1、37/37第一章 數(shù)控技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 它是數(shù)控系統(tǒng)通信向現(xiàn)場級的延伸、數(shù)字化通信取代420ma模擬信號、應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，要求現(xiàn)場設(shè)備智能化(可編程或可參數(shù)化)：它既實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程操縱、參數(shù)化及故障診斷為一體：由于現(xiàn)場總線具有開放性、互操作性、互換性、可集成性，因此是實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)備層信息集成的關(guān)鍵技術(shù)。它對提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本特不重要。目前在工業(yè)上采納的現(xiàn)場總線有Profibus-DP，SERCOS，JPCN-1，Deviconet，CAN，hterbusS，Marco等。有的公司還有自己的總線，比如FANUC的FSSB，工OLINK(相當(dāng)于JPCN1)，YASKAW的MOTION

2、LINK等。目前比較活躍的是Prof主bus-DP，為了同意更快的數(shù)據(jù)傳送速度，它由0S工的七層結(jié)構(gòu)省去3-7層構(gòu)成。西門子最新推出802D的伺服操縱確實是由Profibus-DP操縱的。 1.4 功能不斷進(jìn)展和擴(kuò)大 NC技術(shù)通過50年的進(jìn)展，差不多成為制造技術(shù)進(jìn)展的基礎(chǔ)。那個地點以FANUC最先進(jìn)的CNC操縱系統(tǒng)15i150i為例講明系統(tǒng)功能的進(jìn)展。這是一臺具有開放性，4通道、最多操縱軸數(shù)為24軸、最多聯(lián)動軸數(shù)為24軸、最多可操縱4個主軸的CNC系統(tǒng)。其快速移動速度與分辨率關(guān)系如下表?？焖僖苿铀俣萴min快速移動速度mmin24011000.1100.01l0.001它的技術(shù)特點反映了現(xiàn)代N

3、C進(jìn)展的特點： 1 開放性： 系統(tǒng)可通過光纖與PC機(jī)連接，采納Window兼容軟件和開發(fā)環(huán)境。功能以高速、超精為核心，并具有智能操縱。特不適合於加工航空機(jī)械零件，汽車及家電的高精零件，各種模具和復(fù)雜的需5軸加工的零件。15i150主具有高精納米插補(bǔ)功能；即使系統(tǒng)的沒定編程單位為1um，通過納米插補(bǔ)也可提供給數(shù)字伺服以lnm為單位的指令，平滑了機(jī)床的移動量，提高了加工表面光潔度，大大減少加工工表面的誤差。當(dāng)分辨率為0.00lmm時，快速可達(dá)240m/min速度；系統(tǒng)還具有高速高精加工的智能操縱功能：(1)可能算出多程序段刀具軌跡，并進(jìn)行預(yù)處理。(2)智能操縱，計及機(jī)床的機(jī)械性能，可按最佳的同意進(jìn)

4、給率和最人的同意加速度J：作，使機(jī)床的功能得到最大的發(fā)揮。以便降低加工時刻，提高效率，同時提高加工精度。(3)系統(tǒng)可在分辨率為1nm時工作，適用於操縱超精機(jī)械。 2 高級復(fù)雜的功能： 15i150i可進(jìn)行各種數(shù)學(xué)的插補(bǔ)，如直線、圓弧、螺旋線、漸開線、螺旋漸開線、樣條等插補(bǔ)。也能夠進(jìn)行NURBS(Non uniform rat主ona!B spline)插補(bǔ)。采納NURBS插補(bǔ)能夠人人減少NC程序的數(shù)據(jù)輸入量，減少加工時刻，特不適用模具加工。NURBS插補(bǔ)不需任何硬件。 3 強(qiáng)力的聯(lián)網(wǎng)通信功能。適應(yīng)工廠自動化需要，支持標(biāo)準(zhǔn)FA網(wǎng)絡(luò)及DNC的連接 (1)工廠干線或操縱層通信網(wǎng)絡(luò)：由PC機(jī)通過以太網(wǎng)

5、操縱多臺15i150i組成的加工單元，能夠傳送數(shù)據(jù)、參數(shù)等。(2)設(shè)備層通信網(wǎng)絡(luò)：15150i采納I0 LINK(與日本標(biāo)準(zhǔn)JPCN1相對應(yīng)的一種現(xiàn)場總線。（3）通過RS485接口傳送工0信號：或且也可采納PrellbusDP(符合歐洲1標(biāo)準(zhǔn)EN50170)以12Mbps進(jìn)行高速通信。4 .具有高速內(nèi)裝的PMC(有的廠商稱為PLC)， 以減少加工的循環(huán)的時刻： (1)梯形圖和順序程序由專用的PMC處理器操縱，這種結(jié)構(gòu)可進(jìn)行快速大規(guī)模順序操縱。(2)差不多PMC指令執(zhí)行時刻為：0085ps；最大步數(shù)：32，000步。(3)能夠用C語言編程；32位的C語言處理器可作為實時多任務(wù)運行；它與梯形圖計算

