數(shù)控機(jī)床外文翻譯

1、<p><b>　　附錄A</b></p><p>　　數(shù)控是可編程自動化技術(shù)的一種形式，通過數(shù)字、字母和其他符號來控制加工設(shè)備。數(shù)字、字母和符號用適當(dāng)?shù)母袷骄幋a為一個特定工件定義指令程序。當(dāng)工件改變時，指令程序就改變。這種改變程序的能力使數(shù)控適合于中、小批量生產(chǎn)，寫一段新程序遠(yuǎn)比對加工設(shè)備做大的改動容易得多。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床有兩種基本形式：點

2、位控制和連續(xù)控制(也稱為輪廓控制)。點位控制機(jī)床采用異步電動機(jī)，因此，主軸的定位只能通過完成一個運(yùn)動或一個電動機(jī)的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)。這種機(jī)床主要用于直線切削或鉆孔、鏜孔等場合。</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)由下列組件組成：數(shù)據(jù)輸入裝置，帶控制單元的磁帶閱讀機(jī)，反饋裝置和切削機(jī)床或其他形式的數(shù)控設(shè)備。</p><p>　　數(shù)據(jù)輸人裝置，也稱“人機(jī)聯(lián)系裝置”，可用人工或全自動方法向機(jī)床提供數(shù)據(jù)。人工

3、方法作為輸人數(shù)據(jù)唯一方法時，只限于少量輸入。人工輸入裝置有鍵盤，撥號盤，按鈕，開關(guān)或撥輪選擇開關(guān)，這些都位于機(jī)床附近的一個控制臺上。撥號盤通常連到一個同步解析器或電位計的模擬裝置上。在大多數(shù)情況下，按鈕、開關(guān)和其他類似的旋鈕是數(shù)據(jù)輸入元件。人工輸入需要操作者控制每個操作，這是一個既慢又單調(diào)的過程，除了簡單加工場合或特殊情況，已很少使用。</p><p>　　幾乎所有情況下，信息都是通過卡片、穿孔紙帶或磁帶自動提供

4、給控制單元。在傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)中，八信道穿孔紙帶是最常用的數(shù)據(jù)輸入形式，紙帶上的編碼指令由一系列稱為程序塊的穿孔組成。每一個程序塊代表一種加工功能、一種操作或兩者的組合。紙帶上的整個數(shù)控程序由這些連續(xù)數(shù)據(jù)單元連接而成。帶有程序的長帶子像電影膠片一樣繞在盤子上，相對較短的帶子上的程序可通過將紙帶兩端連接形成一個循環(huán)而連續(xù)不斷地重復(fù)使用。帶子一旦安裝好，就可反復(fù)使用而無需進(jìn)一步處理。此時，操作者只是簡單地上、下工件。穿孔紙帶是在帶有特制穿孔附

5、件的打字機(jī)或直接連到計算機(jī)上的紙帶穿孔裝置上做成的。紙帶制造很少不出錯，錯誤可能由編程、卡片穿孔或編碼、紙帶穿孔時的物理損害等形成。通常，必須要試走幾次來排除錯誤，才能得到一個可用的工作紙帶。 </p><p>　　雖然紙帶上的數(shù)據(jù)是自動進(jìn)給的，但實際編程卻是手工完成的，在編碼紙帶做好前，編程者經(jīng)常要和一個計劃人員或工藝工程師一起工作，選擇合適的數(shù)控機(jī)床，決定加工材料，計算切削速度和進(jìn)給速度，決定所需刀具類型，仔

6、細(xì)閱讀零件圖上尺寸，定下合適的程序開始的零參考點，然后寫出程序清單，其上記載有描述加工順序的編碼數(shù)控指令，機(jī)床按順序加工工件到圖樣要求。</p><p>　　控制單元接受和儲存編碼數(shù)據(jù)，直至形成一個完整的信息程序塊，然后解釋數(shù)控指令，并引導(dǎo)機(jī)床得到所需運(yùn)動。</p><p>　　為更好理解控制單元的作用，可將它與撥號電話進(jìn)行比較，即每撥一個數(shù)字，就儲存一個，當(dāng)整個數(shù)字撥好后，電話就被激活，

