1、数控机床国内外发展数控机床国内外发展趋势趋势数控机床国内外发展趋势数控机床国内外发展趋势 浙江省对数控机床基础技术的需求浙江省对数控机床基础技术的需求数控机床产业背景数控机床产业背景我省数控机床基础研究的建议我省数控机床基础研究的建议 机床是装备制造业的基本生产手段，机床工业机床是装备制造业的基本生产手段，机床工业是一个国家的基础性、战略性产业之一。是一个国家的基础性、战略性产业之一。作为机电一体化装备的数控机床，集高效、柔作为机电一体化装备的数控机床，集高效、柔性、精密、复合、集成诸多优点于一身，已经成为性、精密、复合、集成诸多优点于一身，已经成为装备制造业的主力加工设备和主流产品。装备制造
2、业的主力加工设备和主流产品。高速高精度数控机床是实现制造技术和装备现高速高精度数控机床是实现制造技术和装备现代化的基石，是保证国防工业和高技术产业发展的代化的基石，是保证国防工业和高技术产业发展的战略物资战略物资。2019 2019年全国机床行业工业总产值和产品销售收入年全国机床行业工业总产值和产品销售收入将达到将达到15001500亿元。亿元。其中：金属加工机床的销售产值其中：金属加工机床的销售产值450450亿元左右，亿元左右，数控金切机床的产量将突破数控金切机床的产量将突破7000070000台。台。金属加工机床的消费金额将在金属加工机床的消费金额将在120120亿美元左右。亿美元左右。
3、“十一五十一五”期间，国家已经确定振兴装备制造业期间，国家已经确定振兴装备制造业，将重点支持大力发展，将重点支持大力发展1616个重大技术装备项目，数个重大技术装备项目，数控机床是最重要的重大技术装备之一。控机床是最重要的重大技术装备之一。浙江省数控机床经济效益排名居前。浙江省数控机床经济效益排名居前。浙江省数控机床总体仅次于辽宁，与山东、江浙江省数控机床总体仅次于辽宁，与山东、江苏并列第二集团。苏并列第二集团。浙江省数控机床产量已据国内第一位。浙江省数控机床产量已据国内第一位。生产的数控机床以中低档的经济型居多，产业生产的数控机床以中低档的经济型居多，产业层次和技术档次都较低，竞争的优势更多
4、体现在低层次和技术档次都较低，竞争的优势更多体现在低成本上。成本上。数控机床国内外发展趋势数控机床国内外发展趋势 1 1高速、高效、高精度、高可靠性高速、高效、高精度、高可靠性2 2模块化、复合化、多轴化模块化、复合化、多轴化3 3智能化、开放式、网络化智能化、开放式、网络化4 4新技术标准、规范的建立新技术标准、规范的建立1 1高速、高效、高精度、高可靠性高速、高效、高精度、高可靠性 （1)1)高速、高效高速、高效 切削速度已达到切削速度已达到500050008000m/min8000m/min以上；以上；主轴转速在主轴转速在3000030000转转/分分(有的高达有的高达1010万万r/m
5、in)r/min)以上；以上；工作台的移动速度工作台的移动速度(进给速度进给速度)：在分辨率为在分辨率为1 1微米时，达到微米时，达到100m/min(100m/min(有的到有的到200m/min)200m/min)以上，以上，在分辨率为在分辨率为0.10.1微米时，达到微米时，达到24m/min24m/min以上；自动换刀速度在以上；自动换刀速度在1 1秒以内；小线段插补进给速度达到秒以内；小线段插补进给速度达到12m/min12m/min。1 1高速、高效、高精度、高可靠性高速、高效、高精度、高可靠性 （2)2)高精度高精度 普通级数控机床的加工精度已由普通级数控机床的加工精度已由10m
6、10m提高到提高到5m5m；精密级加工中心的加工精度则从精密级加工中心的加工精度则从3 35m5m，提高到，提高到1 11.5m1.5m，甚至更高；，甚至更高；超精密加工精度进入纳米级超精密加工精度进入纳米级(0.001(0.001微米微米)，主轴回转精度要，主轴回转精度要求达到求达到0.010.010.050.05微米。加工圆度为微米。加工圆度为0.10.1微米，加工表面粗糙微米，加工表面粗糙度度Ra=0.003Ra=0.003微米等。微米等。1 1高速、高效、高精度、高可靠性高速、高效、高精度、高可靠性 （3)3)高可靠性高可靠性 当前国外数控装置的当前国外数控装置的MTBFMTBF值已达
7、值已达60006000小时以上，驱动装置小时以上，驱动装置达达3000030000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。中型加工中心高速化与高精化的发展历程中型加工中心高速化与高精化的发展历程2 2模块化、复合化、多轴化模块化、复合化、多轴化 （1 1）模块化）模块化 机床结构模块化，数控功能专门化，机床性能价格比显著机床结构模块化，数控功能专门化，机床性能价格比显著提高并加快优化。为了适应数控机床多品种、小批量的特点，提高并加快优化。为了适应数控机床多品种、小批量的特点，机床结构模块化，数控功能专门化，机床性能价格比显著提高机床结构模块化
8、，数控功能专门化，机床性能价格比显著提高并加快优化。并加快优化。（2 2）复合化）复合化 一次装夹，整体加工。一次装夹，整体加工。2 2模块化、复合化、多轴化模块化、复合化、多轴化 （3 3）多轴化）多轴化 随着随着5 5轴联动数控系统和编程软件的普及，轴联动数控系统和编程软件的普及，5 5轴联动控制的轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，由于在加加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，由于在加工自由曲面时，工自由曲面时，5 5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削并且能使球头铣刀在铣削3 3维曲面的过程
9、中始终保持合理的切速，维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。因此，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。因此，5 5轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积极开发和竞争的焦点。极开发和竞争的焦点。铣车中心3 3智能化、开放式、网络化智能化、开放式、网络化 （1 1）智能化）智能化 为追求加工效率和加工质量的智能化，如自适应控制，工为追求加工效率和加工质量的智能化，如自适应控制，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，艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连