6、的PMC處理器并行工作。(4)可在PC機(jī)上進(jìn)行程序開發(fā)。 5. 先進(jìn)的操作：性和維修性(1)具有觸摸面板，容易操作。(2)可采納存儲卡改變輸入輸出。 第二章 數(shù)控技術(shù)的進(jìn)展趨勢1.1性能進(jìn)展方向 1、高速高精高效化速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采納了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU操縱系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機(jī)床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。 2、柔性化它包含兩方面：a.數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采納模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；b.群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依

7、據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。 3、工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時刻為要緊目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列操縱功能方向進(jìn)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機(jī)床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)操縱軸數(shù)可達(dá)24軸。 4、實時智能化早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W(xué)技術(shù)進(jìn)展到今天，實時系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實時響應(yīng)的、

8、更現(xiàn)實的領(lǐng)域進(jìn)展，而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用進(jìn)展，由此產(chǎn)生了實時智能操縱這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實時智能操縱的研究和應(yīng)用正沿著幾個要緊分支進(jìn)展：自適應(yīng)操縱、模糊操縱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操縱、專家操縱、學(xué)習(xí)操縱、前饋操縱等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設(shè)定和刀具自動治理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動操縱中引入提早預(yù)測和預(yù)算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度操縱等方面采納模糊操縱，使數(shù)控系統(tǒng)的操縱性能大大提高，從而達(dá)到最佳操縱的目的。1.2功能進(jìn)展方向1、用戶界面圖形化用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對

9、界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實、科學(xué)計算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地點便了非專業(yè)用戶的使用，人們能夠通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。 2、科學(xué)計算可視化科學(xué)計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而能夠直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、虛擬樣機(jī)技

10、術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動編程設(shè)計、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具治理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。 3、插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?、內(nèi)

11、裝高性能PLC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC操縱模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線關(guān)心功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗?，用戶可在?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。5、多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體技術(shù)集計算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)能夠做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。1.3體系結(jié)構(gòu)的進(jìn)展方向1、智能化 21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控

12、系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)操縱，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋操縱、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識不負(fù)載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。2、網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際聞名機(jī)床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些聞名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概

13、念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)操縱中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向進(jìn)展的趨勢。3、集成化 采納高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高

14、顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。4、通用型開放式閉環(huán)操縱模式采納通用計算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)操縱模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)操縱模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量操縱和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過

15、程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采納多變量的閉環(huán)操縱，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采納開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)操縱模式，易于將計算機(jī)實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服操縱、自適應(yīng)操縱、動態(tài)數(shù)據(jù)治理及動態(tài)刀具補(bǔ)償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)操縱體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。5、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)操縱體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。這種數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如下圖所示：由圖可知，智能

16、化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服操縱、自適應(yīng)操縱、動態(tài)數(shù)據(jù)治理及動態(tài)刀具補(bǔ)償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)操縱體系。6、標(biāo)準(zhǔn)化 數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化進(jìn)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換差不多上基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采納G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速進(jìn)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEPNC)，其目的是提供一種不依靠于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程

17、，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，關(guān)于數(shù)控技術(shù)的進(jìn)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的阻礙。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序能夠分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75）、加工程序編制時刻（約35）和加工時刻（約50）。目前，歐美國家特不重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS打算(1999.1.12001.12.31)。參加這項打算的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/

18、CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他差不多開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式差不多在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗證。 第三章 我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)展的考慮1、注重系統(tǒng)配套 2、注重產(chǎn)品的可靠性 3、提倡創(chuàng)新，加強(qiáng)服務(wù)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。那個基礎(chǔ)是否牢固直接阻礙到一個國家的經(jīng)濟(jì)進(jìn)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施

19、來進(jìn)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。 在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的進(jìn)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。特不是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，差不多走在了世界前列。然而，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)進(jìn)展方面亦存在許多問題，特不是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀(jì)到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)進(jìn)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。為完成此任務(wù)，首先必須確立符合中國國情的進(jìn)展道路。為此，下文從總體戰(zhàn)略和技術(shù)路線兩個層次及數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、

