高檔數(shù)控機床技術(shù)精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇高檔數(shù)控機床技術(shù)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

在“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項(04專項)的推動下，我國高檔數(shù)控機床近幾年得到快速發(fā)展，航空航天、船舶等高端制造業(yè)作為用戶企業(yè)，在促進我國高檔數(shù)控機床發(fā)展中發(fā)揮的重要作用也得到業(yè)內(nèi)專家的廣泛認可，緊密結(jié)合用戶企業(yè)的未來需求成為我國高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化及批量應用的重要保障。

制造業(yè)是推動經(jīng)濟發(fā)展的發(fā)動機，而數(shù)控機床作為現(xiàn)代制造業(yè)的關鍵核心裝備，其發(fā)展一直受到國家和相關行業(yè)的高度關注。近些年隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國機床行業(yè)有了長足的進步，產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量和系列規(guī)格都有了很大提升，而國民經(jīng)濟發(fā)展中急需的高檔數(shù)控機床過度依賴進口的局面已有所改善[1]。

受累于低迷的世界經(jīng)濟形勢，我國機床行業(yè)從2011年下半年進入下行狀態(tài)[2，3]，在國產(chǎn)數(shù)控機床行業(yè)總產(chǎn)值及利潤紛紛下滑的情況下，高檔數(shù)控機床的需求卻穩(wěn)步上升[2，3]，成為我國機床行業(yè)當前發(fā)展的一大亮點，高檔數(shù)控機床也成為我國機床行業(yè)推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的重要著力點。在“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項(04專項)的推動下，我國高檔數(shù)控機床近幾年得到快速發(fā)展，航空航天、船舶等高端制造業(yè)作為用戶企業(yè)，其在促進我國高檔數(shù)控機床發(fā)展中發(fā)揮的重要作用也得到業(yè)內(nèi)專家的廣泛認可，緊密結(jié)合用戶企業(yè)的未來需求成為我國高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化及批量應用的重要保障。

我國數(shù)控機床行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)過多年發(fā)展，我國數(shù)控機床行業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品類型及應用領域等都有了長足進步，而在04專項的支持下，通過數(shù)控機床制造企業(yè)及機床用戶企業(yè)的共同努力，我國的高檔數(shù)控機床也有了較大發(fā)展，已在我國航空航天、船舶、汽車、發(fā)電等高端制造業(yè)得到初步應用。

我國機床行業(yè)近年來產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅增加。“十一五”期間，金切機床行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值年平均增長率達23.6%，2010年達1306億元人民幣，并在2011年達到1542.9億元人民幣的歷史最高點，其中數(shù)控機床的發(fā)展速度更快，數(shù)控機床產(chǎn)量占金切機床總產(chǎn)量的比重由2005年的13.2%提高到2010年的29.6%，國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)值市場占有率也在2010年達到56.7%[1]。

在高檔數(shù)控機床方面，隨著04專項的深入實施，一大批數(shù)控機床關鍵制造技術(shù)得到突破，多種構(gòu)型的國產(chǎn)五軸聯(lián)動及復合加工機床實現(xiàn)了在用戶生產(chǎn)現(xiàn)場的小批量應用，廣泛用機結(jié)構(gòu)件、大型水輪機葉片等多種復雜零件的加工，加工材料涵蓋了鋁合金、鈦合金、不銹鋼、復合材料等。以國產(chǎn)高檔數(shù)控機床在中航工業(yè)成飛公司的應用為例，成飛公司現(xiàn)裝備6臺國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床，故障率比國外同型機床稍高，但已基本滿足飛機結(jié)構(gòu)件批量加工。

五坐標數(shù)控龍門機床方面，濟南二機床集團有限公司的XKV27系列龍門移動式五軸聯(lián)動鏜銑床(圖1)，配備大扭矩機械式A/C雙擺角數(shù)控萬能銑頭，工作臺面寬度可達5m，長度可達40m，已在鞍鋼重型機械有限責任公司、上海航天設備制造總廠應用。中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的G52560ABJ五坐標數(shù)控龍門銑床配備A/B擺角式機械主軸頭，適用于鈦合金、合金鋼等復雜飛機結(jié)構(gòu)件加工，目前已在中航工業(yè)成飛等多家飛機制造企業(yè)應用。

五坐標立式加工中心方面，以沈陽中捷的VMC25100U(圖2)、中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的V51030ABJ為代表的國產(chǎn)五坐標立式低速加工中心(A/B擺角)已在中航工業(yè)成飛用機鈦合金零件加工，除部分指標及整機可靠性略低外，這兩款機床的零件加工能力與Rambaudi公司的1201機床接近，基本滿足鈦合金航空結(jié)構(gòu)件的五軸加工需求。

五坐標橋式機床方面，中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的B52580E橋式五坐標高速數(shù)控龍門銑床工作臺尺寸為2.5m×8m，主軸轉(zhuǎn)速達到24000r/min，已有多臺在我國航空制造企業(yè)應用。濟南二機床集團有限公司的XHSV25系列機床配備大功率、高轉(zhuǎn)速雙擺角數(shù)控萬能銑頭，工作臺面最大寬度可達5m，長度最大可達30m，已在航天二院二八三廠應用。車銑復合機床方面，北一機床的XKA28105X300超重型數(shù)控龍門車銑復合機床已在哈爾濱汽輪機有限公司投入使用。