10、接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定如前馈控制、电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、简化操作的智能化，如智能化的模型、自整定等；简化编程、简化操作的智能化，如智能化的自动编程，智能化的人机界面等；智能诊断、智能监控，方便自动编程，智能化的人机界面等；智能诊断、智能监控，方便系统的诊断及维修等。系统的诊断及维修等。3 3智能化、开放式、网络化智能化、开放式、网络化 （2 2）开放式）开放式 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统
11、进行研究。产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究。美国的美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)欧共体的欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)Systems)日本的日本的OSEC(
12、Open System Environment for Controller)OSEC(Open System Environment for Controller)中国的中国的ONC(Open Numerical Control System)ONC(Open Numerical Control System)等。等。3 3智能化、开放式、网络化智能化、开放式、网络化 （3 3）网络化）网络化 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。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
13、现新的制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。造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。日本山崎马扎克（日本山崎马扎克（Mazak)Mazak)公司展出的公司展出的“CyberProduction CenterCyberProduction Center”（智能生产（智能生产控制中心，简称控制中心，简称CPC)CPC)日本大隈（日本大隈（OkumaOkuma）机床公司展出）机床公司展出“IT plazaIT plaza”（信息技术广场，简称（信息技术广场，简称ITIT广场广场)德国西门子德国西门子(Siem
14、ens)(Siemens)公司展出的公司展出的Open Manufacturing EnvironmentOpen Manufacturing Environment（开放制（开放制造环境，简称造环境，简称OMEOME）等）等 信息塔信息塔(e-Tower)机床信息化，具机床信息化，具有语音、文本和视有语音、文本和视像等通讯功能。与像等通讯功能。与生产计划调度系统生产计划调度系统联网，实时反映机联网，实时反映机床工作状态和加工床工作状态和加工进度进度 操作权限指纹确操作权限指纹确认。工件试切时，认。工件试切时，可在屏幕上观察加可在屏幕上观察加工过程。故障报警工过程。故障报警显示、在线帮助排显示
15、、在线帮助排除除智能化、开放式、网络化数控机床智能化、开放式、网络化数控机床操作权限操作权限指纹确认指纹确认加工任务完成情况和加工任务完成情况和机床状态可用手机查询机床状态可用手机查询数码相机数码相机4 4新技术标准、规范的建立新技术标准、规范的建立 （1 1）数控系统设计开发规范）数控系统设计开发规范 开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，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式体系结构数控系统规范(OMAC(OMAC、OSACAOSA
16、CA、OSEC)OSEC)的研究和制定，的研究和制定，世界世界3 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临。我规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在国在20002000年也开始进行中国的年也开始进行中国的ONCONC数控系统的规范框架的研究数控系统的规范框架的研究和制定。和制定。4 4新技术标准、规范的建立新技术标准、规范的建立 （2 2）数控标准）数控标准 STEP-NCSTEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于
17、数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NCSTEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NCNC加加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NCNC程序可以分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。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，其次，STEP-NCSTEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约数控系统还可大大减少加工图纸（约7575）、）、加工程序编制时间（约加工程序编制时间（约3535）和加工时间（约）和加工时间（约5050）。）。谢 谢！
