得巨大的经济效益。我国拥有普通机床数百万台，加强用数控技术改造传统机床将成为下世纪我国数控领域的重要发展方向。④大力发展绿色数控机床。绿色数控机床应是材料消耗少能耗低无污染，寿命长且便于拆卸回收的新型机床。例如，以并联结构代替串联结构就是开发绿色数控机床的条途径，这是因为并联结构机床消耗的金属材料仅为常规串联结构机床的几分之，其加工量也比常规机床大幅度减少，特别是消除了大型结构件的铸造，这将显著降低机床制造过程中的能源消耗和对环境的污染。此外，并联结构机床有利于采用电传动，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。转贴于中国论文联盟第章数控机床的技术途径发展具有中国特色的新代数控系统数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展具有中国特色的新型数控系统，将是推动数控产业化进程的有效技术途径。实践证明，年来我们所走的数控道路是完全正确的。机包括工业产量大价格便宜，技术进步和性能提高很快，且可靠性高工业主机的已达年。因此，以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比，而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果，如大容量存储器高分辨率彩色显示器多媒体信息交换联网通讯等。此外，以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步，当机升级换代时，数控系统也可相应升级换代，从而长期保持技术上的优势，在竞争中立于不败之地。目前，数控系统的体系结构有种主要形式专用数控加前端的复合式结构通用加位控卡的递阶式结构。另外还有种正在发展的数字化分布式结构。其方案是将由等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来，组成完整的数控系统。这种系统虽然性能很好，但由于开发和生产成本太高，近期难以被国内广大用户所接受。我们认为，上述结构并不是符合中国国情的最好方案，适合中国国情的应是将所有数控功能全软件化的集成式结构，因为这种结构的硬件规模沈阳广播电视大学综合实训报告第页共页最小，不但有利于降低系统成本，而且更重要的是可以有效提高系统的可靠性。几十年的经验表明，可靠性好坏是国产数控系统能否发展的关键。虽然影响数控系统可靠性的因素很多，但过大的硬件规模和较低的硬件制造工艺水平往往对可靠性造成最大的威胁。以往，国产数控系统在总体设计时由于种种原因的限制，不得不选用技术指标不太高的普通，这样，为完成数控的复杂功能往往需要由多个来组成系统，有时还需另加些专用或通用硬件电路来实现数控系统的些高实时性功能如细插补位置伺服控制等，从而造成系统硬件规模庞大。对于数控系统这种批量不大的产品，在国内现有工艺条件下，很难从硬件制造的角度保证系统的可靠性，因而使得国产数控系统在生产现场的表现不佳，对国产数控系统的形象和声誉造成严重影响，使得不少用户现在还心有余悸。因此，我们在开发新型数控系统时，应优先选用新型高性能如高主频的等作为系统的运算和控制核心，并尽量用软件来实现数控的所有功能。这样，可大幅度减小系统硬件的规模。此外，还应在软件设计电源设计接插件设计与选用接地与屏蔽设计和施工等方面采用强抗扰高可靠性设计与制造技术，从而全面提高系统的可靠性。由于个新型高性能可以代替数十个普通如等，因此，在基于高性能的平台上不仅可以完成数控系统的基本功能如信息处理刀补计算插补计算加减速控制等和开关量控制功能内装，而且还可以完成伺服控制功能。这样，以前由完成的数字化伺服控制功能如位置控制速度控制矢量变换控制等均可由中的完成，从而实现内装式伺服控制，这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模，而且还大幅度缩小了伺服控制部分硬件规模。这种具有内装和内装伺服控制的全软件化集成式数控系统，其硬件规模将达到最小化，整个数控系统除个平台外，剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。这既有效提高了系统可靠性，又消除了信息传递瓶颈，提高了系统性能，同时还可显著降低系统成本，使系统包括电机售价将可降至现有数控系统的半左右。显然，这种高性能高可靠性低成本的新型数控系统将具有极强的竞争力，有望为开创中国数控的新局面作出贡献。此外，集成化数控系统还有大优点，就是容易实现开放式结构。这是因为，这种系统的硬件本身已经是完全开放的，构成开放式数控系统的工作完全在软件上，只要制定好标准和协议，从信息处理轨迹插补加减速控制开关量控制到伺服控制都可以实现开放，从而可大大方便用户的使用。推进数控功能部件的专业化生产沈阳广播电视大学综合实训报告第页共页解决数控系统问题后，如何实现数控机床的模块化设计与制造便是我国机床制造企业快速响应市场需求，在竞争中获胜的另关键。要实现数控机床的模块化设计制造，必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。因此，在今后的若干年内，我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。