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沈 阳 工 业 大 学

硕 士 研 究 生 学 术 报 告

心 得 体 会

专 业： 电气工程 姓 名： 杜玉峰 学 号： 2013307 导师姓名： 张艳丽

数控技术的发展与未来制造

报告人：西门子（中国）有限公司温大为经理

时间：2014年5月5日 地点：教学楼A-212 主办单位：电气工程学院

报告主要从数控技术的国内外现状，发展特点，未来数控技术的发展方向以及未来制造业的发展趋势方面介绍。

首先介绍了国内外数控技术发展的现状，目前国外数控系统技术发展的总体趋势如下：①新一代数控系统向PC化和开放式体系结构方向发展。②驱动装置向交流、数字化方向发展。③增强通信功能，向网络化发展。④数控系统在控制性能上向智能化发展。国外具有世界影响力的机床公司有很多，在报告中重点介绍了几家公司的产品，包括日本山崎马扎克公司开发出的2种可使用长镗杆切削工件的复合加工机床，上海法道机床有限公司组装生产的美国法道VMC4020C机床，德马吉(DMG)公司生产的CTX 310 ECO通用车床。

我国数控技术起步于20世纪50年代末期，经历了初期的封闭式开发阶段，“六五”、“七五”期间的消化吸收、引进技术阶段，“八五”期间建立国产化体系阶段，“九五”期间产业化阶段，现已基本掌握了现代数控技术，建立了数控开发、生产基地，培养了一批数控专业人才，初步形成了自己的数控产业。目前，较具规模的企业有广州数控、航天数控、华中数控等，生产了具有中国特色的经济型、普及型数控系统。经半个世纪的发展，产品的性能和可靠性有了较大的提高，逐渐被用户认可，在市场上站稳了脚跟。但是由于系统技术含量低，产生的附加值少，不具备与进口系统进行全面抗衡的能力，只在低端市场占有一席之地，还不能为我国数控产业起到支撑的作用，与国外相比，还有不小的差距。

数控技术的发展趋势：在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展，提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，其技术范围覆盖很多领域：①机械制造技术;②信息处理、加工、传输技术;③自动控制技术;④伺服驱动技术;⑤传感器技术;⑥软件技术等。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：

1高速、高精度化；

高速切削加工不仅可以提高生产效率，而且可以改善加工质量，所以自20世纪90年代初以来，便成为机床技术重要的发展方向。各国相继推出了许多主轴转速10 000 r/rain至60 000 r/min以上的加工中心和数控铣床。高速切削加工正与硬切削加工、于切削和准干切削加工以及超精密切削加工相结合;正从铣削向车、钻、镗等其他工艺扩展;正向较大切削负荷方向发展。

高速加工对机床和功能部件的要求是：主轴功能部件的速度应能达到12 000～40 000 r/min;工作台最高进给速度应达到40～60 m/min;加速度达到lg;

高刚性的机械部件结构;高稳定、高刚度、冷却良好的高速主轴;精确的热补偿系统;高速处理能力的控制系统(具有NURBS插补功能和预处理能力的控制系统)。

2智能化、开放式、网络化；

2l世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电动机参数的自适应运算、自动识别负载、自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、specid Repons综述能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。数控装备的网络化将极大地满足生产线、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如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

3环保化；

随着人们环境保护意识的加强，对环保的要求越来越高。不仅要求在机床制造过程中不产生对环境的污染，也要求在机床的使用过程中不产生二次污染。在这种形势下，装备制造领域对机床提出了无冷却液、无润滑液、无气味的环保要求，机床的排屑、除尘等装置也发生了深刻的变化。上述绿色加工工艺愈来愈受到机械制造业的重视。目前在欧洲的大批量机械加工中，已有10%一15%的加工实行了干切削或准干切削。美国HARDING的QUEST系列车床、德国HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技术;日本原洲公司加工中心采用了液氮冷却技术;日本富士公司的数控车床采用了冷风冷却技术。

4采用五轴联动加工和复合快速力；

采用五轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅粗糙度好，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台五轴联动机床的效率可以等于2台三轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢工件时，五轴联动加工可比三轴联动加工发挥更高的效益。但过去因五轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比三轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了五轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现，使得实现五轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小，因此促进了复合主轴头类型五轴联动机床和复合加工机床(含五面加工机床)的发展。

5重视新技术标准、规范的建立；

开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来l临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

STEP—NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP—NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP—NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。

对我国数控技术和产业化发展的战略思考：我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，要掌握先进制造核心技术，否则在新一