦合金航空結構件的五軸加工需求。
五坐標橋式機床方面，中航工業北京航空制造工程研究所的B52580E橋式五坐標高速數控龍門銑床工作臺尺寸為2.5m×8m，主軸轉速達到24000r/min，已有多臺在我國航空制造企業應用。濟南二機床集團有限公司的XHSV25系列機床配備大功率、高轉速雙擺角數控萬能銑頭，工作臺面最大寬度可達5m，長度最大可達30m，已在航天二院二八三廠應用。車銑復合機床方面，北一機床的XKA28105X300超重型數控龍門車銑復合機床已在哈爾濱汽輪機有限公司投入使用。
數控系統方面，中高檔數控系統的開發和生產取得明顯進展，部分國產數控系統已配套五軸聯動數控機床。04專項通過設立國產數控系統成套裝置研制課題，已初步解決了高檔數控系統的多通道、多軸聯動、繞刀具中心旋轉、靜態誤差補償等技術難題，開發了與數控系統配套的伺服驅動及電機等硬件，形成了系列化產品。典型如華中8型、廣數GSK25i、沈陽高精GJ400數控系統等，上述數控系統已配套多臺04專項支持的中高檔數控機床，部分已投入實際現場應用。
數控機床功能部件方面，形成了一批具有自主知識產權的功能部件，部分性能指標已接近國際先進水平。在04專項支持下，國產功能部件已突破高速主軸、高速滾珠絲杠、重載直線導軌、數控轉臺、刀庫與機械手、A/C雙擺角數控銑頭等研制。尤其是作為五軸聯動數控機床關鍵功能部件的雙擺角銑頭，如濟南第二機床集團研發的A/C雙擺角數控萬能銑頭(圖3)，可配備機械主軸和電主軸，其中機械主軸扭矩達2200N·m，轉速1600r/min，電主軸扭矩73.8N·m，轉速24000r/min，這兩類銑頭已配備多種構型的數控機床。
國產高檔數控機床發展需解決的主要問題
我國數控機床行業已基本解決高端產品的有無問題，但產業結構、產品結構與市場需求的矛盾尚未得到有效緩解，仍面臨主機大而不強，高檔數控系統和關鍵功能部件發展滯后，技術服務能力不足等問題。
國內機床行業近幾年的快速發展以中低端產品的產能擴充為主，高檔數控機床的研發投入不足，導致我國機床行業存在主機大而不強的問題，這也是近兩年受全球金融危機影響，我國大部分機床企業產值、利潤不斷下滑的主要原因。推進高檔數控機床的產業化，提高國產高檔數控機床在國家重點行業的占有率，是我國機床行業擺脫當前困境，實現產業結構調整及轉型升級的關鍵，為此，我國機床企業在發展高檔數控機床的過程中需解決以下問題：
(1)國產高檔數控機床可靠性和性能穩定性較差。目前已投入實際生產應用的國產高檔數控機床一般采用國外進口的數控系統和關鍵功能部件，在加工性能方面與進口機床沒有太大差距，但機床輔助部件故障率較高，直接推高了整機的故障率。此外，由于部件裝配和調試技術水平不足，國產機床的精度、動態特性等比國外機床稍差，且上述性能在應用過程中的下降速度要高于國外機床。
(2)國產高檔數控系統及關鍵功能部件等主機配套產品還有待加強。近年來，國內數控系統廠以西門子、法拉克等國外高檔數控系統為對標，在多軸聯動加工、繞刀具中心旋轉(RTCP)、誤差補償等方面進行了大量的功能開發，但仍與國外高檔數控系統存在差距，體現為機床的加工精度無法滿足要求。功能部件方面，以高速主軸、A/C雙擺角數控銑頭為代表的關鍵功能部件已實現研發突破，但仍停留在小批生產階段，還缺乏在生產現場的批量應用。
(3)針對用戶加工工藝需求的技術服務能力不足。國外數控機床企業很早就針對用戶的具體加工對象，提供包括機床、典型工藝方案及切削參數等在內的一攬子解決方案，由于用戶采購高檔數控機床一般針對實際零件加工需求，這種圍繞產品加工需求的全套解決方案受到用戶的普遍歡迎，這也是國外高檔數控機床在國內熱銷的重要原因。目前，國內機床企業由于缺乏對用戶產品加工工藝的了解，目前還無法提供全套解決方案，提供的技術服務也只針對機床本身，影響了國產機床在用戶現場的應用效果。
航空制造業未來發展對國產高檔數控機床的需求
