数控机床技术创新

数控机床技术创新（共12篇）

数控机床技术创新 篇1

近日, 沈机集团昆明机床股份有限公司、云南省机械行业协会、昆明理工大学、省机械研究设计院等16家理事单位共同签署了合作协议, 组建成立了云南省高效精密数控机床技术创新战略联盟 (以下简称联盟) , 正式启动了云南省高效精密数控机床产业关键领域的技术创新战略合作。

联盟以沈机集团昆明机床股份有限公司为首任理事长单位, 以省内有关行业龙头企业、高校、院所及行业协会为核心, 通过战略合作协议明确各成员单位的责、权、利, 设立理事会、专家委员会和秘书处等日常机构, 建立了相应的服务和管理体系, 形成一个技术创新合作组织。

联盟将在政府相关政策的引导下, 建设以国家需求和市场为导向、以数控机床龙头企业为主体、产学研相结合的创新平台, 整合全省数控机床行业科技资源, 融通行业的技术研发, 组织瓶颈技术创新攻关, 加快研究成果共享与转化, 优化数控机床产业链, 推动数控机床产业整体升级, 提高云南省数控机床国内外竞争力。

(摘编自中国工业新闻网)

数控机床技术创新 篇2

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1、提高机床的静刚度有哪些措施？请具体说明。

1、正确选择支撑件的截面形状

2、合理设置肋板和肋条

3、合理开孔和加盖

4、提高支撑件的局部刚度

5、提高支撑件的接触刚度

6、材料的选择和时效处理

7、支撑件的铆接

8、结构工艺性

2、如何提高机床结构的抗振性？有哪些措施？

机床本体是数控机床的主体部分。来自于数控装置的各种运动和动作指令，都必须由机床本体转换成真实的、准确的机械运动和动作，才能实现数控机床的功能，并保证数控机床的性能要求。

3、减小机床热变形有哪些方法？

数控机床在线检测关键技术研究 篇3

摘 要：在线检测是当今先进制造技术的有效手段之一。本文介绍了当今先进的制造技术及在线检测技术在工业体系中的发展情况，描述了在线检测的定义、结构、工作原理及其发展趋势。随着智能制造技术的普及，在线检测技术作为加工制造中的检测、反馈手段，将在制造业中起着越来越重要的作用，它将有效地推动当今装备制造业的发展，为经济社会的发展提供动力。

关键词：数控机床 在线检测 制造技术

随着科学技术的发展，尤其是通信技术、计算机技术、自动控制技术的高速发展，工业信息化水平的提高使得产品的生产周期大大缩短。装备制造业作为一个跨学科、多领域的产业，在国民经济的发展中起着至关重要的作用。装备制造业要求相关设备具有高效、高精度、智能化、开放性以及适应性等特点，特别是中国制造2025的实施，表明国家已高度重视制造业的产业升级，来提高社会的生产力，推动社会的可持续发展。

在先进制造技术中，在线检测系统是其中重要的组成部分，它的发展有利于提升整个装备制造业的水平。在装备制造业中，对于核心零部件的加工精度要求高效、高精度，这就要求在加工过程中对零件进行在线检测来提高零件的精度和效率，保证加工质量和效率。在线检测技术在装备制造业中起着不可替代的作用，它的快速、优质的发展会使装备制造产业得到更好、更快的发展。因此，开展数控机床的在线检测研究能有效提升整个国家工业现代化水平。

一、在线检测技术

如今检测加工零件的工作主要方式有手工检测、离线检测、数控加工在线检测三种。数控机床在线检测技术指的是将触发式检测触头安装到数控加工中心的刀具库中，同时将检测触头所安装的刀具位置号设定为特殊的刀具位置号码。数控机床主轴的旋转不影响检测触头，当数控机床的控制系统发出实施检测工作命令时，数控机床就会将检测触头从刀具库中调出，并控制其按照已设计的检测路径（数控程序）进行零件的检测。检测结果被数控机床控制系统获取，再与零件的模型数据进行比对，然后判断零件尺寸和精度是否达到零件设计要求，同时判别哪些位置不达标及尺寸和精度差值，为下一步进行合理的精加工提供数据依据。

在线检测技术就是将检测和加工两个过程充分而又有效地结合起来，实现零件高效、高精度的加工。对于空间复杂曲面的加工及检测来说，数控机床在线检测技术有着明显的优势，能避免零件的多次装夹，缩短零件制造周期，降低制造成本等。在线检测技术已广泛应用于空间复杂曲面的生产制造中，对该技术进行研究的专家也在日益增多，该项技术逐渐成为制造领域中的一项成熟技术。

与离线检测技术相比较，数控加工在线检测技术有四个优点。一是加工零件被检测之后，在线检测工具——检测触头可通过控制系统直接返回机床刀具库，或移动到不影响加工的区域，这样就能节省工件重新安装的时间，使产品的生产、加工周期得到缩减。二是可以减少或避免购买离线检测设备，如三坐标测量仪等，从而降低生产成本。三是在线检测能有效避免零件因多次拆装造成的加工和检测误差，提高零件的加工精度。在离线检测中有多次拆卸和装夹零件的工序，而在线检测能够避免多次装夹，同时避免由于这种反复拆卸工序而造成的加工精度误差，从而提高零件加工精度和效率。四是基于在线检测技术的稳定和可靠性，高端数控机床增加了机床的精度检测功能和进一步加工决策实施的功能，从而产生了无人操作加工和智能制造技术。图1为基于在线检测系统的智能制造技术主要的研究内容及流程。

二、在线检测系统结构

在线检测系统根据各零件的检测功能需求，构建出在线检测系统总体结构功能图，如图2所示。系统一共包括有7个功能模块，系统的输入文件模块指的是被检测零件CAD模型，即零件的“STL”文件。

系统的输出文件管理模块指的是零件加工后的加工误差检测报告，其中文件管理模块指的是被检测零件“STL”数据文件的获取，以及系统文件的输入与保存；图形操作与编辑模块主要指的是文件的编辑、操作及图形的视图设计等功能的操作；检测路径生成模块指的是根据零件的曲面精度和曲率精度要求，自动生成被检测零件的检测点坐标，应用遗传算法等优化检测指令及检测路径；路径仿真模块指的是对整个检测过程进行仿真、验证，优化检测路径，提高检测的安全性和可靠性及效率；测量误差补偿模块指的是将检测后的零件实际数据反馈回数控机床检测系统，然后与模型数据进行比对，获取各个检测点的误差值，然后将加工零件的程序及加工参数进行修正和补偿，提高零件加工的效率和合格率；通信模块指的是通过网络、RS232等数据线将数控机床与PC机搭建连接系统，内容包括安装在线检测软件的PC机将检测指令和相关数据发送给加工零件的数控机床，同时获取被检测点的坐标参数，PC机同时能发送脉冲信号，控制数控机床将检测的坐标值反馈回PC机，同时还包括控制数控机床的开始、停止等；加工误差检测报告模块指生成各测点检测误差图，并可用相关软件输出具有完整信息的零件加工精度检测报告。

三、数控机床在线检测工作原理

数控加工过程中的在线检测流程：①将CAD模型以“IGES或STL”的格式输入计算机，同时设计该模型的加工刀路轨迹；②后置处理成数控加工NC代码，完成零件的加工；③加工结束后测头进行取样，生成自适应式测量点，同时依据模型数据，对测量路径进行优化和仿真；④再实施快速寻点算法（基于空间划分策略的），将误差补偿测量出，进行实时误差计算；⑤优化刀轨及数控NC指令，实现零件的准确加工，最终实现加工—测量—补偿—加工的一体化的在线检测制造技术。

在线检测技术主要研究内容包括：在测头、数控系统、数控机床实践研究的基础上，还需要完成相关参数的匹配，搭建在线检测系统，完成自动对刀、装夹找正；然后基于机床参数设置和数控系统，开发出二维零件、三维零件的在线检测。在此基础上，完成检测软件与设备的参数匹配，通过可靠的拟合算法和采样策略，在数控机床上直接对加工后的零件进行检测实验，然后进行精度的分析、评价，将最终的误差反馈回数控系统，然后优化数控系统相关参数，搭建完整的一体化在线检测系统（见图3）。

四、数控加工中心在线检测技术的发展趋势

1.设备的人性化及智能化

随着当今社会信息技术和人机工程技术的发展，工业装备正朝人性化方向发展，产品将朝个人订制方向发展，设备的使用及产品的制造将更多地考虑人的因素。同时设备将具有一定的判断能力，能代替人做出一定的决策，朝智能方向发展。在数控机床上表现出能降低操作者劳动强度，能自动装夹零件，能自动检测零件的精度，然后优化加工参数直至加工出合格的零件，同时具备自我诊断能力、自我修复能力。

2.信息化和开发性

信息化和开发性是数控机床在线检测发展的趋势和新亮点。国内外许多著名的数控机床和设备厂商正在开发相关的新概念数控机床，实现机床的远程控制。同时可选择开放式操作、控制系统，让操作者便于快速掌握机床的操作和应用。在基于机床结构统一的平台上，使用者可根据自己的特殊需求，将特色模块和相关技术模块集成到控制系统中，从而增强数控机床的功能，生产各种特殊需求的产品。因此信息化和开发性将使数控机床的在线检测功能更加广泛，提高了生产效率。

3.模块化和标准化

由于当今世界的数控机床、数控系统和检测系统种类繁多，而且各自的研究相互独立，缺乏通用性和拓展功能，给机床和系统调试带来诸多麻烦。因此，现在许多国家已经开始制定国际统一标准，使在线检测系统模块化，实现部分相关技术、标准国际统一，让使用者更快进入角色，提高工作效率。