數(shù)控系統(tǒng)方面，中高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)取得明顯進展，部分國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已配套五軸聯(lián)動數(shù)控機床。04專項通過設立國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)成套裝置研制課題，已初步解決了高檔數(shù)控系統(tǒng)的多通道、多軸聯(lián)動、繞刀具中心旋轉(zhuǎn)、靜態(tài)誤差補償?shù)燃夹g(shù)難題，開發(fā)了與數(shù)控系統(tǒng)配套的伺服驅(qū)動及電機等硬件，形成了系列化產(chǎn)品。典型如華中8型、廣數(shù)GSK25i、沈陽高精GJ400數(shù)控系統(tǒng)等，上述數(shù)控系統(tǒng)已配套多臺04專項支持的中高檔數(shù)控機床，部分已投入實際現(xiàn)場應用。

數(shù)控機床功能部件方面，形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的功能部件，部分性能指標已接近國際先進水平。在04專項支持下，國產(chǎn)功能部件已突破高速主軸、高速滾珠絲杠、重載直線導軌、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、刀庫與機械手、A/C雙擺角數(shù)控銑頭等研制。尤其是作為五軸聯(lián)動數(shù)控機床關鍵功能部件的雙擺角銑頭，如濟南第二機床集團研發(fā)的A/C雙擺角數(shù)控萬能銑頭(圖3)，可配備機械主軸和電主軸，其中機械主軸扭矩達2200N·m，轉(zhuǎn)速1600r/min，電主軸扭矩73.8N·m，轉(zhuǎn)速24000r/min，這兩類銑頭已配備多種構(gòu)型的數(shù)控機床。

國產(chǎn)高檔數(shù)控機床發(fā)展需解決的主要問題

我國數(shù)控機床行業(yè)已基本解決高端產(chǎn)品的有無問題，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與市場需求的矛盾尚未得到有效緩解，仍面臨主機大而不強，高檔數(shù)控系統(tǒng)和關鍵功能部件發(fā)展滯后，技術(shù)服務能力不足等問題。

國內(nèi)機床行業(yè)近幾年的快速發(fā)展以中低端產(chǎn)品的產(chǎn)能擴充為主，高檔數(shù)控機床的研發(fā)投入不足，導致我國機床行業(yè)存在主機大而不強的問題，這也是近兩年受全球金融危機影響，我國大部分機床企業(yè)產(chǎn)值、利潤不斷下滑的主要原因。推進高檔數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化，提高國產(chǎn)高檔數(shù)控機床在國家重點行業(yè)的占有率，是我國機床行業(yè)擺脫當前困境，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及轉(zhuǎn)型升級的關鍵，為此，我國機床企業(yè)在發(fā)展高檔數(shù)控機床的過程中需解決以下問題：

(1)國產(chǎn)高檔數(shù)控機床可靠性和性能穩(wěn)定性較差。目前已投入實際生產(chǎn)應用的國產(chǎn)高檔數(shù)控機床一般采用國外進口的數(shù)控系統(tǒng)和關鍵功能部件，在加工性能方面與進口機床沒有太大差距，但機床輔助部件故障率較高，直接推高了整機的故障率。此外，由于部件裝配和調(diào)試技術(shù)水平不足，國產(chǎn)機床的精度、動態(tài)特性等比國外機床稍差，且上述性能在應用過程中的下降速度要高于國外機床。

(2)國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)及關鍵功能部件等主機配套產(chǎn)品還有待加強。近年來，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)廠以西門子、法拉克等國外高檔數(shù)控系統(tǒng)為對標，在多軸聯(lián)動加工、繞刀具中心旋轉(zhuǎn)(RTCP)、誤差補償?shù)确矫孢M行了大量的功能開發(fā)，但仍與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)存在差距，體現(xiàn)為機床的加工精度無法滿足要求。功能部件方面，以高速主軸、A/C雙擺角數(shù)控銑頭為代表的關鍵功能部件已實現(xiàn)研發(fā)突破，但仍停留在小批生產(chǎn)階段，還缺乏在生產(chǎn)現(xiàn)場的批量應用。

(3)針對用戶加工工藝需求的技術(shù)服務能力不足。國外數(shù)控機床企業(yè)很早就針對用戶的具體加工對象，提供包括機床、典型工藝方案及切削參數(shù)等在內(nèi)的一攬子解決方案，由于用戶采購高檔數(shù)控機床一般針對實際零件加工需求，這種圍繞產(chǎn)品加工需求的全套解決方案受到用戶的普遍歡迎，這也是國外高檔數(shù)控機床在國內(nèi)熱銷的重要原因。目前，國內(nèi)機床企業(yè)由于缺乏對用戶產(chǎn)品加工工藝的了解，目前還無法提供全套解決方案，提供的技術(shù)服務也只針對機床本身，影響了國產(chǎn)機床在用戶現(xiàn)場的應用效果。

