國內數控機床現狀精選(九篇)

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第1篇：國內數控機床現狀范文

關鍵詞： 數控車床； 技術發展； 現狀

中圖分類號： TG51文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2011）02-0037-02

從20世紀中葉數控技術出現以來，數控機床給機械制造業帶來了革命性的變化。隨著制造業對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發展以更適應生產加工的需要。今后如何加強機床工業實力、加速數控機床產業發展，實是緊迫而又艱巨的任務。

一、數控機床技術發展現狀及問題

1.發展現狀

我國的數控技術經過“六五”、“七五”、“八五”到現在“九五”的近20年的發展，基本上掌握了關鍵技術，建立了數控開發、生產基地，培養了一批數控人才，初步形成了自己的數控產業。“八五”攻關開發的成果：華中Ⅰ號、中華Ⅰ號、航天Ⅰ號和藍天Ⅰ號4種基本系統建立了具有中國自主版權的數控技術平臺。具有中國特色的經濟型數控系統經過這些年的發展，有了較大的改觀。產品的性能和可靠性有了較大的提高，它們逐漸被用戶認可，在市場上站住了腳。如上海開通數控有限公司的KT系列數控系統和步進驅動系統、廣州數控設備廠的GSK系列數控系統等。這些產品的共同特點是數控功能較齊全，價格低，可靠性較好。中國若大的經濟型數控機床的市場，吸引了國外廠商。近幾年，Siemens公司推出802S數控系統，大連大森公司用OEM方式引進了日本OHM公司的ONC 2102數控系統。盡管這些系統的技術性能一般，但由于其產品質量可靠加上品牌和龐大的宣傳銷售網絡，打開了銷路，贏得了市場。

在重型、超重型數控機床研發方面，重型龍門五軸聯動復合機床、超重型數控臥式鏜車床等一批達到國際先進水平的高檔數控機床的研制成功，滿足了航空航天、發電設備、汽車等重點領域對于超大零件的重點加工需求；高速精密數控車床、加工中心等產品廣泛應用于汽車、航空航天、電子、軍工等多個行業領域，并帶動了眾多中小企業設備更新改造和產業升級。濟南二機床集團有限公司壓力機類產品已全面進入美國通用汽車公司，被國外客戶譽為“世界三大沖壓裝備制造商”之一；北京第一機床廠的龍門鏜銑等產品已出口到韓國；武漢重型機床有限公司的重型機床類產品已出口到英國、日本、法國、韓國等。

2.存在問題

縱觀這些年來我國數控技術的發展歷程，盡管我們取得了不少成績，但與國外發展的速度和水平相比，差距還是很大。主要表現在產品水平低、品種少、質量不穩定。隨著國外經濟型數控系統的進入，國產經濟型數控系統一統天下的局面已被打破，國產系統的市場占有率正在逐漸減小。中國機床工具工業協會總干事長吳柏林曾經說到：“我國數控機床大部分依賴進口的局面沒有得到改變，近年來機床零部件進口持續增長，顯示出國產機床零部件還不能滿足主機行業的要求。盡管目前國產機床的國內市場占有率顯著提升，但高檔數控機床、核心功能部件在國內市場占有率還很低，國外公司大約占有我國高檔機床85%的市場份額。”如果這些深層次的技術問題如果不解決，國產數控機床的成本、價格就下不來，而且產品的精度、可靠性和技術先進性就上不去。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐，不能獨立發展，基本上處於從仿制走向自行開發階段，與國外數控機床的水平差距很大。

二、借鑒外國經驗，實現我國機床技術的又快又好發展

我們應看清形勢，充分認識國產數控機床的不足，努力發展先進技術，加大技術創新與培訓服務力度，以縮短與發達國家之間的差距。這里筆者對我國數控技術的發展提出幾點不成熟的想法。

1.加強技術創新是提高國產數控機床水平的關鍵

國產數控機床缺乏核心技術，從高性能數控系統到關鍵功能部件基本都依賴進口，即使近幾年有些國內制造商艱難地創出了自己的品牌。對此，數控機床企業的重點任務是加快經濟發展方式的轉變，大力實施技術創新，推進產品結構調整，避免盲目擴大低檔、普通產品生產，加快經濟型數控機床升級換代步伐，著力發展中高檔數控機床及生產線。企業要加快研發速度，掌握若干個高檔數控系統和關鍵功能部件的核心技術。企業要提高產業化水平，不僅要形成足夠先進的生產水平，還要有一定批量的制造能力。

2.加大數控專業人才的培養力度

必須狠抓根本，堅持“以人為本”，加速提高人員素質、培養各種專家人才，從根本上改變目前低效、落后的狀態。人是一切事業成敗的根本，層層都要重視“培才、選才、用才”，建立學習型企業，樹立企業文化，加速培育新人，培訓在職人員，建立師徒相傳制度，舉辦各種技術講座、訓練班和專題討論會，甚至聘請外國專家、顧問等，盡力提高數控。從我國數控機床的發展形式來看需要三種層次的數控技術人才：第一種是熟悉數控機床的操作及加工工藝、懂得簡單的機床維護、能夠進行手工或自動編程的車間技術操作人員；第二種是熟悉數控機床機械結構及數控系統軟硬件知識的中級人才，要掌握復雜模具的設計和制造知識，能夠熟練應用UG、PRO/E等CAD/CAM軟件，同時有扎實的專業理論知識、較高的英語水平并積累了大量的實踐經驗；第三種是精通數控機床結構設計以及數控系統電氣設計、能夠進行數控機床產品開發及技術創新的數控技術高級人才。我國應根據需要有目標的加大人才培養力度，為我國的數控機床產業提供強大的技術人才支撐。

3.走聯合的道路，優化組合，資源共享

目前應該重點發展普及型數控系統，開發高性能低價位的PC型數控系統和交流伺服驅動系統，參與市場競爭。目前國內已有華中Ⅰ型、航天Ⅰ型等PC型數控系統，但這些系統進入主機廠的還是很少，大多數用于機床改造和特殊專用機床，因而生產批量小，加上各自有自己的產品和市場，力量分散，這樣無法與國外名牌產品競爭。如果能挑選幾個好的產品，創造“國產名牌”，在開發、生產、配套、銷售上進行聯合，就可把力量集中起來，從而達到擴大生產批量，降低成本，擴大市場的目的。

4.學習美、德、日經驗，政府高度重視、正確決策、大力扶植

第2篇：國內數控機床現狀范文

關鍵詞 數控機床；誤差；補償技術

中圖分類號 TG659 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2013）89-0047-02

0引言

誤差對于數控領域而言，是客觀上必然存在的。任何數控機床設備在操作過程中，由于客觀事實存在的各種因素影響，不可能有百分百的精確度。在科學技術不斷進步的今天，人們不斷致力于提高數控機床加工生產的精確度。

1數控機床誤差補償技術研究現狀

國內外對于數控機床誤差補償技術的歷史和研究上有較大差距。其中，國外最早發現機床的熱變并且進行相關研究的國家是的瑞士。該國在1933年就發現機床的熱變形是影響數控機床定位精度的重要原因，并由此開始了數控機床誤差檢測、建模和補償技術等方面的研究。現時國內的數控機床誤差補償技術處于高速發展階段，數控機床誤差補償技術有望盡早從實驗室搬到工業中去實踐和應用。

2關于數控機床的誤差

數控機床在生產過程中的誤差主要有幾何誤差、熱誤差及切削力誤差三種，幾何誤差一般是指加工原理、工件裝夾、調整、機床導軌導向、機床傳動、刀具、機床的主軸回轉等方面，由機床裝置的制造、裝配缺陷等造成的誤差；熱誤差是指數控機床在生產過程中，由于溫度的變化，導致工藝系統中諸如刀具等部件出現變形，使工件和機床部件之間的相對位置和運動關系發生變化（熱變形），從而造成的誤差；切削力誤差是指由于刀具磨損、工藝系統的受力變形、工件殘余應力引起的變形等各種改變原動力因素影響下所發生的動力誤差。在總加工誤差當中，這三項誤差占總誤差的80%左右，是影響加工精度的主要因素。

2.1機床的幾何誤差

每一臺數控機床都必定存在幾何誤差數值，產生誤差數值的范疇包括了加工原理誤差（在生產中最為常見，往往出現在刀具結構簡單的機床上，是由于采用成形運動或以刃口輪廓進行工件加工過程中所產生的誤差。）由于夾具的安裝、定位、松緊所造成的工件裝夾誤差、關于加工尺寸的調整誤差，還有機床導軌導向誤差、機床傳動、刀具結構變化、機床的主軸回轉誤差等等方面，都屬于工件生產過程中的幾何誤差。數控機床的幾何誤差多屬于硬件誤差，因此只要誤差值沒有超出相關的精度要求，機床設備依然被廣泛應用于各工廠企業的生產和加工中。