7、也就完成了呼叫。 </p><p>　　裝在控制單元里的紙帶閱讀機(jī)，通過其內(nèi)的硅光二極管，檢測到穿過移動紙帶上的孔漏過的光線，將光束轉(zhuǎn)變成電能，并通過放大來進(jìn)一步加強(qiáng)信號，然后將信號送到控制單元里的寄存器，由它將動作信號傳到機(jī)床驅(qū)動裝置。</p><p>　　有些光電裝置能以高達(dá)每秒1000個字節(jié)的速度閱讀，這對保持機(jī)床連續(xù)動作是必須的，否則，在輪廓加工時，刀具可能在工件上產(chǎn)生劃痕。閱讀裝

8、置必須要能以比控制系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)更快的速度來閱讀數(shù)據(jù)程序塊。</p><p>　　反饋裝置是用在一些數(shù)控設(shè)備上的安全裝置，它可連續(xù)補(bǔ)償控制位置與機(jī)床運(yùn)動滑臺的實際位置之間的誤差。裝有這種直接反饋檢查裝置的數(shù)控機(jī)床有一個閉環(huán)系統(tǒng)裝置。位置控制通過傳感器實現(xiàn)，在實際工作時，記錄下滑臺的位置，并將這些信息送回控制單元。接受到的信號與紙帶輸入的信號相比較，它們之間的任何偏差都可得到糾正。</p><p&

9、gt;　　在另一個稱為開環(huán)的系統(tǒng)中，機(jī)床僅由響應(yīng)控制器命令的步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動定位，工件的精度幾乎完全取決于絲杠的精度和機(jī)床結(jié)構(gòu)的剛度。有幾個理由可以說明步進(jìn)電機(jī)是一個自動化申請的非常有用的驅(qū)動裝置。對于一件事物，它被不連續(xù)直流電壓脈沖驅(qū)使,是來自數(shù)傳計算機(jī)和其他的自動化的非常方便的輸出控制系統(tǒng)。當(dāng)多數(shù)是索引或其他的自動化申請所必備者的時候，步進(jìn)電機(jī)對運(yùn)行一個精確的有角進(jìn)步也是理想的。因為控制系統(tǒng)不需要監(jiān)聽就提供特定的輸出指令而且期待系統(tǒng)適

10、當(dāng)?shù)胤磻?yīng)的公開- 環(huán)操作造成一個回應(yīng)環(huán)，步進(jìn)電機(jī)是理想的。 一些工業(yè)的機(jī)械手使用高抬腿運(yùn)步的馬乘汽車駕駛員，而且步進(jìn)電機(jī)是有用的在數(shù)字受約束的工作母機(jī)中。 這些申請的大部分是公開- 環(huán) ,但是雇用回應(yīng)環(huán)檢測受到驅(qū)策的成份位置是可能的。 環(huán)的一個分析者把真實的位置與需要的位置作比較，而且不同是考慮過的錯誤。 那然后駕駛員能發(fā)行對步進(jìn)電機(jī)的電脈沖，直到錯誤被減少對準(zhǔn)零位。在這個系統(tǒng)中，沒有信息反饋到控制單元的自矯正過程。出現(xiàn)誤動作時，控制單

11、元繼續(xù)發(fā)出電脈沖。比如，一臺數(shù)控銑床的工作臺突然過載，阻力矩超過電機(jī)轉(zhuǎn)矩時，將沒有響應(yīng)信號送回到控制器。因為，步進(jìn)電機(jī)對載荷變化不</p><p>　　最初的數(shù)控系統(tǒng)采用開環(huán)系統(tǒng)。在開、閉環(huán)兩種系統(tǒng)中，閉環(huán)更精確，一般說來更昂貴。起初，因為原先傳統(tǒng)的步進(jìn)電動機(jī)的功率限制，開環(huán)系統(tǒng)幾乎全部用于輕加工場合，最近出現(xiàn)的電液步進(jìn)電動機(jī)已越來越多地用于較重的加工領(lǐng)域。</p><p>　　當(dāng)今世界數(shù)

