有奖专题讨论：国产五轴数控机床技术探讨 点击：2251 | 回复：35
随着生活水平的不断提升，在中国出现了一批这样的人：生活水平已经达到一定标准，同时希望做自己喜欢做的事情，并将这种事情做得很精很专。一不留神儿，看到了中国人自已设计的、多项指标到目前为止还是亚洲第一的高端数控机床，而且已经在现场工作了一年多。精度，速度，一致性等地方都有突破性的进展。从内心深处发出的感受是，尽快让他们在市场上，发挥其重要的作用。
那么，就你自己认知的国产五轴机数控机床，从精度，速度、可靠性未来发展趋势等角度发表您的真知灼见吧！
一、参与方式
通过中国工控网论坛的主题帖“有奖专题讨论：国产五轴数控机床技术探讨”登陆后在主题帖下直接发帖回复您的观点，即视为参与本次活动。
二、活动截止时间
截止2017年4月28截止后工作日统计获奖名单并联系用户发奖。
三、奖励设定：
一等奖 1名 奖励300MP
二等奖 3名 各奖励100MP
三等奖 5名 各奖励50MP
参与奖 若干 各奖励200积分
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代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况。五轴联动数控车床在工业生产中占有非常重要的作用，而且现在出现了新的特征，五轴联动数控技术正在向高速、高效率、高可靠性、高精度、复合化、智能化、网络化、柔性化、绿色化等方向发展，我国由于工业底子薄，装备制造业水平比较低，生产出来的五轴联动数控车床质量跟欧美和日本产品还存在一定的差距，落后就要挨打，面对历史因素和现实的紧迫性，我国要想在接下了发展空间中占有一席之地，就需要做到以下几点：
1、加大研发资金投入力度，加大加强基础理论研究，为设备研究做好理论准备。 2、研究外国先进设备技术，深研其中的核心知识。在仿照的基础上进行创新。 3、研究国内外五轴联动技术的发展方向，做到先人一步开展研发。 4、了解国内外各个用户群体的需要，开发出适合不同用户需要的设备。
5、创新是保持领先的内在要求，没有创新就没有进步。国家应该鼓励企业进行五轴联动技 术的研发。
6、在保护好自己核心技术的前提下与其他先进企业进行技术交流。 7、大力发展高端五轴联动车床，实施精品工程。
对于i5不十分了解，翻阅了下它的安装维护手册感觉其系统只是个单独CNC扩展型单独系统与驱动电机不是同一体系而是个集成分列系统。使用别家驱动与电机搭配成一个运动系统。如果真是这样的话，其速度控制以及位置的稳定性精度？
由于本人长期从事发那科机床电气维护维修工作，对于它的组成了解比较多要说i5为亚洲第一是要打问号的？这并不是比低自己而要看清与人的差距。比如说发那科30i系列它有五轴联动功能。能控制多少个轴不叙述了，大路货的功能不说单说一个位置补偿功能除了单轴往复位置定位补偿外。由于机械位置安装偏差有很多时候矫正很难做到其主要轴偏差矫正精确总有些轻微小偏差，此时就有一个系统所携带软件SERVO GUIDE协助调节各轴之间机械运动误差补偿机械偏差达到加工精度。针对一个空间点补偿。单轴的补偿它只是一个面点上的往复定位补偿，而同时几根轴的补偿就能做到空间立体点的补偿。这个我们的i5能做到吗？不能说用CAD/CAM来补偿点的误差，对于复杂面的加工人家可使用宏程序数学公式计算加工的，这不是人能控制的。
国内五轴数控机床的发展现状
国内生产五轴联动加工中心的厂家正在不断增加。如沈阳机床厂生产的GMC2590μ桥式五轴联动加工中心、VM22120μ立式五轴加工中心、VMC05656e门式五轴加工中心、HS664RT五轴高速加工中心；大连机床产生的VDM500五轴立式加工中心；北京机电院生产的XKR32G五轴联动加工中心和XKH800五轴联动叶片加工中心；济南二机床生产的XV2525×60高架式五轴联动加工中心等都能实现一次安装完成零件的铣、镗、钻、铰、攻丝等多道工序。
开发五轴联动加工中心有2个关键核心部件技术难度较大，一个是双摆角万能加工头；一个是双轴回转台（见图2）。这2种部件国内厂商也已开发出来，但有待进一步的完善和商品化。双摆角万能加工头用于大型机床，双摆轴回转台用于小型机床。目前这2种部件都采用直驱力矩电机，并装有编码器，以提高动态性能和精度。
目前，我国一些厂家开发的数控机床已采用了直驱技术。如济南二机床开发的XHV2525×60高架式五轴联动高速镗铣加工中心，x、y轴采用了直线电机驱动。北京机电院开发的XKR32G五轴联动加工中心工作台的2个回转轴采用力矩电机直驱，XKH800五轴联动叶片加工中心的主轴采用电主轴直驱等。国内数控机床采用直驱技术还处于初级阶段，还不普遍，在性能方面还存在一定差距。