（作者单位：曹著明、贾俊良，北京电子科技职业学院；

数控机床技术分析 篇4

数控系统是数字控制系统的简称, 英文名称为Numerical Control System, 缩写为NC。然而, 伴随着计算机的发展和应用, 计算机数控系统 (Computerized numerical control, 简称CNC) 由然而生。由于计算机数控系统CNC采用先进的控制理念, 已经被广泛的应用在机械加工和生产制造业之中。

1计算机数控系统的基本组成。计算机数控系统由三大部分组成, 即CNC计算机数控装置, 伺服控制系统和机床测量系统。在电气自动控制系统中, 使输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统为随动系统, 也称伺服系统。伺服系统一般结构它是一个双闭环系统, 内环是速度环, 外环是位置环。速度环中用作速度反馈的检测装置为测速发电机、脉冲编码器等。速度控制单元是一个独立的单元部件, 它由速度调节器、电流调节器及功率驱动放大器等各部件组成。检测系统控制主要是对机床的主轴旋转和自由度坐标运动进行控制。

2计算机数控系统的工作原理。CNC数控装置是一个具有输入输出功能的专用计算机系统, 按机床加工工艺程序进行插补运算, 发出控制指令到伺服控制系统。伺服系统接受来自CNC的进给脉冲, 经变换和放大, 然后去驱动机床各加工坐标轴的伺服控制系统, 使坐标轴按指令脉冲进行位置运动, 我们常称为坐标轴进给控制。然而, 机床主轴驱动控制与进给驱动控制有很大的差别。主轴运动通常是旋转运动, 满足主轴调速及正反转即可, 但当要求机床有螺纹加工功能、准停功能和恒线速加工等功能时, 就对主轴提出了相应的位置控制要求。此时, 主轴驱动系统也可称为主轴伺服系统, 只是控制比较简单。检测系统实时检测机械相对运动的直线位置和回转位置以及运行速度等信息, 并将此信息反馈到数控系统和伺服驱动控制系统, 用来修正控制指令与机械运行偏差, 从而实现机床机械传动部分按给定工艺参数运行。

二、数控系统的技术特点

1单坐标轴和多轴坐标联合控制。根据被加工部件的工艺要求, 数控机床可采用计算机编程实现:直线、曲线、平面、曲面加工;也就是说各坐标轴可以单坐标运动和多坐标复合联动。当各坐标复合联动时, 如坐标五轴复合联动时, 就实现了机床立体加工。然而, 各坐标运行功能, 最终还是取决于数控机床的类型。目前而论, “数控加工中心”是数控机床之中完美的加工设备。

2精加工精度高。在数控系统之中, 其测量系统所获取的测量精度信息, 主要是由编码器实现的。无论是增量式位移编码器还是绝对值式位移编码器, 它们的制造精度决定了数控系统的控制精度。目前机床定位精度一般大于等于0.02mm, 而数控机床的伺服系统采用编码器反馈控制后, 其加工精度可以达到此标准。

3加工能力智能化。数控机床对所加工部件的不同类型, 显示出多变的智能化适用性。特别是在制造业、加工业迅速发展的现在, 由于市场需求在变;用户个性化创意在变;产品的需求在变。原来批量化、单一化的加工生产模式, 已经不适应市场需求和发展。为此机床加工业要有柔性, 以适应加工和制造业市场。而数控机床正具备了这种特质, 当被加工部件工艺要求变化的时候, 通过对数控机床计算机编程, 来控制各坐标的伺服驱动系统, 从而简单快捷完成加工程序, 充分体现了数控机床自适应智能化特性。

4加工设备整体模块化。 (1) 数控机床自动化控制部分。随着世界加工业、制造业的进步和发展, 人们在不断对设备的整体结构进行寻求和开发, 使其整体结构具备模块化、小型化和更环保的特质。目前CNC装置已经采用最新集成芯片电路, 而且具备8轴控制功能。伺服系统也早已由分立的单电子元器件, 实现集成模块化。相同功率的伺服驱动系统, 经过集成模块化后, 其体积是集成模块化前 (分立元器件伺服驱动系统) 体积的1/12。 (2) 机械传动部分。由于数控机床业的飞速发展, 特别是伺服系统的不断更新完善, 使得机械传动系统更简洁。这是因为伺服系统调速范围很宽, 电机转速可以达8000r/min以上。为此机械传动比可以减小, 由原来的多级齿轮传动, 减少到一级或两级齿轮传动。这使得小功率数控机床体积减小, 实现了小型化。

三、数控技术发展

1数控系统开放性。在应用CNC计算机数字控制机床以前, 数控系统CN是独立封闭系统, 设备的加工程序依据纸带打孔读取。由于计算机技术的应用范围不断扩大, 原来的NC装置已逐步被计算机数字控制系统CNC装置所取代。CNC装置数控系统的硬件具有的cpu、eprom、ram接口和数控位置控制器、手动数据输入 (mda) 接口、视频显示 (crt或lcd) 接口和plc接口等。由于硬件接口特性, 使得CNC装置对外部设备I/O信息进行采集和控制, 从而为数控系统开放性奠定了基础。

2数控系统管理软件。数控系统管理软件分为:管理软件和控制软件两种。管理软件用来采集I/O信息、位置信息、系统参数、编制程序、显示运行状态和故障报警记录等。控制软件用来对采集的数据进行运算、补偿、编译、速度和位置控制等。数控系统管理软件是伺服系统以及其它硬件的指挥中心, 也是通往物联网的桥梁。

3物联网特性。由于全球物联网的实现, 给计算机数控技术的网络控制打开了方便之门。通过对开放式数控系统的二次开发、以其适应适应网络操作等特点, 数控机床终将成为网络客户端。从而可以使数控机床, 既能实现多台数控机床互联网控制, 又能实现网络远程控制。

参考文献

[1]史洪松.浅谈数控技术的发展趋势[J].企业导报, 2013 (09) :272.

[2]李长文, 何雪明.数控技术的发展趋势及产业化[J].机械制造与自动化, 2010 (02) :187-191.

数控机床技术的最新发展 篇5

机制13班钟宏声 20*** 摘要：本文简述了当今时代对数控机床技术的需求以及我国与世界先进国家的差距，重点阐述了数控机床技术的最新发展情况并对我国发展数控技术提出了相应的建议。关键词：数控技术最新发展 Abstract：This article describes the needs of the technology of Nunerical Control in the model and the gap between China and the advanced counties in the world, it describes the current developing situation of the technology of Nunerical Control amply and puts propose at the development of the technology of Nunerical Control in China.Key words：the technology of Nunerical Control, the current developing situation.一、引言

随着科学技术的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件加工质量也提出了越来越高的要求。随着社会对产品的多样化需求的增强，产品种类不断增多，更新换代的速度也越来越快，这使得数控机床在生产中的应用越来越广泛，同时对数控机床的数控系统、伺服驱动系统及主机结构提出了更高的要求。特别是柔性制造系统的迅猛发展和计算机集成技术的不断成熟，对数控机床的可靠性、通信功能、人工智能和自适应控制技术的应用提出了更高的要求，高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势。

二、我国数控机床技术发展现状

当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近３００万台），但我们的机床数控化率仅达到１．９％左右，这与西方工业国家一般能达到２０％的差距太大。日本不到８０万台的机床却有近１０倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国２１世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床３０００～４０００台，日本１年产５万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口７０００～９０００台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。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。从１９９５年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在１９９９年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。但也反映了下列问题：

（１）低技术水平的产品竞争激烈；

（２）高技术水平、全功能产品主要靠进口；

（３）配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；（４）应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；

（５）自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。

三、数控机床技术的最新发展成果近几年来，数控机床技术在实用化和产业化等方面取得可喜的成绩，主要表现在以下几个方面。

（1）复合化。复合化加工通过增加机床的功能，减少工件加工过程中的定位装夹次数及对刀等辅助工艺时间，从而提高机床生产率。复合化加工还可以减少辅助程序，减少夹具和加工机床数量，对降低整体加工和机床维护费用也有利。复合化包含工序复合化和功能复合化。数控机床复合化发展的趋势是尽可能将零件所有的工序集中在一台机床上加工。复合加工的另一领域是与非刀具切削的复合，例如切削加工与激光加工技术的复合。

随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣——车复合加工、车——镗——钻——齿轮加工等复合加工、车磨复合加工、成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工机床发展正呈现多样化的态势。

（2）智能化。智能化加工是一种基于知识处理理论和技术的加工方式，发展智能加工的目的是要解决加工过程中众多不确定性的、要求人工干预才能解决的问题。计算机软硬件技术的发展，人工智能技术的发展促进了机床数控系统智能化的进程。

数控加工智能化趋势有两个方面：一方面是采用自适应控制技术，以提高加工质量和效率。把精细的程序控制和连续的适应调节结合起来，使系统的运行达到最优。其主要的追求目标是：保护刀具和工件，适应材料的变化，改善尺寸控制，提高加工精度，保持稳定的质量，寻求最高的生产率和最低的成本消耗，简化零件程序的编制，降低对操作人员经验和熟练程度的要求等；另一方面是在现代数控机床上装备有多种监控和检测装置，对工件、刀具等进行监测，实时监视加工的全部过程，发现工件尺寸超差、刀具磨损或崩刃破损，便立即报警，并给予补偿或调换刀具。在故障诊断中，除了采用专家系统外，还将模糊数学、神经网络应用其中，取得了良好的效果。