2.2熱誤差

數控機床在生產工件的過程中，每個工序環節中涉及的工序要求不一樣，工藝系統的運行中，車床部件或工件會在溫度上產生較大的差異和變化，忽冷忽熱。在溫度變化的過程中，熱脹冷縮的物理原理對工件和刀具均會造成一定影響，進而改變工件和刀具之間既定的運行路線和相對運動的角度，造成對精確度的影響，這個過程中所產生的誤差就是機床的熱誤差。熱誤差從某種意義上說是可以完全避免的，但以現階段數控機床的硬件條件而言，還沒可能完全解決過程中不出現溫差這個問題。而對于一些精密度要求較高或者體積較大的工件而言，由于熱變形所引起的誤差甚至是總加工誤差的40%～70%之高。

2.3切削力誤差

由于刀具的磨損、機床導軌的制造誤差，熱變形、工件裝夾的誤差等原因，會直接導致生產流程中的傳動力、慣性、夾緊力度和重力等發生不同程度的變化，從而致使機床的切削力出現誤差，從而導致整個工藝系統的受力變形，這就是切削力的誤差。切削力的誤差是可以通過對機床設備的數據監控、刀具的及時更換和各部件的人為調控等管理手段進行降低，但是無法完全消除。切削力的誤差，在工件生產過程中，是普遍性現象。在這里舉個例子，某工件的加工流程中，由于切削力發生了改變，致使設定好的工藝系統產生了一定的變形或者振動，刀具和工件之間的基本運動軌跡發生變化，從而造成加工誤差，其影響從工件表面的粗糙度上能夠直接得到反映。

3誤差補償技術

在對數控機床產生誤差的問題所在有一定了解之后，就是如何針對這些問題所在，完善誤差補償方面的技術，從而達到提高數控機床生產加工的精密度這一目的。由于誤差預防法的局限性和經濟成本過高等原因，利用軟件技術進行的誤差補償技術因其既有效又經濟的特性而更受關注，這一種“精度進化”的概念更具探索性和可行性。數控機床的誤差補償技術，是通過掌握原始誤差值前提下，從硬件上或軟件上造出與原始誤差反方向相等數值的人為性誤差，以達到將誤差抵消和降低的效果。

3.1合成補償法

合成補償法，是指針對造成誤差的單項因素，通過測量得出其原始誤差值，再以誤差合成公式計算出補償點的誤差反向數值，從而對誤差進行相互抵消的辦法。現時在行業內通用的機床幾何誤差模型，是基于SchulLschik教授運用矢量圖得出的“機床各部件誤差及其對幾何精度的影響”這一理論下，Ferreire與合作者們通過更深入的研究所得出的，該模型對單項誤差合成補償法具有突出的貢獻。

3.2直接補償法

直接補償法就是對整個加工生產過程進行全面細致的測量，找出產生誤差的每個點位的矢量誤差，并利用差值的方法計算出每個補償點的誤差數，然后對其進行誤差修正，直接補償法要求誤差點的確立和誤差補償之間的坐標系必須保持一致，簡單而言，其要點在于“精確”二字，如果補償精度要求越高，那么只能找到整過生產過程中盡可能多的誤差點位所在。

3.3相對誤差分解、合成補償法

相對誤差分解、合成補償法，可以通過數據的分析得到大部分的誤差補償數據，然后從中得出數控機床中的每個單項誤差，再通過誤差合成的方法，對機床中的誤差進行補償。測量方式較為簡單，通過單一次的測量就可以獲得整個圓周內的基本數據和信息，并對機床的精度和總體評價，相對地有一個基本而全面的了解，是誤差分解、合成補償法的優勢所在。

4結論

關于數控機床誤差補償技術的探索和研究，經過國內外數十年的研究，對誤差的產生和控制已經達到了一個較為理想的階段，但要將研究應用于大規模的實踐和生產中去，還需要依賴有關人員的進一步努力，特別對于我國而言，探尋更先進的數控機床誤差補償技術，對于增加國產機床的市場份額，提高我國機床設備的技術水平，有著深遠的影響和意義。

參考文獻

第3篇：國內數控機床現狀范文

在工業化的持續發展過程中，各行各業的競爭越來越激烈。為了推動企業的進一步發展，所有企業都在進行技術革新。數控機床是機械生產過程中的通用裝置，由氣壓、油壓、機床、電控馬達、自動控制等組合而成[1]。自20世紀中葉數控技術的出現以來，數控機床給機械制造業帶來了革命性的變化。數控機械加工的特點是靈活、高精度、高生產性、降低操作員的勞動密集度、改善勞動條件、促進生產管理的現代化、提高經濟效益。數控技術應用的關鍵在于開發高速、高精度、高穩定性的高科技設備。在現有的處理裝置中，只有數控機床可以承擔這個沉重的責任。

因此，為了實現實際的快速切削，數控機床必須朝著高速化、高精度、靈活性、開放控制系統、控制系統輔助軟件、工廠生產數據管理的方向移動，以滿足現代制造業快速發展的需要。為了完全發揮數控機床的最大價值，我們必須關注數控機床的故障排除問題，了解數控機床的一般機械問題，掌握故障診斷和維護方法，充分發揮數控機床的最大適用價值，提高故障診斷效率，利用科技驅動提高生產效率，確保工業生產活動順利發展。

二、國內外發展現狀

2.1設備故障診斷的國內外研究現狀

(1) 國外故障診斷的研究現狀

設備狀態監測與故障診斷在美國、日本、英國等國家得到了高度重視, 各國競相開展相關技術。美國是最早開展設備故障診斷工作的國家之一, 自1961 年美國的阿波羅計劃執行后, 由設備出現的一系列的設備故障造成的悲劇促使了美國機械故障預防小組 (MFPG) 的成立, 開始對故障診斷技術進行有組織、有計劃的研究。隨著故障診斷技術的發展, 美國西屋公司、Bently、HP等公司的監測技術代表了當今診斷技術的最高水平, 其完善的監測功能和較強的診斷功能使之廣泛應用于宇宙、軍事、化工等領域;上世紀六七十年代, 英國以R.A.Collacott為首的機械保健中心和狀態監測協會開始對故障診斷技術進行研究, 其在汽車、摩擦磨損、飛機發動機等方面的監測和診斷研究對國內外故障診斷的研究有著指導性意義;日本開展的診斷技術研究工作主要集中在兩個層面:一是高等院校, 比如在東京大學、京都大學、早稻田大學高等學府均發表了不少基礎性的研究報告;二是在在企業, 如三菱重工的“機械保健系統”對汽輪發電機組故障監測和診斷起到了推動作用, 日本的故障診斷技術在鋼鐵、化工、鐵路等行業發展較快;歐洲其他國家的故障診斷技術在某一方面具有特色或占有領先地位, 瑞典SPM公司的軸承監測技術、AGEMA公司的紅外熱像技術、挪威的船舶診斷技術、丹麥的B&K公司的振動及噪聲監測技術等技術都各有千秋。

(2) 國內故障診斷研究現狀

國內關于故障診斷技術發展起步晚, 始于70 年代末, 而真正起步應該從1983 年南京首屆設備診斷技術專題座談會開始, 國家政府有關部門對關于故障診斷技術的研究給予重視和支持, 尤其在技術引進、技術改造、科研開發等方面給予高度重視。近年來, 國內包括西安交通大學, 浙江大學, 北京理工大學、清華大學、東北化工大學、中國科學院等在內的眾多大專科院校、科研機構、學術機構等都在故障診斷方面做了大量的研究。這些研究都注重結合當代各種先進故障診斷技術, 應用于很多大型設備中,并取得了巨大的成果。透平發電機、壓縮機的診斷技術已列入國家重點攻關項目并受到高度重視;西安交通大學研發的“大型旋轉機械計算機狀態監測與故障診斷系統”,哈爾濱工業大學的“機組振動微機監測和故障診斷系統”;東北大學設備診斷工程中心的“軋鋼機狀態監測診斷系統”以及“風機工作狀態監測診斷系統”均取得了可喜的成果, 為國內故障診斷的發展奠定了堅實的理論基礎和實踐經驗。與國外理論基礎雄厚、研究深入的故障診斷技術相比, 我國的設備狀態監測與故障診斷技術水平同發達國家的差距已大大縮短, 但仍然存在一定差距。

2.2 故障診斷系統的研究現狀

隨著智能診斷系統的發展, 基于知識的診斷推理目前是國內外研究的熱點, 對智能故障診斷推理技術及用于智能推理的知識表示方式的研究取得了很多成果, 另外, 隨著網絡技術、關于信息同步相關技術的研究也迅速發展起來, 隨著故障診斷研究與發展, 出現了大量故障診斷系統應用與數控機床診斷故障診斷模式, 先后出現的有現場診斷模式和遠程診斷模式, 現場診斷模式當故障發生后, 企業必須派售后服務人員到現場故障診斷, 國內多數企業對故障診斷仍然依靠傳統的故障診斷維修方式;遠程網絡化故障診斷在數控機床領域得到很深入的研究。