12、控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢及我國數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上討論了在我國加入WTO和對外開放進(jìn)一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力的重要性，并從戰(zhàn)略和策略兩個層面提出了發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備的幾點看法。</p><p>　　裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、

13、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施

14、來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：

15、(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。</p><p>　　1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用

16、，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面［1～4］。</p><p>　　1．1 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢</p><p>　　效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一

17、，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。</p><p>　　在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個零件通

18、過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得</p><p>　　到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 </p><p>　　從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國C

19、INCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12000r/mm和1g。</p><p>　　在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μ

20、m，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。</p><p>　　在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。</p><p>　　為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。</p>

21、<p>　　1.25軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展</p><p>　　采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)

22、控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。</p><p>　　當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。</p><p>　　在EMO2001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工

23、和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。</p><p>　　1.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢</p><p>　　21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包

24、括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。</p><p>　　為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生

25、產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)、中國的ONC(OpenNumericalControlSys

26、tem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核

27、心。 </p><p>　　網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中

28、心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。</p><p>　　1.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立</p><p>　　1.4.1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)規(guī)范</p

29、><p>　　如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。</p><p>　

30、　1.4.2關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期

31、內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少

32、加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。</p><p>　　目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換

33、的超級模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗證。</p><p>　　2對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計</p><p>　　我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段

34、。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)

35、化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。 </p><p>　　a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化

36、、產(chǎn)業(yè)化。</p><p>　　b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。</p><p>　　c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。</p&

37、gt;<p>　　雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識到，我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢。從國際上來看，對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計大致如下。</p>&l

38、t;p>　　a.技術(shù)水平上，與國外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。</p><p>　　b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。</p><p>　　c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程

39、化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。</p><p>　　分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。</p><p>　　a.認(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點認(rèn)識不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。</p><p>　　b.體系方面。從技術(shù)的角度

40、關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候少；沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。</p><p>　　c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實施，往往規(guī)劃理想，實施困難。</p><p>　　d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)

41、落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。</p><p>　　3對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考</p><p><b>　　3.1戰(zhàn)略考慮</b></p><p>　　我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場

42、為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。</p><p>　　我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為

43、國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。</p><p><b>　　3.2發(fā)展策略</b></p><p>　　從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支

44、撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。</p><p>　　強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富

45、有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。 </p><p>　　在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。</p><p>　　在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。</

46、p><p><b>　　附錄B</b></p><p>　　Numerical control(N／C)is a form of programmable automation in which the processing equipment is controlled by means of numbers，letters，and other symbols．The

47、numbers，letters，and symbols are coded in an appropriate format to define a program of instructions for a particular workpart or job．When the job changes，the program of instructions is changed．The capability to change the

48、 program is what makes N／C suitable for low-and medium-volume production．It is much easier to write programs than to make m</p><p>　　There are two basic types of numerically controlled machine tools：point—to

49、—point and continuous—path(also called contouring)．Point—to—point machines use unsynchronized motors，with the result that the position of the machining head Can be assured only upon completion of a movement，or while only

50、 one motor is running．Machines of this type are principally used for straight—line cuts or for drilling or boring． </p><p>　　The N／C system consists of the following components：data input，the tape reader wit

51、h the control unit，feedback devices，and the metal—cutting machine tool or other type of N／C equipment．</p><p>　　Data input，also called“man—to—control link”，may be provided to the machine tool manually，or ent

52、irely by automatic means．Manual methods when used as the sole source of input data are restricted to a relatively small number of inputs．Examples of manually operated devices are keyboard dials，pushbuttons，switches，or th

53、umbwheel selectors．These are located on a console near the machine．Dials ale analog devices usually connected to a syn-chro-type resolver or potentiometer．In most cases，pushbuttons，swit</p><p>　　In practical