20、數(shù)控整機(jī)等幾個具體方面探討了新世紀(jì)的進(jìn)展途徑。1.總體戰(zhàn)略 制定符合中國國情的總體進(jìn)展戰(zhàn)略，對21世紀(jì)我國數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展至關(guān)重要。通過對數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)展趨勢的分析和對我國數(shù)控領(lǐng)域存在問題的研究，我們認(rèn)為以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以治理和營銷為重點，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅持可持續(xù)進(jìn)展道路將是一種符合我國國情的進(jìn)展數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的總體戰(zhàn)略。1.1以科技創(chuàng)新為先導(dǎo) 中國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)通過40多年的進(jìn)展，從無到有，從引進(jìn)消化到擁有自己獨立的自主版權(quán)，取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。但回憶這幾十年的進(jìn)展，能夠看到我們在數(shù)控領(lǐng)域的進(jìn)步要緊依舊按國外一些模式，按部就班地進(jìn)展，真正創(chuàng)新的成分不多。這種

21、局面在進(jìn)展初期的起步時期，是無可非議的。但到了世界數(shù)控強(qiáng)手如林的今天和知識經(jīng)濟(jì)立即登上舞臺的新世紀(jì)，這一常規(guī)途徑就專門難行通了。例如，在國外模擬伺服快過時時，我們開始搞模擬伺服，還沒等我們占穩(wěn)市場，技術(shù)上就差不多落后了；在國外將脈沖驅(qū)動的數(shù)字式伺服打入我國市場時，我們就跟著搞這類所謂的數(shù)字伺服，但至今沒形成大的市場規(guī)模；近來國外將數(shù)字式伺服進(jìn)展到用網(wǎng)絡(luò)（通過光纜等）與數(shù)控裝置連接時，我們又跟著進(jìn)展此類系統(tǒng)，前途仍不樂觀。這種老是跟在不人后面走，按國外已有操縱和驅(qū)動模式來開發(fā)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上難免要滯后，再加上國外公司在我國境內(nèi)設(shè)立研究所和生產(chǎn)廠，實行就地開發(fā)、就地生產(chǎn)和就地銷售，使我們的產(chǎn)

22、品在性能價格比上已越來越無多大優(yōu)勢，因此要進(jìn)一步擴(kuò)大市場占有率，難度自然就專門大了。為改變這種現(xiàn)狀，我們必須深刻理解和認(rèn)真落實“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的偉大論斷，大力加強(qiáng)數(shù)控領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，努力研究具有中國特色的有用的先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，逐步建立自己獨立的、先進(jìn)的技術(shù)體系。在此基礎(chǔ)上大力進(jìn)展符合中國國情的數(shù)控產(chǎn)品，從而形成從數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件到種類齊全的數(shù)控機(jī)床整機(jī)的完整的產(chǎn)業(yè)體系。如此，才可不能被國外牽著鼻子，永久受不人的制約，才有可能用先進(jìn)、有用的數(shù)控產(chǎn)品去收復(fù)國內(nèi)市場，打開國際市場，使中國的數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)在21世紀(jì)走在世界的前列。1.2在商品化上狠下工夫 近幾年我國數(shù)控產(chǎn)品盡管進(jìn)展專門

23、快，但真正在市場上站住腳的卻不多。就數(shù)控系統(tǒng)而言，國產(chǎn)貨仍未真正被寬敞機(jī)床廠所同意，因此出現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)用于舊機(jī)床改造的例子較多，而裝備新機(jī)床的卻專門少，機(jī)床廠出產(chǎn)的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床大多數(shù)用的差不多上國外的系統(tǒng)。這因此不是講舊機(jī)床的數(shù)控化改造不重要，而是講明從商品的角度看，我們的數(shù)控系統(tǒng)與國外相比還存在相當(dāng)大的差距。阻礙數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床商品化的要緊因素除技術(shù)性能和功能外，更重要的確實是可靠性、穩(wěn)定性和有用性。以往，一些數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品的研究、開發(fā)部門，所追求的往往是一些體現(xiàn)技術(shù)水平的指標(biāo)（如多少通道、多少軸聯(lián)動、每分鐘多少米的進(jìn)給速度等等），而對阻礙有用性的一些指標(biāo)和一些小問題卻不太重視，在產(chǎn)品的

24、穩(wěn)定性、魯棒性、可靠性、有用性方面花的精力相對較少。 從而出現(xiàn)某些產(chǎn)品鑒定時的水平都專門高，甚至也獲各種大獎。但這些高指標(biāo)、高性能的產(chǎn)品到用戶哪兒卻由于一些小問題而表現(xiàn)不盡人意，最后喪失了信譽(yù)，打不開市場。這講明，高指標(biāo)、高性能的樣機(jī)型的產(chǎn)品離用戶真正需要的有用、可靠的商品是有相當(dāng)大的距離的，將一個高指標(biāo)、高性能的產(chǎn)品變?yōu)橐粋€有市場的商品還需作出大量困難的努力。另一方面，數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床不像家電類產(chǎn)品那樣易于大批量生產(chǎn)，應(yīng)用環(huán)境也不那么簡單。數(shù)控產(chǎn)品是在生產(chǎn)環(huán)境中使用，面臨的是五花八門的工藝問題。假如開發(fā)部門對這些問題掌握得不透，就難以將產(chǎn)品設(shè)計得專門完善。而且數(shù)控產(chǎn)品的某些問題在開發(fā)、試用