故障診斷經歷了三個階段, 即人工診斷, 常規診斷以及智能診斷, 智能診斷是目前國內外研究的熱點, 關于智能診斷診斷的研究國內外專家學者都進行了大量的理論和實驗研究,得到了許多有價值的成果, 基于人工神經網絡、模糊模型、粗糙集理論、故障樹等診斷方法以及基于本體、規則推理RBR和基于案例推理CBR的專家系統在數控機床故障診斷中得到很好地發展, 并都取得了一定的成果, 其中基于知識的專家系統在人工智能中的應用最廣泛[2]。為了提高故障診斷的效率和精度, 多方法集成的故障診斷引起了人們對高度重視, 將RBR和CBR串行結合, 利用一種推理方式來解決先導方式推理產生的問題, 當兩者都得不到故障診斷的結果時, 采用人工診斷得出故障診斷結果。

智能診斷是基于知識的診斷方法, 因此智能診斷的發展與知識的表示密切相關, 關于故障知識表示的研究主要有基于規則、框架、對象等方式, 對基于本體表示的方式進行了研究。隨著分布式計算機管理的出現, 一個關鍵的技術——信息同步技術也有了廣泛的研究, 提出了一個基于Petri網的信息同步模型, 提出了基于該模型的信息預取、狀態估算、系統時間同步等控制策略研究了分布式虛擬現實系統的信息同步, 信息同步在分布式環境下多媒體的得到研究。

三、 數控機床機械故障診斷方法

3.1 人工診斷法

人工診斷方法是基于操作員的經驗，分為外觀故障檢查、軟失誤檢查、連接器接線、電纜檢查、機床數據檢查等。外觀檢查是操作員使用自己的嗅覺，視覺等，判斷機床是否故障。軟失誤檢查法是指操作員使用外觀檢查方法確認機床最近的維護記錄，了解最近的機床工作，確認機床的潛在危險性。連接器接線及電纜檢查方法是指使用確認機床各部分連接的指示的操作員。同時，需要仔細檢查零件之間的配線連接。機床的數據檢查是通過分析機床的故障現象，參照機床相關的故障數據來檢查和糾正機床數據。但是，這些方法的缺點是帶有強烈的主觀性，不可靠的診斷結果和低診斷效率。

3.2 智能診斷法

目前，數控機床故障診斷的主流方法是在故障診斷領域應用計算機、人工智能等技術的智能診斷方法[3]，主要分為以下幾種方法：

（1）容錯樹分析法：容錯樹分析法是分析和調查使機器工具的故障從本地逐漸減少的原因。容錯樹分析方法不僅檢查了系統軟件的故障和硬件故障，而且檢查了由一個組件引起的系統故障的原因，還可以檢查人的因素也可以分析由兩個以上的組件引起的系統故障的原因。這是一種綜合考慮系統故障原因的分析方法。[4]但是缺點是故障機制不明確，構成故障樹的冗余量復雜而困難，適合以往的故障診斷，找不到各個特殊故障。

（2）單個功能監測方法：單個功能監測方法在操作過程中收集機床的各個部分的信號，例如溫度、功率、聲發射、振動等，建立相應的數學模型，分析信號提取故障特性信號[5]。然后，判斷機床是否有故障和斷層的位置。其缺點是傳感器容易受到環境干擾的接收故障信號復雜，不全面，信號處理效率不高。容易弄錯或判斷機床的故障。

（3）模式識別和訓練模型的應用：模式識別和訓練模型的應用是建立數控機床的故障樣品庫，使用數控機床的已知故障因子建立實驗樣品，神經網絡的訓練支持向量機和其他模型以及模式識別和訓練模型的應用：模式識別和訓練模型的應用意味著使用數控機床已知的故障因素建立數控機床的故障樣本庫。我們訓練了神經網絡和支持向量機模型。

四、數控機床機械故障類型

4.1主軸運行中的故障

（1）精度和設計不符合相關要求。

數控機床對精度要求很高。如果精度在處理過程中不滿足所需條件，主軸總是處于影響狀態，結果無法保證后續安裝的牢固性[6]。數控機床對精度要求很高。如果精度在處理過程中不滿足所需條件，主軸總是處于影響狀態，結果無法保證后續安裝的牢固性。

（2）過度的切削振動。

數控機床的運行中發生的結構問題主要有：無法確保軸線，中間距離過大，主軸承和主軸的安裝不符合標準要求，主軸箱的柱子和架子分離等[7]。為了解決這些問題，有必要針對實際情況采取相應對策，例如及時更換傳送帶或軸承。

4.2運動系統的故障

（1）滾珠絲杠的副噪聲的問題。

滾珠絲杠滾動球的損傷、滾珠絲杠的效果、螺絲支撐軸承的損傷等滾珠絲杠的噪音有很多原因[7]。鑒于這樣的缺點，為了確保軸承部的緊固，必須配置特別的人員進行軸承蓋的調整等維護管理。另外，要做好和維護工作，及時更換新的球。

（2）滾珠絲桿的靈敏度在運行中不好。

此類問題出現的原因為其負載過高，致使導軌以及絲杠無法處于平行狀態。針對此類問題，應調整對軸向的間隙，強化滾珠絲杠的負載力，確保導軌以及絲杠處于平行的狀態。

4.3導軌運行中的故障

（1）軌道磨削不良。如果數控機床損壞，機器的床位和基礎會受到裝置長期操作的影響。另外，如果在短時間內適用數控機床的話，那又會造成損失。由于這樣的問題[8]，在導軌的維護管理中必須做良好的工作，使用用于維持數控機床的油，保證良好的運轉，避免損傷問題。

（2）運行導軌時，存在零部件涂抹效果差等問題。考慮到這種問題，通過結合現實，可以分析特定的問題，控制容許度，選擇質量好的部件。

五、研究難點及可能的解決方案

數控機床是復雜而精密的大型設備，受各種因素的影響，有故障傾向。操作員不恰當工作時，工件加工困難，處理環境惡劣，數控機床就會產生各種故障。從目前的研究觀點來看，人工診斷法的效率低，精度低，不能及時準確地找到故障部位，因此逐漸被取代。智能診斷法因更有效的診斷速度和準確可靠的診斷效果而受到越來越多的企業的青睞。目前，智能診斷技術尚未成熟，但還有很多缺點，可以從以下幾方面進行改進：

（1）為了解決構建容錯樹的復雜和困難的問題，可以有機地集成模糊理論，專家系統和容錯樹。首先，使用減少現有知識基礎的規則數，提高知識基礎知識應用的靈活性和適應性的模糊推論法[9]。然后，建立容錯樹與專家系統知識基礎的關系，通過推論來確定系統的故障模式。

（2）為了解決單功能監視方式的傳感器容易受到環境的干擾，收集的信號不完整的問題，采用了通過多個傳感器收集機床各部分操作信息的多傳感器融合技術。另外，通過合成多個信息源來改善故障判定的概率，建立信息處理的有效數學模型，提高信號處理的效率，提取正確的故障信號特征。

（3）為了應用模式識別和訓練模型，解決找不到機床故障部位的少數樣品的問題，可以使用多方法融合故障診斷，即機床故障的多方法綜合診斷。首先，創建共享故障樣本數據庫，使用訓練模型來判斷機床是否出現時間故障[10]。接著，使用功能監視法和fort樹法等對應的方法來確定機床的故障部位。這樣，可以高效準確地診斷機床的故障。

六、未來的發展趨勢

數控機床今后的發展會更加蓬勃，而數控機床的故障診斷技術在其中發揮著重要作用[11]。在人工智能的持續發展中，智能診斷技術會更加成熟，識別結果會更加準確。數控機床的故障診斷技術今后的發展，可從以下幾個方面入手：

（1）建立故障診斷系統的知識結構和知識基礎。

（2）開發和研發綜合多源故障信息的高效信息處理技術，及時準確地提取機床故障特性。

第4篇：國內數控機床現狀范文

關鍵詞：數控機床；關鍵部件；可靠性；研究

隨著我國數控機床的發展，使其已經成為了當今社會工業生產中的重要支撐力量。它的可靠性運行安全是工業生產安全的保證，也是推動和促進全球經濟一體化發展目標實現的必然動力。因此，目前如何保證數控機床及其關鍵部件運行的可靠性已經成為了相關部門所最為關注的問題，也是必須要徹底解決的問題。

1 數控機床

1.1 數控機床的重要性

所謂的數控機床其主要的目的就在于為制造裝備用品的企業及制造國防軍工用品的企業提供一個基礎的工業生產機構，它是工業以及制造企業的核心力量。因此來說，數控機床的發展水平高低直接關系著國防安全以及我國經濟建設發展的速度。就目前國際整體形勢來看，數控機床運行可靠性安全與否已經成為了衡量一個國家經濟發展水平的重要標志之一。尤其是在全球經濟一體化的發展背景下，數控機床以及制造業水平的高低已經成為國防競爭的核心與焦點。也就是說，要想在國際競爭中占有一定的地位，數控機床的發展是其重要的保障。

1.2 數控機床的發展水平

另外來說，隨著現代工業的發展，數控機床在我國的使用量已經越來越多，并且涉及到了諸多的領域及機構。但同時來講，由于我國的數控機床發展較晚，因此對其運行可靠性管理方面與國外一些發達國家的數控機床可靠性管理之間還是存在著一定的差距的。這主要是因為：首先，現有的數控機床的可靠性運行水平與國外發達國家所使用的數控機床相比是處于絕對的劣勢地位的。其中以高檔加工中心的復合數控加工設備來說，其可靠性運行指標明顯低于國外發達國家平均的生產水平。其次，對于與數控機床設備相配套的其它關鍵性部件來說，檢測與報警等可靠性裝置的水平與國外發達國家的水平相比相差甚遠。因此也就是說，目前我國所使用的數控機床的相關一些配套的關鍵性部件還都必須依靠于國外發達國家所生產的零部件設備，從而造成了我國數控機床行業發展較為緩慢的現狀，導致了我國經濟發展水平整體下降的局面。

