“十五”期間庭瑰，通過(guò)國(guó)家相關(guān)計(jì)劃的支持迟赶，我國(guó)在中高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)研究方面有了較大突破林皇，創(chuàng)造了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果和核心技術(shù)座叙，打破國(guó)外的技術(shù)封鎖刮诅，在五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床、車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床契叔、高速加工機(jī)床舟窥、納米級(jí)分辨率數(shù)控車(chē)床等重大數(shù)控裝備上均有突破。開(kāi)發(fā)出多種中檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品麸应，多軸控制的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)了商品化削仲。各類(lèi)功能部件，如轉(zhuǎn)塔刀架损侄、電主軸不恭、刀庫(kù)、滾珠絲杠等發(fā)展迅速财饥，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平换吧、質(zhì)量水平、可靠性钥星、外觀及工藝水平等取得了長(zhǎng)足進(jìn)步沾瓦，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)化。

　　1 科技創(chuàng)新取得了一批原創(chuàng)性技術(shù)成果

　　“ 十五” 期間谦炒， 通過(guò)科技創(chuàng)新贯莺，在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域取得了一批原創(chuàng)性科技成果，其中具有代表性的產(chǎn)品有：

　　1.1 超精密球面加工機(jī)床

　　北京機(jī)床所自主研制的超精密球面加工設(shè)備编饺， 采用整體減震結(jié)構(gòu)乖篷、超精密氣浮主軸和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、精密的兩軸氣浮導(dǎo)軌透且，可滿(mǎn)足薄壁易變形撕蔼、表面粗糙度要求高的球面和整球零件的超精密加工，加工超精密半球時(shí)秽誊，表面粗糙度Ra0.025μm钝摧。同時(shí)，通過(guò)大量有針對(duì)性的工藝試驗(yàn)，摸索出了較完整的球體超精密加工的工藝技術(shù)裹融，為批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)绪论。該類(lèi)設(shè)備也可服務(wù)于如透鏡模具、照相機(jī)塑料鏡片幽卜、條形碼閱讀設(shè)備卷俱、激光加工機(jī)光路系統(tǒng)用聚焦反射鏡等高技術(shù)產(chǎn)品。

　　1.2 數(shù)控砂帶凸輪軸磨床

　　上海機(jī)床廠有限公司在周勤之院士的帶領(lǐng)下并淳，研制的采用共扼原理的數(shù)控砂帶凸輪軸成形磨床百郊，可同時(shí)加工所有的凸輪型面。

　　1.3 金屬板料無(wú)模成型制造系統(tǒng)

　　由吉林工業(yè)大學(xué)研制成功的金屬板料無(wú)模成型制造系統(tǒng)啰林，以多點(diǎn)成形技術(shù)為核心捉为，利用計(jì)算機(jī)控制一系列規(guī)則排列的沖頭點(diǎn)陣，通過(guò)調(diào)整沖頭高度形成所需的成形曲面鸡焰，代替模具實(shí)現(xiàn)金屬板殼類(lèi)件的無(wú)模焚趴、快速、數(shù)字化成形舱污。通過(guò)攻克快速調(diào)形機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)呀舔、柔性壓邊、起皺與壓痕控制及回彈補(bǔ)償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)慌闭，開(kāi)發(fā)出分段成形别威、反復(fù)成形、多道成形驴剔、閉環(huán)成形以及薄板多點(diǎn)成形等新工藝省古，研制出3150kN、2000kN丧失、630kN和200kN四種規(guī)格的無(wú)模多點(diǎn)成形集成系統(tǒng)及配套的CAD/CAM專(zhuān)用軟件豺妓，并在長(zhǎng)春軌道客車(chē)股份有限公司使用多點(diǎn)成形系統(tǒng)首次實(shí)現(xiàn)了流線形火車(chē)頭覆蓋件的無(wú)模多點(diǎn)成形。

