我國數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展與展望

國際金屬加工網(wǎng)

“十五”期間，通過國家相關(guān)計劃的支持街粟，我國在中高檔數(shù)控機床關(guān)鍵技術(shù)研究方面有了較大突破屉胳，創(chuàng)造了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研究成果和核心技術(shù)，打破國外的技術(shù)封鎖稍圾，在五軸聯(lián)動加工機床履剔、車銑復(fù)合加工機床、高速加工機床钠彬、納米級分辨率數(shù)控車床等重大數(shù)控裝備上均有突破轨来。開發(fā)出多種中檔數(shù)控機床產(chǎn)品，多軸控制的開放式數(shù)控系統(tǒng)等實現(xiàn)了商品化捂旨。各類功能部件秉唇，如轉(zhuǎn)塔刀架、電主軸憨琅、刀庫漆勉、滾珠絲杠等發(fā)展迅速，數(shù)控機床的技術(shù)水平叙谨、質(zhì)量水平温鸽、可靠性、外觀及工藝水平等取得了長足進步手负，促進了數(shù)控機床產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)升級和產(chǎn)業(yè)化涤垫。

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

“ 十五” 期間，通過科技創(chuàng)新竟终，在數(shù)控機床領(lǐng)域取得了一批原創(chuàng)性科技成果蝠猬，其中具有代表性的產(chǎn)品有：

1.1 超精密球面加工機床

北京機床所自主研制的超精密球面加工設(shè)備切蟋，采用整體減震結(jié)構(gòu)、超精密氣浮主軸和回轉(zhuǎn)工作臺榆芦、精密的兩軸氣浮導(dǎo)軌柄粹，可滿足薄壁易變形、表面粗糙度要求高的球面和整球零件的超精密加工匆绣，加工超精密半球時驻右，表面粗糙度Ra0.025μm。同時崎淳，通過大量有針對性的工藝試驗境猜，摸索出了較完整的球體超精密加工的工藝技術(shù)，為批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)寨衣。該類設(shè)備也可服務(wù)于如透鏡模具胸叠、照相機塑料鏡片、條形碼閱讀設(shè)備泽中、激光加工機光路系統(tǒng)用聚焦反射鏡等高技術(shù)產(chǎn)品虎疗。

1.2 數(shù)控砂帶凸輪軸磨床

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

1.3 金屬板料無模成型制造系統(tǒng)

由吉林工業(yè)大學(xué)研制成功的金屬板料無模成型制造系統(tǒng)蛹吱，以多點成形技術(shù)為核心浓盐，利用計算機控制一系列規(guī)則排列的沖頭點陣，通過調(diào)整沖頭高度形成所需的成形曲面晨每，代替模具實現(xiàn)金屬板殼類件的無模倚胀、快速、數(shù)字化成形所脉。通過攻克快速調(diào)形機構(gòu)及其控制系統(tǒng)可款、柔性壓邊、起皺與壓痕控制及回彈補償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)克蚂，開發(fā)出分段成形闺鲸、反復(fù)成形、多道成形埃叭、閉環(huán)成形以及薄板多點成形等新工藝摸恍，研制出3150kN、2000kN赤屋、630kN和200kN四種規(guī)格的無模多點成形集成系統(tǒng)及配套的CAD/CAM專用軟件立镶，并在長春軌道客車股份有限公司使用多點成形系統(tǒng)首次實現(xiàn)了流線形火車頭覆蓋件的無模多點成形。

