我国机床发展现状与分类选择

  我国机床与国外的差距究竟是在什么方面？是水平、精度、功能、刚性还是可靠性问题？ 其实，中国造不了高端机床的原因是多方面的：

  主要原因是缺乏工人和一般的企业培养不了高技能人才。培养一个高水平工人，要消耗大量时间和精力，而且若企业制度不能提供优越的条件，也留不住这样的人才。这就造成了很多工厂不愿意在资金去培养优秀工人。还有就没有精力去设计生产高水平的机床。有时候一台机器造下来要花两三年的时间，非常耗时间，这样下来，除非是大规模企业，小企业根本负担不起这样的开支和时间。再加上国家之前不足够重视，所以高精度的机床始终没太大的进展。不过现在机械工业作为国家工业的基石慢慢的变成了最薄弱的一环，各方面慢慢的开始不断重视机械工业的发展，也慢慢有了进展；

  第二，中国机床差主要是在质量和数控伺服系统，而质量差很多时候是由一个员工的技术和责任感决定的。我国数控伺服系统本来就是硬伤。中国主要使用西门子和日本发那科系统，自己的数控系统就差一些，还有主要在伺服电机上的差距。在相同条件下国外的材料和工艺都比我们要好。一般国产的机床能够正常的使用5年左右，但是要年年校正，精度和容错性比较差，故障处理更是跟不上。航空业使用的机床上有很多设备是专用机床，一般数字控制机床的精度在0.05mm到0.001mm之间，远不能够满足高精度零件的加工，只能加工一些中高精度要求的产品，对于象陀螺仪这类零件就需要专用机床；

  第三，在中国制造业，工艺远比制造难度要大的多，中国机床严重缺少各方面专家、人才，许多关键性技术，如刚性、热变形、振动、噪音、精度补偿等没有从根本上解决。还有就是材料、模具、数控的人才缺乏，没有这方面足够的人才，中国的机床产业是很难赶上国外领先水平的；

  第四，对国情缺乏深入分析，就想当然地要盲目赶超世界领先水平。虽然我们利用和引进国外先进的技术合作生产了许多一、二流先进机床产品，但整个主机及配套件的科研、设计、制造和供应却没有从根本上解决。

  中国人才很多主要是体制方面问题导致大量专业技术人员流失或半途而费，我国企业没有核心技术在手，更没有提升个人竞争力，产出的机加设备精度差噪音大使用寿命短，材料方面更不用说，工人收入低自然不会为机床制造尽心尽力，大部分领导不愿意投钱买设备。我国机床行业发展面临问题：核心零部件发展滞后，自主供应能力不够；产业集中度较低，生产技术落后；人才储备不足，培养周期长。

  普通数控机床一般指在加工工艺过程中的一个工序上实现数字控制的自动化机床，如数控铣床、数控车床、数控钻床、数控磨床与数控齿轮加工机床等。普通数控机床在自动化程度上还不够完善，刀具的更换与零件的装夹仍需人工来完成。

  加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能组合在一起，零件在一次装夹后，可以将其大部分加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻螺纹等多工序加工。由于加工中心能有效地避免由于多次安装造成的定位误差，所以它适用于产品更换频繁、零件形状复杂、精度要求高、生产批量不大而生产周期短的产品。

  点位控制是指数控系统只控制刀具或工作台从一点移至另一点的准确定位，接着进行定点加工，而点与点之间的路径不需控制。采用这类控制的有数控钻床、数控镗床和数控坐标镗床等。

  点位直线控制是指数控系统除控制直线轨迹的起点和终点的准确定位外，还要控制在这两点之间以指定的进给速度进行直线切削。采用这类控制的有数控铣床、数控车床和数控磨床等。

  亦称连续轨迹控制，能够连续控制两个或两个以上坐标方向的联合运动。为了使刀具按规定的轨迹加工工件的曲线轮廓，数控装置具有插补运算的功能，使刀具的运动轨迹以最小的误差逼近规定的轮廓曲线，并协调各坐标方向的运动速度，以便在切削过程中从始至终保持规定的进给速度。采用这类控制的有数控铣床、数控车床、数控磨床和加工中心等。

  开环控制管理系统是指不带反馈装置的控制管理系统，由步进电机驱动线路和步进电机组成。数控装置经过控制运算发出脉冲信号，每一脉冲信号使步进电机转动一定的角度，通过滚珠丝杠推动工作台移动一定的距离。这种伺服机构最简单，工作稳定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。

  半闭环控制管理系统是在开环控制管理系统的伺服机构中装有角位移检测装置，通过检验测试伺服机构的滚珠丝杠转角间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控装置的比较器中，与输入原指令位移值作比较，用比较后的差值来控制，使移动部件补充位移，直到差值消除为止的控制管理系统。这种伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构，为大多数中小型数字控制机床所采用。

  闭环控制管理系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置，将检测到的实际位移反馈到数控装置的比较器中，与输入的原指令位移值作比较，用比较后的差值控制移动部件作补充位移，直到差值消除时才停止移动，达到精确定位的控制管理系统。闭环控制管理系统的定位精度高于半闭环控制，但结构很复杂，调试维修的难度较大，常用于高精度和大型数控机床。

  数控系统控制几个坐标轴按需要的函数关系同时协调运动，称为坐标联动，按照联动轴数可以分为：

  数控机床能同时控制两个坐标轴联动，适于数控车床加工旋转曲面或数控铣床铣削平面轮廓。

  在两轴的基础上增加了Z轴的移动，当机床坐标系的X、Y轴固定时，Z轴可以作周期性进给。两轴半联动加工能轻松实现分层加工。

  数字控制机床能同时控制三个坐标轴的联动，用于一般曲面的加工，一般的型腔模具均可以用三轴加工完成。

  多坐标数控机床的结构较为复杂，精度要求高、程序编制复杂，适于加工形状复杂的零件，如叶轮叶片类零件。

  通常三轴机床能轻松实现二轴、二轴半、三轴加工;五轴机床也可以只用到三轴联动加工，而其他两轴不联动。