　　1.4 大型龍門(mén)式五軸聯(lián)動(dòng)混聯(lián)機(jī)床

　　由齊齊哈爾二機(jī)床集團(tuán)布讹、清華大學(xué)和哈爾濱電機(jī)廠有限公司“產(chǎn)學(xué)研用” 密切合作開(kāi)發(fā)的XNZD2415大型龍門(mén)式五軸聯(lián)動(dòng)混聯(lián)機(jī)床琳拭，是我國(guó)在并聯(lián)機(jī)床研究方面的一個(gè)突破。該機(jī)床取得了/項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利描验，結(jié)合串聯(lián)結(jié)構(gòu)與并聯(lián)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)白嘁，采用雙柱龍門(mén)工作臺(tái)移動(dòng)式，用直線驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)虛擬空間坐標(biāo)位置變換帘染，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單嘀吨，多自由度運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)，具有較高的柔性和工藝集成度耕疟。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)采用兩組平行四邊形機(jī)構(gòu)淮晓，A/C擺角銑頭采用雙蝸桿消隙機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)拆鹉，交叉滾柱軸承支撐，剛度高睹揍，保證了主軸進(jìn)給剛度及精度舷翰，實(shí)現(xiàn)A軸轉(zhuǎn)角±105°，C軸連續(xù)轉(zhuǎn)角0~400°责某，可實(shí)現(xiàn)葉片坐蓉、導(dǎo)葉等復(fù)雜空間曲面的加工。由清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的基于RT-Linux的數(shù)控系統(tǒng)采用高精度控制算法坤搂，應(yīng)用數(shù)控后置處理系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)刀位文件轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)加工代碼咱缭。

　　由于混聯(lián)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)集中在并聯(lián)構(gòu)件上，運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量輕戒蟆，運(yùn)動(dòng)速度快， 可以完成高速切削加工揖赴。相比之下馆匿，機(jī)床重量可降低四分之一，制造周期可以縮短40%燥滑。XNZD2415型數(shù)控龍門(mén)混聯(lián)機(jī)床通過(guò)在哈爾濱電機(jī)廠水電分廠近兩年時(shí)間的生產(chǎn)應(yīng)用渐北，在加工水輪機(jī)葉片和導(dǎo)葉曲面中，表明該機(jī)床性能可以滿(mǎn)足加工要求铭拧。

　　由哈爾濱量具刃具集團(tuán)赃蛛、哈爾濱工業(yè)大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的并聯(lián)機(jī)床采用典型的并聯(lián)機(jī)構(gòu)加一臥置（或立置）數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，形成并搀菩、串聯(lián)的七軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床呕臂，能實(shí)現(xiàn)五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。在并聯(lián)機(jī)床裝自動(dòng)刀庫(kù)肪跋，在機(jī)床上可自動(dòng)標(biāo)定及在線檢測(cè)歧蒋。目前已有4臺(tái)用于哈爾濱汽輪機(jī)廠的葉片加工。

　　上述新型結(jié)構(gòu)機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用州既，標(biāo)志著我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的混并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床開(kāi)始步入實(shí)用階段谜洽。

　　1.5 納米精度微型數(shù)控磨床

　　納米精度微型數(shù)控磨床是上海機(jī)床廠有限公司與國(guó)外合作開(kāi)發(fā)的具有國(guó)際水平的外圓磨床。該機(jī)床的床身采用整體式大理石結(jié)構(gòu)芜溪，具有精度高囱叼、抗震性好的特點(diǎn)。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到60000r/min明殊，砂輪架軸采用空氣密封冷卻系統(tǒng)沟乘，機(jī)床長(zhǎng)度150mm， 砂輪架進(jìn)給50mm欧蠢， 采用最小直徑可達(dá)0.2mm的金剛石砂輪忠宙，可滿(mǎn)足高精度小孔架讳、槽、臺(tái)階面的加工杀打，尤其適合小型液壓閥芯的超精密磨削文饱，是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的精度最高、規(guī)格最小的磨床蕉殴。

　　1.6 磁懸浮軸承高速主軸單元

　　山東大學(xué)研制了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的內(nèi)裝式電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁懸浮軸承高速主軸單元樣機(jī)融吓。山東大學(xué)通過(guò)采用遺傳算法對(duì)電磁軸承進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，開(kāi)展了磁懸浮軸承的仿真研究歹嘹、磁懸浮軸承起浮試驗(yàn)箩绍、轉(zhuǎn)速試驗(yàn)、軸承剛度測(cè)試以及工業(yè)磨削試驗(yàn)尺上，該主軸單元樣機(jī)的最高轉(zhuǎn)速達(dá)到34,000/min材蛛，剛度達(dá)到645.9N/μm， 回轉(zhuǎn)精度達(dá)到0.0015mm怎抛。數(shù)字控制器采用DSPTMS320系列負(fù)責(zé)控制算法卑吭，采用TMS320VC33為系統(tǒng)硬件平臺(tái)，基于G(HI的功率放大器設(shè)計(jì)马绝，PC機(jī)監(jiān)視狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示豆赏。通過(guò)在濟(jì)南四機(jī)數(shù)控機(jī)床有限公司研制的J4K-095數(shù)控內(nèi)外圓復(fù)合磨床上進(jìn)行磨削實(shí)驗(yàn)，目前磨出的鋼試件內(nèi)孔表面粗糙度為Ra0.89μm（見(jiàn)圖4）富稻。雖然距工業(yè)應(yīng)用還有一段距離掷邦，但為我國(guó)跟蹤國(guó)際先進(jìn)技術(shù)發(fā)展打下了初步基礎(chǔ)。磁懸浮軸承如應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電機(jī)椭赋、腐蝕液體電鍍系統(tǒng)及其他高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和潔凈環(huán)境等領(lǐng)域抚岗，可發(fā)揮磁軸承高轉(zhuǎn)速、無(wú)摩擦纹份、長(zhǎng)壽命卫殷、不用潤(rùn)滑、無(wú)污染培幽、低功耗等優(yōu)點(diǎn)嗡沈。