1.4 大型龍門式五軸聯(lián)動混聯(lián)機床

由齊齊哈爾二機床集團类早、清華大學(xué)和哈爾濱電機廠有限公司“產(chǎn)學(xué)研用” 密切合作開發(fā)的XNZD2415大型龍門式五軸聯(lián)動混聯(lián)機床媚媒，是我國在并聯(lián)機床研究方面的一個突破嗜逻。該機床取得了/項國家發(fā)明專利，結(jié)合串聯(lián)結(jié)構(gòu)與并聯(lián)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點缭召，采用雙柱龍門工作臺移動式变泄，用直線驅(qū)動實現(xiàn)虛擬空間坐標位置變換，結(jié)構(gòu)簡單恼琼，多自由度運動能力強怔哮，具有較高的柔性和工藝集成度。并聯(lián)運動采用兩組平行四邊形機構(gòu)翼抡，A/C擺角銑頭采用雙蝸桿消隙機構(gòu)驅(qū)動鸡蒲，交叉滾柱軸承支撐，剛度高响奋，保證了主軸進給剛度及精度束咙，實現(xiàn)A軸轉(zhuǎn)角±105°，C軸連續(xù)轉(zhuǎn)角0~400°救眯，可實現(xiàn)葉片览止、導(dǎo)葉等復(fù)雜空間曲面的加工。由清華大學(xué)開發(fā)的基于RT-Linux的數(shù)控系統(tǒng)采用高精度控制算法观昂，應(yīng)用數(shù)控后置處理系統(tǒng)將標準刀位文件轉(zhuǎn)換為標準加工代碼校增。

由于混聯(lián)機床的主運動集中在并聯(lián)構(gòu)件上，運動部件質(zhì)量輕疾练，運動速度快茁只，可以完成高速切削加工。相比之下缔莲，機床重量可降低四分之一哥纫，制造周期可以縮短40%。XNZD2415型數(shù)控龍門混聯(lián)機床通過在哈爾濱電機廠水電分廠近兩年時間的生產(chǎn)應(yīng)用痴奏，在加工水輪機葉片和導(dǎo)葉曲面中蛀骇，表明該機床性能可以滿足加工要求。

由哈爾濱量具刃具集團读拆、哈爾濱工業(yè)大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的并聯(lián)機床采用典型的并聯(lián)機構(gòu)加一臥置（或立置）數(shù)控轉(zhuǎn)臺擅憔，形成并、串聯(lián)的七軸聯(lián)動機床建椰，能實現(xiàn)五坐標聯(lián)動雕欺。在并聯(lián)機床裝自動刀庫，在機床上可自動標定及在線檢測棉姐。目前已有4臺用于哈爾濱汽輪機廠的葉片加工屠列。

上述新型結(jié)構(gòu)機床在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用，標志著我國自主開發(fā)的混并聯(lián)結(jié)構(gòu)機床開始步入實用階段。

1.5 納米精度微型數(shù)控磨床

納米精度微型數(shù)控磨床是上海機床廠有限公司與國外合作開發(fā)的具有國際水平的外圓磨床笛洛。該機床的床身采用整體式大理石結(jié)構(gòu)夏志，具有精度高、抗震性好的特點政庆。機床主軸轉(zhuǎn)速達到60000r/min兰吁，砂輪架軸采用空氣密封冷卻系統(tǒng)，機床長度150mm仲工，砂輪架進給50mm肘抒，采用最小直徑可達0.2mm的金剛石砂輪，可滿足高精度小孔母卵、槽任感、臺階面的加工，尤其適合小型液壓閥芯的超精密磨削慈柑，是目前國內(nèi)生產(chǎn)的精度最高乳吉、規(guī)格最小的磨床。

