数控技术发展趋势080930

01000100010010001001010000郑小年数控技术发展历史、现状与趋势华中科技大学国家数控系统工程中心教授、副总工程师武汉华中数控股份有限公司副总经理01000100010010001001010000一、数控技术的战略地位二、中国数控系统产业的发展历程与现状三、世界数控技术的发展趋势提要01000100010010001001010000一、数控技术的战略地位01000100010010001001010000中国已成为世界第四制造大国制造业是我国国民经济的基础和支柱全部就业人数11.27%工业就业人数的90.74%2002年制造业提供的就业人数工业税收78.93%总税收的28.74%2001年全国制造业创造的税收2003年全国制造业贡献的GDP和出口GDP总值的29.07%出口总额的92.06%ybs:中国统计年鉴，2004；中国装备制造业发展研究报告，国家发改委产业发展司，2002一、数控技术的战略地位01000100010010001001010000制造业的发展离不开先进制造装备装备制造业的水平，决定一个国家的制造业在国际分工中的地位30%26%41.9%49.0%46.4%48.8%43.6%38.0%0%10%20%30%40%50%中国美国德国日本装备制造在制造业中的比重装备制造业工业增加值率制造装备的技术水平关系到制造业的产业结构调整关系到产业技术升级决定着我国制造业在国际上的竞争力Ybs：机电商报，2005。2。28在西方发达国家，装备制造业在制造业中所占的比重非常高一、数控技术的战略地位01000100010010001001010000世界机床产量的1/5用于中国市场国产数控机床产量占有率稳定在60％左右，但产值占有率逐年下滑高附加值的高档数控机床基本依赖进口数控机床是制造装备的装备我国已成为数控机床世界第一大消费国和进口国020000400006000080000100000199920002001200220032004数控机床生产台数数控机床进口台数ybs:2001-2004年世界主要机床生产国的产值、进口、出口和消费额[J].世界制造技术与装备市场，2004.101020304050199920002001200220032004数控机床生产金额（亿美元）数控机床进口金额（亿美元）33.9854.1654.1631.6555.7455.7430.5358.7958.7929.8857.6957.6927.7361.2261.2217.8458.3958.39010203040506070199920002001200220032004国产数控机床产值占有率国产数控机床产量占有率一、数控技术的战略地位01000100010010001001010000数控系统是装备的“大脑”，数控化是装备发展的主流趋势已在军工、船舶、汽车、电子、纺织、印染等各行各业的制造装备中，得到了广泛的应用IC装备•船舶制造装备纺织印染装备汽车制造装备军工制造装备一、数控技术的战略地位01000100010010001001010000提高制造精度；缩短制造周期；简化机械结构；提升装备性能；带动制造装备向高速、高精、高效方向发展制造装备正从机械化向数字化转变一、数控技术的战略地位01000100010010001001010000高档数控系统是西方对我国封锁与限制的重点中国必须拥有自主的数控系统核心技术和产品东芝事件考克斯报告数控技术关系到我国的经济安全、产业安全和国防安全01000100010010001001010000华中数控与武重联合开发的“重型七轴五联动车铣复合加工中心”，加工8米船用螺旋桨，打破国外封锁，已由镇江推进器厂购买。010001000100100010010100001、国家高度关注自主知识产权的数控系统2、国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见3、国家重大专项：高档数控机床及基础制造装备（高档数控系统项目拨款超过10亿元）01000100010010001001010000二、中国数控系统产业发展历程和现状01000100010010001001010000中国数控发展的三个阶段第一阶段：封闭式发展阶段第二阶段：引进技术，消化吸收，初步建立起产业体系阶段第三阶段：实施产业化工程，进入市场竞争阶段01000100010010001001010000中国数控发展现状我国数控技术发展取得了一定成绩：“六五”：引进技术“七五”：消化吸收、“三大三小”01000100010010001001010000日本抑制中国数控产业发展的策略：控制中国的数控技术落后十五年1、转让落后技术，控制核心芯片2、推出先进技术的新产品，抢占市场3、挖走中国引进技术培养的人才4、诱惑中国企业合资，导致中国企业破产01000100010010001001010000九十年代中期，中国数控的状况：三打祝家庄屡战屡败，屡败屡战数控－－》“控诉”梁会长访日的感受：前途一片渺茫01000100010010001001010000没有创新，就没有出路。惨痛的历史教训说明一个硬道理：数控系统这样的战略高技术，靠花钱引进根本办不到；盲目效仿国外，也只会落后挨打，受制于人；中国数控产业的唯一出路，就是走自主创新之路，用中国人自己的核心技术振兴中国数控产业!01000100010010001001010000中国数控发展现状我国数控技术发展取得了一定成绩：“八五”：自主开发、“四个I型”中华I型、华中I型、航天I型、蓝天I型“九五”、“十五”：产业化攻关，“东南西北中”01000100010010001001010000开环数控系统没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置进给系统），故系统稳定性好。