　　2 高性能數(shù)控機(jī)床的技術(shù)創(chuàng)新取得突破

　　2.1 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速立式加工中心

　　北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司研究開(kāi)發(fā)的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速立式加工中心，通過(guò)對(duì)具有高加速度和高速度性能的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給部件及其防護(hù)裝置的合理設(shè)計(jì)绎编，攻克了相關(guān)控制系統(tǒng)和軟件的匹配及調(diào)試蔑串、關(guān)鍵零部件的加工工藝及直線電機(jī)部件的裝配調(diào)試等關(guān)鍵技術(shù)，解決了在高加速及高速運(yùn)動(dòng)條件下保證機(jī)床剛性和精度的機(jī)床結(jié)構(gòu)布局問(wèn)題演穗，研制出了我國(guó)第一臺(tái)直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速加工中心柱涕。主要參數(shù)：工作臺(tái)尺寸1400mm×630mm， 主軸轉(zhuǎn)速10~15000r/min垛墙；直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸X籍钱、Y軸羡雷，最大快移速度分別為100m/min和120m/min，最大加速度分別為0.8g和1.5g种慕；Y热品、Z軸重復(fù)定位精度分別為0.0056、0.0030 和0.0021啸驯， 主軸軸端徑向跳動(dòng)≤0.0008mm客扎。

　　2.2 高速五軸數(shù)控龍門(mén)銑床

　　濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司通過(guò)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，掌握了銑頭內(nèi)油霧潤(rùn)滑冷卻罚斗、橫梁預(yù)應(yīng)力反變形控制等關(guān)鍵技術(shù)徙鱼，并利用諧波傳動(dòng)原理，開(kāi)發(fā)了A/C擺角銑頭针姿，自行研制出高速五軸數(shù)控龍門(mén)銑床袱吆，主要滿(mǎn)足大型水泵葉片曲面加工精度的需要，提高了生產(chǎn)效率搓幌，也可用于大型模具加工杆故。桂林機(jī)床股份有限公司通過(guò)與大專(zhuān)院校合作，自主開(kāi)發(fā)了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門(mén)銑床溉愁，已實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售十余臺(tái)。

　　此外饲趋，濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)公司拐揭、江蘇多棱數(shù)控機(jī)床公司、中捷機(jī)床有限公司奕塑、北京航空制造工程研究所等單位還研制開(kāi)發(fā)了橫梁移動(dòng)式高速五軸數(shù)控龍門(mén)銑床愧陈，特別適合航空大型板類(lèi)結(jié)構(gòu)件及大型模具的高速加工。

　　2.3五軸車(chē)銑復(fù)合加工中心

　　沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)通過(guò)與國(guó)外聯(lián)合設(shè)計(jì)搭吵，攻克了動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元煮啡、大直徑大通孔的高速?gòu)?qiáng)力主軸、刀架棒论、機(jī)床熱平衡馁祈、精度補(bǔ)償?shù)榷囗?xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，主傳動(dòng)兼顧了大扭矩輸出和高速輸出委董，動(dòng)力刀具主軸的設(shè)計(jì)也實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)速與大扭矩的兼顧银薪，Y/B軸部分的設(shè)計(jì)功能更完善，剛性更高血明，尾臺(tái)的設(shè)計(jì)充分考慮剛性及高的自動(dòng)化和安全性夫石，高性能車(chē)銑復(fù)合機(jī)床的刀庫(kù)及機(jī)械手換刀裝置為完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。開(kāi)發(fā)出五軸車(chē)銑復(fù)合加工中心并完成了系列化腊尤、規(guī)格化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)鸭僧。主軸最高轉(zhuǎn)速700r/min口溃，可滿(mǎn)足形狀復(fù)雜的大型回轉(zhuǎn)體零件加工要求，如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸旷偿、起落架烹俗、船用發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、增壓器蝸桿差速換向器狸捅、螺旋葉片合裝的高速高效加工等衷蜓。