真心说对于数控机床偶这个化工行业的仪表维修工实在是不懂，但看到这期的奖励如此丰厚，不写点，感觉有点亏，呵呵。。。
看到楼上的诸多坛友对于这数控机床也不是很熟，没办法这种东西属于高档货，也可以说是行业机密，所谓懂得不愿说，甚至也不敢说，偶甚至怀疑这一部分人配不配保镖，呵呵。。。
对于数控机床的认知，最早还是在工控网这个论坛所知的，大约有几年的时间了，论坛上曾经有一阵很多网友发起来抵制日货的口号，当时也是热血沸腾啊，想啊，咱这社会主义大国，又是制造业强国，又是经济全球老二（那时候还没变成老二），连个弹丸小国日本还不如么，当时论坛一些前辈分析了日本的一些技术水平，说中国还没有到这种程度，其中印象较深的是：“怪话二王”前辈贴上的一张图片，日本机械加工大赛中获奖作品——0.5毫米直径的铅笔芯中心钻了0.3毫米的孔洞，当时看到这个图片很受震撼，并不是说这个工作多么复杂，而是观感认知中如此细小脆弱的东西能够钻出如此精确的空来，不是偶认知中身边人能够实现的，也对日本的机械加工数控机床的高精度充满敬意。
今天进论坛看到这期活动，关于国产数控机床的内容很不懂，不懂不可怕，因为有网络于是上网搜搜看看这个五轴联动数控机床是个什么高级玩意，一搜吓一跳，因为看到网络上好多赞美吹嘘国产五轴联动数控机床的报道，看其介绍这产品问世的时间并不久远，也就才几年的时间，确切的说是二十一世纪10年代后的我们国家才造出来这个五轴联动的数控机床，而日本、美国等在苏联时代这种机床就已经很普及了。
对于网络上的信息，偶很疑惑啊，最近两年我们国内最狂热的就是国产机器人了，从工控网论坛中偶尔看到的文章中得知，我们的国产机器人都已经成为烂大街的白菜了，按理说这个机器人带有人的字绝对比机床要高级的多，虽然叫什么五轴联动数控机床，但在高级也没有人字，现在国内都能造成机器的人了，这个科技水平要远远地高于机床的水平了，怎么这个苏联时代日本就很普及的五轴联动数控机床，我们二十一世纪的10年代才刚刚造出来，而且还让国人自豪吹嘘，甚至笑话国外对中国的垄断，感觉这种现象很不科学啊。
带着这个不科学的疑惑，在从网络上搜索，才知道这个五轴联动数控机床代表着数控机床最高端的技术，而我们的烂大街的机器人实质上是一个低端货，终于有点明白，为什么出现这种情况，因为我们虽然是制造业大国，但实质上应该叫制造业组装大国，而不是制造业制造大国。
一个非常明显的例子，我们的合资汽车，有一段时间是使用纯进口的外国部件，只是在国内的厂房里组装，但组装后的汽车性能却没有外国进口的整车好。虽然部件都一样，但不同的组装过程其产生的质量性能就不一样，更何况现在处于降低成本通过低价竞争的中国企业，其生产的产品大部分采用的是万国牌的部件进行组装，因此其性能精度赶不上国外产品实在不值得惊讶。
就拿这个五轴联动数码机床来说，机械的结构偶不懂，但从工控方面看，其使用的控制软件、仪表、动力系统有多少是完全自己生产的，偶估计有影响力的国产这个五轴联动数控机床的厂商大部分使用的是外国进口的控制系统、仪器仪表、电机电气，且不说这高档的数控机床，就是偶平常工作中用到的广泛的石化行业中的仪表功能稍微复杂点的都是国外的品牌，压力变送器、液位计都是国外的居多，更何况这个数控机床中的伺服电机、编码器、电机、控制系统，偶猜测应该也是国外的品牌混搭在一起，然后在用一个中国的外壳和机床的机械部分，摇身一变就成了国产品牌了，但处于各部件相互间匹配以及组装兼容的问题，其虽然使用了国外先进的设备部件，但总体的性能赶不上自己独立研发配套而使用的国外品牌的数控机床，所有精度、性能、寿命都没有国外产品好是可以预料的。
带着这个猜测，偶进一步在网络上搜索，终于找到一个宣传的最为厉害的中国企业，大连光洋，从国家媒体报道的什么大国重器的介绍看，应该是一个纯国内力量的民族企业，在搜索其相关报道，终于找到了一篇采访大连光洋老板——于德海的报道，在这个采访报道中可以看到，这个2014年的专题采访中，这个企业的创始人说过的几句话：
中国高端数控机床高速发展，但改变不了一个事实，即对国外技术的依赖。这一窘境。这正是我国高端数控机床的现实，发展速度的确很快，但关键技术、核心技术高度依赖国外，95%以上的高档数控系统采用了进口系统。
中国九成以上高端机床装载了国外公司的数控系统，西门子、发那科等拿走了整机成本的40%，机床制造大国的头颅只剩下“空壳”。
济南第二机床厂生产的另一种高端数控机床产品龙门镗铣机床虽然制造技术达到了先进水平，但需要搭配西门子等企业生产的数控系统使用。生产装备采购并搭配系统，这本是合理化分工的体现，采购系统这桩本来寻常、合理的生意却因对方的垄断地位而陷入被动。
