【導讀】Numericalcontroltechnologyandequippingdevelopmenttrendandcountermeasure Equiptheengineeringlevel,levelofdeterminingthewholenationaleconomyofthe modernizeddegreeandmodernizeddegreeofindustry,numericalcontroltechnology isitdevelopnewdevelopingnewhigh-techindustryandmostadvancedindustryto equip(suchasinformationtechnologyandhisindustry,biotechnologyandhis industry,aviation,spaceflight,etc.nation

　　

【正文】 een from national defense security, the western developed country has classified all the highgrade , precision and advanced numerical control products as the strategic materials of the country, realizing the embargo and restriction to our country, Toshiba incident and Cox Report is the best illustration. Development tactics Proceed from the angles of the fundamental realities of the country of our country, regard the strategic demand of the country and market demand of national economy as the direction, regard improving our country and making the prehensive petitive power of equipping industry and industrialization level as the goal, use the systematic method , be able to choose to make key technology upgraded in development of equipping industry and support technology supporting the development of industrialization in our country in initial stage of 21st century in leading factor, the ability to supply the necessary technology realizes making the jump development of the equipping industry as the content of research and development . Emphasize market demand is a direction, namely take terminal products of numerical control as the core, with the plete machine (Such as the numerical control lathe having a large capacity and a wide range, milling machine, high speed high precise highperformance numerical control lathe, digitized machinery of model, key industry key equipment, etc.) drive the development of the numerical control industry. Solve the numerical control system and relevant functions part especially The dependability that (digitized servo system and electrical machinery, high speed electric main shaft system and newenclosure that equip, etc.) and production scale question. There are no products that scale will not have high dependability。 Will not have cheap and products rich in the petitiveness without scale。 Certainly, it is difficult to have day holding up one39。s head finally that there is no scale Chinese numerical control equipment. In equiping researching and developing highgrade , precision and advancedly , should emphasize the production, learning and research and close bination of the end user, regard drawing, using, selling as the goal, tackle key problems according to the national will, in order to solve the needing badly of the country. Numerical control technology, emphasized innovation, put emphasis on researching and developing the technology and products with independent intellectual property right before the petition, establish the foundation for the industry of numerical control of our country, sustainable development of equipment manufacture and even the whole manufacturing industry. 數控技術和裝備發(fā)展趨勢及對策 裝備工業(yè)的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術及其產業(yè)、生物技術及其產業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產業(yè)）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過 “各種經濟時代的區(qū)別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產 ”。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最為核心的技術。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外，世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數控技術及其產業(yè)，而且在 “高精尖 ”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域： (1)機械制造技術 ； (2)信息處理、加工、傳輸技術； (3)自動控制技術； (4)伺服驅動技術； (5)傳感器技術； (6)軟件技術等。 1 數控技術的發(fā)展趨勢 數控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（ IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數字化已是現代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［ 1～ 4］。 高速、高精加工技術及裝備的新趨 勢 效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為 5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（ CIRP）將其確定為 21 世紀的中心研究方向之一。 在轎車工業(yè)領域，年產 30萬輛的生產節(jié)拍是 40秒 /輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金 坯料 “掏空 ”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從 EMO2020展會情況來看，高速加工中心進給速度可達 80m/min，甚至更高，空運行速度可達 100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國 CINCINNATI公司的 HyperMach機床進給速度最大達 60m/min，快速為 100m/min，加速 度達 2g，主軸轉速已達 60 000r/min。加工一個薄壁飛機零件，只用 30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需 3h，在普通銑床加工需 8h；德國 DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達 120200r/mm和 1g。 在加工精度方面，近 10年來，普通級數控機床的加工精度已由 10μm提高到 5μm，精密級加工中心則從 3～ 5μm，提高到 1～ ，并且超精密加工精度已開始進入納米級()。 在可靠性方面，國外數控裝置的 MTBF值已達 6 000h以上，伺服系統(tǒng)的 MTBF值達到30000h以上，表 現出非常高的可靠性。 為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應用領域進一步擴大。 五軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展 采用 5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為， 1臺 5軸聯(lián)動機床的效率可以等于 2臺 3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時， 5軸聯(lián)動加工可比 3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因 5軸聯(lián)動數控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比 3軸聯(lián)動數控機床高出數倍，加 之編程技術難度較大，制約了 5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。 當前由于電主軸的出現，使得實現 5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型 5軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含 5面加工機床）的發(fā)展。 在 EMO2020展會上，新日本工機的 5面加工機床采用復合主軸頭，可實現 4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得 5面加工和 5軸加工可在同一臺機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國 DMG公司展出 DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下實現 5面加工和 5軸聯(lián) 動加工，可由 CNC系統(tǒng)控制或 CAD/CAM直接或間接控制。 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、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、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診 斷及維修等。 為解決傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)封閉性和數控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統(tǒng)進行研究，如美國的 NGC(The Next Generation WorkStation/Machine Control)、歐共體的 OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的 OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的 ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統(tǒng)開放化已經成為數控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數控系統(tǒng)就是數控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數控系統(tǒng)功能庫以及數控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。 網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博 覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)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(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在 EMO2020展中，日本山崎馬扎克（ Mazak)公司展出的“CyberProduction