　　大連機(jī)床集團(tuán)公司、北京北一數(shù)控有限公司等通過(guò)與國(guó)外技術(shù)合作尘喝，也研制成功了五軸車(chē)銑復(fù)合加工中心并投入使用磁浇。

　　2.4 雙刀架多主軸數(shù)控車(chē)床

　　濟(jì)南一機(jī)床集團(tuán)公司研發(fā)的MJ-860DT型雙刀架、四軸對(duì)置式數(shù)控車(chē)床具有規(guī)格大朽褪、剛性高置吓、主軸低速時(shí)有重切削能力等特點(diǎn)。由于采用了雙刀架和四軸對(duì)置的形式缔赠，同時(shí)可加工兩個(gè)零件衍锚，使加工效率大幅提高，消除切削振紋及提高刀具使用壽命嗤堰，特別適宜中低轉(zhuǎn)速下筒類(lèi)零件戴质、高強(qiáng)度耐熱鈦鎳合金鋼類(lèi)零件的強(qiáng)力切削。

　　沈陽(yáng)機(jī)床股份公司沈陽(yáng)第一機(jī)床廠開(kāi)發(fā)的對(duì)置式雙主軸高速車(chē)削中心卒抖， 快速移動(dòng)速度≥30m/min氏腐，最大移動(dòng)加速度達(dá)到1g；主軸最高轉(zhuǎn)速≥7000r/min栏葬。重點(diǎn)組織了對(duì)高速機(jī)床的熱平衡及可靠性技術(shù)冻哈、高速液壓卡盤(pán)與配油選擇及裝配調(diào)整技術(shù)、高運(yùn)動(dòng)精度導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)抚言、對(duì)置式雙主軸同步技術(shù)的攻關(guān)优隔，掌握了高轉(zhuǎn)速、高加速度機(jī)床的設(shè)計(jì)與裝配技術(shù)芦槽。研制出CHH6125樣機(jī)棋少，達(dá)到專(zhuān)題規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)。

　　南京數(shù)控機(jī)床公司開(kāi)發(fā)的高效详不、大型車(chē)削單元是國(guó)內(nèi)重機(jī)和軍工蚯氯、航天等行業(yè)急需的設(shè)備。通過(guò)大型車(chē)削加工單元的研制妖救，主軸最大輸出扭矩達(dá)2500Nm橄浓，主軸最高轉(zhuǎn)速2500r/min， 可適合大扭矩切削亮航，提高加工效率荸实，同時(shí)對(duì)主軸的加工工藝匀们、主軸單元的動(dòng)平衡、主軸箱體孔的研磨工藝准给、軸承與主軸和箱體孔的配合泄朴、主軸軸承的預(yù)加負(fù)荷及溫升控制進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，保證主軸單元達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求露氮。采用模塊化設(shè)計(jì)祖灰，針對(duì)加工不同零件實(shí)現(xiàn)不同的模塊組合，使機(jī)床具有較寬的適用范圍畔规。此外還針對(duì)兵器和航天行業(yè)典型的彈體類(lèi)零件的特點(diǎn)和要求設(shè)計(jì)了龍門(mén)式上下料機(jī)械手局扶。

　　2.5 五軸葉片加工中心

　　北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司和東方汽輪機(jī)廠緊密結(jié)合，為東方汽輪機(jī)廠加工大型汽輪機(jī)葉片研制出五軸葉片加工中心系列產(chǎn)品叁扫。