（3）高柔性化。柔性是指机床适应加工对象变化的能力。提高数控机床柔性化正朝着两个方向努力：一是提高数控机床的单机柔性化，二是向单元柔性化和系统柔性化发展。机器人使柔性化组合效率更高，机器人与主机的柔性化组合使得柔性更加灵活、功能进一步扩展、加工效率更高。机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床等组成多种形式的柔性生产线，并以开始应用。（4）高精度化。精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性，减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。目前数控机床的加工精度已从原来的丝级（0.01mm）提升到目前的微米级（0.001mm），有些品种已达到0.01um左右。超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05um左右，形状精度可达到0.01um左右。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级（0.001um），主轴回转精度要求达到0.01-0.05um，加工圆度为0.1um，加工表面粗糙度Ra=0.003um等。通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制、温度和振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。

（5）高速化。电主轴的发展实现了主轴的高转速，直线电动机的发展实现了坐标轴的高速移动，如加工主轴转速超过了每分钟1万转，工作台快速移动速度超过了100m/min。功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展，并取得成熟的应用。目前我国立式加工中心主轴最高转速由6000-8000r/min提高到10000-15000r/min，最高可达24000r/min；快速进给从16m/min提高到24-40m/min，最高可达60m/min。采用直线电机驱动时可达到最高300m/min。加速度达到3G至10G的水平。数控车床主轴最高转速从3000r/min提高到4500r/min，车削中心最高达7000r/min；快速进给从8m/min提高到15m/min，最高可达40m/min；国际上工业发达国家生产的高速加工中心主轴最高转速高达20000-100000r/min。全数字交流伺服电动机和驱动装置，高技术含量的电主轴、力矩电机、直线电动机，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功能部件推广应用，极大地提高了数控机床的技术水平。（6）多功能化。现代数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式，因此在一台数控机床上可以同时进行零件加工和程序编制。同时为了适应自动化技术的不断发展，适应工厂自动化越来越大的要求，为了使数控机床更易于进入柔性制造系统和计算机集成制造系统的控制网络中，机床数控系统的接口数据交换能力和通信能力在不断加强。一般的数控系统都具有RS-232C和RS-422高速远距离串行接口，通过网卡连成局域网，可以实现几台数控机床之间的数据通信，也可以直接对几台数控机床进行控制。如SIMMENS公司的Sinumeric850/880系统设置有SINEC H1网络接口和MAP网络接口，通过网络接口可将数据系统连接到SINMENS的SINEC H1网络和MAP工业局域网络中。FANUC公司的FANUC15系统也配置了类似的网络接口，为了便于接入工业局域网，还可配置MAP 3.0接口板。

（7）性能可靠化。由于现代机床CNC系统的模块化、标准化、通用化和系列化，便于组织批量生产，有利于保证产品质量。现代CNC系统大量采用大规模或超大规模集成电路，采用专用芯片及混合式集成电路，提高了集成度，减少了元器件的数量，降低了功耗，从而提高了可靠性。通过完善的故障诊断功能，实现对系统内软硬件及外部设备的故障诊断和报警。利用报警提示及时排除故障；利用容错技术，对重要部件采用“冗余”设计来实现故障自恢复；利用监控检测技术，对发生超程、刀具损坏、过热、干扰、断电等各种意外自动进行相应保护，从而保证数控机床可靠的工作。当前国外数控装置的平均无故障运行时间（MTBF）以达到6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，可靠性大为增强。（8）插补和补偿方式多样化。目前数控机床已可实现多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补、样条插补等。同时还可实习多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

（9）微型化。随着微型技术在科研、军事领域的应用需求日益增大，微型机械与微机电系统的研究已成为必然趋势。目前工业发达国家在数控系统微型化上已经取得了许多成果。日本Fanuc公司生产的加工加工微型零件的ROBOnanoui五轴联动加工中心以及在这台加工中心上用微型单晶金刚石立铣刀可加工出直径为1mm的人脸浮雕；精微塑性成型加工技术成功地制造出多种微型器件，例如螺纹直径为20-50um的微小螺丝；日本还研发出重量约34kg，体积为625mm×490mm×380mm的微型机械制造厂。

（10）满足用户需求多元化。用户界面是数控系统和用户之间对话的接口，由于用户需求不同，故开发用户界面工作量极大，成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。柔性的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。同时实现了科学计算可视化，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要的意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，在自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示方面给用户带来了极大的方便。多媒体技术的广泛应用，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息能力，可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产参数监测等方面有着重大应用价值。

（11）加工过程绿色化。随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。在21世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。

（12）造型宜人化。造型宜人化是一种新的设计思想和理念。它将功能设计、人机工程学与工业美学有机地结合起来，是技术与经济、文化、艺术的协调统一，其核心是使产品变为更具魅力的商品，引导人们进入一种新的工作环境。（13）系统开放化。随着技术、市场、生产组织结构的快速变化，对数控机床，特别是数控系统提出许多更新、更高的要求，特别是数控系统的重构能力、设计模式、开放性设计有了很多新的需要。为了适应新需要，数控系统的开放化模式的形成和发展已成必然趋势。欧美和日本针对此趋势在自动化领域的开放式体系结构上做了不少开发研究工作。

美国政府为了增强其制造业的持久发展能力和国际市场的竞争力，在1989到1994年期间由国防部委托马丁-马瑞塔航天研究所开展NGC计划研究。NGC计划的主要技术课题是开放系统结构和中性语言。这标志着数控系统进入了开放化时代。美国的GM、Ford、Cnysler公司与数控系统生产厂商合作，开展了OMAC项目研究，目的是开展以PC为基础的开放式模块化数控系统，实现开放性、模块化、可塑性和可维护性。1991年10月，欧洲开始了ESPRIT中的一项自动化系统中的开放式控制系统结构规范的研究计划，即OSACA计划。

日本于1994年12月成立了通产省外围组织IROFA下属的NC开放化政策委员会，有11家企业参加，以开放型NC装置的定义及参考模型的制作为主要研究课题。同年，由东芝机械、丰田工机、山崎、日本IBM、三菱电机和SML发起成立了OSE研究会。其主要工作是制定开放式数控系统体系结构和安装规约，进行实验验证和标准化活动。目前已经取得了丰硕的成果。

四、结束语

高技术数控系统是实现制造技术和装备现代化的基石，是保证国防工业和高技术产业发展的战略物资，工业发达的国家至今仍限制向中国出口。当前，我国自主研发高档数控系统的发展和产业化速度已经严重制约了自主高端数字化装备的研制，在航空航天、船舶、发电设备等所需的大型专用数控机床及工艺装备基本依赖进口，已在很大程度上制约了国民经济的发展，威胁到了国防安全，我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之间的差距。参考文献：

数控机床技术创新 篇6

关键词：数控机床数控加工发展策略

1数控机床的现状

数控机床的出现是为了适应现代制造加工业的精细化、规模化、产量化的发展，数控机床的发展大大促进了传统制造业的发展，而且随着数控技术的发展，其对国计民生的一些重要行业发展起着越来越重要的作用，虽然我国的数控机床发展时间落后于西方发达国家，但是我国数控机床的发展已经取到了不错的成绩，已经掌握了数控系统、伺服驱动、数控主机等基础技术，其中一些技术已经实现了产业化发展。所以在我国连续数年成为世界机床消费第一大国的同时国产机床的比重逐年提升，并且我国数控技术方面的人才队伍也在不断地扩大，但是不可否认，我国数控机床技术还存在不少的问题：一是我国对数控机床加工技术的研究比较少，缺少有关的数据参考资料，比如在数控机床加工过程中一旦出现故障后，因为没有明确的数据参考依据，导致不能及时的处理故障，影响机床加工效率；二是数控机床技术的总体效率不高，具体表现为主轴功率跟不上，加工时材料去除速率低；三是在机床一些细节控制和安全措施方面仍缺少一定的人性化设计。

2数控机床发展趋势分析

2.1高速化与高精度化数控机床能够在制造领域内不断发展的优势就是能够不断提高产品的生产效益、保证产品的质量，随着市场竞争的不断加剧，作为制造业的基础———数控机床加工，必须要不断的追求高速化，以最短的时间获取更高的产品生产量，以此降低生产成本，提高经济效益；同时零件加工质量要求的不断提高，需要数控技术要侧重精度，重视细微环节，通过高精度化技术提高零件产品的质量，当然高精度化不仅表现在零件产品的质量上，更体现在产品的几何精密度上，同时数控机床还要能保证在相同条件下完成多个零件的同时加工。

2.2驱动并联化驱动并联克服了传统机床所存在的系统刚度低、设备加工不灵活的缺陷，驱动并联就是利用多杆并联连接机床的主轴与机座使机床驱动，并且通过控制控制杆系统中杆的长度使杆系支撑的平台获得自由的活动，从而保证了机床多功能的实现，以够满足各种复杂的加工要求，避免了因为复杂加工要求而导致机床不能工作的弊端。

2.3智能化随着计算机技术的不断发展，数控机床系统的智能化是未来数控技术的主要发展趋势，到目前为主，一些关键性的数控机床部分已经融入了智能化管理技术。智能化主要就是利用执行相关算法对加工的产品进行识别，以此确定合理的加工参数。数控机床智能化能够在根本上大大提高机床加工的工作效率，降低零件加工的误差，比如在数控机床加工过程中所出现的故障自动检测，就是利用智能诊断功能对数控机床进行自动分析，并且就发现的问题及时地进行反馈，减少人们查找故障的时间，避免故障的扩大化，有效地降低了因为故障停工的可能性。