25、，甚至鑒定時都難以發(fā)覺。這就造成，同樣型號的數(shù)控機(jī)床在有的用戶那兒運行得專門好，而在不的用戶那兒卻表現(xiàn)欠佳?；蛘咄瑯有吞柕臄?shù)控機(jī)床用于加工某些零件工作得專門好，但用于加工其他零件時卻不盡人意。出現(xiàn)這種情況，有時是用戶操作人員的水平問題，但有時確實是數(shù)控產(chǎn)品本身潛在問題的暴露。為解決這一問題，國外一些公司設(shè)立了專門機(jī)構(gòu)來測試考驗自己的產(chǎn)品，如為考驗新開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，廠家自己設(shè)計和從生產(chǎn)實際中收集了大量零件程序，讓數(shù)控系統(tǒng)運行各種各樣的程序，一旦發(fā)覺問題，即立即反饋給開發(fā)部門予以解決。通過如此的測試考驗過程后，數(shù)控系統(tǒng)的潛在問題就大為減少。以往，我們的產(chǎn)品就專門少進(jìn)行如此嚴(yán)格的全面的自我測試考驗。

26、好些問題要等到用戶去給我們挑出來。如此，即使一個小問題也將嚴(yán)峻阻礙國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品的聲譽(yù)。 因此，我們應(yīng)充分重視上述問題，在商品化上切實狠下工夫，將其作為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的主干來抓，貫穿于技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)、試制、生產(chǎn)等的全過程中，從而將我們已有的技術(shù)水平較高的數(shù)控產(chǎn)品變成真正有市場的好商品。1.3將治理和營銷作為產(chǎn)業(yè)進(jìn)展重點 通過20來年市場風(fēng)雨的沖擊，國人已越來越認(rèn)識到，技術(shù)當(dāng)然重要，但在市場經(jīng)濟(jì)的環(huán)境下，要在激烈的全球競爭中獲勝，治理和營銷就顯得更為重要。例如，我國臺灣生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床不但占據(jù)了大陸市場的相當(dāng)大的份額，而且還打進(jìn)了美國市場。是臺灣數(shù)控機(jī)床的技術(shù)和質(zhì)量超過美國了嗎？顯然不是。那他們靠的是

27、什么？重要的一條確實是在企業(yè)治理和產(chǎn)品營銷上下了工夫。而我們長期以來把要緊精力放在開發(fā)技術(shù)和提高水平上，忽視了經(jīng)營治理、市場開拓、產(chǎn)品營銷等方面的工作，結(jié)果在新技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)出來以后，在產(chǎn)品質(zhì)量提高以后，企業(yè)仍然處于產(chǎn)品銷售不暢的困境1。國內(nèi)外的經(jīng)驗講明，數(shù)控產(chǎn)品的競爭力不僅取決于技術(shù)，更取決于經(jīng)營治理能力和營銷能力。1.4大力加強(qiáng)技術(shù)支持和服務(wù) 數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床作為典型的高技術(shù)產(chǎn)品，對用戶的技術(shù)支持和服務(wù)是相當(dāng)重要的。往常國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品喪失信譽(yù)的緣故，除可靠性問題外，另一大問題確實是缺乏有力的技術(shù)支持和服務(wù)。用戶花了專門多鈔票買的數(shù)控機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)問題卻叫天天不應(yīng)，叫地地不靈，以

28、后誰還敢買我們的產(chǎn)品。因此，應(yīng)將對用戶的技術(shù)支持和服務(wù)當(dāng)成重要的日常工作來抓，使我們在市場上向縱深挺進(jìn)時，有一個強(qiáng)大后方。因此，為了取得數(shù)控產(chǎn)品市場競爭的全面勝利，必須建立以技術(shù)支持和服務(wù)為核心的強(qiáng)大后方。因此，為贏得主動，后方也須主動出擊。目前，利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段（如網(wǎng)絡(luò)和多媒體），將為建立新一代立體化的技術(shù)支持和服務(wù)體系開發(fā)新的途徑。1.5堅持可持續(xù)進(jìn)展道路 可持續(xù)進(jìn)展是下一世紀(jì)企業(yè)進(jìn)展的重要戰(zhàn)略，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)要有大的進(jìn)展也必須堅持走可持續(xù)進(jìn)展的道路。綠色是實現(xiàn)可持續(xù)進(jìn)展的重要途徑，其要緊思想是清潔和節(jié)約。為此應(yīng)大力加強(qiáng)綠色數(shù)控產(chǎn)品的開發(fā)，加速促進(jìn)數(shù)控產(chǎn)品、數(shù)控產(chǎn)業(yè)以及整個制造業(yè)的綠色