1.3 我國數控機床發展情況

除此之外，隨著我國數控機床的發展，人們清楚地認識到我國數控機床可靠性與國外發達國家水平之間的差異性。因此在我國十一五期間，國家已經將數控機床及其關鍵部件可靠性研究作為了國家發展重點目標來執行，并納入了我國經濟發展的整體目標中去。同時，國家還提出：要想我國經濟發展水平快速提高，其首先的一點就是要將數控機床及其關鍵部件的可靠性研究放于首位，并且將其列入科技發展中的專項重點內容來執行。另外，我國在研究數控機床及其關鍵部件可靠性時，要充分結合國外的數控機床可靠性分析內容以及國內現有的數控機床及其關鍵部件可靠性分析報告進行探尋，并尋找出提高數控機床及其關鍵部件可靠性的可行性辦法及措施，從而提高數控機床及其關鍵部件可靠性運行的整體水平。

2 數控機床及其關鍵部件可靠性研究方法與現狀

2.1 數控機床及其關鍵部件可靠性研究的方式

數控機床及其部件的可靠性研究是一個十分重要的環節，它是提高數控機床及其關鍵部件可靠性運行水平的關鍵，也是一個促進數控機床及其關鍵部件質量安全的評定手段。因此可以說，數控機床及其關鍵部件可靠性的研究可以充分地表露出產品從設計、制造到裝置整體過程中的問題及缺點，從而為能夠更好地設計制造出合格、高質量的產品奠定了一定的基礎。另外，根據對數控機床及其關鍵部件可靠性研究方法的不同，可將可靠性研究分為室內可靠性研究與現場跟蹤可靠性研究兩種方式。所謂的室內可靠性研究主要是指將制造完成的關鍵部件樣品在實驗室內利用先進的技術與科技設備進行檢測，以保證關鍵部件的生成密度、焊接接口、鋼度及彈性度等滿足數控機床的質量要求。而現場跟蹤可靠性研究主要是指在數控機床及其關鍵部件制造生產過程中，由專業人員對制造過程及產品的安裝等進行監督，從而保證了數控機床及其關鍵部件在制造時的質量，以此來提高其運行時的可靠性。

2.2 數控機床及其關鍵部件可靠性研究的綜合試驗法

目前我國所采用的數控機床及其關鍵部件可靠性研究均是綜合試驗法。所謂的綜合試驗法主要是指對數控機床進行模擬式的運行測試。首先，要根據可靠性研究的內容設置一個綜合可靠性研究實驗室，而后根據可靠性研究的產品制定出可行性分析方案，在得到可靠性分析結果后，根據這一結果對產品的試驗環境、產品的運行條件、失效模式分析、失效數據分析、任務剖面、性能檢測等進行周期性的檢測。從而為產品的設計與修改提供一個最要的參考依據。另外，除了要對數控機床及其關鍵部件進行綜合可靠性研究及試驗外，還要對工程制造水平進行檢測。也就是說，主要對工程設計的環境應力要求以及加載能力要求進行測試，從而對數控機床及其關鍵部件早期出現的問題和故障進行清除，以此來保證產品投入運行后要最大可靠性安全保障。最后，目前在數控機床可靠性研究中，對統計模型、應力水平、環境應力、加速壽命以及試驗順序的測試及研究是數控機床及其關鍵部件可靠性研究的重點內容。其中，在加速壽命可靠性研究中，主要目的是為了設計出最符合數控機床運行額定應力的最大值以及設計出應力極限值。同時，在試驗中將一臺或多臺數控機床在一定的環境下加重其承載力，從而使得出的失效模擬比正常的運行模式下速度快。

2.3 國外的數控機床及其關鍵部件的可靠性研究

從國外的數控機床及其關鍵部件的可靠性研究可以看出，國外最早是將可靠性研究技術應用于電子生產及檢驗領域中的。直到二十世紀七八十年代，國外一些較為發達的國家才將可靠性研究應用于數控機床及其關鍵部件的研究中去。例如：早在1977年，美國的聯合后勤司令總就已經成立較為完善系統化的可靠性研究試驗小組，對國防設備以及機械制造性能質量等進行可靠性的研究，以便能夠發現機械及設備制造中的不足之處并予經修正。同時，美國可靠性研究小組還制定出了較為科學化、規范化的可靠性研究程度及標準，并隨著時代有發展，在原有可靠性研究標準及規范的基礎之上加以改進，從而達到可靠性研究的高要求。這也是為什么美國在數控機床及其關鍵部件可靠性研究領域始終處于世界首位的重要原因之一。

2.4 我國的數控機床及其關鍵部件的可靠性研究

國的數控機床及其關鍵部件可靠性研究起步較晚。并且在最初起步時，由于受國外可靠性研究的影響，也是將可靠性研究這一技術應用于科技電子產業中。直至70年代后期，我國才逐漸將可靠性研究應用于對數控機床及其關鍵部件的質量可靠性研究中。隨著我國社會主義的建設與發展，在現階段中，我國對數控機床的可靠性研究還停留在主要針對產品運行時早期的故障檢測以及現場跟蹤檢測的范圍中。我國對數控機床及其關鍵部件的可靠性研究，其主要目的就是為了能夠發出數控機床設備主品早期的不安全因素，從而便于工作人員及時應對，并快速制定出解決這一不安全因素的措施與辦法。而對數控機床進行現場跟蹤檢測，其目的主要是為了通過對現場數據及產品樣本的采集，判斷中現場生產作業中的產品故障，從而為可靠性研究提供準確的數據信息。

3 數控機床可靠性研究

3.1 數控機床傳統設計方法與可靠性研究的思想及原理

我國自二十世紀八九十年代開始，逐漸對重工業中的設備及機械生產的可靠性研究加以重視。并且在經過了三十多年的摸索與探尋中，我國對數控機床的可靠性研究得到了快速的發展，并達到了一定的專業化水準。在我國十一五期間，國家已完全將數控機床的可靠性研究作為了國家重點級研究發展項目來對待，并要求將其納入國家整體的經濟發展建設的戰略目標中去。并通過實踐使數控機床可靠性研究取得了較好的成績與效果。同年，在十一五期間，國家所提出的：“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技重點項目中就指出，我國要對數控機床進行大專項的實施計劃。從這一點可以看出，我國對數控機床及其關鍵部件的可靠性研究、數控機床產品的可靠性質量與不水平等項目內容給予了高度的支持和重視。同時來講，在國家各大高校內，對數控機床的可靠性研究，數控機床可靠性計算方法、數控機床可靠性評估方法等方面的內容提供了大量的可行性較高的研究方案。

我國科學研究者張新民對目前國內的數控機床傳統設計方法與可靠性研究方法進行了思想及原理上的研究與分析。首先是從國防機械設備的工程設備理念入手，在數控機床所建立的干涉型模擬設備的基礎之上，結合論述了JC法、MONTE-CARLO法等幾種國防機械設備的可靠性研究。同時，國內的另一位科學研究者王元文對多維機械設備運行模式下的可靠性進行了系統性的研究，同時在研究中對機械設備運行中可能會出現的可靠性問題進行了分析和總結，并給出了問題的具體解決措施及方案。該方法首先是將多維機械設備的可靠性研究轉入了一個求解非線性方程組中，然后用線性代數的求解方法對靠性數值進行計算，同時根據數值對一般數控機床設備進行可靠性設計思想及方法的研究和分析，然后根據對該可靠性數據的分析指出數控機床設計中所存在的不足之處及缺點。這也就是我們常說的這一概念最初的起源之處。另外，在王元文提出了“剩余可靠度”這一概念后，利用其可靠度之和建立了級小化目標函數。因此，也就形成了以可靠性條件及邊界條件相約束的數控機床設計可靠性研究數字模型。也因函數的建立編制了計算機應用程序。這也大大方便了人們對數控機床的可靠性設計進行研究，同時還可以利用實例分析法驗證數控機床可靠性研究結果的正確性。

3.2 利用率論的應用以及以統計學理論的數學基礎知識進行研究

對數控機床的可靠性研究，其本身就是一個較為定性的概念，因此在研究中可以通過對概率論的應用以及以統計學理論的數學基礎知識對數控機床的可靠性研究進行量化式的計算。例如：在采用概念計算法對有限元邊值進行求解時。首先從數控機床可靠性研究的數據中推導出了許多周期系統參數穩定性與靈活度的可靠性計算公式。同時推算出了這些隨機數據參數對數控機床設備運行轉數的影響，從而從根本上避免或解決數控機床運行時可能會出現的可靠性安全總理。另外，目前國內的各高校也不斷地對數控機床的可靠性進行研究與分析。例如：東北大學就對數控機床中的五軸加工中習運動學進行了可靠性研究，并且在研究中運用蒙特卡洛法判斷出五軸加工在數控機床運動中的可靠性數學計算模型。同時，東北大學通過對數控機床的點估算與跟蹤估算驗證了運動學可靠性分析研究的效果。這一研究結果大大提高了數控機床的設備加工質量及精準度，并對延長數控機床工作年限有著十分重要的作用。