高檔數控機床的發展往往由被加工對象的加工工藝及用戶生產需求拉動，飛機結構件作為飛機的主承力部件，具有形狀復雜、加工精度要求高、材料利用率低等特點，需要五軸聯動加工，一直是高檔數控機床研制和應用的主要落地對象。隨著現代飛機性能的不斷提升，飛機零件正朝著整體化、大型化、復雜化、高精度、新材料大量應用等方向發展，同時，數字化制造技術在航空制造企業應用逐步深入，產品加工需求及用戶企業的技術發展對數控機床提出了新需求：
(1)大型高精度數控機床及五軸聯動臥式加工機床。當前，部分大型飛機結構件的長度已接近20m，零件表面精度達到Ra1.6，促使加工設備向著大型化、高精度方向發展。德國DST公司的FOGS系列高精度五坐標數控龍門銑床，基于西門子840Dsl系統開發了用于機床空間誤差的自動檢測及補償的KMS(KinematicManagementSystem)系統，并對機床工作區域恒溫控制，使機床在2.5m×9m×1.5m的工作空間內定位精度達到1.6μm/m3。此外，飛機結構件加工的材料去除率達95%以上，立式加工時，高速切削產生的大量切屑極易堆積在零件表面，造成零件的二次切削，影響零件加工質量，臥式機床以其排屑性好、具備FMC(柔性制造單元)功能等特點，在飛機結構件加工中的應用已越來越多，未來飛機結構件加工中臥式機床所占的比例將進一步提高。
(2)鈦合金高效及復合材料加工機床。目前，鈦合金和以碳纖維為代表的復合材料在現代飛機中所占的比例大幅提高，如A350、波音787的復合材料比例已經超過50%。在鋁合金高速加工已基本解決的情況下，鈦合金、復合材料加工將成為未來航空制造企業的主要任務。由于切削性能差，鈦合金的切削效率一直很低，如何實現鈦合金的高效加工是當前航空制造企業面臨的一大難題，需要在高效加工設備、刀具、工藝方案等多方面入手，而高效加工設備是基礎。復合材料加工主要需解決污染問題，與金屬材料不同，復合材料(如碳纖維、蜂窩等)在高速切削時會產生大量粉塵，對人體及機床造成傷害，因此，航空制造企業適于復合材料加工、防護性能良好的數控加工設備有著迫切的需求。
(3)自動化生產系統以及滿足數字化制造需求的設備新功能。為提高生產效率、降低零件加工質量風險，包含運輸、加工、清洗、烘干及測量等功能的自動化生產系統已出現。目前國外航空制造企業已大量應用柔性生產線，國外部分航空制造企業在碳纖維蒙皮加工中已采用集成傳輸、加工、清洗、烘干及測量等功能于一體的自動化生產系統，大幅提高了零件加工效率，保證了零件加工質量。此外，數字化制造需要實時監控機床狀態，從機床實時采集零件加工及機床狀態數據，這要求機床具備刀具自動測量、狀態自動監控、零件在線測量等功能，并可與用戶企業網絡互聯互通。
上述目標的實現都離不開機床企業和用戶企業的密切合作，需要繼續堅持04專項提倡的“產學研用”研發模式，尤其是示范應用的方式(圖4)。通過梳理專項前期重點成果，根據市場需求集中力量在重點用戶建立“應用示范基地”，充分發揮用戶的數控加工工藝技術優勢以及設備應用經驗，彌補我國機床企業在這些方面的不足，以在用戶實際生產現場“應用”的方式驗證并開發適應于用戶需求的新功能，最終達到完善專項成果，推進國產高檔數控機床在國家重點行業批量應用，提高國產高檔數控機床市場占有率的目的。
第2篇
關鍵詞：科學技術；機械制造業；現代數控機床；發展情況；策略
中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198（2012）17-0176-01
0 緒言