　　通過(guò)對(duì)大型葉片加工的工藝特點(diǎn)研究三妈，根據(jù)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際情況求出最佳“ 刀心距”， 給出了“最佳刀心距”的求解方法莫绣，并把它作為一個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)用于機(jī)床設(shè)計(jì)中策见。設(shè)計(jì)了回轉(zhuǎn)軸的新型消除間隙機(jī)構(gòu)，確保穩(wěn)定控制回轉(zhuǎn)傳動(dòng)的間隙值妆浅，提高了機(jī)床的抗振性蒜材。設(shè)計(jì)出“機(jī)構(gòu)平衡”系統(tǒng)，推導(dǎo)出“機(jī)構(gòu)平衡”原理爵缸，首創(chuàng)提出“ 自位組合彈簧”果派， 平衡效果達(dá)到80%。自行開(kāi)發(fā)基于Windows平臺(tái)的加工后置處理軟件眶洗，可在用戶(hù)現(xiàn)有加工軟件基礎(chǔ)上根據(jù)自己的工藝調(diào)整參數(shù)，以提高加工質(zhì)量和加工效率饵朱，適合于多種數(shù)控系統(tǒng)堤网。經(jīng)用戶(hù)兩年的使用，國(guó)產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的主要技術(shù)指標(biāo)完全能滿(mǎn)足當(dāng)前大型葉片加工的需要椰完。

　　2.6數(shù)控成形磨床

　　由杭州機(jī)床集團(tuán)公司自主研發(fā)的七軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控成形磨床贫肌，采用緩進(jìn)給深切強(qiáng)力成形磨削技術(shù)，可將毛坯直接磨削成形為零件辨批，不僅成形精度好怔匣，而且減少了許多加工工序，使生產(chǎn)效率有很大提高桦沉。主要用來(lái)磨削重型燃?xì)廨啓C(jī)葉片圓弧葉冠等復(fù)雜形狀零件的形面加工每瞒，特別適用于難加工材料零件多方向、凸凹面纯露、圓弧面的精密加工剿骨。

　　2.7 數(shù)控重型機(jī)床

　　北京北一數(shù)控機(jī)床有限責(zé)任公司通過(guò)開(kāi)展龍門(mén)產(chǎn)品的系列化代芜、模塊化設(shè)計(jì)研究，增加了系列機(jī)床變型產(chǎn)品的種類(lèi)浓利；通過(guò)對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)件挤庇、進(jìn)給模塊和主傳動(dòng)模塊的優(yōu)化簡(jiǎn)化，增加模塊贷掖、功能組件及零件的通用性嫡秕；完成了系列產(chǎn)品高速主傳動(dòng)的研究開(kāi)發(fā)、弧面凸輪的設(shè)計(jì)及加工制造苹威、高速進(jìn)給技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)昆咽、立臥轉(zhuǎn)換頭結(jié)構(gòu)及立臥頭自動(dòng)轉(zhuǎn)換、五面加工的編程等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)魏蜒。為兵器工業(yè)提供了一批重型加工設(shè)備茧音；同時(shí)在軍工用戶(hù)需求的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了XHA2140×120,動(dòng)梁龍門(mén)加工中心和XKA2140×80,數(shù)控動(dòng)梁龍門(mén)鏜銑床发凹，采用模塊化設(shè)計(jì)盘嘉，拓展了XHA21系列龍門(mén)加工中心和XKA21系列龍門(mén)鏜銑床的規(guī)格與功能范圍，形成了XKA21系列龍門(mén)加工中心和XKA21系列龍門(mén)鏜銑床產(chǎn)品衍康，其中XHA2140×120,動(dòng)梁龍門(mén)加工中心是目前國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)制造的規(guī)格最大的動(dòng)梁龍門(mén)加工中心蹲京。

　　武漢重型機(jī)床廠研制的CKX53160,型數(shù)控單柱移動(dòng)立式銑車(chē)床， 加工直徑16m.鞍票， 加工高度6.3m蚊牌，工作臺(tái)承重550t并可精確分度， 要求工件一次裝卡完成車(chē)岖佛、銑诀虹、鏜、鉆用虚、攻絲晌颅、磨削全部加工工序，制造難度大粤蝎。該機(jī)床的試制成功真仲，保證了三峽電站550t巨型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的加工。武漢重型機(jī)床廠研制開(kāi)發(fā)的重型七軸五聯(lián)動(dòng)車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床初澎，最大加工直徑8000mm秸应， 最大加工高度2000mm，承重100t碑宴，具有五軸聯(lián)動(dòng)車(chē)软啼、銑復(fù)合加工、在線測(cè)量等功能，可實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)自動(dòng)精確分度焰宣，能一次裝卡完成螺旋槳的全部工序的加工霉囚，是我國(guó)首臺(tái)自行研制的大型螺旋槳數(shù)控五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床，并達(dá)到當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平匕积。