其要点如下新型永磁电主轴单元电主轴已成为国际市场上最热门的数控机床功能部件。但目前这类产品几乎都为感应异步型，存在以下突出问题转子上存在绕组，有大电流流过，因此转子发热严重，直接影响主轴精度低速出力小且转矩脉动大，难以满足宽范围切削要求效率和功率因素低，不仅电机体积和重量大而且要求逆变器容量大耗能多④控制系统复杂成本高。因此，利用我国稀土永发展重型数控机床必须有过硬的基础，我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验，加强基础技术和关键技术研究，充分发挥我国产学研相结合的优势，各部门通力合作共同努力，争取在下世纪初取得突破性进展。目前，在发展重型数控机床中除需加强基础理论研究外，还应加强其关键技术研究。例如，重型机床的控制就是需要加以特殊解决的关键问题。因重型机床加工的工件特别昂贵不允许报废，为了确保机床工作可靠，在数控系统中可采用双或多冗余工作方案，以确保运算和控制的绝对正确，并在出现故障时自动诊断自动修复或自动替补，确保加工不出问题。此外，在电源上可采取双蓄电池供电的全隔离供电方案，即组电池在给系统供电时，可对另组电池进行充电，电网与控制系统是完全隔离的。这就彻底消除了重型车间中电网电压波动厉害干扰严重对数控系统造成的影响，从而有效保证系统的可靠性。又如，重型数控机床的驱动也是大关键问题。当行程长度超过，普通滚珠丝杆就难以胜任大负荷的传动，因此目前般采用预加负载的双齿轮齿条机构静压蜗杆蜗母条机构四足或双足爬行进给机构等来实现长行程传动。但这些方案存在结构复杂速度和加速度低动态性能差难以达到高精度维护保养沈阳广播电视大学综合实训报告第页共页复杂等问题。为此可发展阵列式高效直线电机直接驱动技术和空间并联机构驱动技术，以新的途径来解决重型数控机床的高速高精度驱动问题。除此之外，机床结构的优化设计长行程精密检测重力变形补偿切削力变形补偿热变形补偿等也是重型数控机床中必须解决的关键问题，必须予以充分重视。材料的优势，开发新型大功率高效率宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元，将可有效解决现有电主轴存在的问题，形成具有中国特色的新代电主轴产品。由于永磁电主轴的机械结构和控制系统都较感应异步型电主轴简单，因此易于进行专业化大规模生产。当然，这还要攻克主轴支承陶瓷轴承流体动静压轴承磁悬浮轴承技术高精度高速动平衡技术高速驱动检测与控制技术高可靠性安全保证技术等关键技术。廉价的高性能伺服系统目前，套进给交流伺服系统驱动器电机的价格般都在万元以上，主轴伺服系统的价格高达数万元，已成为降低国产数控机床成本的大障碍。因此，应配合新型集成化国产数控系统的发展，大力开发廉价的高性能内装式伺服系统。由于内装式伺服的硬件部分只有电机和功率接口，充分利用我国的永磁资源优势，通过专业化生产可以把电机的造价降下来，而采用智能化的模块作为功率接口也很便宜，因此将内装式进给伺服的价格控制在数千元以内，将内装式主轴伺服的价格控制在万元以内，将是完全可能的。直线交流伺服系统直线交流伺服系统是下世纪数控机床不可缺少的功能部件，目前我国还没有成熟产品，因此应加强研究开发和推广应用。考虑到常规机床的防磁问题较难解决，而并联机床的防磁相对容易，因此可为常规结构机床开发感应异步型直线电机，为并联结构机床开发永磁同步型直线电机，从而扬长避短，构成符合实际应用要求的新型高速高精度进给系统。在此基础上，可进步开发将驱动与支承合二为的磁悬浮工作台。零传动数控转台与摆头数控转台与摆头是多坐标数控机床的关键部件，传统的采用高精度蜗杆蜗轮等传动的转台与摆头不仅制造难度大成本高，而且难以达到高速加工所需的速度和精度，因而必须另辟蹊径开发新型零传动无机械传动链数控转台沈阳广播电视大学综合实训报告第页共页和摆头，以促进我国高速高精度多坐标数控机床的发展。高速高精度检测装置高速高精度是下世纪数控机床发展的主题，这不但需要高性能的控制和驱动，同时还需要高品质的检测环节，因此应在现有技术基础上，进步开发以上精度的高速以上线位移传感器和万脉冲的角位移传感器，此类技术国外对我国是封锁的。加速数控机床的全国产化，打好市场翻身仗数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。在上述总体战略指导下，采取抓两头低价位数控机床和高速高效数控机床带中间普通数控机床促重型重型关键装备的方针，将是在国内市场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军，最终打赢国产数控机床市场翻身仗的种有效战术和策略。关于普通数控机床的发展已有许多文章作了专门论述，因此下面仅就低价位数控机床高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题作讨论。大力发展低价位数控机床低价位机床是功能满足用户要求无功能浪费技术指标适中可靠性好价格便宜的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之，也是国内众多用户渴求的产品，其市场前景相当广阔。然而，如果采用国外数控系统