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国产工控机品牌助力国产高端数控机床

　　机床是一个国家工业的基石。一个国家在机床方面的规模、层次与应用水平等在一定程度上反映了一个国家的工业水平与档次。德国，为什么工业水平如此发达，傲视群雄?在很大程度上还是与其数控机床的使用规模与机床的精密程度都有莫大的关系。高速、精密、复合、智能和绿色，作为数控机床发展的主流方向，而德国、日本等工业强国就始终走在我们的**。

　　我们国家的机床的保有量与规模在世界上占*1一位，当然数控机床也是独占**。然而在数控机床的层次上却与欧美等强国不可同日而语。特别是高端数控机床，一直以来长期被欧美等机床研发与生产强国所把持着。诸如9轴数控机床等核心高端数控机床，就曾是国外厂商同气连枝不愿卖给中国的产品。究其根本，如此高端的产品，他们认为中国会背地里拿去用在军1工的精密装备的生产与加工上。如此有色眼镜，岂不让人屈辱。

　　不过，随着2006年大连机床也研发成功了国产首台9轴5联动数控机床之后，也瓦解了国外一些厂商对中国的技术封锁。之后中国相继在一些高端数控机床上取得突破与成功。高端数控机床与数控机床，都离不开智能控制硬件方面的支持。要**数控机床能稳健地按照系统控制来自动化加工零部件，就得选用性能更优、可靠度更好、耐受性更强的嵌入式工控机产品来支撑数控机床与高端数控机床的智能控制系统。

数控机床制造业将朝着6个方向发展

控机床是机床制造业重要基础装备，因此它的发展一直备受人们关注。近年来我国机床制造业既面临着制造装备发展的良机，也遭遇到市场竞争的压力。从技术层面上来讲，加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。目前，世界先进制造技术不断兴起，**高速切削、**精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展。

1.可靠性较1大化

数控机床的可靠性一直是用户较关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或**大规模的**及混合式集成电路，数控加工中心包厂包年维修，以减少元器件的数量，来提高可靠性。通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化，使得既提高硬件生产批量，又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。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，以实现故障自恢复；利用各种测试、监控技术，当生产**程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。

2.控制系统小型化

数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用**大规模集成元件、多层印刷电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装，较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。

3.智能化

现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持较1佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能*诊断系统。

4.数控编程自动化

目前CAD／CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样，再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而自动生成NC零件加工程序，以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展，当前又出现了CAD／CAPP／CAM集成的全自动编程方式，它与CAD／CAM系统编程的较1大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与，直接从系统内的CAPP数据库获得。

5.高速度、高精度化

速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器，以提高系统的基本运算速度。同时，采用**大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术，使追1踪滞后误差大大减小，从而改善拐角切削的加工精度。

6.多功能化

配有自动换刀机构（刀库容量可达100把以上）的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工，现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式，即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的“前台加工，后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求，数控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信，也可以直接对多台数控机床进行控制。

为适应**高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式，实现了变频电动机与机床主轴一体化，主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静**承或陶瓷滚动轴承等形式。

数控机床以其**的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。另一方面，通过持续的研究，信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升。

国内数控机床技术的五大方向和三大差距

　围绕质量、效率和工艺变革的要求，我国机械制造工艺装备——主要是数控设备在技术层面发生了深刻的变化。数控机床功能不断丰富，采用了工序、工艺集中化和复合化技术；机床在结构布局和新材料应用方面都有了新发展；数控技术在开放化、智能化、网络化、高速高精化方面取得了新发展。其目的都是为了提高生产效率，提高精度，保证质量和实现效益较1大化。

不断追求高质量和高1效率是机械制造业研究的永恒主题和目标，是促进其工艺装备发展的源动力。工艺要求和变革是机械制造工艺装备技术发展创新和变革的根据和基础。

国产数控机床走过了50年发展的漫长历程，在近10年来得到了较快发展，特别是得到了政1府的重视，设立了重大技术攻关专项，有效地促进了数控机床的发展。

目前，国产数控机床可供品种达1500多种，覆盖了数控金属切削机床、数控板材加工机床（数控冲压机床、数控激光加工机床、火焰切割机床等）、数控电加工机床、工业机器人、三坐标测量机等，种类基本齐全。2010年数控金属切削机床保有量约为150万台（其中进口**过40万台），仅金属切削机床的年产量就**过了16万台、2011年1~10月份累计达到21.8万台、全年可达到25万台左右。国产品牌数控机床的数量和价值占国内市场50%以上。在代表先进技术水平的五轴联动和复合加工中心、数控系统和其他配套技术产品方面也都取得了新进展。本文主要围绕数控技术发展与差距展开讨论。