29、化，要緊戰(zhàn)略措施應(yīng)考慮以下幾方面：有效減少產(chǎn)品制造及使用過程中的環(huán)境污染。如減少數(shù)控機(jī)床的鑄件結(jié)構(gòu)，消除鑄造對環(huán)境的污染；將數(shù)控機(jī)床主軸的潤滑以油氣潤滑、噴油潤滑等取代油霧潤滑，減少對生產(chǎn)環(huán)境的污染；在周密數(shù)控機(jī)床及其運行環(huán)境的溫度操縱中取消氟利昂制冷的恒溫技術(shù)；以電傳動代替機(jī)械傳動，減少噪聲污染。大幅度降低資源消耗和能源消耗。如以軟件代替硬件，從而減少硬件制造的資源和能源消耗及污染，并減少產(chǎn)品壽命結(jié)束后硬件裝置的拆卸回收問題；以永磁驅(qū)動代替感應(yīng)驅(qū)動，提高效率和功率。加強(qiáng)用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機(jī)床。這既符合運用信息技術(shù)和自動化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和裝備現(xiàn)代化這一產(chǎn)業(yè)可持續(xù)進(jìn)展的目標(biāo)

30、得以實現(xiàn)，又可取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。我國擁有一般機(jī)床數(shù)百萬臺，加強(qiáng)用數(shù)控技術(shù)改造傳統(tǒng)機(jī)床將成為下世紀(jì)我國數(shù)控領(lǐng)域的重要進(jìn)展方向。大力進(jìn)展綠色數(shù)控機(jī)床。綠色數(shù)控機(jī)床應(yīng)是材料消耗少、能耗低、無污染，壽命長且便于拆卸回收的新型機(jī)床。例如，以并聯(lián)結(jié)構(gòu)代替串聯(lián)結(jié)構(gòu)確實是開發(fā)綠色數(shù)控機(jī)床的一條途徑，這是因為并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床消耗的金屬材料僅為常規(guī)串聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床的幾分之一，其加工量也比常規(guī)機(jī)床大幅度減少，特不是消除了大型結(jié)構(gòu)件的鑄造，這將顯著降低機(jī)床制造過程中的能源消耗和對環(huán)境的污染。此外，并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床有利于采納電傳動，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了ISO14000環(huán)境治理標(biāo)準(zhǔn)，全球環(huán)境問

31、題“法律化”的趨勢正在進(jìn)一步進(jìn)展，可持續(xù)進(jìn)展將成為企業(yè)通向國際市場的通行證2。因此，我們的數(shù)控產(chǎn)品要在下一世紀(jì)走向國際市場，我們的企業(yè)就必須“從我做起，從現(xiàn)在做起”。 2 技術(shù)途徑2.1進(jìn)展具有中國特色的新一代PC數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是各類數(shù)控裝備的核心，因此通過科技創(chuàng)新首先進(jìn)展具有中國特色的新型數(shù)控系統(tǒng)，將是推動數(shù)控產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的有效技術(shù)途徑。 實踐證明，10年來我們所走的PC數(shù)控道路是完全正確的。PC機(jī)（包括工業(yè)PC）產(chǎn)量大、價格廉價，技術(shù)進(jìn)步和性能提高專門快，且可靠性高（工業(yè)PC主機(jī)的MTBF已達(dá)30年3）。因此，以其作為數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件平臺不但能夠大幅度提高數(shù)控系統(tǒng)的性能價格比，而且還可充

32、分利用通用微機(jī)已有軟硬件資源和分享計算機(jī)領(lǐng)域的最新成果，如大容量存儲器、高分辨率彩色顯示器、多媒體信息交換、聯(lián)網(wǎng)通訊等。此外，以通用微機(jī)作為數(shù)控平臺還可獲得快速的技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)PC機(jī)升級換代時，數(shù)控系統(tǒng)也可相應(yīng)升級換代，從而長期保持技術(shù)上的優(yōu)勢，在競爭中立于不敗之地。目前，PC數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)有2種要緊形式：（1）專用數(shù)控加PC前端的復(fù)合式結(jié)構(gòu)；（2）通用PC加位控卡的遞階式結(jié)構(gòu)。另外還有一種正在進(jìn)展的數(shù)字化分布式結(jié)構(gòu)。其方案是將由DSP等組成的數(shù)字式伺服通過以光纜等為介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)與數(shù)控裝置連接起來，組成一完整的數(shù)控系統(tǒng)。這種系統(tǒng)盡管性能專門好，但由于開發(fā)和生產(chǎn)成本太高，近期難以被國內(nèi)寬敞用戶所