“并不是有钱就能买到系统，购买系统需要出具报告，声明系统使用在哪，最终用以生产什么，经过一系列繁琐的审批后才能得到。”济南第二机床厂副总经理任立伟说。申报审批还不算最糟糕的事，对于济南第二机床厂来说，动辄几个月甚至半年的审批周期，让企业无法面对焦急等待的客户。
从以上的内容可以看到我国产五轴联动数控机床的问题所在，而这个大连光洋企业能够摆脱这个困境却是因为，他们坚持自己研发，把数控机床所有的核心部件都独立研发制造，数控系统、伺服电机、力矩电机、主轴电机、绝对值编码器、距离传感器、自动液压系统、机床都是自己的产品，如此生产的五轴联动数控机床，使用的是完完全全的自己的产品，这样的结果是让每一个部件都能够最大程度的相互兼容和适配，组装在一起后其性能精度比多国产品的混搭无疑更加协调，因此其生产的五轴联动数控机床的性能才能与国外相抗衡，才能通过价格的优势获得德国的订单。
虽然从网络上搜索不到这个大连光洋的五轴联动数控机床的整体性能参数，但偶猜测其控制系统软件、伺服电机等关键部件距离外国的最高产品还有很大的距离，这个距离正是我们努力的方向，相比国内那些通过组装国外各核心部件制造的国产五轴联动数控机床，偶更看好这个一揽子工程的大连光洋，虽然偶对数控机床一窍不通，但偶从这个企业的发展历程看，其是少有的优秀民族企业，无疑称得上央视报道的大国重器这个称谓。
国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历了30年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1,500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。
特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于2 台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多，国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。
国产数控机床存在的问题
由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可靠性还较差，数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前主要问题有：
核心技术严重缺乏
统计数据表明，数控机床的核心技术—数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国90%需要国外进口。如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅路机床集团，在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社，所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口，国内真正大而强的企业并不多。目前世界最大的3 家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内有华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。华中数控近几年发展迅速，软件水平相当不错，但在电器硬件方面还需进一步提高。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。
数控功能部件是另外一个薄弱环节。某种意义上说，功能部件将构筑21世纪现代数控机床。功能部件的性能和价格决定了数控机床的性能和价格。功能部件不是机床附件，它是数控机床的核心代表。国产数控机床的主要故障大多出在功能部件上，它是影响国产数控机床使用的主要根源。从国产数控机床的开发和使用来看，功能部件急需技术攻关。特别在数控刀具滞后现象反映相当强烈。国产数控刀具在寿命、可靠性等方面差距明显，无论在品种、性能和质量上都远远不能满足用户要求。由于国产刀具品种少、寿命低，严重影响数控机床效率的发挥。调研企业进口的数控机床，配用大量进口数控刀具，由于价格昂贵，用户不堪负担。数控立、卧回转工作台，数控分度盘和数控电动刀架等数控功能部件市场中海外商家也稍胜一筹。
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