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產(chǎn)權(quán)的內(nèi)裝式電機驅(qū)動磁懸浮軸承高速主軸單元樣機菱计。山東大學(xué)通過采用遺傳算法對電磁軸承進行了多目標優(yōu)化設(shè)計醋躏，開展了磁懸浮軸承的仿真研究、磁懸浮軸承起浮試驗壤生、轉(zhuǎn)速試驗擒买、軸承剛度測試以及工業(yè)磨削試驗，該主軸單元樣機的最高轉(zhuǎn)速達到34,000/min吴侦，剛度達到645.9N/μm屋休，回轉(zhuǎn)精度達到0.0015mm坞古。數(shù)字控制器采用DSPTMS320系列負責(zé)控制算法备韧，采用TMS320VC33為系統(tǒng)硬件平臺，基于G(HI的功率放大器設(shè)計痪枫，PC機監(jiān)視狀態(tài)實時顯示织堂。通過在濟南四機數(shù)控機床有限公司研制的J4K-095數(shù)控內(nèi)外圓復(fù)合磨床上進行磨削實驗，目前磨出的鋼試件內(nèi)孔表面粗糙度為Ra0.89μm（見圖4）奶陈。雖然距工業(yè)應(yīng)用還有一段距離易阳，但為我國跟蹤國際先進技術(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)電機吃粒、腐蝕液體電鍍系統(tǒng)及其他高速旋轉(zhuǎn)機械和潔凈環(huán)境等領(lǐng)域潦俺，可發(fā)揮磁軸承高轉(zhuǎn)速、無摩擦徐勃、長壽命事示、不用潤滑、無污染、低功耗等優(yōu)點暇寸。

2 高性能數(shù)控機床的技術(shù)創(chuàng)新取得突破

2.1 直線電機驅(qū)動高速立式加工中心

北京機電院高技術(shù)股份有限公司研究開發(fā)的直線電機驅(qū)動高速立式加工中心著平，通過對具有高加速度和高速度性能的直線電機驅(qū)動的進給部件及其防護裝置的合理設(shè)計，攻克了相關(guān)控制系統(tǒng)和軟件的匹配及調(diào)試庸磅、關(guān)鍵零部件的加工工藝及直線電機部件的裝配調(diào)試等關(guān)鍵技術(shù)枝捷，解決了在高加速及高速運動條件下保證機床剛性和精度的機床結(jié)構(gòu)布局問題，研制出了我國第一臺直線電機驅(qū)動的高速加工中心奋完。主要參數(shù)：工作臺尺寸1400mm×630mm宽藏，主軸轉(zhuǎn)速10~15000r/min；直線電機驅(qū)動軸X淫兑、Y軸痊撤，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嫂藏；Y榔夹、Z軸重復(fù)定位精度分別為0.0056、0.0030 和0.0021峻胞，主軸軸端徑向跳動≤0.0008mm答渔。

2.2 高速五軸數(shù)控龍門銑床

濟南二機床集團有限公司通過引進技術(shù)的消化吸收，掌握了銑頭內(nèi)油霧潤滑冷卻侥涵、橫梁預(yù)應(yīng)力反變形控制等關(guān)鍵技術(shù)沼撕，并利用諧波傳動原理，開發(fā)了A/C擺角銑頭芜飘，自行研制出高速五軸數(shù)控龍門銑床务豺，主要滿足大型水泵葉片曲面加工精度的需要，提高了生產(chǎn)效率嗦明，也可用于大型模具加工笼沥。桂林機床股份有限公司通過與大專院校合作，自主開發(fā)了五軸聯(lián)動數(shù)控龍門銑床娶牌，已實現(xiàn)銷售十余臺奔浅。

此外，濟南二機床集團公司诗良、江蘇多棱數(shù)控機床公司汹桦、中捷機床有限公司、北京航空制造工程研究所等單位還研制開發(fā)了橫梁移動式高速五軸數(shù)控龍門銑床鉴裹，特別適合航空大型板類結(jié)構(gòu)件及大型模具的高速加工舞骆。

