引論：我們?yōu)槟砹?3篇國內數(shù)控機床現(xiàn)狀范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
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1、前言
進入21世紀，我國的經(jīng)濟逐漸走進了全球經(jīng)濟一體化的舞臺，進入了一個嶄新的時代。我國機床制造業(yè)社會工業(yè)化進程中大規(guī)模需要的發(fā)展機遇，同時也遭受到了來自國外制造業(yè)的強勢競爭壓力，加速技術的引進和自主研發(fā)是解決機床制造業(yè)快速騰飛的關鍵。隨著計算機技術和現(xiàn)代微電子技術的發(fā)展，數(shù)控機床的應用范圍還在不斷的擴大，因此，其發(fā)展前景十分廣闊。本文簡要分析了數(shù)控機床的現(xiàn)狀，并指出了未來的發(fā)展趨勢。
2、我國數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀
改革開放后，我國數(shù)控技術得到了發(fā)展機遇。在80年代初，我國先后從美國、德國等發(fā)達國家引進了一些數(shù)控系統(tǒng)和伺服技術，填補了我國在這方面的空白。然后陸續(xù)研發(fā)了那個時代的的數(shù)控系統(tǒng)，通過不斷的完善，這些系統(tǒng)的可靠性得到了用戶的肯定，總而結束了我國數(shù)控技術在這一階段的瓶頸，這個時期的數(shù)控機床技術我國還是主要以借鑒國外先進技術為主，對一些知識進行消化吸收。在90年代，我國的數(shù)控機床技術已經(jīng)有了質的飛躍。在這個階段國家針對實際情況，先后安排了“柔性制造系統(tǒng)技術（FMS）開發(fā)研究”、“計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS工程）的研究”等一系列重大的科研項目，大力推動我國數(shù)控技術的自主研發(fā)進程。這樣我國數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅動系統(tǒng)，也由進口發(fā)展到了自主研發(fā)的階段。目前我國已有數(shù)十家的研究所和企業(yè)可以從事各類數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)。其中比較知名的有北京的KND系統(tǒng)、南京的華興系統(tǒng)、成都的廣泰系統(tǒng)等。
但是由于我國數(shù)控機床的技術水平和工業(yè)基礎的起步比較晚，在一些領域的研究還是很存在差距。導致在數(shù)控機床的性能和可靠性方面與發(fā)達國家相比還是存在著距離。目前在推動數(shù)控機床發(fā)展的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的過程中，我國的數(shù)控行業(yè)還存在著很多的問題。如：缺乏核心技術、技術創(chuàng)新能力不足、缺乏有效的管理機制、在與國際企業(yè)競爭時缺乏實力等問題。
3、數(shù)控機床未來的發(fā)展趨勢
3.1 高速化和高精度化
盡管很多年前就已經(jīng)提出了數(shù)控機床的高速化和高精度發(fā)展的目標，但是在科學探索的路上是沒有盡頭的。而且目前對高精度、高速度的內涵和需求也在不斷的變化。保障工作的效率和產(chǎn)品的質量是數(shù)控機床一直的追求。更高的速度和更精準的加工技術可以提高產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期和提高企業(yè)在市場上的競爭力。
3.2 智能化
21世紀的數(shù)控技術的主要發(fā)展方向將一定是智能化。目前，智能化的理念已經(jīng)滲透到了數(shù)控機床的各個部分。如加工過程的對工藝的自調節(jié)控制，工藝參數(shù)自動檢測顯示。還為了提高驅動方便的各種人性化設計，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。在故障診斷方面也擺脫了原始的人工檢修，已經(jīng)有智能診斷、智能監(jiān)控程序和感應裝置，方便系統(tǒng)在出現(xiàn)問題時及時進行反饋和維護，減少了查找故障的時間，為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展提供了機會。
3.3驅動并聯(lián)化
并聯(lián)運動機床克服了傳統(tǒng)機床串聯(lián)機構移動部件質量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導軌進給、作業(yè)自由度偏低、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸（一般為動平臺）與機座（一般為靜平臺）之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機構驅動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應自由度的運動，可實現(xiàn)多坐標聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點。
3.4 網(wǎng)絡化
現(xiàn)在國外已經(jīng)開始嘗試對數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)技術的研究和試驗。就是利用網(wǎng)絡技術將各個機床進行連接，可以實現(xiàn)機床的統(tǒng)一管理和在線監(jiān)測功能，同時也方便對機床程序的修改。目前數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)要具備以下幾個方面的能力：一是可以將程序從監(jiān)測室可靠的傳輸?shù)矫颗_機床，然后對其運行情況實現(xiàn)實時監(jiān)控；二是可以隨時采集到每臺機床的數(shù)據(jù)參數(shù)進行查看和備份；三是可以將不同機床間的程序進行相互交換，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性；四是可以在線提取到每臺數(shù)控機床的刀具磨損情況和估計刀具的使用壽命，然后電腦實現(xiàn)和監(jiān)控換刀程序的執(zhí)行。
4、結語
目前，數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、智能化、并聯(lián)驅動化、網(wǎng)絡化、綠色化已成為數(shù)控機床發(fā)展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，數(shù)控產(chǎn)品的核心技術研發(fā)方面還是與國際同行存在著很多的不足。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)在引進先進技術的同時應該重視對國內技術人才的培養(yǎng)，努力打造具有自主品牌的核心產(chǎn)品。力爭早日擺脫目前在高精端設備上依賴進口的局面，為把我國從一個制造大國發(fā)展成為一個研發(fā)大國而奮斗。
參考文獻
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[2]賈亞洲，楊兆軍.數(shù)控機床可靠性國內外現(xiàn)狀與技術發(fā)展策略[J].中國制造業(yè)信息化，2008，4.
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1.提高功能部件自主開發(fā)能力
在與發(fā)達國家多年的技術交流、引進和吸收，我國數(shù)控機床設備的發(fā)展有了明顯的改進。然而，我國關鍵零部件的生產(chǎn)依然依賴于進口，這就產(chǎn)生了數(shù)控機床設備盈利低、缺乏競爭力的問題。針對這一現(xiàn)狀，提高數(shù)控機床關鍵零部件的自主開發(fā)能力是最基本的措施。為提高我國數(shù)控機床產(chǎn)品的自主開發(fā)能力，《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》設立了“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”科技專項。此專項以提高數(shù)控機床可靠性和產(chǎn)業(yè)化水平，提高國產(chǎn)功能部件性能為目標，為數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下堅實基礎。
2.加強核心技術的開發(fā)和研究
在數(shù)控機床設備改進中，數(shù)控系統(tǒng)是關鍵部分。一直以來，我國數(shù)控機床核心技術嚴重缺乏，90%需要從國外引進。國內中、高端數(shù)控機床制造業(yè)，多數(shù)以組裝和制做為主，如在上海設廠的“機床巨頭”德國吉特邁機床集團，其核心技術都依賴于發(fā)達國家。數(shù)控機床核心技術的缺乏直接影響到我國的機床設備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因而加強核心技術研發(fā)是發(fā)展數(shù)控機床的必要條件。首先，我國要不斷進行核心技術的研發(fā)，鼓勵科研機構和企業(yè)機構的自主開發(fā)。其次，學會在交流中吸收，在吸收中創(chuàng)造。例如，在機床零件配套和制作方面可以學習德國的先進技術，在數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)方面可以參考美國的最新理念，并在學習交流中創(chuàng)新并研發(fā)出屬于我國自身的核心技術。
3.注重創(chuàng)新能力平臺建設
所謂創(chuàng)新是競爭中取勝的根本，是行業(yè)發(fā)展的基本推動力。在數(shù)控機床設備的發(fā)展中，技術的創(chuàng)新性是設備滿足市場需要的關鍵。在國內，許多企業(yè)忽略了數(shù)控機床技術創(chuàng)新的重要性，盲目跟隨國際技術潮流，沒有個性化的技術，這導致無法滿足市場的需求。因而，在面臨數(shù)控機床市場需求逐漸增加的情況下，企業(yè)應該重視市場動向，提高創(chuàng)新能力。“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”科技專項提出注重“創(chuàng)新能力平臺建設”，期中包括注重核心技術與裝備的創(chuàng)新。遵循“在創(chuàng)新中求發(fā)展”的理念，數(shù)控機床技術才會有顯著的提高，才能在國際機床市場提供良好的競爭條件。
4.創(chuàng)造良好的工作環(huán)境
對于數(shù)控機床設備來說，穩(wěn)定性、可靠性是兩個重要的運行指標。現(xiàn)實中，數(shù)控機床多數(shù)在較惡劣的電磁環(huán)境中使用。為了保證機床的正常運行，抗干擾度是非常必要的。解決電磁干擾的改進措施有：
4.1.利用電源濾波器抑制電磁干擾。電源濾波器可以過濾進入設備中的噪音，以防止機床被噪聲污染，從而抑制電磁干擾。
4.2.利用隔離變壓器來供電。隔離變壓器實現(xiàn)電路與電路間的電氣隔離，從而隔絕電流帶來的設備與設備之間的干擾，其效果良好。
4.3.利用感性負載吸收噪聲。感性負載在斷電時會產(chǎn)生強烈的脈沖噪聲，影響設備的正常運行，感性負載可以采用并聯(lián)電阻、壓敏電阻、穩(wěn)壓管等吸收噪聲。
5.建立完善的管理機制
如今，許多數(shù)控機床都存在“壞的快”的問題，如何"管好、使用好、維護好"數(shù)控機床設備，是許多企業(yè)非常重視的問題之一。數(shù)控機床不能像普通機床設備工作時，可以自由的根據(jù)工作中存在的問題進行人為的調整，數(shù)控機床技術復雜，在機床維護和編程技術方面要求較高，因而建立安全的管理機制非常重要。
建立完善的管理機制，首先，要提高對操作者、維修人員、管理人員、檢驗人員等的管理和培訓。例如，對于維修人員需要培養(yǎng)其專業(yè)的知識能力和分析判斷能力；檢驗人員要求能夠通過數(shù)控機床的組裝，參數(shù)調整等信息預測數(shù)控機床的生產(chǎn)質量；操作者要求對機床的調整和在線操作熟練掌握；管理人員要具備專業(yè)的知識積累，了解數(shù)控機床設備的特點和過程控制。其次，要防止設備的超負荷運轉，合理分散設備的工作量，達到設備的合理工作。 另外，科學組織生產(chǎn)，解決生產(chǎn)力不平衡問題。這主要從生產(chǎn)組織管理的角度入手，提高數(shù)控機床設備的工作率，合理安排設備的生產(chǎn)節(jié)拍，合理分配設備的生產(chǎn)任務。最后，及時維修設備的故障和處理問題。在數(shù)控機床工作時，設備出現(xiàn)故障是正常現(xiàn)象，那么及時處理才能避免問題越來越嚴重。
6.結語
數(shù)控機床是一門技術性強的應用性工程，在工業(yè)制造方面有著舉足輕重的地位。隨著社會生產(chǎn)力和科學的不斷進步，數(shù)控機床在逐步改進的同時還存在許多的問題。為解決這一現(xiàn)象，在數(shù)控機床的改進中，要注重功能部件、核心技術、創(chuàng)新能力、工作環(huán)境和管理機制建設，才能真正實現(xiàn)數(shù)控機床進一步的改進。
參考文獻：
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數(shù)控技術和數(shù)控裝備是各個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎。我國數(shù)控技術與世界先進國家。相比還有一定的差距，因此了解數(shù)控技術國內外的發(fā)展狀況對我國數(shù)控領域的發(fā)展有非常重要的意義。