航空制造業(yè)未來發(fā)展對國產(chǎn)高檔數(shù)控機床的需求

高檔數(shù)控機床的發(fā)展往往由被加工對象的加工工藝及用戶生產(chǎn)需求拉動，飛機結(jié)構(gòu)件作為飛機的主承力部件，具有形狀復雜、加工精度要求高、材料利用率低等特點，需要五軸聯(lián)動加工，一直是高檔數(shù)控機床研制和應用的主要落地對象。隨著現(xiàn)代飛機性能的不斷提升，飛機零件正朝著整體化、大型化、復雜化、高精度、新材料大量應用等方向發(fā)展，同時，數(shù)字化制造技術(shù)在航空制造企業(yè)應用逐步深入，產(chǎn)品加工需求及用戶企業(yè)的技術(shù)發(fā)展對數(shù)控機床提出了新需求：

(1)大型高精度數(shù)控機床及五軸聯(lián)動臥式加工機床。當前，部分大型飛機結(jié)構(gòu)件的長度已接近20m，零件表面精度達到Ra1.6，促使加工設備向著大型化、高精度方向發(fā)展。德國DST公司的FOGS系列高精度五坐標數(shù)控龍門銑床，基于西門子840Dsl系統(tǒng)開發(fā)了用于機床空間誤差的自動檢測及補償?shù)腒MS(KinematicManagementSystem)系統(tǒng)，并對機床工作區(qū)域恒溫控制，使機床在2.5m×9m×1.5m的工作空間內(nèi)定位精度達到1.6μm/m3。此外，飛機結(jié)構(gòu)件加工的材料去除率達95%以上，立式加工時，高速切削產(chǎn)生的大量切屑極易堆積在零件表面，造成零件的二次切削，影響零件加工質(zhì)量，臥式機床以其排屑性好、具備FMC(柔性制造單元)功能等特點，在飛機結(jié)構(gòu)件加工中的應用已越來越多，未來飛機結(jié)構(gòu)件加工中臥式機床所占的比例將進一步提高。

(2)鈦合金高效及復合材料加工機床。目前，鈦合金和以碳纖維為代表的復合材料在現(xiàn)代飛機中所占的比例大幅提高，如A350、波音787的復合材料比例已經(jīng)超過50%。在鋁合金高速加工已基本解決的情況下，鈦合金、復合材料加工將成為未來航空制造企業(yè)的主要任務。由于切削性能差，鈦合金的切削效率一直很低，如何實現(xiàn)鈦合金的高效加工是當前航空制造企業(yè)面臨的一大難題，需要在高效加工設備、刀具、工藝方案等多方面入手，而高效加工設備是基礎。復合材料加工主要需解決污染問題，與金屬材料不同，復合材料(如碳纖維、蜂窩等)在高速切削時會產(chǎn)生大量粉塵，對人體及機床造成傷害，因此，航空制造企業(yè)適于復合材料加工、防護性能良好的數(shù)控加工設備有著迫切的需求。

(3)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)以及滿足數(shù)字化制造需求的設備新功能。為提高生產(chǎn)效率、降低零件加工質(zhì)量風險，包含運輸、加工、清洗、烘干及測量等功能的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)已出現(xiàn)。目前國外航空制造企業(yè)已大量應用柔性生產(chǎn)線，國外部分航空制造企業(yè)在碳纖維蒙皮加工中已采用集成傳輸、加工、清洗、烘干及測量等功能于一體的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，大幅提高了零件加工效率，保證了零件加工質(zhì)量。此外，數(shù)字化制造需要實時監(jiān)控機床狀態(tài)，從機床實時采集零件加工及機床狀態(tài)數(shù)據(jù)，這要求機床具備刀具自動測量、狀態(tài)自動監(jiān)控、零件在線測量等功能，并可與用戶企業(yè)網(wǎng)絡互聯(lián)互通。

上述目標的實現(xiàn)都離不開機床企業(yè)和用戶企業(yè)的密切合作，需要繼續(xù)堅持04專項提倡的“產(chǎn)學研用”研發(fā)模式，尤其是示范應用的方式(圖4)。通過梳理專項前期重點成果，根據(jù)市場需求集中力量在重點用戶建立“應用示范基地”，充分發(fā)揮用戶的數(shù)控加工工藝技術(shù)優(yōu)勢以及設備應用經(jīng)驗，彌補我國機床企業(yè)在這些方面的不足，以在用戶實際生產(chǎn)現(xiàn)場“應用”的方式驗證并開發(fā)適應于用戶需求的新功能，最終達到完善專項成果，推進國產(chǎn)高檔數(shù)控機床在國家重點行業(yè)批量應用，提高國產(chǎn)高檔數(shù)控機床市場占有率的目的。

篇2

1高檔數(shù)控機床研制項目的風險識別

項目風險識別就是要找出風險之所在和引起風險的主要因素或潛在因素，便于進行風險管理的后續(xù)工作。

1．1風險識別技術(shù)