　　此外盈罐，國(guó)內(nèi)部分機(jī)床企業(yè)還先后為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)工程和裝備制造業(yè)提供了一大批各類(lèi)數(shù)控機(jī)床，包括用于鐵路提速機(jī)車(chē)車(chē)軸及零部件闪唆、磁懸浮列車(chē)軌道梁盅粪、高速電力機(jī)車(chē)及零部件；大型發(fā)電機(jī)組和輸變電設(shè)備擅很；萬(wàn)噸級(jí)輪船尾軸像得、大型船用柴油機(jī)及零部件；壓力機(jī)部件鹅甚；大型鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子轨醒，大型閥門(mén)和大型水泵；連鑄連軋?jiān)O(shè)備及零部件等的制造夸截。為國(guó)防工業(yè)建設(shè)提供各類(lèi)大型佃逆、精密數(shù)控機(jī)床，用戶(hù)涉及航空儒淌、航天雷昵、船舶、兵器品客、核工業(yè)榴弧、電子等行業(yè)。

　　3 功能部件研究開(kāi)發(fā)步伐加快

　　3.1 高速主軸單元技術(shù)日臻成熟

　　北京機(jī)床研究所通過(guò)對(duì)分離式高速主軸單元和內(nèi)裝式高速主軸（ 電主軸） 單元關(guān)鍵技術(shù)的研究粟翔，掌握了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)桅狠、分析、精密加工工藝轿秧、動(dòng)平衡垂攘、裝配調(diào)試、試驗(yàn)等關(guān)鍵技術(shù)淤刃，開(kāi)發(fā)了電主軸和分離傳動(dòng)式高速主軸單元，建立了高速主軸單元試驗(yàn)臺(tái)吱型，完成了測(cè)試實(shí)驗(yàn)逸贾，實(shí)現(xiàn)了為其生產(chǎn)的立式和臥式加工中心配套。

　　由洛陽(yáng)軸承研究所軸研科技股份公司研究開(kāi)發(fā)出*+余種型號(hào)的內(nèi)裝式高速電主軸單元津滞，形成了系列產(chǎn)品铝侵，分離式主軸單元有適合BT40、BT50刀柄， 轉(zhuǎn)速6000咪鲜、8000狐赡、10000r/min等多種規(guī)格， 電主軸單元有適合,BT40疟丙、ESA63V刀柄颖侄、轉(zhuǎn)速10000、15000聋遮、20000重柄、24000r/min等。主要為加工中心仪丛、數(shù)控銑床汤史、數(shù)控車(chē)床、數(shù)控磨等配套卒粮。

　　此外巴锄，也有部分主機(jī)廠通過(guò)外購(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子等钱挺，也開(kāi)發(fā)制造了電主軸單元惕拍，并為自己的產(chǎn)品配套。

　　3.2 直線伺服電動(dòng)機(jī)研究開(kāi)發(fā)不斷深入

　　由清華大學(xué)研究開(kāi)發(fā)的高響應(yīng)直線電機(jī)和高推力直線電機(jī)伺服系統(tǒng)鸟氨，所用專(zhuān)用電源穩(wěn)定可靠冤牢；在控制系統(tǒng)方面，采用工控機(jī)和高速處理器（DSP）上下位多處理器控制集炭，具有通用和專(zhuān)用（車(chē)削中凸變橢圓活塞）相結(jié)合的特點(diǎn)丙者；構(gòu)建了專(zhuān)用高推力永磁交流直線電機(jī)全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)控制的軟硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)包括位置環(huán)营密、速度環(huán)和電流環(huán)在內(nèi)的閉環(huán)控制械媒，實(shí)踐推力波動(dòng)及伺服控制系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的辨識(shí)算法，探索克服高推力永磁交流直線電機(jī)固有的端部效應(yīng)和齒槽力的補(bǔ)償控制算法评汰，完成高推力永磁交流直線電機(jī)的高精度全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)控制器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和原型樣機(jī)纷捞。在伺服控制方面，實(shí)現(xiàn)了電流環(huán)被去、速度環(huán)和位置環(huán)算法融合主儡。

　　3.3 A/C軸復(fù)合擺角銑頭

　　通過(guò)自主創(chuàng)新以及與國(guó)內(nèi)外的技術(shù)合作，目前國(guó)內(nèi)已有多家機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)（如江蘇多棱數(shù)控機(jī)床有限公司惨缆、桂林機(jī)床股份有限公司糜值、濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司、北京北一數(shù)控機(jī)床有限責(zé)任公司坯墨、武漢重型機(jī)床公司寂汇、中捷機(jī)床有限公司等）掌握了A/C軸復(fù)合擺角銑頭的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，開(kāi)發(fā)出不同結(jié)構(gòu)形式的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司還開(kāi)發(fā)了力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的A/C軸復(fù)合擺角銑頭免姻。