數(shù)控技術（簡稱NC即NumericalContro1）應用于生產(chǎn)中已有二十多年的歷史了，它使傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了質的變化，尤其是近年來.微電子技術和計算機技術的發(fā)展給NC技術帶來了新的活力。數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的主流設備，是體現(xiàn)現(xiàn)代機床技術水平、現(xiàn)代機械制造業(yè)工藝水平的重要標志，是關系國計民生、國防尖端建設的戰(zhàn)略物資。因此世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)。
1.數(shù)控車床的發(fā)展趨勢
根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》。國內數(shù)控機床大致發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾方面：
1.1智能、高速、高精度化
新一代數(shù)控機床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部（如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統(tǒng)等）主軸轉速達15，000r/min以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產(chǎn)品技術中占的比重越來越大，計算機系統(tǒng)及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統(tǒng)及其硬件結構的簡化，數(shù)控機床的智能化程度日趨提高。
1.2設計、制造綠色化
綠色設計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進設計理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機床在設計時要考慮：綠色材料設計;可拆卸性設計;節(jié)能性設計;可回收性設計;模塊化設計;綠色包裝設計等。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過綠色生產(chǎn)過程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。
1.3復合化與系統(tǒng)化
工件一次裝夾，能進行多種工序復合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機床一貫追求的。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發(fā)展。機床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。
1.4數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展
隨著人工智能在計算機領域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ埽胰藱C界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。
1.5數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡化方向發(fā)展
數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其他控制系統(tǒng)或上位計算機進行網(wǎng)絡連接和網(wǎng)絡控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂的Intranet技術。隨著網(wǎng)絡技術的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱“E一制造”，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用，越來越多的國內用戶在進口數(shù)控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。
1.6數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展
隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡化應用的日趨廣泛，數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內連續(xù)正常工作，無故障率在99%以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間（MTBF）就必須大于3000h。如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：l（數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級），數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于3h，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于105h。對整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。
1.7數(shù)控系統(tǒng)向復合化方向發(fā)展
在零件加工過程中，有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升速、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此具有復合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。
1.8數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展
加工自由曲面時，三軸聯(lián)動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參與切削，進而對工件的加工質量造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率。因此多軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當前的一個開發(fā)熱點。
2.結語
目前，數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅動化、網(wǎng)絡化、極端化、綠色化已成為數(shù)控機床發(fā)展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優(yōu)勢，而在產(chǎn)品的技術創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應該抓住機會不斷發(fā)展，努力發(fā)展自己的先進技術，加大技術創(chuàng)新與人才培訓力度，提高企業(yè)綜合服務能力，努力縮短與發(fā)達國家之間的差距。力爭早日實現(xiàn)數(shù)控機床產(chǎn)品從低端到高端、從初級產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉變，實現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造、從制造大國到制造強國的轉變。
參考文獻：
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二、我國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)市場的現(xiàn)狀
（一）數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的市場細分
我國數(shù)控系統(tǒng)分為三種型級，即經(jīng)濟型、普及型和高級型。這是根據(jù)我國當前市場需求的實際情況，按技術應用不同領域和復雜程度進行的階段性標準來劃分的。
在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)中，國產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)由于適應我國用戶的實際使用水平和機床制造企業(yè)數(shù)控技術配套要求，得到了廣大用戶的認同，已形成了規(guī)模優(yōu)勢，目前約占到我國整個數(shù)控系統(tǒng)市場的60%左右。
國產(chǎn)普及型數(shù)控系統(tǒng)市場占有率不斷提高，但外國品牌依然占領國內市場。進入20世紀90年代以來，我國逐步形成了以航天數(shù)控集團、機電集團、華中數(shù)控、藍天數(shù)控等以生產(chǎn)普及型數(shù)控系統(tǒng)為主的國有企業(yè)，以及北京-法那科、西門子數(shù)控（南京）有限公司等合資企業(yè)的基本力量。從技術水平上比較，國產(chǎn)普及型數(shù)控系統(tǒng)的功能、性能并不差，價格和服務方面還有較大優(yōu)勢，可靠性與國外系統(tǒng)的差距也已顯著縮小，但依然是國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)最難開拓的市場領域。
在高檔數(shù)控系統(tǒng)領域，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)與國外相比，確實還存在比較大的差距。雖然國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)技術上已經(jīng)取得了一定突破，但功能還不夠完善，在實際應用中驗證還不全面。國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的差距，還表現(xiàn)在產(chǎn)品的系列化不全，如伺服電機、伺服驅動從小到大各種規(guī)格，國外都有，而我們的規(guī)格有限；在高速（快速進給速度40米/分以上）、高精（分辨率0.1微米以下）、多通道數(shù)控系統(tǒng)的功能、性能上，國產(chǎn)系統(tǒng)與國外系統(tǒng)有較大差距。我國進口的數(shù)控系統(tǒng)基本為德國西門子（SIMENS）和日本法那科（FANUC）兩家公司所壟斷，這兩家公司在世界市場的占有率超過80%。在國內尚無自主知識產(chǎn)權高端數(shù)控系統(tǒng)替代的前提下，西門子和發(fā)那科擁有絕對的價格優(yōu)勢。加上高性能數(shù)控系統(tǒng)具有超越經(jīng)濟價值的戰(zhàn)略意義，發(fā)達國家對出口我國的數(shù)控系統(tǒng)始終有所限制，甚至像五軸聯(lián)動以上的高性能數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品絕對禁止向我國出口。
（二）我國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標
國家“十二五”期間的目標是：建立起比較完備的數(shù)控系統(tǒng)自主創(chuàng)新體系，具有自主設計、開發(fā)和成套生產(chǎn)能力，使我國高檔數(shù)控系統(tǒng)總體技術達到國際先進水平。創(chuàng)建國產(chǎn)自主品牌產(chǎn)品，普及型數(shù)控系統(tǒng)市場占有率達70%以上，具有較強的國際競爭能力；國產(chǎn)高檔系統(tǒng)市場占有率達到50%以上，主要品種基本實現(xiàn)自給，推動裝備制造業(yè)現(xiàn)代化。
結合我國數(shù)控系統(tǒng)市場與數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標，不難看出，經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)市場已趨于飽和，且競爭相當激烈，由于技術水平相差不大，因此多為價格競爭。在普及型數(shù)控系統(tǒng)市場已逐步形成幾家大企業(yè)的壟斷現(xiàn)象，并且國外數(shù)控系統(tǒng)已在市場上占統(tǒng)治地位，很難進入。而在國內，高檔數(shù)控系統(tǒng)目前只占整個數(shù)控系統(tǒng)的約2%，市場前景相當廣闊，雖然目前大部分的高檔數(shù)控系統(tǒng)是國外產(chǎn)品，但依然有大片市場等待開發(fā)。競爭機會是平等的，并且有國家政策的支持與鼓勵，數(shù)控系統(tǒng)廠商只有抓住這一契機，才能不斷發(fā)展自己的技術，擴大市場，為國家高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展做出貢獻。
三、高檔數(shù)控系統(tǒng)市場需求分析
（一）高檔數(shù)控系統(tǒng)的市場應用
高檔數(shù)控系統(tǒng)可以應用于數(shù)控機床的生產(chǎn)，也可以對原有的數(shù)控機床或非數(shù)控機床進行系統(tǒng)升級、改造。其具體的應用市場為機電行業(yè)，包括機械、電子、汽車、航空、航天、輕工、紡織、冶金、煤炭、郵電、船舶等。另外，航空航天、船舶制造、大型電站設備、石化和冶金設備、汽車制造等都是我國機床業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)，都離不開高檔機床，為機床業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。