風險識別常采用的技術(shù)和工具有:德爾菲法、頭腦風暴法、風險核對表、SWOT分析法、項目工作分解結(jié)構(gòu)、敏感性分析、故障樹分析等。對于數(shù)控機床研制項目來說，是一項龐大而又繁雜的系統(tǒng)工程。沒有前期數(shù)據(jù)基礎，沒有相似產(chǎn)品工藝設計的風險數(shù)據(jù)庫可借鑒，根據(jù)工作分解結(jié)構(gòu)這條主線來進行風險識別不能足夠完全反映“問題背后的問題”，還需要結(jié)合頭腦風暴法，通過組織各相關層面的人員更直觀地進行風險識別，從而迅速地找到各類風險源。因此本次風險識別主要通過工作分解結(jié)構(gòu)(WBS)和頭腦風暴法相結(jié)合的方式進行。

1．2風險識別

根據(jù)數(shù)控技術(shù)的設計圖樣、技術(shù)規(guī)范、國家軍用標準及本企業(yè)標準的要求，數(shù)控機床研制項目的工作分解結(jié)構(gòu)如下。數(shù)控機床研制項目的風險數(shù)據(jù)收集以項目的WBS為主線，采用頭腦風暴法進行。頭腦風暴會上共收到風險因素描述內(nèi)容近200項，經(jīng)過整理、合并和歸類，得到有效的風險因素共65項。以工藝設計項目的工作分解結(jié)構(gòu)為分類維度，將收集到的風險因素歸納為風險識別層次結(jié)構(gòu)表。

2高檔數(shù)控機床研制項目的風險評價

2．1風險評價方法

風險評價的主要方法有:主觀評價法、決策樹法、層次分析法、模糊綜合評價法、故障樹分析法、隨機模擬法、概率樹法、風險概率和影響度分析、GERT、PERT。本項目研究采用的是層次分析法。層次分析法是在一個多層次的分析結(jié)構(gòu)中，根據(jù)主客觀判斷，給予每一層次全部要素相對重要性次序的數(shù)值，具體分5個步驟———建立層次結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造判斷矩陣、層次單排序、層次總排序、一致性檢驗。

2．2數(shù)控機床研制項目的風險評價

對本項目的風險評價，建立在前期對風險因素進行識別的基礎上，利用層次分析法對這65個風險因素的重要度分別進行比較后，再進行綜合的分析評價。需要說明的是，限于文章篇幅，本文只對A－B層次進行分析和計算，B－C－D層次判斷矩陣、計算過程略。

2．2．1基于層次分析法的項目風險評價過程(1)建立層次結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造判斷矩陣根據(jù)風險識別結(jié)果中的層次結(jié)構(gòu)表來建立本項目的層次結(jié)構(gòu)模型，在調(diào)查分析研究的基礎上，采用對不同因素兩兩比較的方法，構(gòu)造不同層次的判斷矩陣，并分別計算它們的最大特征根、與此相對應的特征向量、各層次的單排序以及進行判斷矩陣的一致性檢驗。建立A－B層次判斷矩陣為。

2．2．2數(shù)控機床研制項目的風險評價結(jié)果通過以上計算分析得出的各級風險因素的權(quán)重向量值，可以清楚地衡量各風險因素的重要度。(B2)設計開發(fā)及技術(shù)狀態(tài)管理、(B1)研制項目評估、(B3)制造工藝及過程管理、(B6)質(zhì)量控制、(B5)裝配調(diào)試、(B4)配套條件對數(shù)控機床研制項目的風險影響程度是逐項遞減的。同理，二級、三級風險因素權(quán)重值大小可按照重要度進行排序，此處略。通過對工藝設計過程中三層風險因素的評價，我們可以得到各級風險重要度的排序，這是我們進行風險處置(即風險應對和風險監(jiān)控)的依據(jù)。

3數(shù)控機床研制項目的風險應對和監(jiān)控

3．1數(shù)控機床研制項目的風險應對策略

因為數(shù)控機床的特殊性，風險策略主要從減輕風險和接受風險方面去考慮，而不選擇風險轉(zhuǎn)移和風險回避。針對已識別出的數(shù)控機床研制項目的風險及對風險發(fā)生概率和影響程度的評價結(jié)果，根據(jù)風險管理的基本特征和風險應對的基本原則，制訂了對數(shù)控機床研制項目的風險進行有效管理的策略:分清主次，“抓大不放小”，分階段有計劃地將各種研制工作中的風險逐步消除或控制在可接受的程度。