33、同意。我們認(rèn)為，上述結(jié)構(gòu)并不是符合中國國情的最好方案，適合中國國情的應(yīng)是將所有數(shù)控功能全軟件化的集成式結(jié)構(gòu)，因為這種結(jié)構(gòu)的硬件規(guī)模最小，不但有利于降低系統(tǒng)成本，而且更重要的是能夠有效提高系統(tǒng)的可靠性。 幾十年的經(jīng)驗表明，可靠性好壞是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)能否進(jìn)展的關(guān)鍵。盡管阻礙數(shù)控系統(tǒng)可靠性的因素專門多，但過大的硬件規(guī)模和較低的硬件制造工藝水平往往對可靠性造成最大的威脅。以往，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在總體設(shè)計時由于種種緣故的限制，不得不選用技術(shù)指標(biāo)不太高的一般CPU，如此，為完成數(shù)控的復(fù)雜功能往往需要由多個CPU來組成系統(tǒng)，有時還需另加一些專用或通用硬件電路來實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的一些高實時性功能（如細(xì)插補(bǔ)、位置伺服操縱

34、等），從而造成系統(tǒng)硬件規(guī)模龐大。關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)這種批量不大的產(chǎn)品，在國內(nèi)現(xiàn)有工藝條件下，專門難從硬件制造的角度保證系統(tǒng)的可靠性，因而使得國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場的表現(xiàn)不佳，對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的形象和聲譽(yù)造成嚴(yán)峻阻礙，使得許多用戶現(xiàn)在還心有余悸。因此，我們在開發(fā)新型數(shù)控系統(tǒng)時，應(yīng)優(yōu)先選用新型高性能CPU（如高主頻的Pentium II、Pentium III等）作為系統(tǒng)的運算和操縱核心，并盡量用軟件來實現(xiàn)數(shù)控的所有功能。如此，可大幅度減小系統(tǒng)硬件的規(guī)模。此外，還應(yīng)在軟件設(shè)計、電源設(shè)計、接插件設(shè)計與選用、接地與屏蔽設(shè)計和施工等方面采納強(qiáng)抗擾高可靠性設(shè)計與制造技術(shù)，從而全面提高系統(tǒng)的可靠性。 由于一個新型高

35、性能CPU能夠代替數(shù)十個一般CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平臺上不僅能夠完成數(shù)控系統(tǒng)的差不多功能（如信息處理、刀補(bǔ)計算、插補(bǔ)計算、加減速操縱等）和開關(guān)量操縱功能（內(nèi)裝PLC），而且還能夠完成伺服操縱功能。如此，往常由DSP完成的數(shù)字化伺服操縱功能（如位置操縱、速度操縱、矢量變換操縱等）均可由PC中的CPU完成，從而實現(xiàn)內(nèi)裝式伺服操縱，這不僅有效縮小了數(shù)控部分的硬件規(guī)模，而且還大幅度縮小了伺服操縱部分硬件規(guī)模。 這種具有內(nèi)裝PLC和內(nèi)裝伺服操縱的全軟件化集成式數(shù)控系統(tǒng)，其硬件規(guī)模將達(dá)到最小化，整個數(shù)控系統(tǒng)除一個PC平臺外，剩下的只有驅(qū)動機(jī)床運動的功率接口和反

36、饋接口。這既有效提高了系統(tǒng)可靠性，又消除了信息傳遞瓶頸，提高了系統(tǒng)性能，同時還可顯著降低系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)（包括電機(jī)）售價將可降至現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)的一半左右。顯然，這種高性能、高可靠性、低成本的新型數(shù)控系統(tǒng)將具有極強(qiáng)的競爭力，有望為開創(chuàng)中國數(shù)控的新局面作出貢獻(xiàn)。 此外，集成化PC數(shù)控系統(tǒng)還有一大優(yōu)點，確實是容易實現(xiàn)開放式結(jié)構(gòu)。這是因為，這種系統(tǒng)的硬件本身差不多是完全開放的，構(gòu)成開放式數(shù)控系統(tǒng)的工作完全在軟件上，只要制定好標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，從信息處理、軌跡插補(bǔ)、加減速操縱、開關(guān)量操縱到伺服操縱都能夠?qū)崿F(xiàn)開放，從而可大大方便用戶的使用。2.2推進(jìn)數(shù)控功能部件的專業(yè)化生產(chǎn) 解決數(shù)控系統(tǒng)問題后，如何實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的