4 數控機床關鍵部件的研究

一般來講，數控機床是屬于一種全新的具有高技術含量的產業及設備，而數控機床內的關鍵部件則是高技術含量設備中的一個獨立的單元技術載體。這些關鍵部件對數控機床的運行穩定性起著至關重要的作用。在數控機床設備中，其關鍵部件主要包括了：數據控制系統、主軸單元、滾珠絲杠、直線導軌、NC工作臺、伺服電機、刀庫及換刀裝置、防護裝置等。同時來講，數控機床關鍵部件是數控機床設備中最為重要的組成部分，因此對關鍵部件的可靠性研究更顯其重要性。首先來講，關鍵部件的可靠性研究方法與數控機床的可靠性研究方法有著很大的不同之處，因此要對關鍵部件進行研究時是不能夠按照數控機床的研究方法來進行的。

目前而言，我國現存的對數控機床關鍵部件的可靠性研究主要包括用平均故障間隔法、用平均修復時間法、用固有可用度及精度保持時間法等對關鍵部件的可行性進行研究。例如：吉林大學的宗立華教授就指出：運用平均故障間隔時間法對數控機床的刀架部件進行可靠性研究，可以更為全面地對數控刀架的可靠性進行評定。同時，由于數控機床中刀架故障的產生與其轉位時換刀次數及過程有著很大的關聯，但同時，在刀架工作過程中，其也不一定是始終保持在轉動狀態下的。因此，利用平均故障間隔法根據刀架轉動的次數來分析其可靠性，是較為準確的一種方法。另外，目前隨著科技的發展以及可靠性研究技術的發展，在對關鍵部件進行可靠性研究時可以通過計算機軟件以及PLC系統對可靠性指標進行控制，從而實現換刀設備的自我檢測功能。最后，對于數控機床設備中的滾動功能部件的可靠性研究中，可通過對指標的確定以及驗證失效分析等方法，對關鍵部件的可靠性進行評定與分析，從而達到數控機床關鍵部件功能最優的目的和效果。

5 結語

綜上所述可知，數控機床及其關鍵部件的可靠性研究對提高數控機床設備的整體運行能力都具有著十分重要的作用。因此，在進行數控機床及其關鍵部件右靠性研究時，要根據其特點及實際的運行規律為出發點，進行分層次地研究，從而達到排除預防故障發生，提高數控機床整體運行能力的最終目的。

參考文獻：

[1]楊兆軍，陳傳海，陳菲.數控機床可靠性技術的研究進展[J].機械工程學報，2013，49（20）：130-139.

[2]趙仲琪.關于高檔數控機床關鍵功能部件可靠性技術研究的探討[C].第二屆數控機床與自動化技術專家論壇論文集，2011：50-52.

第5篇：國內數控機床現狀范文

【關鍵詞】數控機床；檢測反饋；裝置

1前言

科學技術是第一生產力。人類歷史上發生過三次工業革命，都對世界的生產技術與生產方式帶來突發性的改變。尤其是第三次工業革命之后，計算機的出現，企業開始走機械化生產，傳統的手工制造業也逐步被取代。信息技術的快速發展以及互聯網的普及，數控技術也開始快速的發展。如今，數控機床的技術也比過去先進很多，尤其是一些大企業，擁有世界一流的數控機床技術，為企業的生產研發提供了巨大的技術支持。數控機床，中文全稱為數字控制機床，它的英文名稱為Computernumericalcontrolmachinetools，數控機床屬于一種的稱。從功能上看，數控機床是一種自動化機床，這種機床裝有是程序控制系統。數控機床的里面的控制系統能可以非常科學地處理具有控制編碼或者其他符號指令規定的程序，這種處理方式具有一定邏輯性，數控機床里面的控制系統，還可以將其譯碼，最終用代碼化的數字來標志，借助相關的信息載體輸進相應的數控裝置。數控機床的功能，還包括可以通過經運算處理由數控裝置發送各類控制信號，控制系統能夠很好地控制機床的動作，并且根據相關的按圖紙規定的形狀與尺寸，實現零件加工的自動化，大大提升了生產的效率。數控機床，作為機電一體化的高科技產品，它是一種將機床、信息技術、電動機及拖動、動控制、檢測等相關技術為一體的自動化設備，在現代生產中，數控機床發揮著非常重要的作用。數控機床在當今的生產中，非常科學有效地解決了各種實際生產的復雜、精密以及小批量、多品類等復雜的加工問題，作為一種具有高效能、柔性度非常高的自動化機床，它已經是很好地代表了當今機床控制技術的發展最新方向。

2數控機床的檢測反饋裝置介紹

2．1數控機床檢測反饋裝置原理介紹

在數控機床中，反饋裝置是其重要的一個部分，反饋裝置系統是閉環或者半閉環類型的數控機床檢測環節，這個反饋裝置能夠包含在伺服系統中，一般來說是由檢測元件以及其相對應的電路構成的。總的來說，檢測反饋裝置的作用是能夠檢測數控機床坐標軸的具體移動速率以及位移，同時能夠很快速的將數據以及信息及時反饋到數控裝置以及伺服驅動里面，從而形成完善的閉環控制系統。一般來說，數控系統的結構方式會直接決定檢測位置的安裝，同時也會直接決定檢測信號反饋的位置。數控機床的重要構成部分———反饋裝置，它可以直接影響到生產加工的精度，對于實際的生產效率產生重要的作用，最終對于自動化程度也產生了比較關鍵的影響。檢測反饋裝置的關鍵功能主要是將檢測到的位移及速度測量信號當做反饋的信號，同時檢測裝置會將這些信號轉化為相對應數據符號，接著檢測裝置將這些信號發送回電腦，在電腦里面講這些信號與數控裝置里面發出的各種脈沖指令信號開始相關的對比，假如出現誤差，檢測裝置就會開始擴大后控制驅動以及執行相關部件，以致可以讓其向偏差可以消除的方向變動，逐步減少偏差，最終可以實現零偏差。

2．2數控機床對位置檢測反饋裝置的要求

由于數控機床經常要進行大規模的作業，它對于位置檢測反饋裝置是要求比較高的，否則數控機床在實際運作中容易出現故障。通常來說，檢測反饋裝置受到溫度以及濕度方面干擾會比較小，要求能夠滿足相關的精度要求，同時能夠長期穩定地維持一定的精度。檢測反饋裝置要滿足機床運作的相關要求，檢測反饋裝置抗干擾性要比較強，同時能夠適應數控機床運作環境的標準。檢測反饋裝置要能夠與電腦方便連接，同時檢測反饋裝置要方便使用維護以及安裝，同時要講究經濟適用。

3數控機床的檢測反饋裝置的注意事項

3．1培養優秀的技術人才

數控機床的檢測反饋裝置技術不斷發展，很多大企業從國外引進先進的技術，但是國內的相關技術人才比較緊缺。在實際機床運作中，很多技術人員對于新的檢測反饋裝置技術不熟悉，因此操作方面也偶爾出現一些錯誤，嚴重影響了機床的運作效率。因此，要讓數控機床的檢測反饋裝置技術很好地應用到實際生產中，就要加大力度對技術人才的培養。企業方面，可以對現有數控機床技術人才進行培訓，加強技術人員對檢測反饋裝置知識的學習，包括數控機床對檢測反饋裝置的要求，檢測反饋裝置的工作原理等。

3．2做好檢測反饋裝置的使用及維護工作

數控機床的使用必須按照相關的規定，遵守安全手冊才能進行。但是在實際中，很多企業的數控機床使用程序比較混亂，一些技術人員并沒有按照相關的步驟進行操作，一些檢測反饋裝置很多時候是因為操作不當而無法工作，甚至使用壽命也開始縮短。其次，檢測反饋裝置的維護工作未做好，一些裝置容易受到損壞。因此，企業要完善數控機床的檢測反饋裝置的使用與維護相關制度，完善數控機床的使用流程，定期對檢測反饋裝置的保養，延長相關設備的使用壽命。

4結語

總的來說，數控機床相關技術發展非常迅速，數控機床的檢測反饋裝置在實際運作中顯得非常重要。本課題重點闡述了數控機床的檢測反饋裝置的工作原理，以及數控機床對檢測反饋裝置的要求，提出了檢測反饋裝置必須要具有較強的抗干擾性，能夠適應數控機床運作環境的相關要求，并提到了檢測反饋裝置的應該經濟適用。作為企業，要使用數控機床的反饋裝置，就要加強對優秀的技術人才的培養，尤其是要加強對現有檢測反饋裝置技術知識的學習，深入了解與熟悉數控機床對檢測反饋裝置的要求，學習檢測反饋裝置的工作原理等。本課題最后提出了要做好檢測反饋裝置的使用及維護，定期對檢測反饋裝置的保養，延長相關設備的使用壽命。