2.4网络化网络化就是通过及时依靠网络对各个车间的机床进行网络连接，以统一的系统对机床进行监测，并且对机床进行统一管理，实现了对数控机床的在线监测和对加工程序的及时修改。实现数控机床的网络化，一是要保证数控机床联网的稳定性，也就是说实现联网必须要保证网络数据传输到具体的数控机床操作程序中；二是在线性，网络化的最大特点就是能够通过网络管理系统对每台数控机床的使用情况等有全面的了解，并且通过电脑程序实现对数控机床程序的执行控制；三是随时性，就是可以随时的对每台数控机床的信息和使用数据等进行采集和查看，并且保证每台数控机床之间可以相互的转换程序。

3提高数控机床技术发展的具体对策

3.1重视数控机床理论探索数控机床的理论创新为数控技术的发展提供了重要的理论支撑，基于当前我国数控机床先进理论领域内缺乏创新性的观点与研究，我们应该重视数控机床理论的探索，一是要丰富数控机床理论内容。在现有控制理论、工程力学以及机械工程等内容的基础上，进一步拓展与延伸，比如将机床可靠性技术、机床动力学等理论纳入到数控机床理论研究中。二是充分发挥高职院校的教育资源。高职院校要合理利用其数控机床方面的人才，鼓励他们通过校企合作等模式，积极创新与发展数控机床技术，从而带动整个数控机床产业的发展。三是提高数控机床理论研究方面的人才。国家要为数控机床理论研究营造良好的氛围，鼓励相关技术人员积极参与到数控机床技术的研究中。

3.2提高数控机床开发设计能力数控机床是一门集多门学科知识为一身的高科技设备，目前我国在数控机床自主研发能力上与先进国家相比还有很大的差距，比如我们在设计数控机床时更多的以经验进行定型化设计，结果导致设计的数控机床不能满足市场高品质的要求。因此在设计机床时一定要注重对数控机床性能和功能的创新，实现数控机床的动态设计，重视人性化的细节设计和安全策略设计。

3.3加强数控机床的可靠性研究数控机床的稳定性与可靠性是用户所普遍关心的，数控机床的可靠性不仅关系到零件的加工质量，更关系到生产企业综合实力，因此要加强对数控机床的可靠性研究，了解数控机床的故障发生模式及规律，以此建立完善的可靠性评价体系。同时也要加强对先进数控机床加工工艺的掌握，及时引进世界先进的工艺技术并且借鉴到我国的数控机床设计中。

参考文献：

[1]王立平.数控机床先进技术浅谈[J].航空制造技术，2010（10）.

[2]谢情燕.浅谈现代数控技术的发展趋势[J].价值工程，2011（07）.

普通机床改造数控机床的技术要点 篇7

所谓数控机床就是一种由程序控制系统来完成机床自动化运行的机床。1951年世界第一台数控机床在美国麻省理工学院问世, 这是一台由电子管数控系统控制的铣床, 7年之后美国又首先研制出能自动更换刀具的数控机床。1968年世界上第一条数控机床生产线诞生, 到70年代中后期, 由于科学技术的飞速发展, 出现了自动化加工车间, 自动化工厂也应运而生。数控机床具有以下几个特点;

(1) 由于数控化操作机床, 极大的降低了人为造成的误差, 并且批量加工时加工质量可以得到保证;

(2) 可进行多点坐标的联动, 适合加工形状复杂的零部件;

(3) 在加工不同的零件时, 只需输入不同的数控程序, 其余步骤都有数控系统自行完成, 极大的节省了生产时间, 提高了生产效率;

(4) 机床本身具有刚性大, 精度高的特点, 生产率是普通机床的数倍;

(5) 由于机床本身的运行完全由数控系统来操作, 极大的减轻了操作人员的劳动强度;

2 数控机床的改造要点

在我国, 机械自动化数控技术虽然起步较晚, 但已经迎头追赶世界先进水平, 公认的世界机械制造业最发达的国家是德国和日本。拥有众多享誉世界的大公司, 例如大家耳熟能详的戴勒姆·奔驰汽车公司, 大众汽车公司, 西门子公司, 三菱重工, 松下电气等。我国也有徐工、柳工、三一重工等知名机械类制造公司。而我国除了少数大型机械制造公司以外, 许多机械行业单位使用的大部分还是老式普通机床, 大批量更换投入资金又太大, 所以普通机床改造数控机床就显得至关重要。我认为实现普通机床改造数控机床可以分为以下4个部分, 首先恢复机床原有功能, 对原有机床存在的故障部分进行排查, 诊断和修复;其次在普通机床上加装电子显示器, 或直接加数控系统;然后进行翻新, 为了进一步增加机床的加工精度、效率和自动化, 对机械、电气部分进行改造翻新, 对于机械部分进行重新装配加工, 使其加工精度得到提升, 对不满足生产要求的数控系统予以更新。最后就是有重大技术创新是, 才大批量大幅度的对原有机床进行整体改造。

3 重点改造的部位

对于数控机床数控系统的选择上, 由于市场同类型数控系多种多样, 在选择之前, 应首先了解所改造机床的性能, 再从价格, 使用寿命, 操作难易程度度等方面选择。当然在经济条件允许的情况下, 大品牌的数控系统是首选。首先这类数控系统在电子元件的使用上经过严格筛选, 制造工艺也极其考究, 并且操作简易。在功能方面因为数控系统所具备的功能要满足所改造机床的功能, 尽量减少过多的数控功能, 以减轻操作难度。因为, 如果数控系统功能太多的话一方面是改造资金的浪费, 另一方面复杂的内部系统偶尔会造成程序故障。

对于机床械部分的改造, 为了充分发挥数控系统的性能, 保证改造后的数控机床能在数控系统的控制下完成重复定位精度, 微机进给无爬行, 并且增加机床的使用寿命, 外形简洁美观, 机械部分的改造有以下几个方面。

3.1 床身部分

为了使改造后的机床生产效率得到提高, 除了尽可能的减少系统故障外, 也要考虑机床本身的耐磨性, 尤其是导轨部分的耐磨性。

一般数控机床床身部分的选材为普通铸铁, 而导轨部分采用高强度合金钢材料, 其耐磨性是普通铸铁的数倍, 因此在改造中, 旧床身部分可以不变, 导轨换成合金材质, 并用螺钉或焊接或粘剂加以固定, 在固定导轨前一定要进行磨削加工, 以降低表面粗糙度, 提高粘接强度。

3.2 主轴变速箱

依照所选的数控系统的不同, 此处以GWK/AT-II数控系统为例, 主运动的方式和传统的普通机床一样, 要求变速范围尽可能的大, 来保证加工转速, 使生产效率和质量得到提升。在改造时可以根据具体情况, 有效的利用编码方式的不同来提高主轴变速功能, 将两个齿轮合二为一, 装配远程控制电磁离合器, 使其在不停机的情况可以完成两种变速, 而其他速度的调整可以采用手动机械变速来完成。

3.3 拖板装置

无论点位的控制还是连续的控制, 被加工零件的坐标精度, 都受拖板运动的影响。对于步进电机而言。因为数控系统所发出的操作指令仅能使拖板运动, 并没有位置检测和信号反馈的功能, 所以系统所发出的指令值和实际托板移动值如果有差别的话, 就会造成加工误差。因此, 除了拖板和配件的精度要保证外, 在灵敏度和传动精度的要求上还要采取一些措施, 使其得到提高。①传动装置的布局采用减速齿轮箱来提高传动精度 (分辨率为0.01mm) 。传动比计算公式为:

公式中:α为步进电机的步距角 (度) ;p为丝杠螺距, mm;δ为脉冲当量。②在齿轮传动的时候, 为了提高正传动和反传动的精度, 必须要尽可能消除配对齿轮间的传动间隙, 方法有两种, 分别是柔性调整法和刚性调整法。一般情况下配对齿轮侧隙方法选择的是刚性调整法。③利用滚珠丝杠来代替原滑动丝杠, 提机床的高传动灵敏性和降低机床功率和步进电机力矩的损失。

3.4 自动换刀装置

自动换刀装置是数控机床的重组成部分, 形式多种多样。自动化数控机床中, 刀具的更换直接影响加工时间和精度, 老式机床的使用中, 人工装夹刀具不仅费时费力, 而且如果没有夹紧生产加工时还会出现安全隐患, 所以自动换刀系统应运而生, 自动换刀装置的加入使换刀这一步骤更加迅速准确。

刀库和刀具交换机构组成了自动换刀系统。它是数控系统中不可缺少的组成部分, 首先要把加工过程中所需要的所有刀具依次安装在标准的刀柄上, 并进行预先调整, 然后放入刀库当中。在需要换刀的时候先在刀库中完成选刀这一步骤, 并且由刀具交换装置从刀库和主轴上分别取出刀具, 将新刀具装入主轴, 并把旧刀具放回刀库原有的位置, 完成换刀。存放刀具的刀库具应拥有极大的刀具容量, 以满足加工的需求, 在安装时它既可以安装在主轴箱的侧面或上方, 也可以作为独立的一部件安装到机床外, 并由搬运装置完成运送刀具的工序。

与转塔主轴头相比较, 拥有刀库的自动换刀数控机床只有一个主轴, 只需设计部件就能充分满足它的刚度, 并且能满足大部分精密零件的加工需求。另外, 因为刀库中可以存放数量较大的刀具, 所以能够进行一些复杂零件的多工序精密加工。这就明显提高了机床的使用范围和加工效率。所以带刀库的数控换刀装置适用于大部分数控机床。