37、模塊化設(shè)計與制造便是我國機(jī)床制造企業(yè)快速響應(yīng)市場需求，在競爭中獲勝的另一關(guān)鍵。要實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計制造，必須解決數(shù)控機(jī)床功能部件的專業(yè)化生產(chǎn)問題。目前我國在這方面離實際需求還有相當(dāng)大的差距。因此，在今后的若干年內(nèi)，我們必須大力促進(jìn)數(shù)控機(jī)床功能部件的開發(fā)和專業(yè)化生產(chǎn)。其要點如下： (1)新型永磁電主軸單元 電主軸已成為國際市場上最熱門的數(shù)控機(jī)床功能部件。但目前這類產(chǎn)品幾乎都為感應(yīng)異步型，存在以下突出問題：轉(zhuǎn)子上存在繞組，有大電流流過，因此轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)峻，直接阻礙主軸精度；低速出力小且轉(zhuǎn)矩脈動大，難以滿足寬范圍切削要求；效率和功率因素低，不僅電機(jī)體積和重量大而且要求逆變器容量大、耗能多；操縱系

38、統(tǒng)復(fù)雜、成本高。因此，從現(xiàn)在起我們應(yīng)將治理和營銷作為產(chǎn)業(yè)進(jìn)展重點，真正擺脫打算經(jīng)濟(jì)時代所遺留下來的思維方式和工作適應(yīng)的束縛，建立適應(yīng)市場的高效、靈敏的運行機(jī)制和有效的激勵機(jī)制。通過這種機(jī)制，一方面切實加強(qiáng)企業(yè)治理，激發(fā)企業(yè)負(fù)責(zé)人和寬敞職工的負(fù)責(zé)精神、制造精神和獻(xiàn)身精神，努力提高產(chǎn)品的競爭能力；另一方面充分調(diào)動企業(yè)內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)外一切積極因素，大力加強(qiáng)市場開拓力度，奮力打通營銷渠道。能夠堅信，有過硬競爭力的產(chǎn)品，再加上北京開關(guān)廠那樣的“找、掙、鉆、搶”精神，我們就一定能在市場競爭中取得勝利。 因此，利用我國稀土永磁材料的優(yōu)勢，開發(fā)新型大功率、高效率、寬調(diào)速范圍永磁同步型交流電主軸單元，將可有效解決

39、現(xiàn)有電主軸存在的問題，形成具有中國特色的新一代電主軸產(chǎn)品。由于永磁電主軸的機(jī)械結(jié)構(gòu)和操縱系統(tǒng)都較感應(yīng)異步型電主軸簡單，因此易于進(jìn)行專業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。因此，這還要攻克主軸支承（陶瓷軸承、流體動靜壓軸承、磁懸浮軸承）技術(shù)、高精度高速動平衡技術(shù)、高速驅(qū)動、檢測與操縱技術(shù)、高可靠性安全保證技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。 (2)廉價的高性能伺服系統(tǒng)目前，一套進(jìn)給交流伺服系統(tǒng)（驅(qū)動器+電機(jī)）的價格一般都在萬元以上，主軸伺服系統(tǒng)的價格高達(dá)數(shù)萬元，已成為降低國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床成本的一大障礙。因此，應(yīng)配合新型集成化國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)展，大力開發(fā)廉價的高性能內(nèi)裝式伺服系統(tǒng)。由于內(nèi)裝式伺服的硬件部分只有電機(jī)和功率接口，充分利用我國的永磁

40、資源優(yōu)勢，通過專業(yè)化生產(chǎn)能夠把電機(jī)的造價降下來，而采納智能化的IPM模塊作為功率接口也專門廉價，因此將內(nèi)裝式進(jìn)給伺服的價格操縱在數(shù)千元以內(nèi)，將內(nèi)裝式主軸伺服的價格操縱在2萬元以內(nèi)，將是完全可能的。 (3)直線交流伺服系統(tǒng) 直線交流伺服系統(tǒng)是下一世紀(jì)數(shù)控機(jī)床不可缺少的功能部件，目前我國還沒有成熟產(chǎn)品，因此應(yīng)加強(qiáng)研究、開發(fā)和推廣應(yīng)用?？紤]到常規(guī)機(jī)床的防磁問題較難解決，而并聯(lián)機(jī)床的防磁相對容易，因此可為常規(guī)結(jié)構(gòu)機(jī)床開發(fā)感應(yīng)異步型直線電機(jī)，為并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床開發(fā)永磁同步型直線電機(jī)，從而揚長避短，構(gòu)成符合實際應(yīng)用要求的新型高速高精度進(jìn)給系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步開發(fā)將驅(qū)動與支承合二為一的磁懸浮工作臺。 (4

41、)零傳動數(shù)控轉(zhuǎn)臺與擺頭 數(shù)控轉(zhuǎn)臺與擺頭是多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件，傳統(tǒng)的采納高精度蝸桿蝸輪等傳動的轉(zhuǎn)臺與擺頭不僅制造難度大、成本高，而且難以達(dá)到高速加工所需的速度和精度，因而必須另辟蹊徑開發(fā)新型零傳動（無機(jī)械傳動鏈）數(shù)控轉(zhuǎn)臺和擺頭，以促進(jìn)我國高速高精度多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)展。 (5)高速高精度檢測裝置 高速高精度是下世紀(jì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)展的主題，這不但需要高性能的操縱和驅(qū)動，同時還需要高品質(zhì)的檢測環(huán)節(jié)，因此應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)0.1 m以上精度的高速(60 m/min以上)線位移傳感器和100萬脈沖/r的角位移傳感器，此類技術(shù)國外對我國是封鎖的。2.3加速數(shù)控機(jī)床的全國產(chǎn)化，打好市場翻身仗