2.3五軸車銑復(fù)合加工中心

沈陽機床集團通過與國外聯(lián)合設(shè)計，攻克了動力驅(qū)動單元窜抽、大直徑大通孔的高速強力主軸相彼、刀架、機床熱平衡、精度補償?shù)榷囗楆P(guān)鍵技術(shù)挚雾，主傳動兼顧了大扭矩輸出和高速輸出赔膳，動力刀具主軸的設(shè)計也實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)速與大扭矩的兼顧，Y/B軸部分的設(shè)計功能更完善钩氓，剛性更高诸谨，尾臺的設(shè)計充分考慮剛性及高的自動化和安全性，高性能車銑復(fù)合機床的刀庫及機械手換刀裝置為完全自主知識產(chǎn)權(quán)织刹。開發(fā)出五軸車銑復(fù)合加工中心并完成了系列化颖脸、規(guī)格化產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)。主軸最高轉(zhuǎn)速700r/min佛岛，可滿足形狀復(fù)雜的大型回轉(zhuǎn)體零件加工要求翩赐，如飛機發(fā)動機主軸、起落架键袱、船用發(fā)動機活塞燎窘、增壓器蝸桿差速換向器、螺旋葉片合裝的高速高效加工等蹄咖。

大連機床集團公司褐健、北京北一數(shù)控有限公司等通過與國外技術(shù)合作，也研制成功了五軸車銑復(fù)合加工中心并投入使用澜汤。

2.4 雙刀架多主軸數(shù)控車床

濟南一機床集團公司研發(fā)的MJ-860DT型雙刀架蚜迅、四軸對置式數(shù)控車床具有規(guī)格大、剛性高俊抵、主軸低速時有重切削能力等特點谁不。由于采用了雙刀架和四軸對置的形式，同時可加工兩個零件徽诲，使加工效率大幅提高刹帕，消除切削振紋及提高刀具使用壽命，特別適宜中低轉(zhuǎn)速下筒類零件馏段、高強度耐熱鈦鎳合金鋼類零件的強力切削轩拨。

沈陽機床股份公司沈陽第一機床廠開發(fā)的對置式雙主軸高速車削中心，快速移動速度≥30m/min亭颈，最大移動加速度達到1g；主軸最高轉(zhuǎn)速≥7000r/min叶刮。重點組織了對高速機床的熱平衡及可靠性技術(shù)悠蹬、高速液壓卡盤與配油選擇及裝配調(diào)整技術(shù)、高運動精度導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)搓捅、對置式雙主軸同步技術(shù)的攻關(guān)跛拌，掌握了高轉(zhuǎn)速、高加速度機床的設(shè)計與裝配技術(shù)。研制出CHH6125樣機却痴，達到專題規(guī)定的各項指標移蔼。

南京數(shù)控機床公司開發(fā)的高效、大型車削單元是國內(nèi)重機和軍工漩判、航天等行業(yè)急需的設(shè)備备饭。通過大型車削加工單元的研制，主軸最大輸出扭矩達2500Nm摘沥，主軸最高轉(zhuǎn)速2500r/min幼健，可適合大扭矩切削，提高加工效率熊镣，同時對主軸的加工工藝卑雁、主軸單元的動平衡、主軸箱體孔的研磨工藝绪囱、軸承與主軸和箱體孔的配合测蹲、主軸軸承的預(yù)加負荷及溫升控制進行了大量的試驗，保證主軸單元達到規(guī)定的技術(shù)要求鬼吵。采用模塊化設(shè)計弛房，針對加工不同零件實現(xiàn)不同的模塊組合，使機床具有較寬的適用范圍而柑。此外還針對兵器和航天行業(yè)典型的彈體類零件的特點和要求設(shè)計了龍門式上下料機械手文捶。

2.5 五軸葉片加工中心

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

通過對大型葉片加工的工藝特點研究粹排，根據(jù)機床各運動部件的實際情況求出最佳“ 刀心距”，給出了“最佳刀心距”的求解方法涩澡，并把它作為一個重要的設(shè)計參數(shù)應(yīng)用于機床設(shè)計中顽耳。設(shè)計了回轉(zhuǎn)軸的新型消除間隙機構(gòu)，確保穩(wěn)定控制回轉(zhuǎn)傳動的間隙值汹涯，提高了機床的抗振性今捕。設(shè)計出“機構(gòu)平衡”系統(tǒng)，推導(dǎo)出“機構(gòu)平衡”原理片侧，首創(chuàng)提出“ 自位組合彈簧”希咒，平衡效果達到80%。自行開發(fā)基于Windows平臺的加工后置處理軟件微悬，可在用戶現(xiàn)有加工軟件基礎(chǔ)上根據(jù)自己的工藝調(diào)整參數(shù)顺良，以提高加工質(zhì)量和加工效率，適合于多種數(shù)控系統(tǒng)沙诅。經(jīng)用戶兩年的使用些栅，國產(chǎn)五軸聯(lián)動加工中心的主要技術(shù)指標完全能滿足當(dāng)前大型葉片加工的需要祥扒。