參考文獻:

［1］喬強．數控機床精度檢測裝置及誤差分析研究［D］．太原:四川大學，2000．

［2］邢曦．數控機床伺服單元檢測裝置的研究［D］．沈陽:沈陽工業大學，2009．

［3］劉祖其，劉國群．數控機床精度檢測裝置及分析［J］．數字技術與應用，2010(06):96．

［4］賈繼虔．數控機床的位置檢測裝置及其應用［J］．組合機床與自動化加工技術，2002(07):43～44．

第6篇：國內數控機床現狀范文

【關鍵詞】數控機床；可靠性技術

引言

隨著經濟全球化的不斷深入，產品結構愈發復雜，功能日益多樣化，顧客對產品的綜合性價比要求不斷提高，市場需求向著小批量、多品種發展。數控機床適用于復雜異形件加工，質量穩定、精度高、柔性好、節省時間，符合先進制造業的加工需求。數控機床的技術水平成為衡量一個國家工業生產力的重要尺度。

早在“十一五”計劃中，國務院就將數控機床作為發展制造業的重頭戲。國務院在《加快振興裝備制造業的若干意見》中指出：要大力發展精密、高度、大型數控裝備及配套部件，改變高精度數控機床基本依靠進口的局面。截止到2010年，經濟型數控機床的國產市場占有率已逾五成，普及型數控機床也占到了44%，高端數控機床份額較低，只有5%。可以預見，在“十二五”期間，大型高精度數控機床是機床行業的發展重點。

1、國產數控機床可靠性現狀分析

近年來，我國的數控技術取得了巨大進步，但與國外同類型產品相比，無論是設計水平還是穩定性都相距甚遠，故障率高、運行不穩定、工藝粗糙、互換性差是幾個突出的問題。藉由一定的數據統計分析，我國數控機床的可靠性問題集中在以下幾點：

（1）國產機電元器件質量差。在國內低壓電器、機電元器件市場中，粗制濫造、惡意壓價現象嚴重，真假難辨。接插器、連接器、繼電器、觸發器、開關、按鍵、鍵盤、雙絞線等部件故障率較高。繼電器的彈簧耐疲勞性差、溫度特性差，高溫下的簧片變形或絕緣材料失效會使繼電器動作失靈。連接器、接插器的重復使用次數太少，壽命短，使用一段時間后電阻增大，由于簧片易疲勞，造成正在運行的系統突然停止、程序紊亂等事故。如果這些部件應用到數控機床，不僅無法保障工件質量，嚴重的還會造成生產事故。

（2）電源及工藝技術。根據相關的技術統計，電氣系統九成以上的故障是由于電源故障或電源對干擾信號的傳導。強電設備會發出很強的脈沖噪聲，通過傳導影響電子設備運行，對電源系統產生嚴重的污染。實際中應當追根溯源，從電源降噪入手，利用電磁兼容性原理解除干擾。

（3）CNC安裝不當。數控系統的正確安裝是保證數控機床正常運行的重要環節，如果沒有按照安裝手冊的要求安裝調試，忽略了電磁干擾因素，或者布線凌亂，都會使伺服驅動軸失控，輕則影響零件加工，重則會引起機器報廢。由于工人缺乏經驗或者運行環境惡劣，都會使數控機床免疫能力低下，極易發生故障。

2、提高數控機床運行可靠性的具體手段

2.1提高數控系統和伺服系統的設計可靠性

在設計數控系統時，可采用模塊化硬件形式，按照不同機床的功能需求合理組建模塊，遵循通用化、標準化原則，兼顧人機對話、機械故障自診斷、機床自保護、刀具管理功能，這樣既提高了機床的使用穩定性，又降低了使用與維護成本。

數控機床的運行上限速率與伺服系統的性能息息相關，跟蹤定位精度、工作穩定性、零件表面質量、生產效率等指標是控制系統和機床之間電傳動的互聯環節。交流替直流、數字信號取代模擬信號都可以提高伺服系統設計可靠性，同時數字驅動系統增強了系統柔度和適應性。

2.2正確操作數控系統

（1）參數配置錯誤、邏輯程序編寫失誤都會給數控機床埋下質量隱患，一旦等到投入使用才發現問題，不僅給用戶帶來了不便，也影響了自己的信譽。舉例說明，在修正數控轉臺定位精度時常用到螺距誤差補償功能，如果參數設置不正確導致轉臺同向旋轉定位，反而會使得誤差累積；加減速時間設置過短會對機床傳動鏈造成沖擊，縮短壽命。

（2）可應用系統宏功能進行參數化編程。在加工小尺寸深孔時，如應用系統宏功能，用戶只需修改相應的工藝參數（加工距離、進給量、進給速度、分級占用比），便能完成加工任務，新手也一樣能操作機床。系統的工件號檢索功能為不同零件的加工提供索引，通過選擇開關即可應用相應的加工程序。

2.3采用有效隔離屏蔽技術

CNC系統和輸入輸出通道中的濾波環節降噪功能有限，還應配置隔離設備，阻斷I/O電氣聯系，盡可能減小干擾信號。變壓器隔離、繼電器隔離和光電隔離使用較為廣泛。對I/O端口進行光電隔離，使I/O各自使用不同電源，信息傳遞具有單向性，有效防止干擾信號在輸入輸出端之間互通。電磁鐵和電磁閥相連處可用繼電器進行隔離，變電氣沖擊為機械接觸。某些干擾嚴重的場合還需變壓器耦合隔離。

屏蔽干擾信號主要從兩方面入手，一是將取東西單元、變壓器、機柜等干擾源屏蔽起來，阻斷靜電和電磁信號的傳遞；二是用雙層金屬屏蔽控制系統，防止高壓線、雷電等外在物質的干擾。綜合這些手段，數控機床的可靠性可以大大提高。

2.4合理布線和接地

數控機床的地線比較繁雜。邏輯電路、小信號回路以及直流電源工作回路，不可與繼電器、電磁閥回路混搭。系統中的機架箱體等結構件應予以接地，接地電纜的橫截面積不得小于10mm2，電阻在一歐姆以下為宜。布線要遵循“強弱分開”的原則，強電電路要與弱點電路分開，輸入輸出、脈沖和電平線也要有一定間距。利用金屬屏蔽線隔開輸入信號線后，還要用金屬蛇形管各自走線。可編程控制器盡量配置獨立電源并接地，嚴禁與其他設備串聯接地。

結語

在第十二個五年計劃期間，我國的機械制造業會朝著柔性化、集成化、自動化、智能化的方向不斷挺近，數控機床需求量巨大，這給機床行業提供了良好的發展契機。我國加入WTO后，國產數控機床面臨巨大沖擊，提高機床設計可靠性，增強自己的市場競爭力顯得格外重要。廣大同仁應重視可靠性技術的研究，促進研究成果產業化，為中國數控機業添磚加瓦！

參考文獻

[1]許彬彬.基于維修程度的數控機床可靠性建模與分析[D].吉林大學，2011

第7篇：國內數控機床現狀范文

關鍵詞：數控技術及裝備 自動控制技術 可編程控制器

1　數控機床的概要

1.1　數控機床的產生

隨著社會生產和科學技術的不斷進步，各類工業新產品層出不窮，機械制造業作為國民工業的基礎，其產品更是日趨精密復雜，特別是在航天、航海、軍事等領域，所需的機械零件精度要求更高、形狀也更為復雜、多品種，并且往往批量較小，加工這類產品需要經常改裝或調整設備，普通機床或專業化精度高的自動化機床顯然無法適應這些要求。同時隨著市場競爭的日益加劇，企業生產也迫切需要進一步提高其生產效率、提高產品質量及降低生產成本。一種新的生產設備――數控機床就誕生了。

1.2　數控機床的發展

1952年美國麻省理工學院成功地研制出一套三坐標聯動，利用脈沖乘法器原理的試驗性數控系統，并把它裝在一臺立式銑床上，當時用的電子元件是電子管，這就是第一代世界上的第一臺數控機床。

我國是從1958年開始研究數控技術，一直到60年代中期處于研制、開發時期，一些高等院校、科研院所研制出試驗樣機，開發也是從電子管開始的，1965年國內開始研制晶體管數控系統。從70年代開始，數控技術在車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工等領域全面展開。數控加工中心在北京研制成功。在這一時期，數控線切割機床由于結構簡單、使用方便、價格低廉，在模具加工中得到了推廣。

到20世紀80年代，總體發展趨勢是：

數控系統的可靠性不斷提高；增強通信功能；采用新型的自動編程系統；驅動裝置向交流、數字化方向發展；為便于裁剪、擴展和功能升級，滿足不同類型數控機床的需求，提高系統的集成度、縮小體積，采用模塊化結構；廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統；數控裝置由NC向CNC發展。總之，數控機床技術不斷發展，性能價格比也越來越高，可靠性越來越高，功能越來越完善，使用越來越方便。

