CNC论文

CNC产业报告

一、CNC基本概念

C产品介绍

CNC是计算机数字控制机床(Computer numerical control)的简称，是一种由程序控制的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床执行规定好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件。

它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一。

C产品特征

1）加工精度高，具有稳定的加工质量。

2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件。

3）加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间。

4）机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高。

5）机床自动化程度高，可减轻劳动强度。

6）批量化生产，产品质量容易控制。

7）对操作人员的素质要求较低，对维护人员的技术要求较高。

C产品类别

1）按加工水平分：

①高档数控机床：是指加工复杂形状的多轴控制或工序集中、自动化

程度高、高度柔性的数控机床。

②中档（普及型）数控机床：具有人机对话功能，应用较广，

价格适中，通常称之为全功能数控机床。

③经济型数控机床：结构简单，精度中等，价格便宜，仅能满足一般

精度的要求，能加工形状较简单的直线、斜线、圆弧及带螺

纹类的零件。

2）按应用功能分：

①CNC加工中心：加工中心备有刀库，能自动更换工具，是可

以对一次装夹的工件进行多工序加工的数控机床。实际是一

种复合式机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装

夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、

自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、

镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时

间、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，

精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。

②CNC火花机：CNC火花机通过电脑实现自动化控制，完成

复杂的，精密的放电加工.在实际加工过程,电脑发出指令控

制火花机X,Y轴左右震荡，能够实现加工模具侧边和底边

一样的效果.通过编程设定，CNC火花机也可以像加工中心

一样按照程序指令来工作。

③CNC磨刀机：采用步进电机，PLC编程控制系统；砂轮自

动进给，能自动调节粗磨、精磨次数；可记忆、储存和动

态跟踪。有效节省生产准数控备时间，减轻劳动强度。

④CNC雕刻机：雕刻从加工原理上讲是一种钻铣组合加工，

雕刻机多种数据输入模式根据需要游刃有余。它可以兼容

以色列的CASMATE，美国的ARTCAM，法国的TPYE3，北

京文泰，等国内外选进的雕刻软件，还可以兼容精雕机ENG

格式的JD软件。CNC雕刻机可分为：木工雕刻机、石材雕

刻机、广告雕刻机、工艺品雕刻机、泡沫雕刻机、保丽龙

雕刻机、金属模具雕刻机、激光雕刻机、激光裁床机、激

光切割机、激光打标机、等离子切割机等。适用于木工业、

石材业、工艺品雕刻、五金模具、治具、厨卫打标、广告业等

二、CNC行业主要国家技术特征

1.美国CNC品牌特征。

美国的特点是，政府高度重视机床工业，注重基础科研，因而在机床技术上不断创新。如1952年研制出世界第一台数控机床，1958

年创制出加工中心，上世纪70年代初研制成fms，1987年首创开放式数控系统等。由于美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在全球领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，同时，由于一贯重视科研创新，故其高性能数控技术也一直领先。当今美国不仅生产宇航等高端领域使用的高性能数控机床，也为中小企业生产廉价实用的数控产品。美国存在的教训是，偏重基础科研，忽视应用技术，且政府在上世纪80年代一度放松引导，致使数控机床产量增长缓慢，于1982年被后进的日本超过。从上世纪90年代起，美国纠正了偏差，数控机床在技术上转向实用，产量又开始逐渐上升。

2.德国CNC品牌特征

德国政府也一贯重视机床工业的重要战略地位，多方面大力扶植。

德国数控机床发展特别讲求“实际”与“实效”，坚持“以人为本”，师徒相传。在发展大量大批生产自动化的基础上，于1956年研制出第一台数控机床。德国人特别注重科学试验，注重理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。在德国，企业与大学科研部门紧密合作，对用户产品、加工工艺、机床布局结构、数控机床的共性和特性问题进行深入的研究。德国的数控机床质量及性能良好，先进实用，出口遍及世界各地，尤其是大型、重型、精密数控机床更是为世界机床界所称道。德国特别重视数控机床主机及配套件的先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、

数控系统以及各种功能部件，在质量、性能上均居世界前列。如西门子公司的数控系统和Heidenhain公司的精密光栅，均世界闻名。

3.日本CNC品牌特征

日本与美、德两国相同，政府对机床工业发展也非常重视，颁布“机振法”、“机电法”、“机信法”等法规、规划，对机床工业的发展加以引导。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，最终甚至青出于蓝而胜于蓝。

日本和美、德两国相似，也是先充分发展大量大批生产自动化，继而全力发展中小批柔性生产自动化数控机床。自1958年研制出第一台数控机床后，到1978年产量（7342台）超过美国（5688台），至今产量、出口量一直居世界首位。日本数控机床发展在战略上先仿后创，现生产量大而广的中档数控机床，然后从上世纪80年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。在机床工业发展策略上，首先通过学习美国的全面质量管理，讲“严把质量关”变为职工群体的自觉行动，确保产品质量，进而加速电子、计算机技术的发展，为发展机电一体化数控机床开道。日本在发展数控机床的过程中，狠抓关键，突出发展数控系统。日本FANUC 公司战略正确，仿创结合，有针对性的发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一，该公司现有职工3634人，科研人员超过600人，月产能力7000套，销售额在世界市场上占50%，在日本国内约占70%，对加速日本和世界数