数控系统的分类电机机械执行部件A相、B相C相、…f、nCNC插补指令脉冲频率f脉冲个数n换算脉冲环形分配变换功率放大01000100010010001001010000半闭环数控系统半闭环数控系统的位置采样点如图所示，是从驱动装置(常用伺服电机)或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置。位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈数控系统的分类01000100010010001001010000全闭环数控系统全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示，直接对运动部件的实际位置进行检测。数控系统的分类位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈01000100010010001001010000经济型：开环控制、单片机的CNC、数码管或单色小液晶显示、内存《100KB、步进电机驱动、联动轴数2轴-2轴半、机床快速《6米/分；精度为》0.01mm，系统的价格便宜。典型系统有：大方、西门子802S等；主要适用于车床等。数控系统的分类01000100010010001001010000普及型：半闭环控制、8—32位CPU的CNC、9寸单色显示器、无图形彩色显示、内存约150KB、有DNC功能、模拟式直流有刷或直流无刷伺服电机驱动、联动轴数3-4轴、机床快速：6-16米/分；定位精度为0.005-0.01mm。典型系统有：Fanuc0、西门子810、802C系列、等、主要适用于价格较低的车、铣、加工中心。数控系统的分类01000100010010001001010000高档型：全闭环控制、32-64位CPU的CNC、彩色或TFT液晶显示器、图形显示、内存》150KB、有DNC和网络功能、可扩展数字仿形等功能；良好的用户编程界面；数字式交流无刷伺服电机驱动、联动轴数4轴以上、机床快速可》16米/分；定位精度》0.005。典型系统有：Fanuc160i、西门子840系列、马扎克640等、主要适用于高档、高精度加工中心。数控系统的分类0100010001001000100101000001000100010010001001010000总体评价：曙光初现国产国外:73000台:37000台2006年中国市场销售数控系统约11万台010001000100100010010100002006年中国数控系统市场态势：葫芦形经济型：60％普及型：38％高档型：2％约66000台约42000台约2000台：95％：5％国产国外国产国外：17％：83％国产国外：0.5％：99.5％010001000100100010010100001、国产经济型数控系统主导中国市场：适应中国市场需求。可靠性得到了提高，功能实用，价格低廉，有很大的竞争优势，得到了广大用户的认同。目前约占到我国整个数控系统市场的60%左右。2006年，我国经济型数控系统产量达到6万多套，市场占有率高达95％以上。外国公司也推出了几款低价格的经济型数控系统，但价格上、服务上还是没有优势，市场推广竞争不过国产系统。01000100010010001001010000世纪星HNC-18/19XP系列数控系统HNC-18iTHNC-18xpMHNC-18xpTHNC-18xp加长板010001000100100010010100002006年中国数控系统市场态势：葫芦形经济型：60％普及型：38％高档型：2％约66000台约42000台约2000台：95％：5％国产国外国产国外：17％：83％国产国外：0.5％：99.5％010001000100100010010100002、国产普及型数控系统的技术、可靠性差距显著缩小,但外国品牌依然占领国内市场目前，行业主导企业普及型数控系统已实现批量生产，在数控铣床、加工中心等中档数控机床得到批量配套应用，销售到最终用户后，反映良好。具备全数字交流伺服驱动系统和主轴伺服驱动系统等配套能力。从技术水平上比较，国产普及型数控系统的功能、性能与国外比并不差，价格和服务方面还有较大优势，可靠性与国外系统的差距也已显著缩小。01000100010010001001010000世纪星HNC-21i/22i五代数控系统更新换代型，采用新的结构，采用CAN总线支持I/O扩展，最多支持8轴联动01000100010010001001010000HSV-160伺服驱动器HSV-162双轴伺服驱动器HSV-16的更新换代产品，模具成型结构，外观更漂亮，控制与动力电源一体化，使用更简便控制两台电机，成本低01000100010010001001010000HSV－18S-100/150、200大功率进给与主轴驱动器(22KW)01000100010010001001010000大连机床集团配华中数控系统的生产车间0100010001001000100101000001000100010010001001010000吴邦国委员长和温家宝总理视察大连机床集团时赞扬华中科技大学成功开发了高档数控系统，并与大连机床的实施产学研合作。温总理说“你们帮助企业提高了技术，企业也帮助你们发展，我们中国要成为数控机床的大国！”01000100010010001001010000湖北三环汽车方向机有限公司配华中系统40多台数控机床的生产现场，用户说：华中数控系统与西门子等系统不相上下。01000100010010001001010000德州液压公司批量选用配置华中数控系统的鲁南机床01000100010010001001010000江苏超力集团01000100010010001001010000一汽发动机厂01000100010010001001010000东风（十堰）发动机减震器有限公司01000100010010001001010000陕西军工企业批量配置华中数控系统的军品车间010001000100100010010100002、国产普及型数控系统的技术、可靠性差距显著缩小,但外国品牌依然占领国内市场主要差距：1）用户对国产品牌认同度低，表现为普及型数控系统市场