1.3　數控機床的組成及工作原理

數控機床一般由機床本體、輔助裝置、伺服驅動系統、計算機數控裝置、控制介質等部分組成。

1.3.1　控制介質

要對數控機床進行控制，就必須在人與數控機床之間建立某種聯系，這種聯系的中間媒介物就是控制介質，又稱為信息載體。在使用數控機床之前，先要根據零件圖上規定的尺寸、形狀和技術條件，編出工件的加工程序，將加工工件時刀具相對于工件的位置和機床的全部動作順序，按照規定的格式和代碼記錄在信息載體上。需要在數控機床上加工該工件時，把信息即工件加工程序輸入計算機控制裝置。常用的控制介質有穿孔帶、穿孔卡、磁盤和磁帶等。

1.3.2　伺服驅動系統

為使工作臺按規定軌跡移動或精確定位，加工出符合圖樣要求的工件，把來自數控裝置的運動指令轉變成機床移動部件的運動，需要進行伺服驅動。

伺服系統由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電機組成，常用的伺服電機有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機。伺服系統的性能是決定數控機床加工精度和生產效率的因素之一。

1.3.3　計算機數控裝置

數控裝置是數控機床的中樞。其作用是：從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序，輸出幾種控制信息和指令，控制機床各部分的工作，經過數控裝置的邏輯電路或軟件進行編譯運算處理后，使其進行規定的有序運動。

1.3.4　輔助控制裝置

輔助控制裝置的作用是把計算機送來的輔助控制指令經機床接口電路轉換成強電信號，用來控制主軸電機的起動、停止，主軸轉速調整，冷卻及泵起停，轉位換刀，工件和機床部件的松開和夾緊，分度工作臺的轉位分度等開關輔助動作。當今數控機床已廣泛采用可編程控制器作為輔助控制裝置。

1.3.5　機床本體

數控機床是高精度和高生產率的自動化加工機床，它與傳統的普通機床似，但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動機構及操作機構等方面都發生了很大的變化。數控機床應具有更好的抗振性和剛度，要求相對運動面的摩擦系數要小，進給傳動部分之間的間隙要小。所以其設計要求比通用機床更嚴格，加工制造要求精密，并采用加強剛性、減小熱變形、提高精度的設計措施。

1.4　數控機床的特點

數控機床有以下的特點：

1.4.1　適應性強，適合加工單件或小批量復雜工件

在數控機床上改變加工工件時，只需要重新編制新工件的加工程序，就能實現新工件加工。數控機床加工工件時，只需要簡單的夾具，所以改變加工工件后，也不需要制作特別的工裝夾具，更不需要重新調整機床。因此數控機床特別適合單件、小批量及試制新產品的工件加工。

1.4.2　加工精度高

數控機床的脈沖當量普遍可達0.001mm/脈沖，傳動系統和機床結構都具有很高的剛度和熱穩性，工件加工精度高，進給系統采用消除間隙措施，并對反向間隙與絲杠螺距誤差等由計算機實現自動補償，所以加工精度高。由于數控機床是自動進行加工的，所以同一批工件的尺寸一致性好，加工質量十分穩定。

1.4.3　生產率高

工件加工所需時間包括機動時間和輔助時間。數控機床能有效地減少這兩部分時間。

數控機床剛性好，快速移動和停止采用了加速、減速措施，因此既能提高空行程運動速度，又能保證定位精度，有效地降低了加工時間。

數控機床更換工件時，不需要調整機床，同一批工件加工質量穩定，無需停機檢驗，故輔助時間大大縮短，生產效率有了更明顯的提高。

1.4.4　減輕勞動強度、改善勞動條件

數控機床加工是自動進行的，工件加工過程不需要人的干預，加工完畢后自動停車，這就使工人的勞動條件大為改善。

1.4.5　良好的經濟效益

雖然數控機床很貴，分攤到每個工件上的設備費用較大，但是使用數控機床可節省許多其它費用。特別是不要設計專用工裝夾具，加工精度穩定，減少了調度環節等，所以總體成本下降，可獲得良好的經濟效益。

2　國產數控機床的發展現狀及發展趨勢

2.1　國產數控機床與國際先進水平差距逐漸減小

數控機床是當代機械制造業的主流裝備，國產數控機床的發展經歷了由成長期進入了成熟期，可提供市場各種數控機床，覆蓋超重型機床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓設備、前沿高技術機床等領域，產品可與日、美、德、意等國齊駕齊驅。

2.2　國內數控機床的發展趨勢

2.2.1　智能、高速、高精度化

新一代數控機床為提高生產率，向超高速方向發展，精密度已達微米級。

2.2.2　設計、制造綠色化

在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，對環境的負面影響最小，資源利用率最高。

2.2.3　復合化與系統化

由于產品開發周期越來越短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發展。

3　CNC裝置的工作原理

CNC裝置在其硬件環境支持下，按照系統監控軟件的控制邏輯，對輸入、譯碼、刀具補償、速度規劃、插補運算、位置控制、I／O接口處理、顯示和診斷等方面進行控制。

CNC裝置的主要工作包括以下內容：

3.1　輸入

輸入CNC裝置的有零件程序、控制參數和補償量等數據。

3.2　譯碼

在譯碼的過程中還完成對程序段的語法檢查。

3.3　插補

插補的任務是在一條給定起點和終點的曲線上進行“數據點的密化”。

3.4　進給速度處理

編程所給的刀具移動速度，是在各坐標的合成方向上的速度。

3.5　刀具補償

刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。

3.6　位置控制

位置控制處在伺服回路的位置環上。

3.7　顯示

CNC裝置的顯示主要是為操作者提供方便。

3.8　I，O處理

主要處理CNC裝置面板開關信號、機床電氣信號的輸入、輸出和控制。

3.9　診斷

現代CNC裝置都具有聯機和脫機診斷的能力，對CNC裝置進行診斷、故障定位和修復。

4　結束語

為提高在市場的適應能力和競爭能力，現在各國制造業大都采用數控技術來提高制造能力和水平。另外世界各發達國家還將數控技術和裝備列為國家的戰略物資，所以用盡措施來發展自己的數控技術及產業。目前，當前研究的核心是數控系統功能軟件開發、開放式數控系統結構及配置。大力發展以數控技術為核心的先進制造技術，為我國數控技術和產業走向世界的前列，使我國經濟保持強勁的發展勢頭而共同努力奮斗！

參考文獻：

[1]張振國.數控機床的結構與應用.機械工業出版社，1990.

第8篇：國內數控機床現狀范文

關鍵詞：中國數控機床展；

0 引言

2010年南京·中國數控機床展覽會展會占用南京國際博覽中心目前能使用的全部6館3廳，展出面積78000m2，展出國產數控機床和大型量儀800余臺套，各種量具、刃具、夾具、磨料磨具、超硬材料及其制品、數控系統、數顯裝置、機床電器、機床附件、機床功能部件、機床輔機以及機床零部件等數萬件。機床展品中，金切、成形、特種加工、制造單元類實物展品達700余臺套，其中金切機床展品包括了通用機床分類標準中的車、鉆、鏜、磨、齒輪加工、螺紋加工、銑床、刨插、拉、鋸等所有11大類80余種600余臺。有加工中心近200余臺，數控車床和車削中心170余臺，數控銑床20余臺，數控銑鏜床20余臺；數控磨床80余臺，數控齒輪機床40余臺，數控鉆床、鉆削中心和攻絲機床30余臺，特種加工機床50余臺，成形機床40余臺（其中數控20余臺）。本次調研著重考察機床數控系統的發展現狀、檢驗方法及涉及到的檢驗設備。

1 檢測標準的發展與測試技術的創新

目前，我國數控機床制造商大部分采用了ISO 230-2數控機床軸線的定位精度和重復定位精度的測量等相關標準，并按照機械行業標準JB/T 8771.4-1998機床線性和回轉軸線的定位精度的標準中規定的誤差數值要求為基礎來檢測機床精度，因此，我國大部分的機床制造商機床交貨時的合格與否就主要按機床運行軸的定位精度和機床幾何精度來執行，但對于ISO 230-4圓弧插補精度標準檢測僅作為機床制造商內部精度控制的檢測。而對于ISO 230-6數控機床對角線檢測的標準則了解甚少，更不用說采用ISO 230-6標準來控制和提高數控機床的精度了。

事實上，我國的機床使用者在機床加工過程中不僅僅是直線加工，而大部分是在平面上或是整個行程的空間范圍內進行。在執行JB/T 8771.7-1998標準試件加工或交鑰匙零件加工有時卻很難達到圖紙的要求。這是因為零件的加工精度除了受刀具、夾具等工藝因素影響外，而且與機床的幾何精度和運動精度有關。機床最大的位置誤差相應就變成機床加工中綜合的定位精度誤差、垂直度誤差和直線度誤差。利用常規的激光干涉儀來測量這些誤差是很難很昂貴的，這通常要幾天停機時間并且需要熟練的操作人員來完成這些測量。此外，具有3D誤差補償功能的高端控制器也是既昂貴又緊俏的。由此可見，測試技術的發展和創新要求機床檢測標準要不斷地更新，而檢測標準的變化又體現測試技術的進步。