（二）數(shù)控機床市場的現(xiàn)狀
數(shù)控機床是利用硬件和軟件相結合，是以電子控制為主的機電一體化機床，充分利用了微電子、計算機技術等高端技術。我國數(shù)控機床生產(chǎn)廠共有100多家，其中能批量生產(chǎn)的企業(yè)有42家(國有企業(yè)30家，民營企業(yè)5家，合資、獨資企業(yè)7家)，平均年產(chǎn)量40-50臺，幾家重點企業(yè)年產(chǎn)量可達400-700臺。
1、國內市場需求。我國數(shù)控機床20世紀80年代以來有了迅速發(fā)展，平均年產(chǎn)量增長20%以上；數(shù)控機床市場消費量從1990年的2588臺增長至1996年的18000臺；目前已是世界數(shù)控機床第三進口大國。進入90年代以來，我國數(shù)控機床生產(chǎn)企業(yè)都經(jīng)歷了結構調整、轉變機制的艱苦磨礪過程。由于市場結構的變化，使得1997年數(shù)控機床市場消費量下降到14329臺。同時由于進口減少，國產(chǎn)數(shù)控機床市場占有率上升到45.9%；正是由于結構的變化，才有可能形成產(chǎn)量下降、市場占有率提高的局面。近期，國家為擴大內需，通過加大技改投資和基礎設施建設投資的措施來拉動國內市場消費。在各個主要市場看，轎車、重型汽車等重要車型的銷售量從東向西逐步擴展，轎車個人購買已成為主流。這些行業(yè)的發(fā)展帶動了機床工具的需求。其次是軍工等需求穩(wěn)步上升，在航空、兵器等領域，改造將繼續(xù)增加，設備需求將進一步深化和擴大。民營企業(yè)將進一步滲透到制造業(yè)和輕工業(yè)，其技術水平和加工能力的提高依賴于裝備的改善。處于“十一五”執(zhí)行期的高峰，國家重點項目、重點工程、重點任務全面鋪開，市場需求呈現(xiàn)出較高的增長，進一步拉動企業(yè)的技術改造和設備更新。近年啟動和續(xù)建的重大工程有：三峽右岸的發(fā)電機組的制造，西氣東輸中段的全面開工及沿線各省、市的引進工程，南水北調工程，北京、上海、武漢、天津、重慶、長沙等大、中城市的地鐵、輕軌工程、大化肥、大空分、西電東送等工程都會對相關產(chǎn)業(yè)帶來市場的需求，而這些產(chǎn)業(yè)直接或間接都會使機床工具行業(yè)的市場增加份額和力度，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新的市場機遇。
2、國際市場需求。從近幾年我國機床出口統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，數(shù)控機床的出口量和出口平均單價逐年上升，國際機床市場的消費主流是數(shù)控機床，目前世界數(shù)控機床消費趨勢已從初期以數(shù)控電加工機床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床為主轉向以加工中心、專用數(shù)控機床、成套設備為主，這正是我國機床行業(yè)的弱項。“八五”期間，我國機床工具產(chǎn)品出口開始向全方位、多元化發(fā)展。近幾年機床出口多元化發(fā)展趨勢更加明顯，由于受東南亞金融危機的影響，1998年我國東南亞出口額大幅降低，但同時開始向南美、中東、荷蘭擴展，對英國、加拿大出口額也較1996年大幅度提高。美、歐、亞是目前我國機床產(chǎn)品出口的主要市場，占我國出口份額依次為1/4、1/5、1/6。在2005年的世界十大機床消費國（地區(qū)）中，只有我國臺灣和意大利的機床消費額是負增長和零增長，其余都是正增長。2005年我國的機床消費額高達109億美元，高出第2位的日本33.7億美元，連續(xù)四年名列世界首位。世界機床市場整體消費的增加同時預示了數(shù)控機床市場的市場容量不斷增加，為高檔數(shù)控系統(tǒng)提供了廣闊的市場投放空間。
四、市場規(guī)模預算
由于機床下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資連續(xù)幾年快速增長，國內機電產(chǎn)品市場需求年均增長30％，根據(jù)數(shù)控機床市場的預計，未來5年我國數(shù)控機床需求的年均增速在30％以上。
雖然國內市場對數(shù)控機床的需求很大，但對高檔數(shù)控機床的生產(chǎn)和消費需求依然處于低水平，從2004年的數(shù)據(jù)看，高檔數(shù)控系統(tǒng)占整個數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)量比例為1.5%，比2002年上升了1個百分點。
另外，由于技術等方面的原因，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的市場占有率非常小，2006年，國外公司在我國銷售高檔數(shù)控系統(tǒng)約占市場份額的99.5％。這就要求國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)廠商必須生產(chǎn)質量可靠，價格適中的高檔數(shù)控系統(tǒng)，才能與強勁的外國企業(yè)競爭.根據(jù)市場分析，可以做出未來五年我國高檔數(shù)控系統(tǒng)市場規(guī)模預測如表1所示。
五、結論與建議
隨著市場需求的不斷擴大，科學技術的迅猛發(fā)展，21世紀將成為我國發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的絕佳時期，提高我國數(shù)控系統(tǒng)的技術性和競爭力將大力推動我國制造業(yè)的發(fā)展，這將是政府與企業(yè)共同努力的結果。
在政府政策方面，應充分利用國防軍工行業(yè)與機床制造行業(yè)的合作平臺，率先在軍工行業(yè)推廣使用自主化的高檔數(shù)控系統(tǒng)。優(yōu)先立項支持選用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的首臺首套高端數(shù)控機床裝備的研制，并在項目中分配專門經(jīng)費支持所配套的高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)，推動自主研發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng)的應用驗證和市場推廣。在使用財政性資金采購數(shù)控機床的項目中，標書中不要指定國外系統(tǒng)，給國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品建立公平的市場競爭機制。在滿足同等的條件下，應優(yōu)先選用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品。同時，支持數(shù)控系統(tǒng)廠、數(shù)控機床廠和職業(yè)院校建立“數(shù)控技術培訓與服務中心”，為數(shù)控機床生產(chǎn)者培訓操作使用、工藝編程、維護維修人員。另外，政府也可以在技術改革、稅收和金融政策等方面給予扶持，增強高檔數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)綜合實力。
在企業(yè)自身方面，應加大在高檔數(shù)控系統(tǒng)、全數(shù)字交流伺服驅動等核心關鍵技術領域的研發(fā)，走產(chǎn)學研相結合的道路，集我國家的財力支持建立由研究機構、大學、系統(tǒng)廠組成的技術聯(lián)盟和研發(fā)平臺，共同開展數(shù)控系統(tǒng)共性與關鍵技術的研發(fā)，加速制訂下一代高檔數(shù)控系統(tǒng)標準體系結構的規(guī)范和協(xié)議及相關的技術標準，并在國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)行業(yè)內推廣和共享，實現(xiàn)我國數(shù)控廠商的共同發(fā)展。
總之，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展關系到我國的產(chǎn)業(yè)安全和國防安全，加速產(chǎn)業(yè)化步伐，增強自主創(chuàng)新能力，加快高檔數(shù)控機床及其功能部件的研發(fā)和市場開拓，提高產(chǎn)品質量和服務質量，提高競爭力是我國高檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的努力方向，我們相信在國家的政策和措施的支持下，在全行業(yè)自身的不斷努力下，高檔數(shù)控系統(tǒng)一定會有更好的發(fā)展。
參考文獻：
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篇5
數(shù)控技術是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、高效集成生產(chǎn)的基礎，也是提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品研制周期的重要手段；制造裝備的大規(guī)模數(shù)控化，使企業(yè)急需一大批數(shù)控編程、數(shù)控設備操作以及維修人員，而傳統(tǒng)的機床培訓設備存在集成度低、培訓效率低等問題，已經(jīng)不能滿足不斷增長的數(shù)控培訓需求，網(wǎng)絡輔助教學應運而生。
2.國內外數(shù)控加工仿真的研究現(xiàn)狀
國際上關于數(shù)控加工仿真的研究是從七十年代開始的，其目標都是試圖將數(shù)控加工過程以圖形方式直觀形象地表現(xiàn)出來，從而檢查加工程序中的錯誤，即所謂的圖形仿真驗證。
早期多數(shù)CAD/CAM采用了一種比較簡單的方法，即用線框圖來實現(xiàn)數(shù)控加工仿真和驗證。在實際驗證時，刀具軌跡通過顯示刀位點之間的矢量來進行模擬，刀具的線框圖也能顯示出來，再加上所加工的線框顯示，刀具所加工的部位和加工方式都可以比較清楚地反映出來。但是，一旦零件比較復雜，表示零件和刀具軌跡的線框圖就會互相重疊，難以辨認工件的實際形狀和刀具的加工軌跡。使得檢查工作變得十分困難，甚至完全不可能[1]。
正因為這樣，后來的研究大多采用實體模型表示法。實體造型中最常用的方法有：邊界表示法（B-Rep）、體素構造法（CSG）、混合建模法（Hybrid Model）和空間單元表示法[2]。
在實現(xiàn)數(shù)控加工仿真的方法中，最基本的就是應用實體造型中的布爾運算。這一技術的實質是通過執(zhí)行工件模型與代表刀具運動的掃描體序列模型之間的直接（物空間）布爾差操作來完成仿真加工過程[3]。這種方法最大的缺點是它的計算量過于復雜，幾乎不能投入實際應用。
因此許多人開始使用離散實體模型的方法來改進仿真執(zhí)行的速度。又根據(jù)離散方法的不同，產(chǎn)生了物空間布爾運算（Object Space Boolean Operations）和象空間布爾運算（Image Space Boolean Operations）兩種布爾操作手段。
但是，這種方法的運算量還是相當大的，依然不能保證實時的仿真效果。通過將實體離散在象空間進行布爾操作，可以比較明顯的改進NC仿真的效率。該方法使用z-buffer消隱思想，將實體按象空間的像素離散為z-buffer結構。這樣計算被簡化為視線與代表實體的圖像空間的表面的求交。沿著每一條視線，布爾運算可以在一維空間進行。所以具有比較快的運算速度。
數(shù)控仿真軟件主要分成兩種，一種是集成到CAD/CAM軟件中的，如國外的Pro-E、Ideas、Mastercam等軟件和國內的北航海爾軟件公司的CAXA、天津大學[4]的“回轉體零件的CAD＼CAM系統(tǒng)”等都集成了加工軌跡仿真的功能；另外一種是獨立的數(shù)控加工仿真軟件，如華中理工大學數(shù)控技術研究所[5]的“NC銑削加工切削過程仿真系統(tǒng)”；哈爾濱工業(yè)大學[6]的“基于微機的三軸數(shù)控銑削仿真系統(tǒng)”等。這些軟件借助于強大的三維造型功能，采用實體造型的方法實現(xiàn)了數(shù)控加工過程的仿真。
總體來講，以上仿真軟件的共同特點是專業(yè)技術性強，集成化程度高，集CAD/CAM于一體，但價格昂貴；雖然融合了刀具軌跡的三維、二維仿真技術，但并不適用于數(shù)控編程和機床操作人員的培訓。
3.數(shù)控教育與培訓的發(fā)展現(xiàn)狀
目前，數(shù)控技術人才來自兩種渠道，其一是由高等院校、中職學校的數(shù)控專業(yè)培養(yǎng)具有一定學歷的人才；其二是社會上有關培訓機構及院校開辦的各種中短期的數(shù)控培訓班培訓的人才。然而，雖然我國各高校、高職、中職加大了培養(yǎng)數(shù)控人才的力度，但始終不能滿足我國數(shù)控人才的需求，主要原因如下：
（1）我國經(jīng)濟快速發(fā)展，逐步成為世界制造中心
進入新的世紀以后，隨著我國綜合國力的進一步增強，我國經(jīng)濟全面與國際接軌，并正在成為全球制造業(yè)的中心，這必然對掌握現(xiàn)代信息化制造技術的技術人才、特別是對大量的一線技術工人形成了巨大的需求。
（2）教學體系結構不能滿足數(shù)控用人單位的需求
很多學校把實訓重點放在數(shù)控機床操作方面。事實上，數(shù)控機床是一種先進的自動化設備，其操作非常簡單。用人單位真正需要的人才應該具備精通數(shù)控加工工藝（如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等）、模具設計、CAD/CAM與數(shù)控自動編程、數(shù)控機床機電設計與聯(lián)調技術、數(shù)控機床的維護、維修技術等工程素質。
（3）數(shù)控教材更新緩慢，數(shù)控師資力量有待進一步提高