　　3.4 高速轉(zhuǎn)臺(tái)與刀庫(kù)

　　漢川機(jī)床有限公司自主開(kāi)發(fā)了由力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和回轉(zhuǎn)刀庫(kù)饭糊。

　　3.5 高速工具系統(tǒng)研究

　　“十五”期間，成都工具研究所與江蘇大學(xué)等單位合作们灵，對(duì)HSK工具系統(tǒng)高速回轉(zhuǎn)狀態(tài)下的共性基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究分析稳虱。通過(guò)對(duì)HSK工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性的有限元分析和數(shù)值模擬、仿真計(jì)算皿理，系統(tǒng)地研究了HSK工具系統(tǒng)的工作機(jī)理孟庵、建立了力學(xué)模型、動(dòng)平衡數(shù)學(xué)模型和動(dòng)平衡失穩(wěn)性的數(shù)學(xué)模型题姜；通過(guò)HSK工具系統(tǒng)的高速切削實(shí)驗(yàn)研究补蠢，初步提出了高速加工中切削能與加工質(zhì)量的關(guān)系、動(dòng)平衡精度的實(shí)際意義與原則贪庄；開(kāi)發(fā)出UJS-HSK工具系統(tǒng)的專(zhuān)家知識(shí)系統(tǒng)及專(zhuān)用軟件姜架，建立了HSK工具系統(tǒng)綜合性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。研究開(kāi)發(fā)了HSK刀柄技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品鞠哥，系統(tǒng)地設(shè)計(jì)了HSK32隙譬、40、50会烙、63负懦、80、100等六個(gè)規(guī)格的HSK中空短錐柄的部分產(chǎn)品圖紙柏腻，建立了HSK工具系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)及其產(chǎn)品圖庫(kù)纸厉。

　　通過(guò)對(duì)HSK工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性及工藝分析，制定了HSK工具系統(tǒng)的機(jī)械加工工藝路線和流程五嫂；篩選了產(chǎn)品的材料颗品，制定了熱處理工藝技術(shù)要求；開(kāi)發(fā)了HSK熱裝刀柄裝卸用的高頻電磁加熱裝置與技術(shù)沃缘；開(kāi)發(fā)了HSK工具系統(tǒng)夾持扭矩測(cè)試裝置技術(shù)躯枢；完成了HSK工具系統(tǒng)部分產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)工作；進(jìn)行了HSK工具系統(tǒng)部分產(chǎn)品高速切削試驗(yàn)槐臀。試驗(yàn)表明锄蹂，國(guó)產(chǎn)HSK工具系統(tǒng)的技術(shù)和質(zhì)量已達(dá)到同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品技術(shù)水平，可以替換同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品水慨。

　　4 中高檔數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究與應(yīng)用取得一定成果

　　“十五”期間败匹，國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)自主研發(fā)或與國(guó)外開(kāi)展技術(shù)合作，在中檔數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)上取得明顯進(jìn)展步蛮。如武漢華中數(shù)控公司、北京航天數(shù)控公司、西南自動(dòng)化所等單位先后開(kāi)展了開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和軟硬件平臺(tái)的研究西寸，開(kāi)發(fā)了數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制则涎、可編程控制器和人機(jī)界面的二次開(kāi)發(fā)軟件包以及適合不同加工工藝要求的功能組件，并基于這些功能組件建立了滿(mǎn)足三類(lèi)操作系統(tǒng)（LIN-UX枢慰、DOS沈席、WINDOWS）開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)具有直線艾维、圓弧谭迄、螺旋線插補(bǔ)功能，空間任意曲面插補(bǔ)和A赠戏、B怔樊、C軸線性插補(bǔ)功能；反向間隙安粤、單向和雙向螺距誤差補(bǔ)償功能贫宫；支持跨平臺(tái)數(shù)控軟件開(kāi)發(fā)工具及標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)外設(shè)，并在研制的開(kāi)放式平臺(tái)上派生了多種特殊數(shù)控系統(tǒng)枝誊。實(shí)現(xiàn)了絲杠螺距為10mm况芒、分辨率為1μm的參數(shù)設(shè)置條件下， 快速移動(dòng)速度大于100m/min叶撒；分辨率為0.1μm時(shí)绝骚，快速移動(dòng)速度大于20m/min；控制軸數(shù)6軸祠够、可同時(shí)控制5軸压汪，滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求。現(xiàn)已有十幾套五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于桂林機(jī)床股份有限公司生產(chǎn)的大型龍門(mén)加工機(jī)床哪审。同時(shí)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行功能裁減蛾魄，開(kāi)發(fā)了滿(mǎn)足普及型中檔數(shù)控機(jī)床配套的車(chē)床控制系統(tǒng)和銑床控制系統(tǒng)。