4 结束语

关于数控机床维修技术的探讨 篇8

1 数控机床故障分析

1.1 数控机床故障记录。

数控机床在运行的过程中, 很容易出现故障问题, 在发生故障后, 工作人员先要停止机床, 还要做好故障记录工作, 保护故障现场, 然后通知技术人员进行维修。故障发生时记录的具体内容包括:a.对故障机床的型号、控制系统的型号以及系统软件版本号进行记录。b.对数控机床故障发生的位置以及故障现象进行记录。c.对数控机床采用的控制系统的操作方式进行记录。d.对采用自动化运行的数控机床故障的加工程序号进行记录, 比如程序的段号、刀具号等。e.有的数控机床发生故障的原因主要是精度不高、误差过大等, 工作要对加工构件的工件号进行记录, 还要对不合格的工件进行保留。f.有的数控机床在发生故障时会发出警报, 工作人员要对警报号以及警报显示的情况进行记录。g.操作人员要对坐标轴移动速度、方向进行记录, 对主轴的转速以及转向进行详细的记录。

数控机床操作人员要分析故障出现的频率, 要善于总结故障的规律或者周期, 还要考虑故障发生的环境, 在对零件加工时出现故障, 还要对工件的型号进行记录, 对加工该零件时总共出现的故障进行概率分析。在分析故障原因时, 要综合考虑, 检查故障是否与换刀方式、切削方式有关。有的故障具有规律性, 操作人员要做好记录工作, 要将外界因素加进去, 这样才能保证故障分析的全面性。

1.2 故障检查与诊断。

为了降低数控机床出现故障的概率, 技术维修人员需要对故障出现的原因进行分析, 要对机床进行全面的故障诊断, 这有助于采取具有针对性的措施进行解决。技术人员需要仔细查找故障存在的原因, 要结合故障记录, 对故障发生的原因、现象以及引起的后果进行综合性分析。在故障检查与诊断的过程中, 还要了解数控机床的工作原理。提高故障诊断的水平, 可以及时确诊出故障, 并解决故障, 可以保证数控机床正常运行。故障检查时, 操作人员需要对机床的工作状况、运转情况以及机床与系统的连接情况进行仔细的检查。

在故障诊断时, 要参考故障检查结果, 维修人员要进行故障现场的调查, 还要对故障原因进行合理的分析, 并找到有效的措施排除故障, 在诊断时, 可以从机械、液压以及气动等方面综合考虑, 要合理应用诊断方法, 保证工作的高效性。修人员可以根据不同的现象对故障进行综合分析, 缩小故障范围, 排除故障。

2 数控机床维修技术分析

设备维修方式可以分为事后维修、预防维修、改善维修、预知维修或状态检测维修、维修预防等, 选择最佳的维修方式, 是要用最少的费用取得最好的修理效果。如果从修理费用、停产损失、维修组织工作和修理效果等方面去衡量, 每一种维修方式都有它的优点和缺点。现代数控机床具有自动检测、自动诊断功能。对数控机床的维修, 可以选择预知维修或状态检测维修的方式。这是一种以设备状态为基础的预防维修, 在设计上广泛采用检测系统, 在维修上采用高级诊断技术, 根据状态监视和诊断技术提供的信息, 判断机床的异常, 预知机床的故障, 在故障发生前进行适当维修。在数控机床维修中, 维修方法的选择到位不到位直接影响着机床维修的质量, 在维修过程中经常使用的维修技术有以下几种:

2.1 初始化复位法。

由于瞬时故障引起的系统报警, 可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障, 若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱, 则必须对系统进行初始化清除, 清除前应注意作好数据拷贝记录, 若初始化后故障仍无法排除, 则进行硬件诊断。

2.2 参数更改, 程序更正法。

系统参数是确定系统功能的依据, 参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机, 对此可以采用系统搜索功能进行检查, 改正所有错误, 以确保其正常运行。

2.3 调节、最佳化调整法。调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节, 修正系统故障。

2.4 备件替换法。

用好的备件替换诊断出坏的线路板, 并做相应的初始化启动, 使机床迅速投入正常运转, 然后将坏板修理或返修, 这是目前最常用的排故办法。

2.5 改善电源质量法。

目前一般采用稳压电源, 来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法, 通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

2.6 维修信息跟踪法。

一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障, 不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。

2.7 修复法。对数控机床的故障进行恢复性修复、调整、复位行程开关、修复脱焊、断线、修复机械故障等。

2.8 维修记录。

维修时应记录、检查的原始数据、状态较多, 记录越详细, 维修就越方便, 用户最好根据本厂的实际清况, 编制一份故障维修记录表, 在系统出现故障时, 操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料, 供再维修时参考。维修记录包括:a.现场记录;b.故障原因;c.解决方法;d.遗留的问题;e.日期和停工的时间;f.维修人员情况;g.资料记录。

结束语

数控机床是机械制造业生产应用的主要设备, 其在运行的过程中, 会受到外界因素的影响, 会出现较多的故障问题, 这会影响系统的正常运行, 会影响企业的经济效益, 为了降低数据机床出现故障的概率, 操作人员需要记录故障情况, 技术维修人员要根据故障诊断结果, 采取有效的技术进行修理, 要提高维修的水平, 还要提高数控机床的利用率。本文对数控机床维修技术进行了分析, 在诊断与维修的过程中, 要结合设备运行的环境, 要考虑环境因素对数控机床运行质量的影响。

摘要：数控机床维修是一项专业性较强工作, 其对维修人员提出了较高的要求, 维修人员必须了解数控机床常见的故障问题, 还要总结出有效的维修技术。在数控维修工作中, 存在混乱无序的现象, 这影响了数控行业的发展, 不利于提高维修的质量, 为了保证制造业更好的发展, 必须对维修的方法进行优化, 提高维修的效率, 这样才能促进数控维修行业更好的发展, 才能为保证数控机床正常的运转。下面笔者针对数控机床维修技术进行简单的分析与探讨, 以供参考。

关键词：数控机床,维修,技术,故障

参考文献

[1]索永圣.数控设备常见故障处理及维修工作研究[J].装备制造技术, 2014 (9) .

[2]杨红瑶.数控机床维修专业的教学特点及现状[J].科技创新与应用, 2013 (7) .

数控机床伺服特性调试技术研究 篇9

数控机床进给伺服系统是以机床移动部件的位移和速度作为控制量的自动控制系统,其作为数控机床的重要组成部分,在很大程度上决定了机床的加工精度、表面质量和生产效率。要实现高速度、高精度伺服控制的要求,除了本身具有一套高精度的信号测试装置和控制器外,还需要进行伺服特性调试,使伺服参数与机床机械特性相匹配。伺服特性调试对数控机床的性能发挥起着非常关键的作用。

三菱伺服驱动器的控制数据D/A输出功能,可用于调试时了解伺服系统状态。本文基于此功能,开发了用于伺服参数调整的测试分析系统,通过采集机床运动过程中的运动参数,研究三菱伺服参数调整效果的定量评估方法。

1 三菱数控系统伺服调整基本原理

三菱伺服系统采用如图1所示的三环控制方式。在三环结构中,电流环是电机控制的基础控制环,速度环是决定系统响应的控制环,位置环是决定系统控制平稳性的控制环。三环结构可以使伺服系统获得较好的动态跟随性能和抗干扰性能。通过调整各环路增益,调节系统响应速度。控制时内环比外环响应速度快,则控制稳定。

伺服系统的调整主要是对系统的各环路增益进行的适当调整,当增益较低时,影响系统的响应速度;当增益较高时,系统具有较快的响应速度,但过高的增益将使系统的稳定性和抗噪声能力下降,从而影响到系统的性能。因此,伺服系统的调整实际上是一个寻求系统各项性能的相互平衡并使整体性能最优的决策过程[1]。

2 数控机床伺服系统组成

本文研究的系统包括两个方面:①作为伺服调整对象的数控机床;②用于伺服参数调整的测试系统。

2.1 数控机床

我实验室开发的XH7132加工中心综合试验台由机床和数控系统试验台两部分组成,机床部分是XH7132加工中心,进给系统机械传动部件采用滚珠丝杠,通过联轴器和电机轴直接联接,导轨采用直线导轨。电机采用交流伺服电机HF104S-A51,安装有旋转编码器SOE104。试验台由三菱数控系统组成,包括人机界面、数控单元M64S、24V直流电源PD25B、I/O单元、伺服驱动器MDS-R-V2-4040、主轴变频器MDSBSPJ2X-55以及低压电器等。试验台还配置了台式电脑,通过RS232总线和系统进行通讯,Para Guider软件方便CNC与PC的数据通讯,GX Developer可进行PLC编程。

2.2 测试系统

三菱MDS-R-V2伺服驱动器中内置有各种控制数据的D/A输出功能,通过特定的参数设置,可以输出位置、速度、电流等信号,通过采集、分析这些信号,就可以了解数控机床的伺服性能。本文的测试系统组成如图2所示,由计算机、数字示波器、RJ912接口板和SH21通讯线等组成。利用采集到的机床运动参数信息,在计算机上计算、分析机床运动的速度跟随误差、位置跟随误差等,作为伺服参数调整的反馈信息,可以定量地评估调整误差。

3 伺服调整实验与分析

数控系统伺服调整的一般步骤为:首先调整电流环参数(三菱电流环增益由电机和伺服单元的组合决定,按标准参数值设定参数),然后调整速度环参数,最后调整位置环参数。只有电流环和速度环的伺服参数设置合适,才能得到较高的位置环性能,数控机床的位置精度和跟随精度才可能提高。

