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引言装备工业的技术水平以及现代化程度是整个国民经济水平以及现代化程度的主要标志之一,数控技术是发展高新技术产业的基础技术，而高新技术产业以及尖端工业也要求有最基本的数控设备。数控技术目前也是最为核心和先进的制造技术。现在世界上的数控装备和技术都得到了很大的发展，因此数控技术也被各国的制造业广泛采纳，以此带来生产力和技术等各方面的提升。由于数控技术和装备的重要性，很多国家把它当作非常重要的战略物资，不但大力扶植本国的数控产业和数控技术的发展，更将核心的技术和装备对外封锁。57168

数控技术到今天已经有63年的历史了。十九世纪五十年代年，美国制造出世界上首个三坐标式的升降台数控铣床，之后从1990后，随着微电子基础工业和计算机软件技术的迅速发展，数控机床迎来飞跃，而我国对于数控技术的研究自二十世纪50年代开始。北京第一机床厂1958年生产出三坐标数控铣床，虽则貌似比国外只是稍慢了5年，但其实由于后来国家政策以及国外的技术封锁等等原因导致了我国的数控技术和设备发展速度及其缓慢，始终落后世界先进水平很多，直到1990年之后才得到了一个比较快速的发展，但至今仍然比之世界先进水平无论在生产力还是精度等等方面都有很大差距。

总之，提高国家地位、综合国力以及加速经济发展离不开先进的制造技术的发展，而先进的制造技术以数控技术为中心。以数控技术为核心的制造技术的地位显而易见。

1 概述

1.1 加工中心的发展状况

1.1.1 加工中心的国内外发展

在进给驱动上，国外滚珠丝杠驱动的高速加工中心的快速进给已经达到40到90米每分钟，直线电机驱动的高速加工中心已达到80到100米每分钟，并且有着很高的应用范围。而在主轴转速方面，世界先进的高速加工中心已经可以做到一万二千到两万五千转每分钟。而最近几年出现的空气静压轴承和磁悬浮轴承更使得转速上限达到十万转每分种。在换刀用时方面，国外先进的刀具交换技术使得换刀时间缩短到0.5秒甚至更快。在加工精度方面，由于世界先进的卧式高速加工中心带有机床温度补偿系统，因而拥有较高的加工精度。在结构方面，国外的加工中心采用了适合高速加工的龙门式或箱中箱结构。另外在定位精度方面形成1000mm以下的高速加工中心定位精度控制在0.006~0.01mm之内甚至更高。

相对而言，我国的高速加工中心进给速度在三十到六十米每分钟

且大部分更趋向于三十米每秒，直线电机驱动的高速加工中心目前还处在试制阶段，未能量产，应用范围也较窄。加工中心主轴转速多处在六千到一万八千转每分种之间，定位精度也较之国外低了数个档次，而换刀速度大部分都在4到5秒左右。与国外有很大差距。另外在机床可靠性上国外的机床平均故障时间上，国外都在五千以上，而国内远远低于这个时间，国产机床故障率较高也是用户最多反映的问题之一。

1.1.2 立式加工中心的研究进展

 立式加工中心结构图

（1）切削箱   （2）轴伺服电机   （3）轴伺服电机   （4）主轴电机

（5）主轴箱   （6）刀库         （7）数控柜       （8）操纵面板

（9）驱动电柜 （10）工作台      （11）滑座        （12）立柱

（13）床身    （14）冷却水箱    （15）间歇润滑油箱（16）机械手

典型的加工中心主要机械结构由回转工作台、进给传动系统、加工中心主轴系统、刀库及自动换刀装置、基础支承件、工作台交换系统等和其他机械功能部件组成。图1.1所示为立式加工中心结构图。 (责任编辑：qin)