目前，可供數(shù)控系統(tǒng)原理、數(shù)控機床機電控制技術、數(shù)控機床故障診斷與維護和數(shù)控人才實訓等課程選用的教材還有限。而且，許多現(xiàn)有數(shù)控教材內容比較陳舊，結構上也存在一定的缺陷，根本不適合用于培訓企業(yè)急需的高水平實用人才。現(xiàn)在各學校的數(shù)控教師主要是從事各高校機械或機電專業(yè)畢業(yè)的本科生或碩士研究生。這些教師具有一定的基本理論知識，但數(shù)控實踐能力欠缺。
（4）數(shù)控實訓設備的數(shù)量不足，設備種類少
篇6
二、我國數(shù)控技術的發(fā)展及現(xiàn)狀
我國數(shù)控技術起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為三個階段：第一階段從1958～1979年，即封閉式發(fā)展階段。由于國外的技術封鎖和我國基礎條件的限制，數(shù)控技術的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。第三階段是在國家“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質性進步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內市場占有率達50%，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達到了10%。目我國數(shù)控機床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動數(shù)控技術較成熟，并已有成熟產(chǎn)品走向市場。同時，我國也已進人世界高速數(shù)控機床生產(chǎn)國和高精度精密數(shù)控機床生產(chǎn)國的行列。在CIMT2003上，中國內地共展出機床700多臺，在600多臺金屬切削機床和近100臺金屬成形機床展品中，數(shù)控機床分別占75%和54%。這既體現(xiàn)了中國機床市場的需求趨勢，也反映了中國在數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化方面取得了突破性進展。目前我國占據(jù)市場的產(chǎn)品主要集中在經(jīng)濟型產(chǎn)品上，而在中檔、高檔產(chǎn)品上市場比例仍然很小，與國外一先進產(chǎn)品相比，在可靠性、穩(wěn)定性、速度和精度等方面均存在較大差距。
三、數(shù)控系統(tǒng)中的新技術
（一）網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)平臺
1.網(wǎng)絡化數(shù)控系統(tǒng)平臺的基本結構。
（1）系統(tǒng)軟件。機床網(wǎng)聯(lián)可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可以在任何一臺機床上對其他機床機進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。通過開放式的CNC同環(huán)球網(wǎng)的連接，車間能夠從跟蹤到收集機床生產(chǎn)情況等更多的信息。Pro/Engineer北航海爾CAXA等CAD/CAM軟件能夠依據(jù)零件CAD輪廓生成相應的加工軌跡，生成數(shù)控代碼程序。這些代碼通過網(wǎng)絡發(fā)給機床進行加工。網(wǎng)絡數(shù)控通過網(wǎng)絡將制造單元和控制部件相連，活將制造過程所需要資源（如加工程序、機床、工具、監(jiān)測監(jiān)控儀器等）共享。
（2）系統(tǒng)硬件。系統(tǒng)硬件包括組成的各種物理實體。系統(tǒng)硬件對外部的表象和接口可以是一致的，也可以通過設備驅動程序使之與操作系統(tǒng)分隔。系統(tǒng)硬件各部分通過信息管理網(wǎng)絡和開放設備及網(wǎng)絡互連，傳遞命令和數(shù)據(jù)信息，并行完成數(shù)控任務。對于數(shù)控系統(tǒng)硬件來講，開放性主要是指其計算機、網(wǎng)絡、伺服系統(tǒng)及I/O邏輯控制等單元應該具有統(tǒng)一的標準，以實現(xiàn)互換性。要使其硬件具有互換性，全球所有數(shù)控系統(tǒng)制造商都認為應該采取現(xiàn)場總線技術。
2.未來數(shù)控技術網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢。一種基于移動通信技術的人機協(xié)同的新型數(shù)字化制造模式，它把無線移動通信技術引進來，創(chuàng)建一種以人為中心的能充分發(fā)揮“人的智能”和“及其智能”的分布式人機系統(tǒng)工作模式。車間數(shù)字助理（Shop Floor PDA）和新型數(shù)控系統(tǒng)構成了這種新型制造模式的兩個核心環(huán)節(jié)。這種專業(yè)化的數(shù)控PDA可以通過無線局域網(wǎng)和上網(wǎng)，獲得車間或單元服務器乃至CAD/CAM技術中心的支持，因而極大地增強了數(shù)控系統(tǒng)的功能。
車間數(shù)字化是企業(yè)制造數(shù)字化和信息化的重要基礎環(huán)節(jié)，也是我們所面臨的一個難點。企業(yè)排除人的參與，完全依靠計算機和自動化技術實現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化和信息化是不現(xiàn)實的。只有通過把當前無線與移動通信技術引入到制造業(yè)中，實現(xiàn)隨時隨地的信息獲取和人機溝通，把人的智能和及其的智能無縫的結合起來，形成以一個人為中心的人機協(xié)同的制造模式，將為實現(xiàn)這種嶄新的制造模式打下堅實的基礎。
（二）數(shù)控機床智能控制技術
篇7
2003年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數(shù)控機床進口國。目前正在提高機械加工設備的數(shù)控化率，國家十一五科技發(fā)展規(guī)劃也明確提出，提高大型設備數(shù)控化水平。但是目前我國整體大型設備的數(shù)控水平低，機械加工的精度、復雜度、精度保持度等都遠低于國際水平。而加工中心作為機床家族的重要組成部分，今年來雖然也越來越受到國人重視，但是多為進口或者合資企業(yè)產(chǎn)品，其技術水平也較低。我國目前各種門類的數(shù)控機床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年。在精度方面，國內機床水平追趕國外先進水平的距離也很長。目前我國大型加工中心很難達到0.005mm，國外由于技術先進，則可以達到0.003mm。在精度保持度方面，國內一般為5年，國外則能夠達到10年。目前國內在軸承、絲杠、刀具等決定機械精度的方面技術能力都不夠。而國內數(shù)控系統(tǒng)最大的瓶頸在于國內系統(tǒng)是基于單板機的基礎上發(fā)展起來的，至今沒有一家是基于數(shù)字邏輯電路的設計。我國數(shù)控技術的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數(shù)控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數(shù)控技術和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進口。我們應看清形勢，充分認識國產(chǎn)數(shù)控機床的不足，努力發(fā)展先進技術，加大技術創(chuàng)新與培訓服務力度，以縮短與發(fā)達國家之問的差距。
1.2國外現(xiàn)狀
美國政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務,并且提供充足的經(jīng)費，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數(shù)控機床的主機設計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機床，其存在的教訓是，偏重于基礎科研，忽視應用技術，且在上世紀80代政府一度放松了引導，致使數(shù)控機床產(chǎn)量增加緩慢，于1982年被后進的日本超過，并大量進口。從90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機床技術上轉向實用，產(chǎn)量又逐漸上升。德國1956年研制出第一臺數(shù)控機床后，德國特別注重科學試驗，理論與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。德國的數(shù)控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。日本自1958年研制出第一臺數(shù)控機床后，1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研，向高性能數(shù)控機床發(fā)展。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術上領先，在產(chǎn)量上居世界第一。另外還有臺灣和韓國的機床也比中國先進。
1.3數(shù)控加工本身的特點
數(shù)控加工操作系統(tǒng)日益開放、數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展、控制系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展、向網(wǎng)絡化方向發(fā)展、向高可靠方向發(fā)展、向多軸聯(lián)動方向發(fā)展、向復合型方向發(fā)展的市場趨勢。數(shù)控加工具有柔性好，自動化程度高的特點，對于輪廓形狀復雜的曲線的加工尤其適合。數(shù)控加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內進行多種加工操作的數(shù)控機床。本產(chǎn)品屬于大型加工中心，主要用來加工復雜結構、工藝及精度要求高的大型設備部件的數(shù)控加工工具。其特點是：被加工零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能，連續(xù)地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削及刨削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機床的調整時間及工件周轉、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。利用數(shù)學方式輸入，加工過程可任意編程，主軸及進給速度可按加工工藝需要各自變化，且能實現(xiàn)多座標聯(lián)動，易加工復雜曲面。對於加工對象具有“易變、多變、善變”的特點，換批調整方便，可實現(xiàn)復雜件多品種中小批柔性生產(chǎn)，適應社會對產(chǎn)品多樣化的需求。利用硬件和軟件相組合，能實現(xiàn)信息反饋、補償、自動加減速等功能，可進一步提高機床的加工精度、效率、自動化程度；數(shù)控機床是以數(shù)字控制為主的機電一體化機床，充分發(fā)揮了微電子、計算機技術特有的優(yōu)點，易于實現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡化，可較易地組成各種先進制造系統(tǒng)，如FMS、FTL、FA，甚至將來的CIMS，能最大限度地提高工業(yè)的生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率。
1.3.1數(shù)控系統(tǒng)與加工能力
目前處于世界領先水平的數(shù)控操作系統(tǒng)在設計中大量采用模塊化結構。這種結構易于拆裝、各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。FANUC系統(tǒng)設計了比較健全的自我保護電路。PMC信號和PMC功能指令極為豐富，便于工具機廠商編制PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。系統(tǒng)提供串行RS232C接口，以太網(wǎng)接口，能夠完成PC和機床之間的數(shù)據(jù)傳輸。FANUC系統(tǒng)性能穩(wěn)定，操作界面友好，系統(tǒng)各系列總體結構非常的類似，具有基本統(tǒng)一的操作界面。FANUC系統(tǒng)可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應性很強。
1.3.2機械系統(tǒng)與加工能力機械系統(tǒng)
目前以德國最好。目前較為先進的設備，保留了其先進的全靜壓塊靜壓結構和雙層式床身結構，增加了四柱雙驅的平衡驅動方式，有效解決了消隙及驅動平衡的難題，采用斜齒齒輪對，使轉臺運轉更加平穩(wěn)；采用上壓式鑲條滑塊結構，機床轉臺自適應調整液壓夾緊裝置使得B軸聯(lián)動旋轉加工精度更高，更加穩(wěn)定；機床主軸采用液壓氮氣平衡，確保機床的快速響應速度，使機床運行更加平穩(wěn)可靠。具有智能數(shù)字刨銑工能，可加工直角、銳角孔及異形斜面樣條溝槽。該機床正式投產(chǎn)后機床直線精度（X\Y\Z）可達±0.003㎜，旋轉（B）精度可達±2S”，直線重復定位精度達到0.001㎜。產(chǎn)品精度保持度可達10年以上，大大提高了機械的使用壽命。除此之外，目前先進數(shù)控加工設備還采用很多應用性很強的技術來提高加工精度和難度，保證其可以加工復雜的曲面件。在提高轉臺精度及平穩(wěn)性方面：采用四柱雙驅技術，由原來的一側一個齒輪驅動改為在180°水平方向上按對等夾角兩對雙齒輪驅動，每對齒輪可自動消隙。機床轉臺精度長久保持性：使用12個獨立的高耐磨銅靜壓塊代替原來的貼塑耐磨條工藝，因靜壓幾乎無磨損而長期保持精度。溫度對機床精度的影響方面：使用溫度補償功能，在機床內部安置溫度傳感器，利用激光干涉儀測出其溫度變化時機床在各溫度下的變化值，然后再機床參數(shù)中補正。刨銑功能開發(fā)（直角孔槽加工）：利用機床CS功能，使主軸與X、Y、Z軸移動的同時，主軸按刀具切線方向控制轉角。機床慣量的控制：使用液壓氮氣組合平衡方式代替配重鐵平衡方式，減少機械運動質量和運動中的動量慣量。