2.6數(shù)控成形磨床

由杭州機床集團公司自主研發(fā)的七軸五聯(lián)動數(shù)控成形磨床，采用緩進給深切強力成形磨削技術(shù)至沸，可將毛坯直接磨削成形為零件鼻蟆，不僅成形精度好，而且減少了許多加工工序盖扔，使生產(chǎn)效率有很大提高匀油。主要用來磨削重型燃氣輪機葉片圓弧葉冠等復(fù)雜形狀零件的形面加工，特別適用于難加工材料零件多方向长豁、凸凹面钧唐、圓弧面的精密加工。

2.7 數(shù)控重型機床

北京北一數(shù)控機床有限責(zé)任公司通過開展龍門產(chǎn)品的系列化匠襟、模塊化設(shè)計研究钝侠，增加了系列機床變型產(chǎn)品的種類；通過對機床結(jié)構(gòu)件酸舍、進給模塊和主傳動模塊的優(yōu)化簡化帅韧，增加模塊、功能組件及零件的通用性啃勉；完成了系列產(chǎn)品高速主傳動的研究開發(fā)忽舟、弧面凸輪的設(shè)計及加工制造、高速進給技術(shù)的研究開發(fā)淮阐、立臥轉(zhuǎn)換頭結(jié)構(gòu)及立臥頭自動轉(zhuǎn)換叮阅、五面加工的編程等多項關(guān)鍵技術(shù)的研究開發(fā)。為兵器工業(yè)提供了一批重型加工設(shè)備泣特；同時在軍工用戶需求的基礎(chǔ)上浩姥，開發(fā)了XHA2140×120,動梁龍門加工中心和XKA2140×80,數(shù)控動梁龍門鏜銑床，采用模塊化設(shè)計谆威，拓展了XHA21系列龍門加工中心和XKA21系列龍門鏜銑床的規(guī)格與功能范圍簸眼，形成了XKA21系列龍門加工中心和XKA21系列龍門鏜銑床產(chǎn)品，其中XHA2140×120,動梁龍門加工中心是目前國內(nèi)自行開發(fā)制造的規(guī)格最大的動梁龍門加工中心婉饼。

武漢重型機床廠研制的CKX53160,型數(shù)控單柱移動立式銑車床疤削，加工直徑16m.，加工高度6.3m序敷，工作臺承重550t并可精確分度撬彭，要求工件一次裝卡完成車、銑锤镀、鏜赖相、鉆、攻絲手索、磨削全部加工工序钳骚，制造難度大。該機床的試制成功唱枝，保證了三峽電站550t巨型水輪機轉(zhuǎn)輪的加工貌嫡。武漢重型機床廠研制開發(fā)的重型七軸五聯(lián)動車銑復(fù)合加工機床，最大加工直徑8000mm该溯，最大加工高度2000mm岛抄，承重100t，具有五軸聯(lián)動車狈茉、銑復(fù)合加工夫椭、在線測量等功能，可實現(xiàn)工作臺自動精確分度氯庆，能一次裝卡完成螺旋槳的全部工序的加工蹭秋，是我國首臺自行研制的大型螺旋槳數(shù)控五軸聯(lián)動加工機床，并達到當(dāng)代國際先進水平堤撵。