3．1．1策略1———抓住關鍵風險，重點管理對本項目來說，就是抓住權(quán)重值占風險總量20%的那部分風險因素，去重點管理。圖3是數(shù)控機床研制項目風險的一級風險因素帕累托圖。從圖中可以知道，(B2)設計開發(fā)及技術(shù)狀態(tài)管理的風險重要度占39．2%，符合“二八定律”的原則，是不是就重點關注它就夠了呢?顯然，答案是否定的。因為，從圖中我們同時也可以看到(B1)研制項目評估占了26．8%、(B3)制造工藝及過程管理占21．7%，獨立觀察也都分別符合“二八定律”，且三者的總量占到了73．4%，因此，三者都應作為主要風險進行重點管理。(1)加強人員素質(zhì)教育，提升員工“主人翁”意識，從思想上認識到這三項工作的重要性，并了解其風險可能造成的危害程度，從而由被動整頓轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃幼鳛椋岣吖ぷ鲄⑴c者的對風險的主動規(guī)避。(2)提高工藝技術(shù)成熟度，大力開展并行工程，爭取更多預先研究的時間，在設計圖樣下發(fā)前就參與工藝性評價，了解產(chǎn)品原理和主要功能部件，把握關鍵加工技術(shù)的匹配程度和新工藝、新技術(shù)、新設備的采用情況。(3)過程管理進一步制度化，確保技術(shù)文件能夠反映產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)狀態(tài)，規(guī)定人員資質(zhì)、設備狀況、工藝參數(shù)、環(huán)境條件等具體要求，嚴格控制加工難度大、質(zhì)量不穩(wěn)定的關鍵零部件的加工或者采購過程，保證技術(shù)文件的正確執(zhí)行，確保產(chǎn)品能夠優(yōu)質(zhì)、高效的滿足市場需求。同理，可以篩選出來二級和三級的關鍵風險，制定策略并進行重點管理，此處略。

3．1．2策略2———不放棄關注和管理其它風險經(jīng)過以上方法的篩選，我們發(fā)現(xiàn)，理論上每一層次都會有80%的風險因素被忽略。這80%實際上適用“長尾理論”。因此，必須制定應對策略防范這些潛在的風險。應對策略可以采用制定中長期規(guī)劃、登高計劃等來明確其改進需要的條件和時機，明確階段性目標和評價方法，以掌握規(guī)劃或計劃執(zhí)行的有效性。應該注意的是，在風險管理中應將“二八定律”和“長尾理論”相結(jié)合并靈活運用，二者相輔相成，才能夠達到優(yōu)勢互補的效果。

3．2建立數(shù)控機床研制項目風險預警機制

根據(jù)風險發(fā)生的類型和嚴重度，提出數(shù)控機床研制的工藝設計風險的4個級預警等級。一級預警:亮紅燈。表示項目面臨著非常危急的情況，一旦發(fā)生風險事故，處理不當就會帶來災難性的后果和無法挽回的損失，會危及整個項目的成敗。二級預警:亮橙燈。表示項目現(xiàn)正面臨著風險危機，此時風險事故如果發(fā)生，處理不當?shù)脑挘瑫p失慘重，甚至傷及元氣。三級預警:亮黃燈。表示目前項目有一定的風險，應引起注意。四級預警:亮綠燈。表示目前項目處于相對安全狀態(tài)，可以繼續(xù)保持現(xiàn)狀。圖4展示數(shù)控機床研制項目的風險預警流程圖。需要注意的是，風險信息收集要及時全面，快速掌握信息和反饋情況，行動要與決策保持高度一致。風險管理是動態(tài)的過程，對風險事件響應的越快風險管理的效果就越好。

4結(jié)語

篇3

■ 艱辛的探索之路

“裝備制造業(yè)企業(yè)一定要搞自主創(chuàng)新，掌握核心技術(shù)，才能避免受制于人。”沈機集團總經(jīng)理關錫友說，“沈機集團近年來的快速發(fā)展，得益于建起了開放式創(chuàng)新的體系。”

沈機集團是國內(nèi)最大的機床制造企業(yè)，生產(chǎn)出了我國第一臺普通車床、第一臺臥式數(shù)控車床、第一臺搖臂鉆床、第一臺臥式鏜床。

但沈機集團的自主創(chuàng)新之路并不平坦。

上世紀90年代，依葫蘆畫瓢，從國外買來樣機仿造；2000年前后，開始調(diào)整思路，買圖紙，引進技術(shù)，但一份圖紙加一臺機床樣品，至少100萬美元。“花費了大量外匯，并沒有實現(xiàn)技術(shù)上的突破。先進企業(yè)的‘制造訣竅’不在于圖紙，在于制造技術(shù)和開發(fā)技術(shù)。”關錫友說。

2000年以后，沈機集團認識到了自主創(chuàng)新的重要，“但一直是企業(yè)內(nèi)部科技人員負責科技攻關，有多大本事，造什么產(chǎn)品，這嚴重限制了高端產(chǎn)品開發(fā)”。

近幾年，沈機集團實施了名為“PRD計劃”的自主技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略行動，不斷整合資源，積極打造全球化研發(fā)體系，開展集成創(chuàng)新。

沈機集團每年投入五六億元研發(fā)新產(chǎn)品，逐漸退出低端產(chǎn)品市場，專攻中高檔數(shù)控機床。國內(nèi)方面，沈機集團分別在北京和上海建立研發(fā)平臺，研究高檔數(shù)控機床的基礎、共性和關鍵技術(shù)。國際方面，與世界頂尖機床設計公司德國R+P公司合作，聯(lián)合設計新一代具有國際先進水平的數(shù)控機床。

通過這些技術(shù)聯(lián)盟，沈機集團在短短5年內(nèi)，自主開發(fā)了中高檔數(shù)控機床產(chǎn)品300余種，其中60%以上達到國際同行業(yè)先進水平，許多機床打破了國外對航空等關鍵領域的封鎖。