54、ly all cases，information is automatically supplied to the control unit and the machine tool by cards，punched tapes，or by magnetic tape．Eight—channel punched paper tape is the most commonly used form of data input for con

55、ventional N／C systems．The coded instructions on the tape consist of sections of punched holes called blocks．Each block represents a machine function，a machining operation，or a combination of the two．The entire N／C progra

56、m on a tape is made up of an accumulation of the</p><p>　　While the data on the tape is fed automatically，the actual programming steps ale done manually．Before the coded tape may be prepared，the programmer，o

57、ften working with a planner or a process engineer, must select the appropriate N／C machine tool，determine the kind of material to be machined，calculate the speeds and feeds，and decide upon the type of tooling needed. The

58、 dimensions on the part print are closely examined to determine a suitable zero reference point from which to start the program．A p</p><p>　　The control unit receives and stores all coded data until a comple

59、te block of information has been accumulated．It then interprets the coded instruction and directs the machine tool through the required motions．</p><p>　　The function of the control unit may be better unders

60、tood by comparing it to the action of a dial telephone，where，as each digit is dialed，it is stored．When the entire number has been dialed，the equipment becomes activated and the call is completed．</p><p>　　Si

61、licon photo diodes，located in the tape reader head on the control unit，detect light as it passes through the holes in the moving tape．The light beams are converted to electrical energy，which is amplified to further stren

62、gthen the signal．The signals are then sent to registers in the control unit, where actuation signals are relayed to the machine tool drives．</p><p>　　Some photoelectric devices are capable of reading at rate

63、s up to 1000 characters per second．High reading rates are necessary to maintain continuous machine—tool motion；otherwise dwell marks may be generated by the cutter on the part during contouring operations．The reading dev

64、ice must be capable of reading data blocks at a rate faster than the control system can process the data．</p><p>　　A feedback device is a safeguard used on some N／C installations to constantly compensate for

65、 errors between the commanded position and the actual location of the moving slides of the machine tool．An N／C machine equipped with this kind of a direct feedback checking device has what is known as a closed-loop syste

66、m．Positioning control is accomplished by a sensor which，during the actual operation，records the position of the slides and relays this information back to the control unit．Signals thus rec</p><p>　　In an alt

67、ernative system，called an open—loop system，the machine is positioned solely by stepping motor dri ves in response to commands by a controllers．There are three basic types of NC motions, as follows: </p><p>　

68、　Point-to-point or Positional Control In point-to-point control the machine tool elements (tools, table, etc.) are moved to programmed locations and the machining operations performed after the motions are completed. The

69、 path or speed of movement between locations is unimportant; only the coordinates of the end points of the motions are accurately controlled. This type of control is suitable for drill presses and some boring machines, w

70、here drilling, tapping, or boring operations must be performe</p><p>　　Continuous Path or Contouring Control In continuous path control the motions of two or more of the machine axes are controlled simultane

71、ously, so that the position and velocity of the can be tool are changed continuously. In this way curves and surfaces can be machined at a controlled feed rate. It is the function of the interpolator in the controller to

72、 determine the increments of the individual controlled axes of the machines necessary to produce the desired motion. This type of control is ref</p><p>　　Some terminology concerning controlled motions for NC

73、 machines has been introduced. For example, some machines are referred to as four-or five-or even six-axis machines. For a vertical milling machine three axes of control are fairly obvious, these being the usual X, Y, Z

74、coordinate directions. A fourth or fifth axis of control would imply some form of rotary table to index the work piece or possibly to provide angular motion of the work head. Thus, in NC terminology an axis of control is

75、 any co</p><p>　　The original N／C used the closed—loop system．Of the two systems，closed and open loop，closed loop is more accurate and，as a consequence，is generally more expensive．Initially，open—loop systems

76、 were used almost entirely for light-duty applications because of inherent power limitations previously associated with conventional electric stepping motors．Recent advances in the development of electro hydraulic steppi