機床是世界先進制造技術與制造信息結合的重要元素，并且是機械制造業發展的重要環節與工具。所謂數控機床，指的是在數字化控制下，能夠在尺寸精準與幾何精準兩個方面制造毛坯零件加工中需要立體幾何形狀的工作母機的總稱。與傳統的數控機床相比，現代數控機床具有高效、高精度等特征，解決了原來數控領域難以解決的問題，保證了加工零件的質量，并且降低了數控工人的工作強度，進而提升了生產效率。發展數控機床技術是我國實現工業現代化的基礎工作，并且也是機械制造產業改革的必經之路。而隨著科學技術的不斷發展，我國的數控機床技術也取得了明顯的成果，但是依然存在一些問題，就需要我們去改進與創新。
1 我國數控機床技術發展現狀與問題
機床產業是我國經濟發展的基礎，而其中的裝備制造業又是工業發展的核心。我國將發展高檔數控機床技術作為新時期十六個科技創新項目之一，尤其在我國政府的大力支持下，我國的數控機床領域有了重大的研究突破，并且研發出了一批具有我國自主知識產權的數控機床技術。
第一，在中高檔數控機床方面有了重大突破。我國在近幾年開發出了大型、五軸聯動的數控加工機床與其他大批的專業化高效率數控機床，并且建立了大批的中檔數控機床核心產業基地。
第二，核心功能部位的制造水平提高。隨著科學技術的發展，我國制造的數控機床的部分性能已經接近了國際的指標，達到了制造的先進水平。我國相應開發出了高速主軸單元、重載直線導軌等高性能的核心數控部件樣機，而其中有些部件已經開始小批量的生產，獲得了不錯的反響。
第三，部分中高檔數控機床系統開發應用取得一定成果。我國的數控領域通過自主研發與其他國家相互合作，在部分中檔數控機床技術領域取得了明顯的成果，能夠初步解決遠程數據等傳統機床出現的技術難題。
然而我們看到了我國數控機床取得的明顯成果，也要正視依然存在的問題：
第一，我國高檔數控機床供應能力較弱。雖然我國的數控機床領域在近幾年得到了顯著的發展，并且工作效率也明顯提高。但是我們依然可以看到機床消費與生產結構之間的矛盾，而隨著我國工業發展，對中高檔數控機床的需求遠遠超過了低檔的需求，但是我國高檔數控機床依然需要從外國進口。
第二，自主創新能力較差。一直以來，我國的機床制造業都在行業內的研究所中進行，但是由于創新能力較差，技術投入不足，導致自主創新能力不高。雖然我國一直引進海外技術，并且購買了許多先進的數控技術，但是由于缺乏基礎性的研究技術，因此難以汲取先進技術為己用。
2 我國數控機床發展創新策略研究
第一，提高自主開發與創造能力。面對我國這個工業大國，我們必須要提高機床產品的創新開發力度，要實現核心技術與功能部件的有機結合，以研發高檔數控機床為主要目標，提高整個數控產業化的水平。加強我國數控技術基礎研發理論的研究以及數控應用軟件的科研，改革行業標準，為我國數控機床領域發展奠定基礎。
第二，將數控功能部件作為基礎，核心共性科學技術作為支撐力量。我國的數控系統與功能部件等基礎研究方面是弱項，并且成為阻礙我國數控機床領域發展的一大障礙，因此我們必須要提高專業化程度與自主研發能力。數控技術的發展與自主創新能力的提升需要依靠數控核心技術的掌控，并且依靠數控核心共性技術的支撐作用。我們都知道基礎技術的研究是提高整個數控產業水平的基礎與保障，也是機床設計中的核心與關鍵之處，這對于我國數控機床領域跨出一大步具有重要的作用。
第三，引進先進技術，與先進國家合作。我們可以向西方具有先進技術的國家吸取經驗，并且以市場來換技術，與跨國公司進行合作，實現數控主流產品的高起點與專業化發展模式。對引進的先進技術，要充分吸收，實現創新，滿足用戶的多種需求。
3 結語
隨著我國工業化進程的大踏步前進，數控機床領域的發展也是迅猛飛進的，并且朝著高效、高速、網絡化等方向發展。在近幾年我國政府注重對數控機床的投入資金與研發力度，并且取得了巨大的成效。但是縱觀我國數控機床技術，依然以西方先進國家存在較大差距。我們需要不斷努力，加強對自主知識產權技術與創新產品的研發，進而滿足我國重點工程的現代需求，縮短與先進國家的差距，實現我國數控機床領域的可持續發展。
參考文獻
［1］張耀滿，趙亮，蔡光起等.高速機床進給系統的性能研究［J］.機械工程師，2004，（05）.