此外仁讨，國內(nèi)部分機床企業(yè)還先后為國家重點建設(shè)工程和裝備制造業(yè)提供了一大批各類數(shù)控機床，包括用于鐵路提速機車車軸及零部件实昨、磁懸浮列車軌道梁洞豁、高速電力機車及零部件；大型發(fā)電機組和輸變電設(shè)備荒给；萬噸級輪船尾軸掐抢、大型船用柴油機及零部件；壓力機部件哗缀；大型鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)子统扔，大型閥門和大型水泵；連鑄連軋設(shè)備及零部件等的制造胃宰。為國防工業(yè)建設(shè)提供各類大型嘹冀、精密數(shù)控機床，用戶涉及航空垦适、航天朽突、船舶、兵器矛塑、核工業(yè)析口、電子等行業(yè)。

3 功能部件研究開發(fā)步伐加快

3.1 高速主軸單元技術(shù)日臻成熟

北京機床研究所通過對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)的研究媳厕，掌握了結(jié)構(gòu)設(shè)計乱归、分析、精密加工工藝睬魂、動平衡终吼、裝配調(diào)試镀赌、試驗等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了電主軸和分離傳動式高速主軸單元际跪，建立了高速主軸單元試驗臺商佛，完成了測試實驗，實現(xiàn)了為其生產(chǎn)的立式和臥式加工中心配套姆打。

由洛陽軸承研究所軸研科技股份公司研究開發(fā)出*+余種型號的內(nèi)裝式高速電主軸單元良姆，形成了系列產(chǎn)品，分離式主軸單元有適合BT40幔戏、BT50刀柄玛追，轉(zhuǎn)速6000、8000闲延、10000r/min等多種規(guī)格痊剖，電主軸單元有適合,BT40、ESA63V刀柄慨代、轉(zhuǎn)速10000邢笙、15000、20000品昭、24000r/min等越化。主要為加工中心、數(shù)控銑床侍融、數(shù)控車床疚逝、數(shù)控磨等配套。

此外崇夫，也有部分主機廠通過外購電機轉(zhuǎn)子誊爵、定子等，也開發(fā)制造了電主軸單元缭涣，并為自己的產(chǎn)品配套匆救。

3.2 直線伺服電動機研究開發(fā)不斷深入

由清華大學(xué)研究開發(fā)的高響應(yīng)直線電機和高推力直線電機伺服系統(tǒng)，所用專用電源穩(wěn)定可靠热阁；在控制系統(tǒng)方面扭妖，采用工控機和高速處理器（DSP）上下位多處理器控制，具有通用和專用（車削中凸變橢圓活塞）相結(jié)合的特點荡明；構(gòu)建了專用高推力永磁交流直線電機全數(shù)字伺服驅(qū)動控制的軟硬件平臺捆革，實現(xiàn)包括位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)在內(nèi)的閉環(huán)控制着茸，實踐推力波動及伺服控制系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的辨識算法壮锻，探索克服高推力永磁交流直線電機固有的端部效應(yīng)和齒槽力的補償控制算法，完成高推力永磁交流直線電機的高精度全數(shù)字伺服驅(qū)動控制器的實驗平臺和原型樣機涮阔。在伺服控制方面猜绣，實現(xiàn)了電流環(huán)灰殴、速度環(huán)和位置環(huán)算法融合。

3.3 A/C軸復(fù)合擺角銑頭

通過自主創(chuàng)新以及與國內(nèi)外的技術(shù)合作途事，目前國內(nèi)已有多家機床生產(chǎn)企業(yè)（如江蘇多棱數(shù)控機床有限公司验懊、桂林機床股份有限公司擅羞、濟南二機床集團有限公司尸变、北京北一數(shù)控機床有限責(zé)任公司、武漢重型機床公司减俏、中捷機床有限公司等）掌握了A/C軸復(fù)合擺角銑頭的設(shè)計制造技術(shù)召烂，開發(fā)出不同結(jié)構(gòu)形式的五軸聯(lián)動數(shù)控機床。北京機電院高技術(shù)股份有限公司還開發(fā)了力矩電機直接驅(qū)動的A/C軸復(fù)合擺角銑頭娃承。