2 測量儀器、測試技術的發展與創新

2.1 激光干涉儀

世界上著名的激光干涉儀生產商主要有英國雷尼紹（RENISHAW）公司，最新代表產品XL-80系列；美國光動（OPTODYNE）公司，代表產品MCV系列。前者基于邁克爾遜干涉原理，也稱分光干涉原理，后者基于激光多普勒頻差效應的原理。還有美國API激光干涉儀，代表產品5D/6D激光干涉儀，突出特點是一次安裝能夠同時測量線性軸的六個誤差（1個位置度誤差，2個直線度誤差，3個角度誤差）。

2.1.1 美國光動（OPTODYNE）產品特點和矢量測試技術

美國光動公司生產的激光干涉儀基于多普勒頻差效應的原理，在測量原理上和光學系統上與其它激光干涉儀不相同，最直觀的區別就是少了干涉鏡。

然而，對于大多數控制器，只允許單軸的螺距誤差能被補償。高檔的數控系統具有一些選配功能，但需增加更多的成本。在這種情況下3D體積定位誤差測量，工件程序可以以G代碼補償（自動修正X、Y和Z的位置）以實現在零件加工上得到更高的精確度。此外，補償工件程序或G碼也使得高端控制器變為非必須。因此，一臺低成本的CNC機床可以得到高端機的效果。而且，僅工件大小的校準可以在小尺寸上采集更多補償點從而得到更高的精度。測量數據進行分析并產生了補償后的G代碼程序，并利用該程序再次對機床做了測量，結果顯示補償前和補償后有明顯區別，補償后的精度有明顯提高。

2.1.2 成都大達雙頻激光干涉儀特點與技術指標

成都大達工程技術有限公司生產的雙頻激光干涉儀，具有先進的穩頻系統；分辨率高、速度快、工作可靠；激光器的工作壽命可達3萬小時；模塊化結構設計，體積小、重量輕；豐富的應用軟件能迅速地處理測量數據；激光波長自動修正，特別適合于現場使用。

2.1.3 國產激光干涉儀與國外激光干涉儀的比較

目前，國產激光干涉儀的性能與國外激光干涉儀的性能相比有較大差距，僅用于中低檔機床的精度檢測，且檢測能力有限。但國產激光干涉儀的價格低廉。國外激光干涉儀的技術非常成熟，通過添加不同附件，可實現數控機床的多種誤差，功能非常齊全。但進口激光干涉儀的價格昂貴。

2.2三坐標測量機（Coordinate Measuring Machine， CMM）

本次展會上參展的三坐標測量機種類很多，基本上都為國產。比較大的生產商有SINPO（新天光電）、廣東萬濠（Rational）、蘇州怡信（Easson）、臺灣智泰（3DFAMILY）等。

2.3視頻測量儀

視頻測量儀是利用光學成像，采用非接觸式的測量方法，把物件外型數據導入電腦，然后通過軟件測量物件。視頻測量儀主要是應用在平面測量，也有應用在三維的，但要加一個專門的測量探頭才可以。

3機床數控系統的發展與創新

最近，國內外各大數控系統廠商相繼推出中高端的緊湊式數控系統，HEIDENHAIN的TNC620，Siemens的828D。這說明緊湊式是數控系統的一個發展方向，符合市場的需求。數控系統的發展現狀及及趨勢體現在（1）緊湊式數控系統相繼涌現（2）操作簡單、編程容易（3）特定領域大放異彩（4）強大的計算能力和存儲空間（5）安全性 國外數控系統更加強調設備使用對人的安全性，政府部門或組織對此審查也很嚴格，而在國內，不重視這些問題。

4總結與思考

回顧本次展會及對NSK公司的考察，收獲很多。

（1）進一步明確了機床數控系統的檢驗思路，機床數控系統檢驗除購銷合同約定的技術指標外，所有數控廠家都會對數控系統進行可靠性評價測試，屬于通用檢測項目。

（2）測試技術的發展和創新要求機床檢測標準要不斷地更新，而檢測標準的變化又體現測試技術進步。

（3）機床檢測儀器的發展日新月異，是光、機、電、計算機等技術的綜合產物。

（4）測試技術的發展離不開先進的測試儀器，但測試技術的創新決不能過分依賴或受限于先進的檢測儀器。不斷創新我們的測試方法才是提高我們測試能力和測試技術的根本。

（5）在展會過程中，通過對參展單位相關人員的詢問對國內數控機床生產廠家在數控機床可靠性研究的程度有了一定了解。

第9篇：國內數控機床現狀范文

【關鍵詞】機械制造；數控技術；發展對策

21世紀機械制造全球化、市場競爭激烈化是機械制造企業所面臨的挑戰，而機械制造中廣泛應用數控技術則能使企業在競爭中取得佳績。但我國機械制造中數控技術的研究和發展方面存在較多問題，特別是在技術創新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。面對市場的競爭和新技術的挑戰，該如何認識機械制造中數控技術，如何看待它的發展趨勢，如何采取相應的對策？

下面結合近幾年來自己在這方面的研究，談談我國機械制造中數控技術的發展及對策。

1.機械制造數控技術發展現狀及趨勢

機械制造中數控技術是通過計算機控制數字程序來實現一臺或多臺機械設備動作控制，以達到優質、高效、低耗、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。

1.1數控裝備與技術的基本概況

近年來，我國相繼從德、美、法、日本等國引進先進的數控生產線，使我國制造業得到空前發展，主要應用特點有：刀具材料以超硬刀具材料為主，如陶瓷、超細硬質合金刀具等，大大提高了加工速度。改善刀具結構與加工工藝，零件孔加工刀具多采用多刃復合式結構：采用高速專用數控機床加工發動機；傳動器關鍵零件，機床結構沒計是以各種高速多刃專用成形刀具和加工工藝為主導。

然而，我國機械制造業還屬于工藝離散型制造業，雖然已引進加工中心、數控鏜銑床等，但企業內生產管理局網，網絡經營管理系統及生產技藝數據技術的應用仍處于初級階段。

1.2機械制造中數控技術發展趨勢

目前，械制造業以現代高新技術的綜合利用為特點，正朝著柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向發展。從目前世界上數控技術及其裝備發展來看，機械制造中數控技術發展趨勢主要有以下2個方面。

1.2.1數控技術性能發展新趨勢

（1）高速、高精、高效化。

由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取改善機床動態、靜態特性等有效措施，數控技術必向高速、高精、高效化方向發展。

（2）多軸化和多系列。

以減少工序、輔助時間為主要目的的復合機械制造，要求其數控技術朝著多軸、多系列控制功能方向發展。

（3）實時智能化。

隨著數控技術領域實時智能控制的研究和應用，機械制造的數控技術必然朝著實時智能化方向發展。

1.2.2數控技術體系結構的發展新趨勢

機械制造中數控技術體系結構的發展趨勢為：智能化、網絡化、集成化，一種機械制造業遠程服務系統的結構。

（1）數控裝備智能化。

本世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括：為追求加工效率和加工質量方面的智能化；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化：還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。

（2）信息集成網絡化。

數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

（3）數控系統集成化。

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路，提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度；應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體；通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來改進性能，提高系統的可靠性。

2.機械制造中數控技術發展應對策略

先進數控技術是機械制造業快速發展的保證，直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力，關系到一個國家的戰略地位。

我國機械制造中數控技術的研究和發展存在較多問題，特別是在技術創新能力方面情況尤為突出。為此，下文從總體應對策略和技術途徑探討機械制造業中數控技術的對策。

2.1數控技術發展總體應對策略

通過對數控技術和機械制造業發展趨勢的分析和對我國數控領域存在問題的研究，筆者認為以科技創新為先導，以技術支持和服務為后盾將是一種符合我國國情的應對對策。

（1）以科技創新為先導。

我國必須大力加強數控領域的科技創新，逐步建立自己獨立的、先進的數控技術體系。在此基礎上大力發展符合國情的數控產品，從而形成從數控系統、數控功能部件到種類齊全的數控機床整機的完整的產業體系。

（2）大力加強技術支持和服務。

數控系統和數控機床作為典型的高技術產品，對用戶的技術支持和服務足相當重要的。目前，我們可以利用先進的網絡和多媒體技術手段，為建立新一代立體化的技術支持和服務體系開辟新的途徑。

2.2技術途徑應對數控技術發展

（1）發展新一代PC數控系統。

數控系統是各類數控裝備的核心，因此通過科技創新首先發展新型數控系統，將是推動我國數控技術發展的有效途徑。這要求在開發新型數控系統時，選用高性能CPU作為系統的運算和控制核心，并盡量用軟件實現數控的所有功能。

（2）推進數控機床功能專業化。

解決數控系統問題后，需要實現數控機床的模塊化，解決數控機床功能部件的專業化問題。目前我國機械制造在這方面離實際需求還有相當大的差距，因此必須人力促進數控機床功能專業化。

3.結束語

本文闡述了機械制造中數控技術的發展及對策，并對我國機械制造中數控技術的發展途徑進行了探討。另外，我國正逐步融入全球化機械制造的序列中，隨著國外先進制造技術設備大量引進、國家重大科技產業工程項目等重大科技計劃，先進的數控技術在國內機械制造業將日趨實用與普及。 [科]

【參考文獻】