［2］肖曙紅，夏紅梅，張伯霖.直接驅動進給系統模糊推理自校正控制的研究［J］.現代制造工程，2004，（07）.
［3］謝紅，高健.加工中心的工作臺和伺服進給系統設計［J］.現代機械，2002，（02）.
［4］邰曉輝.XK717數控銑床進給傳動系統的動力學優化［D］.浙江工業大學，2006.
第3篇
為了夯實我國的工業之基，縮小我國數控機床領域與國際上的差距，2009年，我國正式啟動實施“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項。8年多來，專項取得了豐碩成果，新增產值約706億元，我國高端數控機床技術水平不斷提高，重點領域國產制造裝備生產制造支撐強勁有力，高檔數控機床實現了國產化突圍。
制造能力顯著提升
通過對進口量大、市場需求面廣的數控車床進行研發，我國機床企業擁有了可以與進口設備比肩的自主研發產品，設計制造能力得到提升
“在一臺機床上，X軸的運動可以加工線條，加上Y軸可以加工面，有了Z軸可以加工一個立體的東西，但是這還遠遠不夠。”機械科學研究總院院長王德成告訴筆者，“工業上往往要加工更為復雜的曲面，艦艇、飛機、火箭、衛星、飛船中許多關鍵零件的材料、結構、加工工藝都有一定的特殊性和加工難度，用傳統加工方法無法達到要求，必須采用多軸聯動、高速、高精度的數控機床才能滿足加工要求。”
王德成所說的多軸聯動是數控機床中一項關鍵技術，它可以實現在一臺機床的多個坐標軸上同時運動，刀具或工件可在數控系統控制下同時協調運動，從而完成復雜形狀的加工。雖然我國是當今世界第一制造大國，但是這樣的高檔數控機床缺乏，導致我國在高端制造領域受制于人。
“以前我國做不了五軸聯動機床，所使用的數控系統也是國外制造的。曾經為了制造大型船只上的一個設備，許多廠商爭先恐后搶著使用僅有的一臺進口機床。而對于航空航天企業而言，國外高檔數控機床不僅對我們限制進口，即使進口了，其數控系統也留有信息后門，對于國防安全是一個很大的隱患。”專項技術總師、中國工程院院士盧秉恒說。
隨著我國航空航天、船舶制造、能源電力、國防軍工、汽車和工程機械等行業的迅猛發展，對大型、重型、復合、高精度高檔數控機床的需求急劇增加。改變高檔數控機床領域掣肘的現狀迫在眉睫。
對此，“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項重點對進口量大、市場需求面廣的加工中心和數控車床的研發進行了部署。機床企業開發出了一大批適應市場需求的新產品，龍門式加工中心、五軸聯動加工中心等制造技術趨于成熟，重型鍛壓裝備性能接近國際先進水平，精密臥式加工中心形成具有自主知識產權的柔性制造系統核心技術。至“十二五”時期末，我國機床企業的產品設計制造能力得到顯著提升，高檔數控機床和裝備的國際競爭力不斷增強。
在高檔數控機床領域，我國終于擁有了可以與進口設備比肩的自主研發的產品，8萬噸大型模鍛壓力機和萬噸級鋁板張力拉伸機等重型鍛壓及數控沖壓設備的成功研制，填a了國內航空領域大型整體成形技術空白；大型貯箱成套焊接裝備成功應用于五號等新一代火箭研制，在航天領域建立了首條采用國產加工中心和數控車削中心的生產示范線，已應用于新一代運載火箭、對接機構、探月工程差動機構等100余種、10000余件關鍵復雜零部件的加工，取得了顯著的經濟效益和社會效益；數控鍛壓成形設備的產業化成效顯著，其中汽車覆蓋件沖壓線國內市場占有率超過70%，全球市場占有率已超過30%，有力推動國產汽車裝備自主化，并向美國成功出口9條汽車生產線。