3.1 速度环增益标准值

速度环增益VGN参数#2205是决定伺服控制响应性的重要参数,其设定值直接影响机床的切削精度和循环时间[2]。三菱速度环根据机械负载惯量比来设定VGN参数标准值。

在伺服轴执行测试用高速往复运动程序时,输出估计干扰扭矩的波形,调整参数值直到输出波形为平滑波形,此时,参数#2237的值即是负载惯量比值。然后根据“速度环增益—负载惯量倍率”曲线(见图3)查出VGN标准值。

但是,如果将VGN标准值设定为参数#2205的值,几乎所有的机械都会发生振动,所以通常只将其作为增益调整时的参考目标值。

3.2 速度环增益调整

在机床不产生振动的条件下,按照如图4所示的流程进行三菱数控系统速度环参数调整。

速度环参数测试过程中,采用观察指令速度和反馈速度的方法来确定伺服参数设置是否合适。

3.3 实验分析

对数控机床x轴的伺服系统分别设置2组速度环参数:第一组#2205=100,第二组#2205=180。基于2组参数,在数控机床x轴进行快速进给运动时,分别采集运动过程中的实际速度输出信号,并计算和绘制速度误差曲线,见图5。

由图5中的曲线可以看出,不同的速度环参数对速度跟随误差的影响较大,可以根据其进行速度环参数的调整,实现三菱伺服参数调整效果的定量评估。

4 结论

数控机床进给伺服系统的调整是一个复杂和耗时的工作。数控机床出厂后,使用人员通常无法了解、调试其伺服性能,致使多数数控机床的伺服性能没有工作在较好的状态。本文基于现有数控设备,开发了伺服参数调整的测试系统,通过采集、分析机床运动过程中运动指标参数,将伺服系统状态变化输出,根据速度跟踪误差曲线可以定量地分析伺服性能的优劣,为调整提供了依据,并通过实验对本测试系统和调试方法进行验证。实验表明,本文的测试系统和方法可以有效地提高数控机床伺服参数调整的效率和精度,是传统伺服调整的有益补充。

参考文献

[1]陈庆樟.伺服系统的性能分析及其调整过程的研究[J].伺服控制,2006(6):46-49.

数控机床技术创新 篇10

2010年是我国“十一五”计划的完成年, 是国家科技计划重大专项“高档数控机床与基础制造装备”的执行年。“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项子课题中有多个塑性精密成形技术的项目和重型、大型锻压装备的项目。为了共同探讨中国塑性加工 (锻压) 业对制造装备和工艺的需求, 以及精密成形技术和设备的自主创新, 将于2010年9月25日在湖北省宜昌市举办“高档数控机床与制造工艺创新技术——精密塑性成形技术论坛”。针对塑性成形技术中塑性精密成形技术的发展, 总结“十一五”, 展望“十二五”, 开创精密成形技术的新篇章。

1.论坛主题:

面向塑性成形技术与装备、近净成形技术需求, 发展自主创新的制造装备和先进塑性成形装备与工艺。

2.主要议题

(征文内容) :①塑性成形先进技术与装备 (高速数控冲床、大型锻压设备、精密锻压技术) ;②航空航天、汽车、船舶、电站对塑性成形技术的工艺需求及新型装备;③精密塑性成形技术的产、学、研结合和发展途径;④企业自主创新能力的培育;⑤如何推动国产化装备和工艺技术在行业中的应用。

3.论坛日程

(2010年9月25日～26日) :①邀请主管部门负责人和直接参与“高档数控机床与基础制造装备”项目的负责人作论坛报告;②来自锻压骨干企业、参与国家重大研究的典型装备制造企业、研究机构的高管、专家和学者进行论坛发言 (可自愿申请报名演讲) 。③选择本次会议的征文进行专题交流。

4.联系方式:

北京市海淀区学清路18号 塑性工程学会秘书处 邮编:100083 电话:010-62920654, 82415084 传真:010-62920654 E-mail:duanya@cmes.联系人:张倩生 刘竹楠

数控机床技术创新 篇11

关键词：数控机床 技术 概况 趋势

经过长久的积淀和优化，我国目前所掌握的数控机床与技术，在很大程度上领先于其他国家，在国际上也是名列前茅的。可对于社会建设来讲，任何一项技术都必须优化处理，在技术体系、技术操作模式、技术维护、技术拓展等多个领域进行共同的努力，减少过往工作的不足，提高工作效率和工作质量，最大限度的推动整体工作可以向前发展，只有这样才能在最终取得预期的效果，保证在今后的社会建设上，达到更高的成就。

一、数控机床与技术的发展概况

与以往工作不同的是，当前的数控机床与技术使用，虽然在先进性方面值得肯定，但并不意味着其可以长久的服务。我国当前的建设速度不断加快，针对各种物质的需求表现非常强烈，倘若在具体的工作当中，出现了任何的损失或者是缺陷，都将导致恶性循环的发生。经过大量的总结与分析，认为数控机床与技术的发展概况，主要表现在以下几个方面：

1.各个地方所运用的数控机床与技术，自身能够对固有的工作进行有效的应对。我国在发展的过程中，针对所有的产品、技术，都希望保持在持续进步的状态，同时各个地方的差异也在不断的缩小，从本质上完成了社会一体化的进程，对国家整体的稳定，同样产生了很大的积极作用。因此，数控机床与技术在未来的应用空间和拓展空间上，都是比较大的，可以通过系列的方法手段，将技术本身更好的运用，确保最终的经济效益和社会效益，能够达到新的高度。

2.数控机床与技术的应用过程中，表现出了一定的局限性。例如，生产加工工作的开展，必须要与社会上的需求相互符合，从而达到供需平衡的状态。在调查的过程当中，发现数控机床与技术本身并没有深度的革新处理，有些地方应用的技术，仍然保持在传统、基础的层面上，这就导致加工的产品本身，缺乏足够的性价比，在竞争力方面也没有较大的进步，所以需要在日后的工作当中，针对数控机床与技术本身加强研究，并且考虑到实际上的工作需求，而不是单纯的在理论研究上努力。

二、数控机床与技术的发展趋势

（一）信息化

从客观的角度来分析，数控机床与技术本身是一种数字化的技术，通过不同的设备运用，能够在多个方面减少操作的难度，提高工作的效果。对于现代社会而言，数控机床与技术还有很大的提升空间。随着人口的不断增加和国家建设的进程不断加快，信息化的时代已经来临，倘若数控机床与技术仍然是坚持固有的观点和模式，则违背了信息化时代的要求，在今后将会面临严峻的挑战。

1.数控机床与技术在优化与革新的过程当中，应该积极的转变为信息化的状态。例如，设备的搭配方面，应该更加贴近于简洁工作、系统工作的模式，通过不同的软件开展操作，减少纯人工的干预效果，保证数控机床与技术在应用的过程中，能够自主的进行加工生产，出现任何问题或者是隐患时，都可以及时的调出相关数据信息，或者是在加工过程中，发出相应的警报信息，减少不良事件的发生。

2.对于数控机床与技术本身而言，其之前所获得的成果是完全值得肯定的，应该进一步的开展信息化工作的专项研究。例如，在数控机床的操作过程中，有些方面的内容是比较复杂的，虽然出现问题的概率较低，但仍然要加强监控。此时，可尝试依据信息化工作的标准，改善监控系统，每天都对设备、技术等进行快速核查，发现问题及时处理，减少经济损失。

（二）智能化

在当前的时代之中，所有的设备操作与技术应用，都在不断的靠拢智能化。从某种程度上来分析，智能化的趋势已经无法避免，只有快速的适应潮流，加强技术的研究和开发，才能在最终取得理想的成就。值得注意的是，数控机床与技术的智能化趋势，基本上无法在短期内实现，很多的工作研究和项目拓展，仍然要投入较多的工作努力。除此之外，数控机床与技术本身还应该进行重组分析，确保智能化的工作符合预期。

参考文献：

[1]刘士杰，孙友芝.我国数控机床与技术的发展概况及趋势研究[J].科技经济市场，2013，（04）：22-24.

[2]王彩霞.数控系统与数控机床技术发展趋势[J].新技术新工艺，2010，（04）：33-35.