2、復雜曲面配合件的數(shù)控加工工藝
篇8
1.數(shù)控機床熱誤差補償技術問題的國內外研究現(xiàn)狀
通過針對數(shù)控機床熱誤差補償技術問題國內外學者研究論述的系統(tǒng)性歸納總結分析，不難發(fā)現(xiàn)，國內外學者針對數(shù)控機床設備熱誤差技術現(xiàn)象建模補償問題的研究，最早是在分析數(shù)控機床設備運行使用過程中的熱效應技術行為基礎上逐步成型的。
1980年，德國西柏林工業(yè)大學的UHeise以“數(shù)控機床設備的熱變形補償”為中心，撰寫并發(fā)表了博士論文，其在撰寫博士論文過程中開展的實驗探究工作環(huán)節(jié)，獲取了針對數(shù)控機床設備熱變形技術現(xiàn)象幅度為65.00%的熱變形補償技術收益效果。與此同時，我國國內部分研究機構在針對數(shù)控機床設備的熱誤差研究過程中也逐步取得了一系列重要研究進展。1984年，中國北京機床研究所與德國西柏林工業(yè)大學機床和制造工藝研究所通過技術合作，共同建構形成數(shù)控機床設備的熱誤差技術現(xiàn)象描述與處置模型，并在一立數(shù)控機床設備之上完成了技術檢驗過程。在此基礎上，中國北京機床研究所獨立研究創(chuàng)建了針對型號為DM7732數(shù)控線切割機床的熱誤差補償應用技術，并且在具體的實驗性應用技術檢驗過程中順利獲取了表現(xiàn)幅度在75.00%以上的熱誤差檢驗效果。我國浙江大學借助熱彈性理論，運用數(shù)學分析處置方法推導獲取了數(shù)控機床設備刀具技術部分的熱變形技術現(xiàn)象計算分析公式，同時還還建構形成了指向數(shù)控機床設備中精密機械技術組件部分的熱模態(tài)技術理論。
20世紀90年代之后，數(shù)控機床設備的熱誤差補償技術研究工作進入了快速繁榮的歷史發(fā)展階段，來自美國、德國、日本以及中國等多個國家的研究人員，在針對數(shù)控機床設備運行過程中的技術形態(tài)和技術參數(shù)表現(xiàn)特征展開系統(tǒng)全面分析基礎上，接連創(chuàng)立了數(shù)量充足且形態(tài)各異的建模技術思路，創(chuàng)建和構筑了數(shù)量眾多的熱誤差處理模型。學者Jedrzejewki等人基于數(shù)控機床設備能量損失現(xiàn)象年代研究分析角度，基于有限元分析方法建構了數(shù)控機床設備的熱誤差補償模型；學者Chem等人在原本已經(jīng)研究獲取的21項數(shù)控機床設備技術誤差項目基礎上，系統(tǒng)化創(chuàng)立并且歸納了包含熱誤差以及幾何誤差項目在在內的32項數(shù)控機床設備運行技術誤差組成結構成分；Srivastava等學者運用HTM技術處理方法，創(chuàng)立并順利形成了指向數(shù)控機床設備五軸加工中心技術結構的誤差處置模型，同時也有部分日不研究人員在針對數(shù)控機床設備的運行技術問題展開系統(tǒng)化研究分析基礎上，初步創(chuàng)立提出了關于“熱剛度”的技術概念。
美國密歇根理工大學YidingWang教授等人，在針對數(shù)控機床設備的運行熱誤差纖細展開系統(tǒng)分析條件下，創(chuàng)構和提出了基于灰色系統(tǒng)理論的離線式熱誤差補償模型，以及在線式熱誤差補償模型。德國學者HermleHanrld研制創(chuàng)立應用的數(shù)控機床設備熱膨脹技術現(xiàn)象補償技術模型，和AchjmidRoben研制創(chuàng)立應用的數(shù)控機床設備熱變形補償奇偶數(shù)系統(tǒng)，均接連獲取德國國家級專利部門的認可和授權。
在此基礎上，浙江大學陳子辰教授。于1992年召開的全國數(shù)控機床熱誤差控制與補償研究學術研討會上，明確闡釋了關于“熱敏感度”和“熱耦合度”等全新技術研究理念。上海復旦大學的楊建國教授在CNC車削技術中心基礎性設備技術條件基礎上，創(chuàng)造性引入運用了數(shù)控機床設備的熱誤差技術現(xiàn)象的魯棒建技術處理方法。1998年，楊建國教授和潘志宏教授還合作倉U立了針對數(shù)控機床設備車削加工技術中心模塊幾何誤差技術現(xiàn)象，以及熱誤差技術現(xiàn)象的綜合性數(shù)學處置技術模型。天津大學張奕群教授等人，在具體開展的數(shù)控機床設備熱誤差技術現(xiàn)象建模處置過程中引入了Kalman濾波器技術組件，促進了辨識精度技術參數(shù)表現(xiàn)水平的顯著改善提升，上述技術研究人員以，某立運行的JCS 018A型數(shù)控機床設備加工中心系統(tǒng)作為對象展開了系統(tǒng)的技術研究過程，在切實引入運用神經(jīng)網(wǎng)絡建模技術處理基礎上，確保了實際補償技術效果獲取幅度水平達到了60.00%以上。與此同時，我國還有一定數(shù)量的高等院校和企業(yè)性生產(chǎn)單位，也相繼圍繞數(shù)控機床設備生產(chǎn)運行過程中任務差技術問題展開了系統(tǒng)的研究分析，取得了一定的研究成果，為有效解決數(shù)控機床設備在具體生產(chǎn)運行過程中的熱誤差技術問題作出了重要貢獻。
2.數(shù)控機床設備熱誤差補償?shù)某Ｒ娊Ｌ幹盟悸?/p>
在現(xiàn)有的數(shù)控機床設備熱誤差技術補償活動開展過程中，通常應用補償技術處置方法主要集中展現(xiàn)在如下2個基本方面：第一，直接針對數(shù)控機床設備在生產(chǎn)技術運行過程中發(fā)生的熱誤差位移技術參數(shù)項目展開補償處置。第二，針對數(shù)控機床設備在具體技術運行過程中形成的溫度場技術結果實施重新平衡建構處置。
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目前，數(shù)控機床在我國的制造業(yè)中占有重要的地位，雖然我國數(shù)控機床技術在不斷的提高，但是通過研究證明我國的數(shù)控機床在機床的使用、維護、部件的選型、系統(tǒng)的設計等方面都存在一定的缺陷，這些都嚴重影響到我國數(shù)控機床的可靠性，為了能夠提高我國數(shù)控機床的可靠性設計，文章將對我國數(shù)控機床的可靠性現(xiàn)狀進行分析，同時提出了提高我國數(shù)控機床可靠性的相關策略，希望可以為數(shù)控機床的可靠性提供一定的建議。
1 國內數(shù)控機床可靠性現(xiàn)狀研究
隨著科技的不斷發(fā)展，客戶對于產(chǎn)品的質量、精度等方面都提高了要求，而數(shù)控機床正好滿足了當今機械加工類高精度、高質量的要求。因此數(shù)控機床也成為了國家綜合實力的代表。我國的數(shù)控機床在生產(chǎn)和設計的可靠性中存在一定的問題，文章將對國產(chǎn)數(shù)控機床的可靠性現(xiàn)狀進行研究。
可靠性主要是指對產(chǎn)品質量在一定時間內完成工作任務的描述。而可靠性對于數(shù)控機床來說占據(jù)十分重要的地位。如果數(shù)控機床的可靠性低，就代表數(shù)控機床在使用上、質量上以及維修等方面都存在一定的問題，而在使用可靠性低的數(shù)控機床時，會導致生產(chǎn)不穩(wěn)定，故障發(fā)生率高等問題，給生產(chǎn)企業(yè)造成嚴重的影響。
可靠性已經(jīng)成為評價產(chǎn)品質量的一個重要因素，而對于生產(chǎn)企業(yè)來說在購買數(shù)控機床時平均無故障工作時間也成為了重要的參考數(shù)據(jù)。與國外先進的數(shù)控機床相比，我國生產(chǎn)的數(shù)控機床平均無故障工作時間大約在500-600小時之間，而國外則在800-1000小時。而有的先進的數(shù)控機床的平均無故障工作時間已經(jīng)達到5000-80000小時，由此可以看出，我國的數(shù)控機床的可靠性與國外的數(shù)控機床存在一定的差距。
隨著我國對數(shù)控機床可靠性研究的重視，我國數(shù)控機床的生產(chǎn)也得到一定的發(fā)展，無論是在質量和數(shù)量上都得到一定的發(fā)展。同時我國的數(shù)控機床在價格方面也具有一定的優(yōu)勢，但是我國數(shù)控機床在產(chǎn)品的質量和性能方面仍存在一定的問題，因此對于我國數(shù)控機床可靠性的研究具有重要意義。
2 提高國產(chǎn)數(shù)控機床可靠性的對策
2.1 可靠性的意義
要想提高產(chǎn)品的可靠性需要投入一定的資金，主要是因為可靠性的研究既需要技術也需要經(jīng)濟方面的投入。但是并不是經(jīng)濟投入的增加，就認為可靠性的研究沒有意義，實際上對于數(shù)控機床來說，數(shù)控機床在使用過程中所產(chǎn)生的費用主要包括兩個方面，分別是購買費用和維修費用。如果數(shù)控機床的可靠性得到一定的提高，那么相應的機器的維修費用就會相應的減少，相反，如果因為提高可靠性需要資金的投入，而減少對數(shù)控機床可靠性的研究，那么在使用過程中，數(shù)控機床會增加維修費用，同時也會對生產(chǎn)造成一定的影響。因此在產(chǎn)品的設計過程中，要根據(jù)實際情況合理的確定機床的可靠性水平，從而確保數(shù)控機床在整個生命周期內的費用最低。在競爭激烈的社會中，只有高質量的產(chǎn)品才能獲得市場的信賴，因此高可靠性也就成為數(shù)控機床增加市場競爭力的重要因素。
2.2 從機床的各個細節(jié)提高機床的可靠性
產(chǎn)品的可靠性是在產(chǎn)品的設計過程和生產(chǎn)過程中實現(xiàn)的，因此為了提高數(shù)控機床的可靠性需要從各個細節(jié)來把握。
2.2.1 盡量減少零部件的數(shù)量
在數(shù)控機床的設計和維修上，可以看出在機床內部任何零部件出現(xiàn)問題都會造成機床發(fā)生故障，而在機床內部這些零件之間都是以串聯(lián)的關系連接在一起的，如果其中一個零部件出現(xiàn)問題，將會導致整個系統(tǒng)發(fā)生故障。因此可以得出數(shù)控機床的可靠性與機床內部的零部件有關，如果零部件的數(shù)量越多，且單位零件的可靠性低，那么機床的可靠性也會相應的降低；相反，如果零部件的數(shù)量少，且單位零部件的可靠性程度高，那么機床的可靠性就會得到相應的提高。
同時，如果系統(tǒng)內部在設計中的零部件數(shù)量過多，也會導致各個零部件間的匹配出現(xiàn)問題，增加了維護的難度，也在一定程度上降低了數(shù)控機床的可靠性。所以為了提高數(shù)控機床的可靠性要在設計過程中，盡可能的減少零部件的數(shù)量。
2.2.2 提高單位零部件的可靠性
除了減少零部件的數(shù)量之外，也要提高零部件的可靠性才能起到提高數(shù)控機床的可靠性的目的。而在系統(tǒng)中，首先要找到最容易發(fā)生故障的單位零部件，然后對較薄弱的環(huán)節(jié)進行改進。主要的方法包括優(yōu)化零部件的設計、挑選最合適的材料、加大對零部件的質量檢測、提高生產(chǎn)工藝、在采購零部件時要加大對外購零部件的檢查力度等。
2.2.3 采用可靠性方法進行設計
產(chǎn)品的質量和可靠性在很大程度上是在設計過程中決定的，因此，為了提高產(chǎn)品的可靠性要在產(chǎn)品的設計過程中，了解產(chǎn)品的使用需要，從而采用合理的可靠性設計方法，針對產(chǎn)品進行優(yōu)化和改進。常用的可靠性設計方法包括故障樹分析、可靠性預計和分配、產(chǎn)品失效模式影響和危害度的分析等。
2.3 收集故障過程中的各種數(shù)據(jù)
由于我國的數(shù)控機床可靠性研究的時間并不是太長，因此并沒有大量的數(shù)據(jù)。但是對于數(shù)控機床的維修和可靠性研究，都需要大量的數(shù)據(jù)，才能對數(shù)控機床故障進行分析，找出薄弱的環(huán)節(jié)，從而對數(shù)控機床進行可靠性的研究才有一定的依據(jù)。主要需要收集的數(shù)據(jù)包括平均無故障工作時間、首次出現(xiàn)故障的平均工作時間以及產(chǎn)品出現(xiàn)的故障率等主要數(shù)據(jù)。
2.4 不斷改進提高數(shù)控機床的可靠性
數(shù)控機床的可靠性會受到多個因素的影響，并且提高產(chǎn)品的可靠性并不是一項簡單的工程，只有在設計過程中不斷的收集產(chǎn)品各個方面的數(shù)據(jù)，才能逐漸的找出系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，從而逐漸對數(shù)控機床的設計進行改善，這樣才能逐漸提高產(chǎn)品的可靠性。在設計初期，由于缺乏經(jīng)驗和技術，在選擇零件和材料、設計過程、制造工藝等都存在一定的問題，而要想改進這些問題只有不斷的研究，才能在試驗――分析――研究――再試驗這樣的過程中提高產(chǎn)品的可靠性。
3 結束語
可靠性研究對于數(shù)控機床系統(tǒng)的設計有著重要的意義，并且近幾年可靠性科學研究已經(jīng)逐漸形成一定的理論體系，并且在多個領域得到廣泛應用，也稱為提高產(chǎn)品可靠性的較為有效的評價工具，同時在提高我國數(shù)控機床的技術方面也有著重要的作用。文章在可靠性科學理論的基礎上對我國數(shù)控機床可靠性現(xiàn)狀進行研究，并指出數(shù)控機床在各個方面存在的不足，同時提出了提高數(shù)控機床可靠性多方面的改善對策，希望可以為我國數(shù)控機床的發(fā)展提出參考性建議。
參考文獻
[1]賈亞洲.提高數(shù)控機床可靠性，加快振興裝備制造業(yè)的關鍵[J].中國制造業(yè)信息化，2006，35（6）.