77、ng motors have led to increasingly heavier machine load applications．</p><p>　　Summary : Have introduced numerical control technology and the development trend of the equipment and the current situations of

78、the technical development of numerical control equipment and industrialization of our country of our times briefly , have discussed under the new environment further deepened in our country''s accession to the WT

79、O and opening to the outside world on this basis, develop technology of numerical control of our country and the importance of the information-based level of ma</p><p>　　The engineering level of equipment in

80、dustry and modernized intensity are determining the level of the whole national economy and modernized intensity , numerical control technology and equip , develop new developing new high-tech industry and most advanced

81、industry To can make technology and basic equipment most (national defense industry industries , such as information technology and their industry , biotechnology , industry , aviation , spaceflight ,etc. ). Marx has eve

82、r said " the difference</p><p>　　classifies the technology and numerical control equipment of numerical control as the strategic materials of the country, not merely take the great measure to develop on

83、e''s own numerical control technology and industry, and implement blockading and restrictive policy to our country in " high-grade, precision and advanced " key technology and equipment of numerical con

84、trol. In a word, develop taking technology of numerical control as the core advanced manufacturing technology become world all de</p><p>　　Numerical control technology to go on technology that control with d

85、igital information to mechanical movement and working course, numerical control equipment whether represented by technology of numerical control new technology make industry and new developing infiltration electromechani

86、cs integrated product that form of manufacturing industry to tradition, i.e. what is called di gitization equip, its technological range covers a lot of fields: (1)Mechanical manufacturing technology; (2)Informat</p&g

87、t;<p>　　1 Development trend of a numerical control technology</p><p>　　The application of the technology of numerical control has not only brought the revolutionary change to traditional manufacturing

88、 industry, make the manufacturing industry become the industrialized symbol , and with the constant development of the technology of numerical control and enlargement of application, the development of he some important

89、trades (IT , car , light industry , medical treatment ,etc. ) to the national economy and the people''s livelihood plays a more and more important role</p><p>　　1.1 A high-speed , high finish machini

90、ng technology and new trend equipped</p><p>　　Efficiency, quality are subjects of the advanced manufacturing technology. At a high speed, high finish machining technology can raise the efficiency greatly, qu

91、ality and grade to raise product, shorten production cycle and improve the competitive power of market. Japan carry technological research association classify their as one of the 5 loud modern manufacturing technologies

92、 first for this reason, learn (CIRP ) to confirm it as the centre in the 21st century to study one of the directions in</p><p>　　According to EMO2001 exhibition situation, the high-speed machining center ent

93、ers for the pace to can reach 80m/min, even high; air transport competent pace can reach 100m/min about. A lot of car factories in the world at present, including Shanghai General Motors Corporation of our country, adopt

94、, substitute and make the lathe up with high-speed machining center production line part that make up already. HyperMach lathe of Company , CINCINNATI of U.S.A. , enter , give pace to be most loud to re</p><p&

95、gt;　　In machining accuracy, the past 10 years, ordinary progression accuse of machining accuracy of lathe raise to 5μm , from 3- 5μm accurate grades of machining center from 10μm already, improve to 1- 1.5μm, and the ult

96、raprecision machining accuracy has already begun to enter nanometer (0.01μm )ly. In dependability, MTBF value of the foreign numerical control device has already reached above 6 000h, MTBF value of the servo system reach

97、es above 30000h, demonstrate very high dependability . For realiz</p><p>　　1.2 5 axles link and process and compound and process the lathe to develop fast</p><p>　　Adopt 5 axle link , to three-d

98、imensional curved surface processing of part , can cut with the best geometirc form of the cutter, not only highly polished, but also efficiency is improved by a large margin . It is generally acknowledged , a 5 axle gea

99、r beds of efficiency can equal 2 3 axle gear beds , use cubic nitrogen boron wait ultra hard material milling cutter go on at a high speed milling , sharpening , quenching hard steel at the part, 5 axle link , process co