数控机床技术创新 篇12

1.1 产业创新能力弱

我国数控机床产业的真正起步应该从国家六五计划开始, 而美、德等先进国家从上世纪五十年代起就竞相投入巨资进行研发, 其数控机床技术在国际上遥遥领先。19世纪70年代末, 正是国际上电子技术成熟、数控机床进入大规模产业化的时期, 到1979年, 数控技术已经发展到超大规模集成电路、大容量存储器、可编程接口、遥控接口;而我国计算机技术落后, 再加上当时高性能、高精度数控机床被列入“巴统”禁运清单, 我国数控技术基本完全被封锁, 使得我国数控技术发展一差就是二十年, 这直接导致了我国技术积累先天不足, 再加上后天科技投入不足, 技术创新乏力, 系统创新能力满足不了快速发展的市场需求, 我国数控机床技术大多数还停留在模仿和局部改进的水平。当前, 我国数控机床产业的全面创新和系统创新基础薄弱, 总体创新水平不高;创新人才、团队和运行机制还没有形成, 创新任务难以落实;创新成果转化为生产力和扩大应用速度缓慢, 没有形成良性循环;前沿技术和未来技术还没有预研, 技术储备严重不足。

1.2 产品创新差异化不足

我国机床企业多以“大而全, 小而全”的形式发展, 而国外机床企业则注重产品的特色, 如日本的大隈、森精机均有自己的数控系统, 尤其是在软件上各具特色, 能够使自己的机床达到最优状态。在国外一提到美国蓝梦就知道它的发动机做得很好, 而一提到德国GLOBLE就知道它是以发动机、加工为特色, 它们都形成了鲜明的企业特色。而我国并没有形成具有企业特色的机床产品, 一般都是产品雷同, 竞争十分集中, 机床产业还处在福特统一生产线年代, 没有形成个性化产品。

1.3 产业市场集中度偏低

目前, 国际数控机床市场呈现出典型的寡头垄断结构。日本法纳克、德国西门子量达这两个国际知名品牌分别占市场份额的50%和25%, 而这一垄断结构已持续长达30余年。2006年我国机床协会重点联系数控金切机床企业的产品产量为5.44万台, 产值为164.34亿元, 其中前10名企业的产品产量为3.09万台, 产值为109.29亿元, 占协会重点联系企业产量和产值的56.8%和66.5%。根据贝恩对美国产业垄断和竞争类型的划分模型, 我国数控金切行业产量的CR4、CR8分别为40.32%、47.41%, 产值的CR4、CR8分别为52.22%、62.49%, 处于贝恩模型中 (下) 集中寡占型市场, 可以说明我国金属切削机床和数控金切机床行业的集中度相对来说还较低。如果考虑到协会统计的只是行业中的重点企业而非全部, 则我国金切和数控金切机床行业的市场集中度还要更低。

进入21世纪以来, 随着我国市场经济的发展, 数控机床制造也进入结构调整期, 优势企业逐步壮大, 生产组织结构先进合理的企业得到了较快发展, 企业资产重组和企业改制活跃。在加快国内并购重组的同时, 一些具有较大规模和实力的企业正在实施“走出去”战略, 从过去的纯技术引进转向跨国并购, 这在一定程度上改变了我国数控机床产业过于分散的市场结构, 大型数控机床企业集团的竞争力不断增强, 行业市场集中度呈现出不断上升的趋势。2000年, 我国机床工具行业数控机床产值超过5 000万元的企业仅有10家, 最大的数控机床生产企业沈阳机床有限责任公司的数控机床产值业仅有2.94亿元;到2005年入选中国机床工具工业协会评选的数控产值十佳企业中, 数控产值最低的北京第一机床厂也达到2.10亿元, 沈阳机床有限责任公司的数控产值已达到29.18亿元, 是2000年的近10倍。

1999至2004年, 我国数控机床行业销售收入前10名机床企业占机床市场份额比例见图1。这一现象一方面反映出优势企业的市场竞争能力在不断提高, 另一方面也反映出数控机床行业的市场集中度上升趋势正在逐步显现。

2 我国数控机床产业自主创新的动力因素

2.1 需求拉动

国内机床市场虽被先进国家企业抢占, 但国内市场需求拉动力仍然强劲。Kong Rae Lee对用户在日本机床行业创新中的作用进行了实证研究, 认为用户资本投资, 尤其是日本汽车业的发展对数控机床产生了大量需求, 激励机床企业进行技术学习和开发, 导致日本机床企业的技术创新;同时, 用户直接参与到机床的创新中促进了机床企业的创新, 有的甚至发展成为机床生产企业。J.Schmookler提出需求拉动模型, 认为技术创新活动是追求利润的经济活动, 受到市场需求的引导和制约, 需求是数控产业技术创新的动力。

在19世纪90年代我国数控技术转入技术攻关阶段, 与之不相适应的是此时外国数控机床企业大举进入中国, 我国进口数控机床大幅度增长。其中最重要的原因是90年代初第一轮“入世”谈判时我国就将数控机床进口关税率降到9.7%、数控系统关税率降到5%, 这一税率低于WTO规定发展中国家平均10%的水平;再加上国家对企业重点技改项目和国家重点建设项目所需设备进口给予享受零关税待遇, 以及特区对外商投资企业自定更加优惠的条件, 结果外国机床厂商在中国境内享受了比中国企业优惠得多的超国民待遇。据估计, 关税降低使外国以及台湾地区在大陆的机床销售比国内厂商多获利31%。这对我国弱小的数控机床行业等于雪上加霜, 也直接导致了目前我国数控机床中档 (普及型) 产品市场领域中进口产品即外商已经占有70%以上的市场份额, 高级型数控机床产品市场则基本完全被进口货占领的局面, 国内需求的拉动力优势就这样被拱手送人并阻碍了国内企业自身的资金积累和技术创新。2000年开始这一局面开始好转, 国内数控机床需求以年均30%速度增长, 到2006年已连续5年成为世界第一大机床消费国, 同时数控机床进口的比重逐年降低。随着我国向重化工业时代转型, 汽车、模具、航空航天、船舶等工业的发展拉动了数控机床需求的增长, 尤其是汽车业的快速发展为机床行业提供了巨大的市场, “十五”期间汽车工业机床消费约占数控机床消费总额的55%。下游行业的发展引致的需求和投资是我国数控机床消费量强劲增长的原因[1]。近5年我国数控机床产业保持了35%的增长速度, 目前处于装备更新换代的高峰期和工业产业升级的关键期, 对数控机床尤其高档数控机床的需求仍将维持30%以上的高增长水平, 预计这一增长速度将维持3—5年[2]。需求决定了创新报酬[3], 需求规模的增加为我国数控机床企业提供了获得创新报酬的机会, 从这一理论上讲, 我国数控机床企业有动力通过技术创新满足市场的需求, 获得创新报酬。

国际市场需求有所增长, 数控机床出口成为我国机床出口增长的主要因素。“十五”期间, 中国金属加工机床的出口额飞速增加, 2005年出口额达8.21亿美元, 是“九五”末期2000年的2.08倍, 出口金额占产值的比重也提高了0.5个百分点。数控机床出口成为机床出口增长的主要因素, 占机床出口的比重逐年上升, 2005年达到28.2%, 比2001年提高了13个百分点。“十五”期间, 中国金属加工机床的出口总额为23.44亿美元, 相当于“十五”期间金属加工机床行业产品销售总收入的11%, 其中数控机床出口22 088台, 出口额为4.97亿美元, 占出口额的21.20%。“十五”期间, 中国金属加工机床出口额是同期金属加工机床进口额的10.61%, 数控金属加工机床出口额是同期数控金属加工机床进口额的3.41%。我国金属加工机床出口情况见图2所示。

从全球来看, 2007年德国超过日本成为世界最大机床出口国, 机床出口额达91.68亿美元;随后依次是:日本、意大利、中国台湾和瑞士, 此前五名的出口值之和为世界机床出口总值的68.4%, 其出口值/产值率都在50%以上, 其中德国、中国台湾和瑞士的出口值/产值率更超过70%。同期中国机床出口额为16.5亿美元, 继续保持世界第八, 机床出口值占产值仅为15.4%。虽然相对于国内强大的市场需求来说我们出口的只是一小部分, 但这一情况却表明了我国数控机床产业能力的成长。

2.2 竞争动力

国际竞争国内化。迅速增长的国内市场需求使我国成为当前世界机床市场低迷情况下的一枝独秀, 成为各国机床企业必争的市场, 外资企业纷纷在我国以独资、合资或合作生产等方式建立生产厂, 使得国内机床市场竞争更加激烈。外资企业以领先的技术水平占领了高中端数控机床市场, 其中进口高级型机床占消费量的96%, 进口普及型机床占消费量的55%左右, 纷纷采取高档产品限制、低档产品倾销的歧视政策。外资企业一方面对我国不能生产的产品不仅抬高价格, 并且附加许多限制, 如不管日本法纳克公司与北京机床研究所的合作, 还是德国SIEMENS公司与原兵器部“东方西门子”公司等的合作, 外商都是以最大限度盈利为目的, 用于合作的数控系统都以专用计算机硬件结构为基础, 牢牢控制系统的核心技术, 并用产品的更新换代冲击我国国内引进的产品, 占领数控产品的市场, 挤跨合作的企业;另一方面, 外资企业对我国能生产的数控系统连续采取大幅度降价措施, 使原来价格差2、3倍变为现在只差30%左右, 如日德一改过去不屑于生产低档产品的传统, 企图夺取我国仅占有的低端产品的市场份额, 更为严重的是, 他们不惜重金从我国数控企业挖走熟悉业务的市场策划和销售人员, 想彻底瓦解中国厂商与之抗衡的能力, 进而使中国机床工业走向黑暗。这种合资只是有利于跨国公司攫取中国市场、灭掉中国数控企业, 而对中国数控产业技术引进创新没有实质性的作用。这也说明中国继续依赖引进技术来发展工业的条件已经发生了根本性的变化, 对待国际巨头的倾销手段目前没有更好的办法, 因为已经“引狼入室”, 国际竞争已经国内化, 我们如果不进行自主的技术研发, 就只能接受企业的灭亡。