技術標準逐步完善
我國機床行業形成一大批技術標準和規范，部分技術標準被列入國際標準，行業國際競爭優勢顯著增強，對產品研發提供有力支撐
“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項實施以來，行業技術水平明顯提升。盧秉恒介紹，我國研制的精密臥式加工中心等30多類重點產品達到國際先進水平。其中，25米數控立柱移動立式銑車床是國家重大工程項目建設的急需、替代進口的高端產品，其技術參數、技術等級均處于世界領先地位，機床規格、承載重量世界最大，代表了國家高檔數控重型機床最高水平。
最值得一提的是，我國機床行業的自主創新和可靠性水平提升顯著，標準和技術規范逐步完善。通過專項實施，推動國內機床骨干企業聯合高校、用戶進行開發，積極組織數控機床可靠性評定國家/行業標準的編制并在機床行業內推廣應用。機床主機平均無故障時間從專項實施前的400～500小時已普遍提升至1200小時左右，部分產品已達到國際先進的2000小時。
盧秉恒介紹，專項成果形成一大批技術標準和規范，部分技術標準受到國際同行重視，并被列入國際標準，行業國際競爭優勢顯著增強，對產品研發提供有力支撐，也對國家裝備制造業持續發展能力的提升起到保障作用。
2016年底，我國自主提出的用于檢測五軸聯動機床精度的S形試件標準已通過國際標委會審定，成為我國在高檔數控機床設計、檢測領域的首項標準，實現了“零”的突破。
此外，專項實施8年多來，累計申請發明專利3956項，立項國家及行業標準407項，研發新產品、新技術2951項。在行業研究機構、重點企業建設了18項創新能力平臺、部署了70個示范工程，培養創新型人才5500余人。
國產“大腦”補齊短板
數控系統實現了從模擬式、脈沖式到全數字總線的跨越，初步具備與國外同類產品的競爭能力，突破了制約我國數控機床行業發展的瓶頸
數控系統是機床裝備的“大腦”，是決定數控機床功能、性能、可靠性、成本價格的關鍵因素，也是制約我國數控機床行業發展的瓶頸。而基礎薄弱、“缺心少腦”一直是中國制造的短板。
專家表示，數控系統、伺服電機、伺服驅動等是制造裝備最重要的關鍵基礎部件。要實現“中國制造2025”的目標，形成“中國智造”的核心競爭力，離不開數控系統包括伺服驅動、伺服電機等關鍵技術的創新。
為了補齊短板，“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項部署實行全產業鏈布局，國產數控系統實現部分技術的原創超越。企業掌握了數控系統的軟硬件平臺設計與批量生產技術，在多通道、多軸聯動、高速插補等關鍵技術指標方面達到國際主流產品技術水平。
通過專項的支持，我國數控系統實現了從模擬式、脈沖式到全數字總線的跨越，已初步具備與國外同類產品的競爭能力。高檔數控系統、功能部件與主機產品配套研發，初步實現與高檔數控機床的批量配套。據工業和信息化部裝備工業司副司長羅俊杰介紹，2016年，數控機床專項支持研發的高檔數控系統已累計銷售1000余套，國內市場占有率由專項啟動前的不足1%提高到了5%左右。
目前，國產高檔數控系統已與10多類600多臺高檔數控機床配套，開始在航空航天重點企業示范應用。“功能部件企業產品質量水平穩步提高，品種系列不斷完善，滾動功能部件檢測裝備從無到有，靜剛度等關鍵技術指標和測試設備水平已躋身國際先進行列。截至目前，滾動功能部件在中高端數控機床市場占有率達20%，較2009年專項實施前提升4倍，品種滿足度為80%。”羅俊杰說。