3.4 高速轉(zhuǎn)臺與刀庫

漢川機床有限公司自主開發(fā)了由力矩電機直接驅(qū)動的數(shù)控轉(zhuǎn)臺和回轉(zhuǎn)刀庫奏夫。

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)等單位合作倒灰，對HSK工具系統(tǒng)高速回轉(zhuǎn)狀態(tài)下的共性基礎(chǔ)技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究分析艳杯。通過對HSK工具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性的有限元分析和數(shù)值模擬、仿真計算茬蓝，系統(tǒng)地研究了HSK工具系統(tǒng)的工作機理统褂、建立了力學(xué)模型、動平衡數(shù)學(xué)模型和動平衡失穩(wěn)性的數(shù)學(xué)模型桐夭；通過HSK工具系統(tǒng)的高速切削實驗研究稼掏，初步提出了高速加工中切削能與加工質(zhì)量的關(guān)系、動平衡精度的實際意義與原則搅谆；開發(fā)出UJS-HSK工具系統(tǒng)的專家知識系統(tǒng)及專用軟件憾牵，建立了HSK工具系統(tǒng)綜合性能試驗數(shù)據(jù)庫。研究開發(fā)了HSK刀柄技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品阀温，系統(tǒng)地設(shè)計了HSK32印脓、40、50啡笑、63崇磁、80、100等六個規(guī)格的HSK中空短錐柄的部分產(chǎn)品圖紙蔫缸，建立了HSK工具系統(tǒng)標準圖庫及其產(chǎn)品圖庫腿准。

通過對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)的機械加工工藝路線和流程拾碌；篩選了產(chǎn)品的材料吐葱，制定了熱處理工藝技術(shù)要求；開發(fā)了HSK熱裝刀柄裝卸用的高頻電磁加熱裝置與技術(shù)校翔；開發(fā)了HSK工具系統(tǒng)夾持扭矩測試裝置技術(shù)弟跑；完成了HSK工具系統(tǒng)部分產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)工作灾前；進行了HSK工具系統(tǒng)部分產(chǎn)品高速切削試驗。試驗表明孟辑，國產(chǎn)HSK工具系統(tǒng)的技術(shù)和質(zhì)量已達到同類進口產(chǎn)品技術(shù)水平哎甲，可以替換同類進口產(chǎn)品。

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

“十五”期間饲嗽，國內(nèi)企業(yè)通過自主研發(fā)或與國外開展技術(shù)合作炭玫，在中檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)上取得明顯進展。如武漢華中數(shù)控公司貌虾、北京航天數(shù)控公司蕴莉、西南自動化所等單位先后開展了開放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和軟硬件平臺的研究，開發(fā)了數(shù)控系統(tǒng)運動控制革秩、可編程控制器和人機界面的二次開發(fā)軟件包以及適合不同加工工藝要求的功能組件仓突，并基于這些功能組件建立了滿足三類操作系統(tǒng)（LIN-UX、DOS焦赋、WINDOWS）開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺绊削。系統(tǒng)具有直線、圓弧鲁磺、螺旋線插補功能制棉，空間任意曲面插補和A、B痹对、C軸線性插補功能扰褒；反向間隙、單向和雙向螺距誤差補償功能弦密；支持跨平臺數(shù)控軟件開發(fā)工具及標準計算機外設(shè)贮芹，并在研制的開放式平臺上派生了多種特殊數(shù)控系統(tǒng)。實現(xiàn)了絲杠螺距為10mm缨叫、分辨率為1μm的參數(shù)設(shè)置條件下椭符，快速移動速度大于100m/min；分辨率為0.1μm時耻姥，快速移動速度大于20m/min销钝；控制軸數(shù)6軸、可同時控制5軸琐簇，滿足了用戶的需求≌艚。現(xiàn)已有十幾套五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于桂林機床股份有限公司生產(chǎn)的大型龍門加工機床。同時在此基礎(chǔ)上進行功能裁減婉商，開發(fā)了滿足普及型中檔數(shù)控機床配套的車床控制系統(tǒng)和銑床控制系統(tǒng)似忧。