42、數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的最終成功將體現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的全國產(chǎn)化和市場占有率上。在上述總體戰(zhàn)略指導(dǎo)下，采取抓兩頭（低價位數(shù)控機(jī)床和高速高效數(shù)控機(jī)床）、帶中間（一般數(shù)控機(jī)床）、促重型（重型關(guān)鍵裝備）的方針，將是在國內(nèi)市場上快速收復(fù)失地，在國際市場上穩(wěn)步進(jìn)軍，最終打贏國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場翻身仗的一種有效戰(zhàn)術(shù)和策略。關(guān)于一般數(shù)控機(jī)床的進(jìn)展已有許多文章作了專門論述，因此下面僅就低價位數(shù)控機(jī)床、高速高效數(shù)控機(jī)床和重型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)展問題作一討論。 (1)大力進(jìn)展低價位數(shù)控機(jī)床 低價位機(jī)床是功能滿足用戶要求(無功能白費)、技術(shù)指標(biāo)適中、可靠性好、價格廉價的普及型數(shù)控機(jī)床。這類機(jī)床已成為國際市場上數(shù)控機(jī)床的進(jìn)展趨勢之一，也是國內(nèi)眾

43、多用戶渴求的產(chǎn)品，其市場前景相當(dāng)寬敞。然而，假如采納國外數(shù)控系統(tǒng)（包括伺服）按照傳統(tǒng)思路來進(jìn)展低價位機(jī)床，是專門難將價格降至寬敞用戶所能同意的水平的。因此，采納本文提出的新型集成化國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)來進(jìn)展高性能的低價位數(shù)控機(jī)床，將是一條最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此構(gòu)成的全國產(chǎn)普及型數(shù)控車床的售價完全能夠操縱在10萬元以內(nèi)，三坐標(biāo)數(shù)控銑床可操縱在15萬元左右，加工中心可操縱在20萬元左右。此價位的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床將是具有較強(qiáng)競爭力的。 (2)加速開發(fā)高速高效數(shù)控機(jī)床 高速高效是數(shù)控機(jī)床進(jìn)展的另一大潮流。進(jìn)展高速高效數(shù)控機(jī)床的技術(shù)途徑可有以下幾條：通過提高切削速度和進(jìn)給速度，從而達(dá)到成倍提高生產(chǎn)

44、效率，有效提高零件的表面加工質(zhì)量和加工精度并解決常規(guī)加工難以解決的某些專門材料（如鋁鈦合金、模具鋼、淬硬鋼）和專門形狀零件（如復(fù)雜薄壁零件）的高效加工問題。通過工藝復(fù)合，減少工件的安裝次數(shù)，有效縮短搬運和裝夾時刻。例如，將五面五軸加工中心與立車復(fù)合構(gòu)成萬能加工中心，可實現(xiàn)一次裝卡完成零件的大部分（或全部）加工。采納高速高精度圓周銑加工孔和以螺旋軌跡插補(bǔ)實現(xiàn)不鉆底孔的直接攻絲等新加工方法，大幅度減少換刀次數(shù)，提高加工效率。為數(shù)控機(jī)床開發(fā)智能尋位加工功能，消除對周密夾具和人工找正的依靠，有效縮短單件小批加工的預(yù)備時刻。 在我國現(xiàn)實條件下假如沿用傳統(tǒng)思路是難以實現(xiàn)上述途徑的，因此，必須立足國情，結(jié)合實際勇于創(chuàng)新，大膽探究新的道路。 考慮到常規(guī)數(shù)控機(jī)床在總體結(jié)構(gòu)上差不多上采納工件和刀具沿各自導(dǎo)軌共同運動的方案，一方面由于機(jī)床傳動環(huán)節(jié)剛性不足和導(dǎo)軌中的摩擦阻力較大，使運動部件難以獲得高的進(jìn)給速度；另一方面由于工件、夾具和工作臺的總質(zhì)量比較大，使之難以獲得高的加速度。此外，傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)是一種串聯(lián)開鏈結(jié)構(gòu)，組成環(huán)節(jié)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時由于存在懸臂部件和環(huán)節(jié)間的聯(lián)接間隙，不容易獲得高的總體剛度，因此難以適應(yīng)高速高效加工的專門要求。為此，開發(fā)國產(chǎn)