论文：数控机床的发展趋势及国内发展现状.pdfVIP

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

数控机床的发展趋势及国内发展现状

摘要：本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智

能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国

数控机床发展中存在的一些问题。

关键词：数控机床趋势问题

1．引言

从20世纪中叶数控技术浮现以来，数控机床给机械创造业带来

了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，

生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的

现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产

品，合用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零

件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精

密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的

零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发

展的重要装备。

进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展

的新时期。机床创造业既面临着机械创造业需求水平提升而引起的制

造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞

争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床创造业持续发展的一

个关键。随着创造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设

计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发

展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋

势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。

2．数控机床的发展趋势

2.1高速化

随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新

材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。

（1）主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴机电），主轴最高

转速达200000r/min；

（2）进给率：在分辨率为0.01μm时，最大进给率达到240m/min

且可获得复杂型面的精确加工；

（3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精

度方向发展提供了保障，开辟出CPU已发展到32位以及64位的数

控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，

使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～240m/min的进

给速度；

（4）换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已

在1s摆布，高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，

以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。

2.2高精度化

数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的

运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

（1）提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以弱小程序

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段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检

测装置，提高位置检测精度（日本已开辟装有106脉冲/转的内藏位

置检测器的交流伺服机电，其位置检测精度可达到0.01μm/脉冲），位

置伺