篇10
數(shù)控系統(tǒng)是一種利用數(shù)字信號對執(zhí)行機構的位移、速度、加速度和動作順序等實現(xiàn)自動控制的控制系統(tǒng)。從1952年美國麻省理工學院研制出第1臺實驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了半個世紀。數(shù)控系統(tǒng)也由當初的電子管式起步，發(fā)展到了今天的開放式數(shù)控系統(tǒng)。
數(shù)控系統(tǒng)確保了數(shù)控機床具有高精、高速、高效的功能，可以使裝備制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、柔性化和網(wǎng)絡化制造。隨著我國航空航天、船舶、汽車、電站設備和國防工業(yè)等制造業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)控機床在裝備制造業(yè)中的重要性愈來愈明顯，中高檔數(shù)控系統(tǒng)的需求也越來越大。以往中高檔數(shù)控系統(tǒng)基本被國外廠商占領，因此我國中高檔數(shù)控系統(tǒng)技術必須加快發(fā)展。
一、國外數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)狀
在國際市場，德國、美國、日本等幾個國家基本掌控了中高檔數(shù)控系統(tǒng)。國外的主要數(shù)控系統(tǒng)制造商有西門子（Siemens）、發(fā)那克（FANUC）、三菱電機（Mitsubishi Electric）、海德漢（HEIDENHAIN）、博世力士樂（Bosch Rexroth）、日本大隈（Okuma）等。
1.納米插補與控制技術已走向實用階段
納米插補將產(chǎn)生的以納米為單位的指令提供給數(shù)字伺服控制器，使數(shù)字伺服控制器的位置指令更加平滑，從而提高了加工表面的平滑性。將“納米插補”應用于所有插補之后，可實現(xiàn)納米級別的高質量加工。在兩年一屆的美國芝加哥國際制造技術（機床）展覽會（IMTS 2010）上，發(fā)那克就展出了30i/31i/32i/35i-MODEL B數(shù)控系統(tǒng)。除了伺服控制外，“納米插補”也可以用于Cs軸輪廓控制；剛性攻螺紋等主軸功能。西門子展出的828D所獨有的80bit浮點計算精度，可使插補達到很高的輪廓控制精度，從而獲得很好的工件精度。此外，三菱公司的M700V系列的數(shù)控系統(tǒng)也可實現(xiàn)納米級插補。[1]
2.機器人使用廣泛
未來機床的功能不僅局限于簡單的加工，而且還具有一定自主完成復雜任務的能力。機器人作為數(shù)控系統(tǒng)的一個重要應用領域，其技術和產(chǎn)品近年來得到快速發(fā)展。機器人的應用領域，不僅僅局限于傳統(tǒng)的搬運、堆垛、噴漆、焊接等崗位，而且延伸到了機床上下料、換刀、切削加工、測量、拋光及裝配領域，從傳統(tǒng)的減輕勞動強度的繁重工種，發(fā)展到IC封裝、視覺跟蹤及顏色分檢等領域，大大提高了數(shù)控機床的工作效率。典型的產(chǎn)品有德國的KUKA，F(xiàn)ANUC公司的M-1iA、M-2000iA、M-710ic。[2]
3.智能化加工不斷擴展
隨著計算機領域中人工智能的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度也得到不斷提高。應用自適應控制技術數(shù)控系統(tǒng)能夠檢測到過程中的一些重要信息，并自動調整系統(tǒng)中的相關參數(shù)，改進系統(tǒng)的運行狀態(tài)；車間內的加工監(jiān)測與管理可實時獲取數(shù)控機床本身的狀態(tài)信息，分析相關數(shù)據(jù)，預測機床狀態(tài)，使相關維護提前，避免事故發(fā)生，保證其不穩(wěn)定工況下生產(chǎn)的安全，減少機床故障率，提高機床利用率。應用先進的伺服控制技術，伺服系統(tǒng)能通過自動識別由切削力導致的振動，產(chǎn)生反向的作用力，消除振動。應用主軸振動控制技術，在主軸嵌入位移傳感器，機床可以自動識別當前的切削狀態(tài)，一旦切削不穩(wěn)定，機床會自動調整切削參數(shù)，保證加工的穩(wěn)定性。
4.CAD/CAM技術的應用
當前，為了使數(shù)控機床操作者更加便利地編制數(shù)控加工程序，解決復雜曲面的編程問題，國際數(shù)控系統(tǒng)制造商將圖形化、集成化的編程系統(tǒng)作為擴展數(shù)控系統(tǒng)功能、提高數(shù)控系統(tǒng)人機互動性的主要途徑。最新的CAD/CAM技術為多軸多任務數(shù)控機床加工提供了有力的支持，可以大幅地提高加工效率。ESPRIT、CIMATRON等一些著名CAM軟件公司的產(chǎn)品除了具備傳統(tǒng)的CAM軟件功能模塊，還開發(fā)了多任務編程、對加工過程的動態(tài)仿真等新的功能模塊。
二、國內數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)狀
隨著國際學術及產(chǎn)業(yè)界對開放式數(shù)控系統(tǒng)研究的日益推進，我國的相關研究也越來越受到重視。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國機床行業(yè)也形成了具有一定生產(chǎn)規(guī)模和技術水平的產(chǎn)業(yè)體系，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在質與量上都取得了飛躍。
國內數(shù)控系統(tǒng)基本占領了低端數(shù)控系統(tǒng)市場，在中高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和應用上也取得了一定的成績。其中，武漢華中數(shù)控股份有限公司、北京機電院高技術股份有限公司、北京航天數(shù)控系統(tǒng)有限公司和上海電氣（集團）總公司等已成功開發(fā)了五軸聯(lián)動的數(shù)控系統(tǒng)，分別應用于數(shù)控加工中心、數(shù)控龍門銑床和數(shù)控銑床。近期，武漢重型機床集團有限公司應用華中數(shù)控系統(tǒng)，成功開發(fā)了CKX5680數(shù)控七軸五聯(lián)動車銑復合加工機床。國內主要數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)基地有華中數(shù)控、航天數(shù)控、廣州數(shù)控和上海開通數(shù)控等。[3]
國內的數(shù)字化交流伺服驅動系統(tǒng)產(chǎn)品也有了很大的發(fā)展，已能滿足一般的應用，并能與進口產(chǎn)品競爭，占領了國內的大部分市場。伺服系統(tǒng)和伺服電機生產(chǎn)基地主要有蘭州電機廠、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、航天數(shù)控和開通數(shù)控等。
然而，由于我國原有數(shù)控系統(tǒng)的封閉性及數(shù)控軟硬件研究開發(fā)的基礎較差，技術積累較少，研發(fā)隊伍的實力較弱，研發(fā)的投入力度不夠，國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)在性能、功能和可靠性方面與國外相比仍有較大的差距，限制了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。為此需要政府、科研院所和制造商共同努力，推進我國中高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。
參考文獻：
[1]彭芳喻等.從IMTS 2010展看我國數(shù)控系統(tǒng)未來發(fā)展之路[J]，金屬加工，2011第4期：8-11
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0 緒言
機床是世界先進制造技術與制造信息結合的重要元素，并且是機械制造業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)與工具。所謂數(shù)控機床，指的是在數(shù)字化控制下，能夠在尺寸精準與幾何精準兩個方面制造毛坯零件加工中需要立體幾何形狀的工作母機的總稱。與傳統(tǒng)的數(shù)控機床相比，現(xiàn)代數(shù)控機床具有高效、高精度等特征，解決了原來數(shù)控領域難以解決的問題，保證了加工零件的質量，并且降低了數(shù)控工人的工作強度，進而提升了生產(chǎn)效率。發(fā)展數(shù)控機床技術是我國實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化的基礎工作，并且也是機械制造產(chǎn)業(yè)改革的必經(jīng)之路。而隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國的數(shù)控機床技術也取得了明顯的成果，但是依然存在一些問題，就需要我們去改進與創(chuàng)新。
1 我國數(shù)控機床技術發(fā)展現(xiàn)狀與問題
機床產(chǎn)業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎，而其中的裝備制造業(yè)又是工業(yè)發(fā)展的核心。我國將發(fā)展高檔數(shù)控機床技術作為新時期十六個科技創(chuàng)新項目之一，尤其在我國政府的大力支持下，我國的數(shù)控機床領域有了重大的研究突破，并且研發(fā)出了一批具有我國自主知識產(chǎn)權的數(shù)控機床技術。
第一，在中高檔數(shù)控機床方面有了重大突破。我國在近幾年開發(fā)出了大型、五軸聯(lián)動的數(shù)控加工機床與其他大批的專業(yè)化高效率數(shù)控機床，并且建立了大批的中檔數(shù)控機床核心產(chǎn)業(yè)基地。
第二，核心功能部位的制造水平提高。隨著科學技術的發(fā)展，我國制造的數(shù)控機床的部分性能已經(jīng)接近了國際的指標，達到了制造的先進水平。我國相應開發(fā)出了高速主軸單元、重載直線導軌等高性能的核心數(shù)控部件樣機，而其中有些部件已經(jīng)開始小批量的生產(chǎn)，獲得了不錯的反響。
第三，部分中高檔數(shù)控機床系統(tǒng)開發(fā)應用取得一定成果。我國的數(shù)控領域通過自主研發(fā)與其他國家相互合作，在部分中檔數(shù)控機床技術領域取得了明顯的成果，能夠初步解決遠程數(shù)據(jù)等傳統(tǒng)機床出現(xiàn)的技術難題。
然而我們看到了我國數(shù)控機床取得的明顯成果，也要正視依然存在的問題：
第一，我國高檔數(shù)控機床供應能力較弱。雖然我國的數(shù)控機床領域在近幾年得到了顯著的發(fā)展，并且工作效率也明顯提高。但是我們依然可以看到機床消費與生產(chǎn)結構之間的矛盾，而隨著我國工業(yè)發(fā)展，對中高檔數(shù)控機床的需求遠遠超過了低檔的需求，但是我國高檔數(shù)控機床依然需要從外國進口。
第二，自主創(chuàng)新能力較差。一直以來，我國的機床制造業(yè)都在行業(yè)內的研究所中進行，但是由于創(chuàng)新能力較差，技術投入不足，導致自主創(chuàng)新能力不高。雖然我國一直引進海外技術，并且購買了許多先進的數(shù)控技術，但是由于缺乏基礎性的研究技術，因此難以汲取先進技術為己用。
2 我國數(shù)控機床發(fā)展創(chuàng)新策略研究
第一，提高自主開發(fā)與創(chuàng)造能力。面對我國這個工業(yè)大國，我們必須要提高機床產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)力度，要實現(xiàn)核心技術與功能部件的有機結合，以研發(fā)高檔數(shù)控機床為主要目標，提高整個數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的水平。加強我國數(shù)控技術基礎研發(fā)理論的研究以及數(shù)控應用軟件的科研，改革行業(yè)標準，為我國數(shù)控機床領域發(fā)展奠定基礎。
第二，將數(shù)控功能部件作為基礎，核心共性科學技術作為支撐力量。我國的數(shù)控系統(tǒng)與功能部件等基礎研究方面是弱項，并且成為阻礙我國數(shù)控機床領域發(fā)展的一大障礙，因此我們必須要提高專業(yè)化程度與自主研發(fā)能力。數(shù)控技術的發(fā)展與自主創(chuàng)新能力的提升需要依靠數(shù)控核心技術的掌控，并且依靠數(shù)控核心共性技術的支撐作用。我們都知道基礎技術的研究是提高整個數(shù)控產(chǎn)業(yè)水平的基礎與保障，也是機床設計中的核心與關鍵之處，這對于我國數(shù)控機床領域跨出一大步具有重要的作用。
第三，引進先進技術，與先進國家合作。我們可以向西方具有先進技術的國家吸取經(jīng)驗，并且以市場來換技術，與跨國公司進行合作，實現(xiàn)數(shù)控主流產(chǎn)品的高起點與專業(yè)化發(fā)展模式。對引進的先進技術，要充分吸收，實現(xiàn)創(chuàng)新，滿足用戶的多種需求。
3 結語
隨著我國工業(yè)化進程的大踏步前進，數(shù)控機床領域的發(fā)展也是迅猛飛進的，并且朝著高效、高速、網(wǎng)絡化等方向發(fā)展。在近幾年我國政府注重對數(shù)控機床的投入資金與研發(fā)力度，并且取得了巨大的成效。但是縱觀我國數(shù)控機床技術，依然以西方先進國家存在較大差距。我們需要不斷努力，加強對自主知識產(chǎn)權技術與創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā)，進而滿足我國重點工程的現(xiàn)代需求，縮短與先進國家的差距，實現(xiàn)我國數(shù)控機床領域的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
［1］張耀滿，趙亮，蔡光起等.高速機床進給系統(tǒng)的性能研究［J］.機械工程師，2004，（05）.