為適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的配套要求，武漢華中數(shù)控公司、北京航天數(shù)控公司盯捌、廣州數(shù)控設(shè)備廠淳衙、北京凱奇數(shù)控公司等一批企業(yè)相繼開發(fā)出交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)和主軸交流伺服控制系統(tǒng)，完成了20~200A交流伺服系統(tǒng)系列型譜的開發(fā)饺著，并形成了系列化產(chǎn)品箫攀。同時，還開發(fā)了與之相配套的交流伺服電機煞精，額定轉(zhuǎn)速范圍200~3000r/min筷穿；完成了1.5~22kW交流主軸伺服控制系統(tǒng)及相應(yīng)主軸電機系列型譜開發(fā)和樣機制造，并實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的成套應(yīng)用肿兴。

目前荡减，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，華中科技大學(xué)電機廠湖诅、武漢登奇電機廠等形成了交流伺服電機的批量生產(chǎn)能力。通過科技攻關(guān)與技術(shù)創(chuàng)新凌蝎，部分國產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)了軟硬件與標準計算機高度兼容匕伶，可隨時吸納或采用計算機技術(shù)發(fā)展的新成果，并開發(fā)出可與多種伺服驅(qū)動系統(tǒng)接口的能力舰缠，不僅具有數(shù)控現(xiàn)場總線接口（如SERCOS總線）括樟，也可支持低價位數(shù)控系統(tǒng)。

此外蚣凰，北京機床研究所針對多種零件的混流生產(chǎn)手浙，通過對生產(chǎn)項目規(guī)劃、管理系統(tǒng)及加工質(zhì)量控制和管理系統(tǒng)的研究坦辟，開展了上述生產(chǎn)環(huán)境下的工夾具和刀具管理系統(tǒng)刊侯、多種控制系統(tǒng)數(shù)控機床集群制造車間分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及異地遠程制造信息集成技術(shù)的研究，開發(fā)了針對使用多種控制系統(tǒng)的數(shù)控機床集群控制系統(tǒng)（包括數(shù)據(jù)管理锉走、庫存管理滨彻、主生產(chǎn)計劃、物料需求計劃挪蹭、能力需求計劃亭饵、車間任務(wù)管理、車間作業(yè)管理梁厉、質(zhì)量控制和管理辜羊、設(shè)備管理、人力資源管理等子系統(tǒng)）词顾，并在車間級數(shù)控機床集群控制項目中進行了示范應(yīng)用八秃。

5 “十一五”展望

“十五”期間，我國機床制造業(yè)存在的主要矛盾（如部分關(guān)鍵技術(shù)的掌握，自主創(chuàng)新與消化吸收再創(chuàng)新能力的提高喜德，中高檔數(shù)控機床的開發(fā)水平山橄、用戶加工工藝的了解及服務(wù)水平等）有了初步的緩解，并取得較大的進步沪择，但尚未從根本上解決傅煎，還需繼續(xù)不斷努力，趕上世界技術(shù)發(fā)展的步伐羞烘。

國民經(jīng)濟建設(shè)和國防工業(yè)建設(shè)（包括能源伴乐、交通、船舶蝉陕、機械擒抠、冶金、航空拂极、航天瑰跳、軍工等）重點領(lǐng)域?qū)ξ覈鴻C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)劃綱要中明確提出猛珍，國家把以數(shù)控機床為代表的基礎(chǔ)裝備作為重點發(fā)展的七大領(lǐng)域之首砰普，提出了重點發(fā)展的方向。

圍繞發(fā)電設(shè)備陕匿、航空狗准、航天、船舶需要的高精茵肃、大型腔长、專門化工作母機和工藝復(fù)合化機床，

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