摘要：随着数控机床技术向着高速、高效、精密、复合型的发展，对于机床功能部件的要求也越来越高，鉴于目前国内机床功能部件的现状，已经无法满足及充分体现数控机床性能的优越性。功能部件的发展已经成为我国数控机床技术发展的瓶颈，提高功能部件发展已迫在眉睫。

　　关键词：数控 机床 功能部件

　　从18世纪的工业产业革命到19世纪初期相继出现各种基本类型的机床，由蒸汽机作为动力源，逐渐发展成由主轴、刀架、床身等组成的实施运动与切削的承载件来完成加工。因此机床的结构可以用三个基本功能组成部分来概括，即：作为工作能源的动力机，作为传递和变速调整控制的辅助机以及作为实施切削运动的出力机。20世纪中叶，随着电子技术的发展，美国于1952年研制成功第一台数字控制机床，使作为辅助机的控制装备出现了重大的创新。由此促使了机床的驱动传动系统、运动轨迹和速度与位置控制系统以及运动与支承结构的发生重大变革，研发出了多种多样结构紧凑，能实现不同功能且在逻辑结构或物理结构上能自成独立单元的部件(简称功能部件)，用以更好地满足机床制造业向着高速、高效、高精、柔性和复合加工发展的需求。

　　一、机床功能部件的特点

　　数控机床的出现标志着划时代机电一体化产品的问世，而组成数控机床的功能部件将与传统机床的功能部件有很大的不同：首先各功能部件间的联系不再单纯地通过机构或机械来紧密地耦合，而是通过数控系统及程序指令来完成;其次它们都具有不同程度的反馈控制的能力以保证动作的精确性。这些特点充分反映出它的机电一体化的时代特征，成为具有高性能的新型功能部件。

　　功能部件的特点和其专业化生产为机床制造厂提供功能完善、品质优良、运行可靠、结构标准化且性价比合适的选件，不仅有利于缩短新产品开发和制造周期，而且由于功能部件已占据数控机床成本相当大的比例，数控机床的功能部件对机床的功能扩展和性能的提升起着极为重要的作用，因此，它不同于一般配套件和附件的选用，不仅须与数控机床的整体结构谐和协调，融入整机系统具有最佳的匹配性能，而且还能很好地彰显出该数控机床的个性化特征。例如：应用电机与主轴一体化的电主轴可以减少转动惯量和增加传动刚度，成为数控机床高速化的一项主要措施。但目前不少电主轴商品虽用于铝合金和模具型面加工非常合适，但在加工钢件和铸铁件时由于主轴最大扭矩不足，反使金属切除率下降，从而出现虽有高速的能力却不能获得高效。因此需从整个机床系统的角度来综合考虑相适应的电主轴的转速范围、功率、扭矩等参数，以及研发高速小惯量的内置变速装置等多样化结构以适应不同加工领域的需要。又如当主轴转速和进给速度的提高会引起一些负面影响，它会使机床结构和测量系统的热变形以及装置控制的跟踪误差随速度增加而增大，因此能用于高速化的数控系统不能仅是提高数据处理能力，而是应具备热误差补偿单元以及能实现速度前瞻控制、位置环前馈控制和加减速平稳控制等先进控制技术的功能。由此可见，功能部件的研发是一项系统工程，通过它的功能、性能和可靠性指标来保障数控机床发挥优异的品质。

　　二、功能部件的现状及与国际的差距

　　长期以来，我国数控功能部件一直处于调整、重组、逐步发展的状态。 目前，国产数控机床大量选购境外功能部件，一方面由于国内还没有形成社会配套能力，产品质量水平上存着一定差距;另一方面主机制造厂应用户要求，而选用指定公司的功能部件。随着内地主机产业的快速崛起，近年来台湾主机在中国大陆的市场份额越来越小，但是台湾的功能部件产品却依然在大陆保持着较高的市场份额。这表明，在主机生产方面，内地产品已经超越台湾产品，但在功能部件方面，内地的产品与台湾产品尚有差距，还不能实现有效替代。关键部件、配件决定着主机发展，只有关键部件、配件发展上了水平，关键功能部件自配率提高了，才能形成一批国际上具有较强竞争力的大型数控机床制造企业。我国功能部件产业与国外主要差距体现在：专业生产水平不高;信息化管理滞后;产业化进程缓慢;个性化服务跟不上。从产品总体水平看，我们处于发达国家名牌产品之下，发展国家之偏上水平，低档产品与国外同类产品差距较小或基本持平，但生产效率却远远低于国外。而高性能、高档次产品(高速、高精度、特高精度、低噪音等)与NSK、THK、 Rexroth等知名企业有明显差距， 而功能部件产业的滞后必将成为制约国产高档数控机床发展瓶颈，比如大量使用进口功能部件使一些高端数控机床成本大大提高，在国际市场上丧失了竞争力，另外，产业安全也受到威胁。

　　目前我国生产的功能部件多数以劳动密集型为主，技术含量低，难以适应国产数控机床附件的发展速度和技术要求。功能部件品种繁多，而高技术的、真正带有关键功能的部件对数控机床影响巨大。像刀库、机械手、托盘、主轴、直线导轨、直线电机，还有一些专用的定位、检测、报警装置都应属于这个范畴。这些关键的功能部件，我们基本上还没有形成规模效应和优势品牌。二是我国功能部件开发能力较弱，新产品开发速度慢，多数功能部件需要与国外合作开发、合作生产、合资经营，甚至只能来件组装。三是我国数控功能部件企业的规模都不大，固定资产达到1000万元以上的企业有70多家，占全部功能部件生产企业的10%以下。

　　虽然我国数控机床功能部件生产已有一定规模，如电主轴、主轴单元，数控系统、滚动功能部件、数控刀架、数控转台等都有专门制造厂家，其个别产品制造水平接近国际先进水平。但从整体上看，我国功能部件生产发展缓慢，品种少，产业化程度低，从精度指标性能指标综合情况看还不过硬。目前，滚珠丝杠、数控刀架、数控系统、电主轴等数控机床功能部件虽已形成一定生产规模，但仅能满足低档数控机床配套需要。衡量数控机床水平高级数控系统、高速精密电主轴、高速、高精度滚动功能部件数控动力刀架等还依赖进口。

　　我国数控机床整体技术水平发展提高，离不开先进功能部件产业支持。数控机床制造技术正向高速、复合、智能、环保方向发展。主机技术水平不断提高，要求配套功能部件也必须迅速提高自身水平。没有高质量功能部件，数控机床迅速发展也将成为一句空话。

　　加大对基础工业扶持力度的同时，以重大专项形式扶持两三个龙头企业，让他们与国际先进水平看齐，研发、制造真正高端产品，能够替代进口，就不至于受制于人，这样不仅体现了国家战略也体现了国民利益。例如：　数控系统、刀库、机械手、数控刀架、转台、主轴单元、滚珠丝杠副和滚动导轨副、高速防护和数控刀具等功能部件是数控机床的重要组成部分，这些功能部件的性能已成为整机性能的决定因素。数控机床技术向高效、复合、智能、环保的方向发展。主机技术水平的不断提高，要求数控机床功能部件必须与之相应迅速提高，以保证机床的速度和精度。解决数控机床功能部件的生产、配套及供应链问题，是解决数控机床发展的瓶颈的关键。

 1/3    1 2 3 下一页 尾页