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1國(guó)家對(duì)髙端制造的政策與需求

制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基^[1]。“中國(guó)制造”產(chǎn)品廣泛流轉(zhuǎn)于世界各國(guó)，我國(guó)己經(jīng)跨入世界制造大國(guó)行列，但并非制造強(qiáng)國(guó)。與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，高端制造技術(shù)落后，對(duì)國(guó)家各領(lǐng)域發(fā)展的裝備支撐能力弱，能源和資源消耗大，環(huán)境污染嚴(yán)重^[2]。針對(duì)這一現(xiàn)狀，我國(guó)提出了從制造大國(guó)邁向制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)。在國(guó)家大力推動(dòng)和聚焦的十大重點(diǎn)領(lǐng)域中，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高檔數(shù)控加工中心和機(jī)器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、農(nóng)機(jī)裝備及高性能醫(yī)療器械等均與制造技術(shù)息息相關(guān)。高端數(shù)控加工中心是支持航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備等制造領(lǐng)域發(fā)展的核心裝備，已列入國(guó)家16個(gè)重大科技專項(xiàng)，體現(xiàn)了其在國(guó)家需求、國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略中的重要位置^[2]。

我國(guó)己經(jīng)將制造業(yè)列為國(guó)家中長(zhǎng)期的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。《中國(guó)制造2025》提出通過(guò)“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)：第一步，力爭(zhēng)用十年時(shí)間，邁入制造強(qiáng)國(guó)行列;第二步，到2035年，我國(guó)制造業(yè)整體達(dá)到世界制造強(qiáng)國(guó)陣營(yíng)中等水平；第三步，新中國(guó)成立一百年時(shí)，制造業(yè)大國(guó)地位更加鞏固，綜合實(shí)力進(jìn)入世界制造強(qiáng)國(guó)前列^[1]。十二屆全國(guó)人大三次會(huì)議上，李克強(qiáng)總理指出，要推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)邁向中高端。制造業(yè)是我們的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，要實(shí)施“中國(guó)制造2025”，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展,加快從制造大國(guó)轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國(guó)。促進(jìn)工業(yè)化和信息化深度融合，開(kāi)發(fā)利用網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)宇化、智能化等技術(shù)，著力在一些關(guān)鍵領(lǐng)域搶占先機(jī)、収得突破為此，必須強(qiáng)化坫礎(chǔ)配套能力，積極發(fā)展以數(shù)字化、柔性化及系統(tǒng)集成技術(shù)為核心的智能制造裝備¹³¹。

高端數(shù)控加工中心是指具有高速、高精密、高效率、智能、復(fù)合、多軸聯(lián)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)通信等功能的數(shù)控加工中心，是高端裝備制造業(yè)的關(guān)鍵裝備，-U有高技術(shù)含W和高附加值，是價(jià)值鏈的高端，處于產(chǎn)業(yè)鏈的核心部位，表現(xiàn)為知識(shí)、技術(shù)密集，體現(xiàn)多學(xué)科和多領(lǐng)域高、精、尖技術(shù)的集成。具體包括機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、傳感器技術(shù)、電工技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息等。本文重點(diǎn)探討高端數(shù)控加工中心、典型高端數(shù)控系統(tǒng)及配電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化、柔性化的可行性。

2髙端數(shù)控加工中心的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

從行業(yè)需求和近年國(guó)際加工中心展的主流產(chǎn)品上看,大型、復(fù)合、多軸聯(lián)動(dòng)、重載、高速高精、高效加工、智能控制己成為高檔數(shù)控加工中心的發(fā)展趨勢(shì)。CIMT2015國(guó)際加工中心展以“新常態(tài)、新發(fā)展”為主題，反映出中國(guó)大陸未來(lái)經(jīng)濟(jì)及制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的特征。“綠色節(jié)能”將是中國(guó)大陸未來(lái)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與產(chǎn)業(yè)重組的重點(diǎn)路線之一。高端精密數(shù)控加工中心未來(lái)的潛在市場(chǎng)巨大。

2.1國(guó)外髙端數(shù)控加工中心及其特點(diǎn)

|>U是（'IMT2〇ir>全球Ti濘具有最高精度的重吧加工中心NHC 6300。該加工中心提供CELOS新應(yīng)用程序的PC版軟件,用戶可以在工作準(zhǔn)備中通過(guò)直接連接加工中心的計(jì)算機(jī)連續(xù)桿生產(chǎn)計(jì)劃。高速高精是NHC 6300加工中心的突出特點(diǎn)，進(jìn)給速度高達(dá)60 ni/min,定位精度高達(dá)微米級(jí)，且具有極高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。該加工中心不僅具有優(yōu)異的加工性能，而且功耗低,采用高性能的MAPPS IV操作系統(tǒng)，能為復(fù)雜的加工任務(wù)編程，讓用戶靈活響應(yīng)客戶的要求，具有高度柔性化。

圖2是汽車盤類工件加工的平行雙主軸、雙刀塔車床。其采用最新“隱形設(shè)計(jì)”理念，搭載適合大批量生產(chǎn)應(yīng)用的全新操作面板-COMPACTline,易于接近送件機(jī)和主軸，換刀操作方便和排屑性能更高。NRX 2000可配自動(dòng)化系統(tǒng)，提高加工精度和加工效率，能滿足長(zhǎng)時(shí)間的自動(dòng)生產(chǎn)需求。