　　為適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的配套要求湿滓，武漢華中數(shù)控公司滴须、北京航天數(shù)控公司、廣州數(shù)控設(shè)備廠叽奥、北京凱奇數(shù)控公司等一批企業(yè)相繼開(kāi)發(fā)出交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸交流伺服控制系統(tǒng)扔水，完成了20~200A交流伺服系統(tǒng)系列型譜的開(kāi)發(fā)，并形成了系列化產(chǎn)品塘袍。同時(shí)兔升，還開(kāi)發(fā)了與之相配套的交流伺服電機(jī)，額定轉(zhuǎn)速范圍200~3000r/min绑接； 完成了1.5~22kW交流主軸伺服控制系統(tǒng)及相應(yīng)主軸電機(jī)系列型譜開(kāi)發(fā)和樣機(jī)制造胃余，并實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的成套應(yīng)用近陈。

　　目前，武漢華中數(shù)控公司和廣州數(shù)控設(shè)備廠已形成批量生產(chǎn)交流伺服系統(tǒng)的能力没撒， 華中科技大學(xué)電機(jī)廠紊埂、武漢登奇電機(jī)廠等形成了交流伺服電機(jī)的批量生產(chǎn)能力。通過(guò)科技攻關(guān)與技術(shù)創(chuàng)新胆叁，部分國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了軟硬件與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)高度兼容庶消，可隨時(shí)吸納或采用計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的新成果，并開(kāi)發(fā)出可與多種伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接口的能力轻迹，不僅具有數(shù)控現(xiàn)場(chǎng)總線接口（如SERCOS總線）媚哪，也可支持低價(jià)位數(shù)控系統(tǒng)。

　　此外祭昏，北京機(jī)床研究所針對(duì)多種零件的混流生產(chǎn)耙厚，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃、管理系統(tǒng)及加工質(zhì)量控制和管理系統(tǒng)的研究爪喘，開(kāi)展了上述生產(chǎn)環(huán)境下的工夾具和刀具管理系統(tǒng)颜曾、多種控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床集群制造車(chē)間分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及異地遠(yuǎn)程制造信息集成技術(shù)的研究，開(kāi)發(fā)了針對(duì)使用多種控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床集群控制系統(tǒng)（包括數(shù)據(jù)管理秉剑、庫(kù)存管理泛豪、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃侦鹏、能力需求計(jì)劃诡曙、車(chē)間任務(wù)管理、車(chē)間作業(yè)管理略水、質(zhì)量控制和管理价卤、設(shè)備管理、人力資源管理等子系統(tǒng)）渊涝，并在車(chē)間級(jí)數(shù)控機(jī)床集群控制項(xiàng)目中進(jìn)行了示范應(yīng)用慎璧。

　　5 “十一五”展望

　　“十五”期間，我國(guó)機(jī)床制造業(yè)存在的主要矛盾（如部分關(guān)鍵技術(shù)的掌握跨释，自主創(chuàng)新與消化吸收再創(chuàng)新能力的提高要捐，中高檔數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)水平、用戶(hù)加工工藝的了解及服務(wù)水平等）有了初步的緩解蝎疹，并取得較大的進(jìn)步抽述，但尚未從根本上解決，還需繼續(xù)不斷努力边饿，趕上世界技術(shù)發(fā)展的步伐使城。

　　國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防工業(yè)建設(shè)（ 包括能源、交通值舀、船舶蛆骨、機(jī)械牌盖、冶金、航空洒妈、航天华孙、軍工等）重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)ξ覈?guó)機(jī)床制造業(yè)提出了新的要求。

　　“十一五”裝備制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要中明確提出申建，國(guó)家把以數(shù)控機(jī)床為代表的基礎(chǔ)裝備作為重點(diǎn)發(fā)展的七大領(lǐng)域之首，提出了重點(diǎn)發(fā)展的方向乘碑。

　　圍繞發(fā)電設(shè)備挖息、航空、航天兽肤、船舶需要的高精套腹、大型、專(zhuān)門(mén)化工作母機(jī)和工藝復(fù)合化機(jī)床资铡，

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