［2］肖曙紅，夏紅梅，張伯霖.直接驅動進給系統(tǒng)模糊推理自校正控制的研究［J］.現(xiàn)代制造工程，2004，（07）.
［3］謝紅，高健.加工中心的工作臺和伺服進給系統(tǒng)設計［J］.現(xiàn)代機械，2002，（02）.
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1 引言
鑒于機器是我國社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要工具，因而，機器中的重中之重――機床――則成為了經(jīng)濟發(fā)展中所需要解決的一大難題。正確了解機床在經(jīng)濟發(fā)展中的地位，準確把握機床的設計，不斷優(yōu)化機床是經(jīng)濟發(fā)展中擁有強大工具的關鍵，也是國家經(jīng)濟發(fā)展程度的有效體現(xiàn)，因而，在了解到機床在經(jīng)濟發(fā)展中的地位和作用后，我國應該將機床的設計與優(yōu)化提上議事日程，通過不斷地優(yōu)化機床設計來促進經(jīng)濟的發(fā)展。
2 簡述我國機床發(fā)展現(xiàn)狀
優(yōu)化機床設計首先需要了解我國機床發(fā)展的現(xiàn)狀，從機床發(fā)展的現(xiàn)狀中找出其存在的問題并尋求有效的方法解決，以此來促進機床設計的不斷進步和發(fā)展：
2.1 機床的市場廣闊
在目前看來，我國各類機床的市場需求較大，尤其是數(shù)控機床，高市場需求給了機床不斷發(fā)展的空間。在市場需求的推動下，機床生產(chǎn)人員會更加重視機床的設計與生產(chǎn)，通過市場需求拉動機床的優(yōu)化與發(fā)展，另外，市場廣闊也給了新人進入機床設計與生產(chǎn)市場的空間，新鮮力量的注入能夠使機床設計市場充滿了生機與活力，而新舊思想的碰撞則有利于促進機床不斷被優(yōu)化，有利于機床的發(fā)展，對社會經(jīng)濟的發(fā)展也有十分重要的作用。
2.2 國產(chǎn)機床銷量較小
雖然機床在我國的需求量較大，但與高需求量相反的是，國產(chǎn)機床的銷量較小。在機床市場的銷售中，絕大部分消費者在選擇機床時會選擇國外機床產(chǎn)品，而對國內的機床需求則較少，與高需求的機床市場成反比。國內外機床在中國的銷量相距較大，其主要原因不外乎兩個方面：性能與質量。國內機床與國外機床相比較而言，由于中國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，在機器設計與制造方面與國外相比在技術上存在著較大的差異，加上中國制造“偷工減料”這些普遍存在的行為，導致消費者在選擇機床時為了更好地實現(xiàn)經(jīng)濟效益，通常會選擇國外的機床，這就出現(xiàn)了國內機床需求旺盛而國內機床的銷量不高的現(xiàn)象。
2.3 數(shù)控機床發(fā)展速度快但缺乏關鍵技術
數(shù)控機床在機床市場中占有十分重要的位置，消費者對數(shù)控機床的需求占機床市場需求的比重也比較大，在市場需求的作用下，我國也在數(shù)控機床方面加強了探索和研究，就目前而言，我國數(shù)控機床的研究得到了一定的進展，數(shù)控機床的發(fā)展速度較快，但是，在數(shù)控機床迅速發(fā)展的同時也存在著一定的問題：缺乏關鍵技術。由于我國研究數(shù)控機床的年限較短，在數(shù)控機床設計與制造中，關鍵技術基本掌握在外國手里，國內只是掌握了數(shù)控機床設計與制造的基本基礎，缺乏關鍵技術使得我國在數(shù)控機床的研究與設計中舉步維艱，嚴重阻礙到我國機床行業(yè)的發(fā)展。因而，要想促進我國機床行業(yè)的發(fā)展，就必須在機床的設計與制造中掌握關鍵技術。
3 如何有效優(yōu)化國內機床
鑒于 我國在機床的發(fā)展研究中存在著種種問題，只有將其解決了才能有利于機床行業(yè)的發(fā)展，針對我國機床發(fā)展中存在的問題，本文提出了以下幾點解決措施，希望對我國機床的發(fā)展有所幫助：
3.1 提高機床的質量
質量問題是我國機床發(fā)展中存在的重要問題，要想促進我國機床行業(yè)的不斷發(fā)展就需要解決質量問題，而提高機床的質量問題，可以從以下幾個方面做起：提高機床制造人員的質量意識，讓其認識到“偷工減料”并不是節(jié)省材料，而是給后續(xù)工作制造更多的麻煩；加強機床的質量檢查，在機床生產(chǎn)中按照一定的比例進行機床的抽檢，對于不合格機床的制造者進行懲處，而對于長時間沒有檢查出不合格品的制造者進行獎勵，通過賞罰分明來提高員工的工作積極性，提高機床的質量；另外，國家加強對機床質量的監(jiān)控是提高國內機床質量的關鍵舉措。我國在機床的生產(chǎn)中如果能做到以上幾個方面，相信我國機床生產(chǎn)的質量將會得到大幅度的提高。
3.2 優(yōu)化組合機床主軸箱
組合機床是機床市場中一個較為重要的組成部分，因而，優(yōu)化國內機床的設計就需要將組合機床的設計考慮在內，而在組合機床中，主軸箱是一個重要的組成部件。優(yōu)化組合機床主軸箱首先需要合理安排傳動路線，通過該措施來減少生產(chǎn)成本的同時提供主軸箱通用件的數(shù)量，使其使用效率得到大幅度提高；另外，使用第Ⅳ排齒輪完成主軸的傳遞也是優(yōu)化組合機床主軸箱的有效舉措，由于第Ⅳ排齒輪的活動空間較大，更利于主軸之間的傳遞，使用第Ⅳ排齒輪完成主軸的傳遞有利于提高主軸間傳遞的靈活性，提高組合機床的工作效率。組合機床是我國機床市場的重要組成部分，優(yōu)化組合機床中的重要部件――主軸箱，對于提高組合機床的工作效率，促進國內機床市場設計的優(yōu)化有著重要的促進作用。
3.3 加強創(chuàng)新
目前我國機床的銷量與高市場需求不匹配的一個重要原因是國內機床的性能與國外機床相比存在著較大的差距，而縮短國內外機床的差距，提高國內機床的性能就需要從創(chuàng)新方面著手。國家可以通過鼓勵創(chuàng)新，給目前國內的機床增加性能，另外加強機床的創(chuàng)新也有利于打破目前我國機床行業(yè)由于沒有掌握關鍵技術而受制于人的局面。通過創(chuàng)新，跳出目前國家機床設計與制造的方框，自行研究開發(fā)新技術、新功能，有利于促進機床關鍵技術的研發(fā)，提高國內機床的性能，以此提高國內機床的市場競爭力，促進我國機床行業(yè)的發(fā)展。
4 結束語
在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，機床在促進經(jīng)濟發(fā)展和顯示國家實力方面都起著十分重要的作用：促進機床的設計與優(yōu)化，促進國內機床行業(yè)的不斷發(fā)展，有利于提高國家的科技實力，在科學技術拉動經(jīng)濟發(fā)展的今天有著十分重要的作用；另外，研究機床設計，提高機床的性能與質量也能夠提高國內機床的市場競爭力，通過市場競爭力的提高來提高我國的國際地位；同時，機床的研究與設計成果也從側面反映出我國的國家實力。因而，促進機床行業(yè)的發(fā)展十分必要，相信通過國家和機床設計制造者的不斷努力，我國的機床在質量與性能方面一定能夠得到飛速的提高，我國的機床行業(yè)一定能夠得到更近一步的發(fā)展！
參考文獻：
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數(shù)控技術是每個國家先進制造業(yè)發(fā)展水平的重要標志，國家綜合國力的提高和國防工業(yè)的現(xiàn)代化所必不可少的重要基礎。美國、日本和德國等發(fā)達國家的數(shù)控機床和技術都處于世界先進行列， 如日本山崎馬扎克公司開發(fā)出了2種可使用長鏜桿切削工件的復合加工機床。德國德馬吉（DMG）公司生產(chǎn)的CTX 310 ECO通用車床其主軸驅動在無級可調情況下，轉速可達5000r/min，輸出功率為ll千瓦 。
而我國數(shù)控技術發(fā)展比較晚，起步比較慢。在20世紀50年代末，經(jīng)歷了封閉式開發(fā)階段。在“六五”、“七五”間，通過吸收和引進相結合，于“八五”期間建立國產(chǎn)體系。“九五”期間實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化階段，組建了數(shù)控研發(fā)，數(shù)控生產(chǎn)基地，初步掌握了數(shù)控發(fā)展的技術，同時培養(yǎng)一批數(shù)控專業(yè)技術人才，初步形成了國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)規(guī)模，開拓了國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)市場。如圖1所示為我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)銷售情況分布圖。其規(guī)模較大生產(chǎn)公司有華中數(shù)控、廣州數(shù)控和航天數(shù)控等具有經(jīng)濟性和普及型的數(shù)控系統(tǒng)及機床產(chǎn)品。經(jīng)過50多年的大力發(fā)展，其產(chǎn)品和性能大幅度提高，并逐漸在市場上站穩(wěn)腳跟。但高端技術產(chǎn)品含量比較低，與國外數(shù)控系統(tǒng)差距比較大，對我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還達不到主導和支撐作用。絕大部分高端數(shù)控產(chǎn)品主要依賴進口，如表1所示是近年來我國數(shù)控機床進出口變化對比表。因此大力發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟的發(fā)展、國防的進步和綜合國力水平的提高具有極為重要的作用。
1 數(shù)控機床與技術簡介
1.1 數(shù)控機床的結構組成
數(shù)字控制（Numerical Control ）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一加工過程進行可編程控制的自動化方法。而數(shù)控技術（Numerical Control Technology）就是采用數(shù)字控制的方法對加工過程實現(xiàn)自動控制的技術。再將數(shù)控技術應用到機床上就演化為現(xiàn)在的數(shù)控機床。標準型的數(shù)控機床通常由數(shù)控機床控制系統(tǒng)和機床本體這兩大部分組成，如圖2所示。