国内低端数控机床市场价格战。国产低端数控机床的国内价格竞争很激烈, 国内对低端数控机床 (经济型数控机床) 的特殊需求也为我国机床企业留下了市场空间。经济型数控机床采用两轴控制, 可以加工一般的零件, 加工精度和效率都较低, 但其良好的性价比特别适用于工业化初期阶段, 因此成为我国特有的产品, 全部由国内企业生产。在国内低端数控机床产量大幅度增加的同时, 也产生了竞相压价的现象。1999年下半年在国家扩大内需、加大投资的积极财政政策推动下, 随着技改投资的大幅增加, 我国机床生产销售止滑并开始逐步回升。随着市场好转, 新一轮的机床价格战又开始了, 一些企业为求得市场, 在迅速增加生产产量的同时掀起了降价促销活动, 试图用薄利多销的方式来迅速扩大其市场份额, 在此期间“十万元三台机床送到家”的口号到处可见, 其他企业为保住自己的市场份额也开始降价, 因此出现产品市场好销但价格反而下滑的怪现象。由此可见, 机床行业由于重复投资、重复建设所形成的产品雷同化、趋同化以及普通机床的成熟性, 导致行业内部不可避免地产生低层次价格竞争, 随着追随价格战的企业越来越多, 相互压价, 甚至制订产品价格低于边际成本, 使市场竞争陷入恶性怪圈。这种低价位形成的利润往往反作用于质量, 导致产品安全性、可靠性、精度保持性等质量水平下滑, 同时也降低了我国经济型数控机床行业整体创新速度。

虽然面临如此压力, 我国数控机床产业进口替代趋势开始出现。按照国家《数控机床产业发展专项规划》, 到“十一五”末期, 国产数控机床占国内市场的比重将从现在的30%上升至50%以上, 国产数控机床采用自己的功能部件达到60%以上, 拥有自主知识产权的数控系统占数控机床总产量的75%以上。国产中高端数控机床存在巨大的进口替代空间, 从我国机床行业进出口中的赤字增长速度减缓到赤字减少也可以看出这种进口替代趋势;而且, 越来越多的企业已经认识到, 通过技术创新不断向附加价值高的中高端数控机床发展才是企业未来发展之路, 例如沈阳机床规划在搬入新区后将不再生产低端产品, 只生产中高端数控机床[4]。

从理论上讲, 我国数控产业发展的创新动力条件是具备的:虽然技术推动力不足, 但国内特定需求的存在和增长给予数控机床企业从低端切入的机会;激烈的竞争让企业又不断向高端前进, 转变为进行技术创新的动力。如果说有阻力, 主要还是源于我国数控技术能力不足, 也就是我国数控机床产业还有相当大的发展空间, 一旦技术能力具备, 我国数控机床市场的特定需求将成为推动数控机床产业自主创新的强大推动力。

我国数控产业自主创新导致产业升级, 具体表现在企业改革重组、行业结构优化升级使数控产业呈现新的局面。通过重组和并购, 机床工具行业形成了多家具有较强竞争力的大型机床制造企业集团, 如沈阳机床集团、大连机床集团、齐二机床集团、秦川机床集团等, 这些大型机床制造企业将优势整合到一起, 提高了企业的市场竞争力;齐一、北一、武重等一批老骨干企业也加快了改制重组和技术改造的步伐, 展现出强劲的发展势头。同时, 一批新兴企业迅速崛起, 这些新兴企业中既有由原来国企通过改制形成的民营企业, 如鲁南机床、安阳鑫盛、德州德龙等, 也有一些其他行业民企投资机床工具行业而诞生的机床制造企业, 如江苏新瑞、宁波海天等, 还有一批以大学和研究院所科研成果为依托的高新技术企业, 如湖南中大创远数控装备有限公司、武汉华工激光工程有限公司等。这些企业虽然年轻, 但发展快速, 目前已经成为我国机床行业高技术产品的研制生产基地, 提升产业、推动行业进步的新兴力量, 行业发展的新亮点。行业结构优化还体现在功能部件生产企业的长足进步上。数控机床功能部件一直是制约我国数控机床产业发展的一个重要因素, 但经过近几年的快速发展, 烟台环球、呼和浩特众环等功能部件生产企业产品的主要性能和可靠性都有了较大提高, 华中数控、广州数控等坚持引进技术和自主创新相结合、重点突破和全面提升相结合, 产品水平、质量及市场占有率都得到了提高。

在技术能力和政府反馈方面, 数控产业交互作用环境不理想。我国数控机床产业各创新主体对创新成果反馈不足, 信息市场尚未建立起来, 信息沟通不畅成为数控产业创新主体交互、合作的一个障碍;此外, 约束机制不健全, 一些短期化行为得不到约束, 致使合作双方缺乏信任感, 对合作的利益在保证上存在疑虑, 约束机制的不健全给投机行为以可乘之机, 损害双方的感情;另外, 数控产业创新主体的创新成果不能及时反馈给产业技术能力系统, 政府也不能够及时知道产业发展动态, 导致重复建设、资金浪费严重。另一方面, 政府对数控产业给予科技投入后不闻不问, 任由研发人员支配, 没有形成反馈, 导致国家科研投入基本都被企业用做新产品的开发而不是关键技术的研发, 各企业为了生存普遍缺乏深入系统的科研工作, 更没有做到生产一代、研制一代、预研一代等可持续发展。对于这些现象应该引起足够的重视, 因此, 有必要引入有效的监督机制来进行监督, 令投入产业的科研经费得到科学合理的利用。而且当前许多部门之间在科技投入时彼此分割、互相脱节, 重复浪费现象相当突出, 具体表现是一方面科研仪器设备严重不足, 另一方面大量重复购置。

从以上分析中可以看出, 我国数控机床产业自主创新综合能力不强, 主要源于技术能力弱, 尤其是创新主体间交互作用弱。同时我们也看到, 我国数控产业创新动力条件优越, 尤其是国内市场强大的需求拉动力。我国市场的需求将长期保持着全球化所无法消除的特性和差异, 同时又充满了增长潜力, 所以我国数控产业拥有强大的自主创新动力和机会条件;同时, 我国数控产业在总体上是后进者, 在发展技术能力上必然需要经历一个从低到高的渐进过程。因此, 我国数控机床产业只要以市场需求为导向, 坚持自主研发, 就会走出自己独特的创新道路, 并因此而获得竞争力。

3 提升我国数控机床产业自主创新的政策保障

2004年4月以来, 温家宝总理在有关批示中要求有关部门在深入研究的基础上提出发展国产机床特别是数控机床的规划和政策, 以提高我国制造业水平。在国家发改委工业司的主持下, 2004年6月, 中国机床工具工业协会具体组织完成了《数控机床产业发展专项规划》征求意见稿。该规划的核心内容是:“实施产业扶持政策, 通过财政、税务、信贷等支持数控机床产业的发展;发挥市场经济对资源的配置作用, 加快产业结构的调整和优化;实施重点技术改造, 建设10—20个数控机床和功能部件制造基地, 提高普及型数控机床国内市场占有率;强化科研开发能力建设, 建立依托工程, 突出开发攻关重点, 提高航空航天、国防军工等制造业对高性能数控机床的满足度, 从而实现数控机床产业的战略突破。”2005年9月, 在国务院常务会议讨论并原则通过的《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》中进一步指出, 随着我国机械、汽车、航空航天工业的发展, 对大型中高档机床的需求将不断增加, 同时要进一步增加高等级数控机床的出口, 建议重点发展大型、精密、高速数控加工设备、数控系统及功能部件, 以改变大型高精度机床大部分依赖进口的现状和满足扩大出口的需要, 并且在调整进口税收优惠、鼓励使用国产首台设备、加大技术研发支持等政策方面进行了重大突破。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006—2020年) 》、《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》以及《数控机床产业发展专项规划》对科研扶持、首台套、财税政策等方面支持数控机床产业的发展。“十五”期间国家在“863”计划和科技攻关中都安排数控机床相关项目, 此次科技攻关在机制上有所创新, “产学研用”结合、“主机和数控系统结合”、“国有企业与民营企业合作”, 在技术攻关中企业发挥更大的作用;政府通过政策改变系统的创新环境, 并通过科技攻关组织方式的改革给数控企业更多的技术创新机会, 为企业技术创新创造更多的有利条件。

专项进口税收政策的出台将大力提升企业研发制造能力, 推动企业建立技术引进、消化、吸收、再创新的自主发展模式, 为我国装备制造业和国民经济发展提供重要支持。自2008年1月1日起, 对国内企业为开发、制造大型、精密、高速数控设备及其功能部件而进口的关键零部件所缴纳的进口关税和进口环节增值税实行先征后退。 财政部相关通知规定, 自2008年5月1日起, 对新批准的符合《外商投资产业指导目录》鼓励类的外商投资项目, 在投资总额内进口《国内投资项目不予免税的进口商品目录 (2006年修订) 》 (财政部2007年第2号公告) 通用设备第十类第 (一) 、 (二) 、 (三) 款所列的自用机床和压力成形机械, 一律征收进口关税, 仍可免征进口环节增值税。通知明确指出, 提出申请享受进口税收政策的企业应具备以下条件:具有从事大型、精密、高速数控设备及其功能部件设计试制能力;具备专业比较齐全的技术人员队伍;有较强的消化吸收能力和生产制造能力;已有明确的市场对象和较大用户群;企业数控设备或功能部件年销售量一般应大于100台/套, 企业研制生产初期年销售量可适当下调, 重型数控设备和超精密数控设备年销售量不限等。今后退税商品清单将根据企业申请、政策实施效果、国内配套能力等情况适时进行调整。

上述政策将有力地推动我国机床企业建立技术引进、消化、吸收、再创新的自主发展模式, 为我国装备制造业和国民经济发展提供重要支持。

参考文献

[1]盛伯浩.中国数控机床技术创新策略初探[EB/OL].http:mw.newmaker.com/art_23482.html.[2008-03-01].

[2]卢俊宇.我机床行业处整合进行时[EB/OL].http://www.chinaequip.gov.cn/.[2008-01-12].

[3]NATHAN ROSENBERG.Perspectives on technology[M].Cam-bridge:Cambridge University Press, 1976:43.