■ 給數(shù)控機床裝上“中國腦”

如果說機床是制造業(yè)的工作母機，那么數(shù)控系統(tǒng)則是數(shù)控機床的大腦，雖然只是一塊小小的芯片，卻控制著機床的速度、精度等。我國高檔數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)基本上被跨國公司獨占。

2007年8月29日，由沈機集團與中國科學院沈陽計算技術(shù)研究所聯(lián)合實施的“國產(chǎn)數(shù)控機床應用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)示范工程”項目，通過國家鑒定驗收。

由我國科技人員自主研發(fā)的中高檔數(shù)控系統(tǒng)，首次成批配套安裝在沈機集團提供的6大類、30臺數(shù)控機床上。

經(jīng)過雙方聯(lián)合攻關，在五軸聯(lián)動高速加工中心產(chǎn)品上，“沈陽數(shù)控”系統(tǒng)替代了原意大利菲迪亞C1數(shù)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)高速加工、五軸聯(lián)動加工功能；在五軸聯(lián)動車銑復合加工中心產(chǎn)品上，“沈陽數(shù)控”系統(tǒng)替代原德國西門子840D數(shù)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)車、銑復合加工、五軸聯(lián)動加工功能；在雙過程數(shù)控輪轂車床產(chǎn)品上，“沈陽數(shù)控”系統(tǒng)替代原使用的日本發(fā)那科18i數(shù)控系統(tǒng)；在立式加工中心和普及型數(shù)控車床產(chǎn)品上，使用“沈陽數(shù)控”系統(tǒng)替代日本發(fā)那科系列數(shù)控系統(tǒng)進行配套控制等。

采用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的五軸聯(lián)動高速加工中心，能夠加工具有復雜型面的高檔葉輪、人像雕塑等工件，成功替代了原配的國外同類數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品。目前，配套“沈陽數(shù)控”的30臺高檔數(shù)控機床已銷售一空。

篇4

關鍵詞：科學技術(shù)；機械制造業(yè)；現(xiàn)代數(shù)控機床；發(fā)展情況；策略

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3198（2012）17-0176-01

0 緒言

機床是世界先進制造技術(shù)與制造信息結(jié)合的重要元素，并且是機械制造業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)與工具。所謂數(shù)控機床，指的是在數(shù)字化控制下，能夠在尺寸精準與幾何精準兩個方面制造毛坯零件加工中需要立體幾何形狀的工作母機的總稱。與傳統(tǒng)的數(shù)控機床相比，現(xiàn)代數(shù)控機床具有高效、高精度等特征，解決了原來數(shù)控領域難以解決的問題，保證了加工零件的質(zhì)量，并且降低了數(shù)控工人的工作強度，進而提升了生產(chǎn)效率。發(fā)展數(shù)控機床技術(shù)是我國實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化的基礎工作，并且也是機械制造產(chǎn)業(yè)改革的必經(jīng)之路。而隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的數(shù)控機床技術(shù)也取得了明顯的成果，但是依然存在一些問題，就需要我們?nèi)ジ倪M與創(chuàng)新。

1 我國數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與問題

機床產(chǎn)業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎，而其中的裝備制造業(yè)又是工業(yè)發(fā)展的核心。我國將發(fā)展高檔數(shù)控機床技術(shù)作為新時期十六個科技創(chuàng)新項目之一，尤其在我國政府的大力支持下，我國的數(shù)控機床領域有了重大的研究突破，并且研發(fā)出了一批具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控機床技術(shù)。

第一，在中高檔數(shù)控機床方面有了重大突破。我國在近幾年開發(fā)出了大型、五軸聯(lián)動的數(shù)控加工機床與其他大批的專業(yè)化高效率數(shù)控機床，并且建立了大批的中檔數(shù)控機床核心產(chǎn)業(yè)基地。

第二，核心功能部位的制造水平提高。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國制造的數(shù)控機床的部分性能已經(jīng)接近了國際的指標，達到了制造的先進水平。我國相應開發(fā)出了高速主軸單元、重載直線導軌等高性能的核心數(shù)控部件樣機，而其中有些部件已經(jīng)開始小批量的生產(chǎn)，獲得了不錯的反響。

第三，部分中高檔數(shù)控機床系統(tǒng)開發(fā)應用取得一定成果。我國的數(shù)控領域通過自主研發(fā)與其他國家相互合作，在部分中檔數(shù)控機床技術(shù)領域取得了明顯的成果，能夠初步解決遠程數(shù)據(jù)等傳統(tǒng)機床出現(xiàn)的技術(shù)難題。

然而我們看到了我國數(shù)控機床取得的明顯成果，也要正視依然存在的問題：

第一，我國高檔數(shù)控機床供應能力較弱。雖然我國的數(shù)控機床領域在近幾年得到了顯著的發(fā)展，并且工作效率也明顯提高。但是我們依然可以看到機床消費與生產(chǎn)結(jié)構(gòu)之間的矛盾，而隨著我國工業(yè)發(fā)展，對中高檔數(shù)控機床的需求遠遠超過了低檔的需求，但是我國高檔數(shù)控機床依然需要從外國進口。