因代克斯MS16多軸數(shù)控車床的核心技術(shù)是由六個(gè)整合P主軸支架中的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)主軸組成，并將凸輪控制與數(shù)控技術(shù)的靈活性融為一體，在保持高效精密的同時(shí)，最大限度地提升其柔性化加工水平，實(shí)現(xiàn)完美精密加工。在高智能、高精度、高生產(chǎn)率等方面具有卓越性能。

MAZATR0L第七代數(shù)控系統(tǒng)帶來(lái)了全新制造理念SmoothTechnology和面向汽車行業(yè)的加工先進(jìn)解決方案。小巨人馬扎克VTC 160AN是一種高速、功能強(qiáng)大的鏜銑類立式雙交換加工中心，適合中小型精密零件的高效率加工。該機(jī)采用了先進(jìn)的全動(dòng)立柱、固定工作臺(tái)式結(jié)構(gòu)，使加工中心在精度、剛性和使用壽命等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。加工中心控制系統(tǒng)采用廠世界領(lǐng)先水平的Mazatrol Fusion 640M NEXUS數(shù)控系統(tǒng)，該數(shù)控系統(tǒng)使用了高速的64位RISC CPU,大幅度提高了數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和運(yùn)動(dòng)控制性能，并率先采用了個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC)與CNC無(wú)縫融合的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了 PC和CNC之間的寬帶雙向通訊，使加工中心具備了先進(jìn)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化功能。

FANUCROBODRILL是主要用于鉆孔和攻絲的高可靠、高性能、高效率的小型加工中心，裝備超高分辨率的脈沖編碼器，進(jìn)行以納米為單位的插補(bǔ)和反饋。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)無(wú)反向間隙，保證高速和高精加工。數(shù)控系統(tǒng)采用FANUC 31 i高速、

高質(zhì)量的納米CNC。

2.2臺(tái)灣地區(qū)及大陸高端數(shù)控加工中心及其特點(diǎn)

CIMT2015加工中心展上，臺(tái)灣工具機(jī)產(chǎn)業(yè)展示出高效率加工、單機(jī)多能彈性生產(chǎn)及低維護(hù)成本的G3020直線電機(jī)高速五軸加工中心和采用輕量化、模塊化設(shè)計(jì)，要求環(huán)保節(jié)能、愛(ài)地球的“輕鋁式鏈架構(gòu)全電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑軌式快速換刀刀
庫(kù)’，可見(jiàn)尚政節(jié)能環(huán)保、精密加工與智能自動(dòng)化發(fā)展邁向工業(yè)⁴+ 0成為當(dāng)今高檔數(shù)控加工中心的發(fā)展方向。臺(tái)灣高檔數(shù)控加工中心的性價(jià)比較高，己出口到美國(guó)、日本等30多個(gè)國(guó)家，

其品質(zhì)己給國(guó)際認(rèn)可。

在數(shù)控加工中心研制方面，我國(guó)取得巨大成果，一大批先進(jìn)的加工中心產(chǎn)品問(wèn)世,并且有的產(chǎn)品己出口到歐美其中還包括最挑剔的德國(guó)。大連加工中心研發(fā)成功的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)CHD-25九軸五聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合加工中心和武重CKX5680七軸五聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合加工中心作為突出典型為我國(guó)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)以及艦艇螺旋槳的制造，提供高性能的國(guó)產(chǎn)高端數(shù)控加工中心，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，打破西方發(fā)達(dá)國(guó)家的限制和封鎖。華中數(shù)控的HGMP-5X數(shù)控微型高速五軸加工中心和HGMP320/5A型龍門五軸數(shù)控加工中心是集高新尖為一體的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心,可滿足航空航天、小型葉輪葉片、模具等裝備制造業(yè)里多種工件復(fù)雜型面的加工。

3常見(jiàn)髙端數(shù)控系統(tǒng)及其特點(diǎn)

3. 1 FANUC數(shù)控系統(tǒng)

日本FANUC是當(dāng)今世界數(shù)控系統(tǒng)科研、設(shè)計(jì)、制造、銷售最強(qiáng)大的企業(yè)之一。其最新的數(shù)控系統(tǒng)主要有世界標(biāo)準(zhǔn)級(jí)的Oi-MODEL F系列、用于高速高精加工的納米級(jí)的30i/31i/3²i/³⁵i-MODEL B系列和用于通用工業(yè)機(jī)械的高響應(yīng)級(jí)Power Motion i-MODEL A系列。高速、高精、高效的緊湊型加工中心R0B0DRILL正是采用了 31i-M0DEL B為控制單元，在光潔表面加工中主軸可達(dá)24000轉(zhuǎn)/分，在重型鐵件加工、高速高效的鋁合金加工及普通加工中，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)10000轉(zhuǎn)/分。

圖 3 是 FANUC ROBODRILL DDR / DDR-T 高速、高精度轉(zhuǎn)

臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)高速高精度加工的直驅(qū)無(wú)隙裝置。其最大轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩為2I30N. in,最高轉(zhuǎn)速達(dá)200轉(zhuǎn)/分，分辨率為±0. 0028deg,最大載重為l00Kg。

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結(jié)束語(yǔ)：

高端數(shù)控加工中心是國(guó)家高端智能制造裝備，是中國(guó)制造2025戰(zhàn)略實(shí)施的核心裝備。本文分析了國(guó)家對(duì)髙端數(shù)控加工中心的重大需求，探討了高端數(shù)控加工中心的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，闡述了典型高端數(shù)控系統(tǒng)及其特點(diǎn)，總結(jié)并提出了高端數(shù)控加工中心配電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性化設(shè)計(jì)理念。

高端數(shù)控加工中心及配電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化、柔性化探討

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