第二，自主創(chuàng)新能力較差。一直以來，我國的機床制造業(yè)都在行業(yè)內(nèi)的研究所中進行，但是由于創(chuàng)新能力較差，技術(shù)投入不足，導致自主創(chuàng)新能力不高。雖然我國一直引進海外技術(shù)，并且購買了許多先進的數(shù)控技術(shù)，但是由于缺乏基礎性的研究技術(shù)，因此難以汲取先進技術(shù)為己用。

2 我國數(shù)控機床發(fā)展創(chuàng)新策略研究

第一，提高自主開發(fā)與創(chuàng)造能力。面對我國這個工業(yè)大國，我們必須要提高機床產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)力度，要實現(xiàn)核心技術(shù)與功能部件的有機結(jié)合，以研發(fā)高檔數(shù)控機床為主要目標，提高整個數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的水平。加強我國數(shù)控技術(shù)基礎研發(fā)理論的研究以及數(shù)控應用軟件的科研，改革行業(yè)標準，為我國數(shù)控機床領域發(fā)展奠定基礎。

第二，將數(shù)控功能部件作為基礎，核心共性科學技術(shù)作為支撐力量。我國的數(shù)控系統(tǒng)與功能部件等基礎研究方面是弱項，并且成為阻礙我國數(shù)控機床領域發(fā)展的一大障礙，因此我們必須要提高專業(yè)化程度與自主研發(fā)能力。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與自主創(chuàng)新能力的提升需要依靠數(shù)控核心技術(shù)的掌控，并且依靠數(shù)控核心共性技術(shù)的支撐作用。我們都知道基礎技術(shù)的研究是提高整個數(shù)控產(chǎn)業(yè)水平的基礎與保障，也是機床設計中的核心與關鍵之處，這對于我國數(shù)控機床領域跨出一大步具有重要的作用。

第三，引進先進技術(shù)，與先進國家合作。我們可以向西方具有先進技術(shù)的國家吸取經(jīng)驗，并且以市場來換技術(shù)，與跨國公司進行合作，實現(xiàn)數(shù)控主流產(chǎn)品的高起點與專業(yè)化發(fā)展模式。對引進的先進技術(shù)，要充分吸收，實現(xiàn)創(chuàng)新，滿足用戶的多種需求。

3 結(jié)語

隨著我國工業(yè)化進程的大踏步前進，數(shù)控機床領域的發(fā)展也是迅猛飛進的，并且朝著高效、高速、網(wǎng)絡化等方向發(fā)展。在近幾年我國政府注重對數(shù)控機床的投入資金與研發(fā)力度，并且取得了巨大的成效。但是縱觀我國數(shù)控機床技術(shù)，依然以西方先進國家存在較大差距。我們需要不斷努力，加強對自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)與創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā)，進而滿足我國重點工程的現(xiàn)代需求，縮短與先進國家的差距，實現(xiàn)我國數(shù)控機床領域的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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［4］邰曉輝.XK717數(shù)控銑床進給傳動系統(tǒng)的動力學優(yōu)化［D］.浙江工業(yè)大學，2006.

篇5

如果把高端裝備制造業(yè)的“工作母機”數(shù)控機床比作一個人，那么數(shù)控系統(tǒng)相當于人的“大腦”，通過數(shù)控系統(tǒng)的指揮調(diào)度，一系列復雜的工序就可以在一臺機床上自動完成。

作為國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)第一家上市公司，華中數(shù)控是國內(nèi)最大的中、高檔數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)，是國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)中具備領先核心技術(shù)和自主配套能力的國家首批“創(chuàng)新型企業(yè)”。

“要想成為制造大國和制造強國，中國裝備就不能沒有‘中國大腦’。我們的使命就是用‘中國大腦’裝備中國制造。” 武漢華中數(shù)控股份有限公司董事長、國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任陳吉紅如是說。

打破封鎖

目前，國際市場上中、高檔數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)生產(chǎn)，主要集中在日本發(fā)那科和德國西門子兩家企業(yè)，全球市場占有率高達 70%以上，同時占據(jù)中國 95%以上的高檔數(shù)控系統(tǒng)和 80%左右的中檔數(shù)控系統(tǒng)市場。整個國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)市場的格局是：高端基本被國外品牌壟斷，中端市場也是國外品牌占據(jù)主要市場份額，低端市場主要被國產(chǎn)系統(tǒng)占領。

華中數(shù)控近年來在中、高檔數(shù)控系統(tǒng)的市場銷量逐年上升，公司自主研發(fā)生產(chǎn)的中、高檔數(shù)控系統(tǒng)打破了發(fā)達國家對中國的技術(shù)封鎖，對國外品牌數(shù)控系統(tǒng)形成了較大沖擊。2011年，公司通過中、高檔數(shù)控系統(tǒng)的示范應用和推廣，進一步加大與主機床廠的合作力度，去年銷售數(shù)控系統(tǒng)首次實現(xiàn)了1萬臺的突破，同比增長10%左右。

“這是在市場總體形勢不好的情況下取得的，更凸顯了公司技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展勢頭良好，抗擊市場風險的能力較強。”華中數(shù)控董秘、副總經(jīng)理伍衡對本刊記者說，“2011 年下半年起，全國機床行業(yè)整體增速減緩、庫存加大、企業(yè)經(jīng)營成本上升。而華中數(shù)控仍然加大了對市場營銷、產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)開發(fā)、人力資源等方面的投入，為企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展奠定了基礎。”

據(jù)了解，華中數(shù)控自主研發(fā)的華中8型高檔數(shù)控系統(tǒng)成功入選“十一五”國家重大科技成就展，與其配套的普什寧江機床有限公司高精密臥式加工中心THMC6350也作為國家重大專項成果展出，是現(xiàn)場惟一一臺高檔數(shù)控機床。

華中數(shù)控市場部部長肖明表示，這充分體現(xiàn)了國家對數(shù)控行業(yè)和高端裝備制造業(yè)的重視。這次“十一五”成就展，涵蓋了國民經(jīng)濟和高端科技所有重點領域，包括神舟七號、天宮一號、探月工程、大飛機、下一代移動通訊、生物新技術(shù)等。與這些成果相比，數(shù)控產(chǎn)品相對陌生，但是中央堅定地把“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”放在展覽的重要位置，說明高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備具有基礎性、通用性和戰(zhàn)略性的特征，是制造各種機器和設備的基礎性裝備。同時，為其他15個重大專項提供高精度裝備，直接影響其研制速度。

相比其他數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)，華中數(shù)控具有明顯的技術(shù)、產(chǎn)品、人才和市場優(yōu)勢。公司的技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力較強，被評為“國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃成果產(chǎn)業(yè)化基地”、“國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程”，設立了博士后工作站。“十一五”期間，完成國家科技重大專項三項課題，攻克了一批高檔數(shù)控系統(tǒng)關鍵技術(shù)，已有多項科技成果獲得國家科技進步獎和省部級科技進步獎，并且實現(xiàn)批量生產(chǎn)。申報的三項國家重大專項 2012年度課題，已獲得立項批準。主導產(chǎn)品數(shù)控系統(tǒng)擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，已取得國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)專利20項，軟件著作權(quán)26項，9項產(chǎn)品被評為國家級重大新產(chǎn)品，研制的五軸聯(lián)動高檔數(shù)控系統(tǒng)填補了國內(nèi)空白。

華中數(shù)控之所以能不斷創(chuàng)新，伍衡介紹說，“產(chǎn)、學、研、用相結(jié)合，服務于國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場，這是華中數(shù)控不斷創(chuàng)新的核心。公司與華中科技大學合作，在數(shù)控裝置、交流伺服驅(qū)動、伺服電機的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面形成了自主成套能力。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，公司建立了一支300多人的數(shù)控技術(shù)研究、開發(fā)、管理人才隊伍，其中大部分具有本科以上學歷，100多人具有碩士或博士學歷。一批技術(shù)和業(yè)務骨干持有公司股份，近兩年核心技術(shù)人員未發(fā)生變動。”

基于領先的技術(shù)平臺，華中數(shù)控可以根據(jù)市場需求和用戶個性訂單，快速提供靈活多樣的產(chǎn)品和服務，滿足用戶多層次需求。在產(chǎn)品的齊全性、成套性、性價比等方面具備顯著的競爭優(yōu)勢和品牌優(yōu)勢。

據(jù)肖明介紹，華中數(shù)控的數(shù)控系統(tǒng)廣泛應用于國內(nèi)主要機床制造企業(yè)和航空航天、電力、能源、汽車等重點行業(yè)。公司與部分機床廠建立了戰(zhàn)略聯(lián)盟關系，通過一批國產(chǎn)中、高檔數(shù)控系統(tǒng)應用驗證示范點，共同開拓下游市場。此外，覆蓋全國的技術(shù)服務網(wǎng)絡為用戶提供了良好的服務，擴大了企業(yè)的影響力。

中國已成為世界第一大數(shù)控機床消費國和生產(chǎn)國。根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會對 2007 年至 2010 年國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)年度經(jīng)濟指標統(tǒng)計，近五年，華中數(shù)控中高檔數(shù)控裝置產(chǎn)品的市場份額一直位居國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)第一。華中 8 型高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)平臺的成功開發(fā)，將大大縮短與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)的差距，并在現(xiàn)場總線技術(shù)、智能化技術(shù)、加工工藝技術(shù)集成等部分功能和性能實現(xiàn)技術(shù)原創(chuàng)和超越。

2011年年底正式投產(chǎn)以來，華中8型數(shù)控系統(tǒng)已實現(xiàn)數(shù)百臺生產(chǎn)銷售。其中，已與國家重大專項課題研制的10類44臺高檔數(shù)控機床配套應用，是配套最多的國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)。涉及到的合作公司有東方汽輪機、大連機床、昆明機床、秦川機床、武漢機床、安陽機床等。

在航空航天方面，華中數(shù)控與大連機床集團合作，研制的高檔數(shù)控機床被上海航天技術(shù)研究院選用，成功用于批量加工航天衛(wèi)星零件，實現(xiàn)了國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)在航天領域的突破。