1.2 數(shù)控機床及技術分類
1）按控制系統(tǒng)特點分，主要包括點位控制、直線控制和輪廓控制數(shù)控機床。其中，點位控制數(shù)控機床只要控制移動部件的終點位置，對運動軌跡不作要求；直線控制數(shù)控機床不僅控制兩點間準確位置，還要控制其移動速度和軌跡；輪廓控制數(shù)控機床能夠同時控制兩軸以上的軸，并具有插補功能，同時對運動的起、終點，速度和軌跡進行精確控制來加工任意形狀的曲線和曲面。
2）按執(zhí)行機構的控制方式分，主要包括開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)數(shù)控機床。其中，開環(huán)數(shù)控機床無位置反饋系統(tǒng)，加工精度低；半閉環(huán)數(shù)控機床帶有位置反饋系統(tǒng)，并安裝在滾珠絲杠或電機軸上，加工精度較高；閉環(huán)數(shù)控機床不僅帶有位置反饋系統(tǒng)，而且將其安裝在運動部件上，加工精度最高。
3）按工藝用途分，主要包括金屬切削類、金屬成形類和特種加工數(shù)控機床及其他類型數(shù)控機床。其中，金屬切削類數(shù)控機床應用最為廣泛，種類最多；金屬成形類數(shù)控機床最近幾年發(fā)展較快。
4）按數(shù)控機床的性能分，主要有高、中、低檔三種數(shù)控機床。
1.3 數(shù)控機床及技術特點
數(shù)控機床作為一種先進的自動化機床，不僅具有較高的自動化程度，而且還具有廣泛的通用性，綜合運用了計算機技術、微電子技術、自動控制技術、機械結構和精密測量等最新成就和技術，廣泛應用于機械加工制造、國防軍工產(chǎn)品生產(chǎn)、航空航天、交通運輸?shù)阮I域，其主要特點如下：
1）加工精度高，加工質量穩(wěn)定、可靠性高；
2）加工過程無需人工干預，降低了工人的勞動強度；
3）當零件發(fā)生改變時，只需改變數(shù)控程序，即可繼續(xù)加工，節(jié)省生產(chǎn)準備時間，提高生產(chǎn)率；
4）能實現(xiàn)多坐標的聯(lián)動加工，能加工各種形狀復雜的零件，加工范圍廣；
5）適應性強，適合加工單件和小批量復雜工件；
6）有利于實現(xiàn)機械加工的現(xiàn)代化管理。
2 數(shù)控機床及技術的發(fā)展概況
數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，中國是世界制造大國，但不是制造強國。創(chuàng)新能力不強，基礎薄弱，主要以低端產(chǎn)品為主，而制造業(yè)的發(fā)展主要依賴于機床業(yè)的發(fā)展。為此，國家于2005年制定了《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，同時將“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”確立為16個科技重大專項之一。通過國家計劃支持，在數(shù)控關鍵技術方面取得較大突破，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：
1）關鍵部件的技術水平和質量逐步提高，功能日趨完善，部分零部件的性能指標逐步達到國際先進水平。開發(fā)出了高速主軸控制單元、重載導軌、數(shù)控回轉工作臺、A/C軸數(shù)控銑頭、機械手和刀庫裝置和數(shù)字化量儀等部件和樣機，并實現(xiàn)小批量生產(chǎn)規(guī)模。
2）中高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)取得了一定的成果。通過自主研發(fā)與國外合作，在中檔數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)上取得很大進展。解決了遠程數(shù)據(jù)傳輸和坐標聯(lián)動的關鍵難題，相繼又開發(fā)了伺服驅動系統(tǒng)，形成了系列化和標準化生產(chǎn)。
3）中高檔數(shù)控機床研發(fā)有了較大的突破，在復合加工、五軸聯(lián)動、高速加工和數(shù)字設計等方面取得了重大進展。
但與國外先進發(fā)達國家相比，差距還很大，還有很長的路要走，其不足主要有以下幾點：
1）自主創(chuàng)新能力還不足，創(chuàng)新成分少，吸收和消化能力差。就目前情況來看，我國只是停留在掌握已有國外的先進技術上和提高國產(chǎn)化率上，沒有形成自主研發(fā)和自主創(chuàng)新能力。要改變這種局面，不僅借助國外的先進技術作引導，還必須增強消化吸收能力，否則會更加依賴于國外技術。
2）功能部件發(fā)展滯后。由于數(shù)控機床是由若干功能部件在立柱和床身上進行組裝而成。其整體和功能部件之間是相互依賴，相互發(fā)展的，這些功能部件的發(fā)展也在一定程度上限制了數(shù)控機床的發(fā)展。
3）產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性不高。進口機床的平均無故障時間約為10，000小時以上，國產(chǎn)為3000-6000小時左右。這種差距在一定程度上影響了國產(chǎn)機床在市場上的占有率。
4）網(wǎng)絡化水平和技術較低。目前應用較多的還是NC傳輸、串口通訊技術和紙帶閱讀器，而遠程故障排除、集成化和網(wǎng)絡化水平有限。
5）產(chǎn)品可靠性、服務水平和產(chǎn)品質量等方面不強。國產(chǎn)機床的交貨期、服務和質量等方面與國外的著名品牌差距較大，其數(shù)控系統(tǒng)的平均無故障時間差距也很大。另外，服務體系不完善，快速反應能力和成套技術服務滿足不了現(xiàn)在的多元化市場要求。
6）高檔數(shù)控機床的需求量較大。尤其對高端數(shù)控機床的需求量較大，每年大約有60%的固定資產(chǎn)用于購買機床。在“十二五”期間，隨著汽車、高鐵、航天工業(yè)、工程機械等行業(yè)投資增速、產(chǎn)業(yè)結構調整，對中高端數(shù)控機床需求量將繼續(xù)增大。據(jù)分析，到2020年低中高檔數(shù)控機床之比將達到20：60：20，中高檔數(shù)控機床年需求量在12萬臺左右。
7）體系結構不夠完善和開放。用戶接口不夠完善，少數(shù)開放功能的產(chǎn)品，只停留在試驗和試制階段。
8）創(chuàng)新環(huán)境不完善。我國還未形成有利于企業(yè)創(chuàng)新的競爭環(huán)境，創(chuàng)新動力和創(chuàng)新意識不強。
3 數(shù)控機床及技術的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術不僅對傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了巨大的變革，而且成為工業(yè)化的象征。隨著數(shù)控技術的發(fā)展和應用領域的逐漸擴大，對國際民生的重要行業(yè)產(chǎn)生了極為重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術及裝備的發(fā)展趨勢來看，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
3.1 高精度化、高速化、高效性、高可靠性
世界各工業(yè)國家從精密到超精密加工，從微米級到亞微米級，再到納米級發(fā)展，以適應現(xiàn)代科技的發(fā)展。通過高速化縮短切削時間，來提高生產(chǎn)率，實現(xiàn)高效發(fā)展。高的可靠性可以大大降低機床故障率，提高機床壽命。
3.2 開放式、智能化、網(wǎng)絡化
開放式數(shù)控系統(tǒng)能在一個統(tǒng)一平臺上，面向廠家和用戶，通過增加、剪切和改變結構對象，實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化。智能化主要是對產(chǎn)品質量、驅動性能、編程、人機對話、智能控制、智能診斷等方面實現(xiàn)智能化。網(wǎng)絡化是近年來的一大亮點，這一目標的實現(xiàn)可極大滿足制造系統(tǒng)和制造企業(yè)對信息集成的需求，實現(xiàn)虛擬制造和敏捷制造等。
3.3 五軸聯(lián)動加工和復合快速加工
采用五軸聯(lián)動可實現(xiàn)對三維曲面零件的加工，效率高、加工質量好。但價格較高，編程難度較大，從而限制了五軸聯(lián)動機床的發(fā)展。由于當前電主軸的快速發(fā)展，使五軸聯(lián)動的復合主軸頭結構大為簡化，制造難度和成本降低，促進了五軸聯(lián)動機床和復合加工機床的迅速發(fā)展。我國復合加工機床剛剛起步、國內首臺復合加工機床是由沈陽機床集團與德國MAX-MULLER公司合作生產(chǎn)的車銑復合中心。
3.4 環(huán)保化
隨著環(huán)境保護意識的增強，環(huán)保的要求也越來越高。不僅在制造過程中不污染環(huán)境，在使用中也不產(chǎn)生二次污染。在這種環(huán)境下，裝備制造領域對機床提出了無液、無冷卻液、無氣味的環(huán)保要求。歐洲已有10%-15%的加工實行了干切削或準干切削，如德國HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技術；美國HARDING的QUEST系列車床；日本原洲公司加工中心采用了液氮冷卻技術；日本富士公司的數(shù)控車床采用了冷風冷卻技術。
3.5 新技術規(guī)范和標準的建立
開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的適應性、擴展性、通用性和柔性。美國、歐共體和日本等國紛紛開始對開放式體系結構的數(shù)控系統(tǒng)新技術規(guī)范的研究和制定，這預示著數(shù)控技術的又一個新的變革時期的到來。我國在2000年也開始對中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范進行研究和制定。
4 結束語
我國是制造和生產(chǎn)大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉移中盡量接受前端而不是后端的轉移。一方面，要努力掌握世界先進制造核心技術，縮短與先進國家之間的差距。重視數(shù)控人才的培養(yǎng)，加大對數(shù)控高端科技領域的拓展，加大經(jīng)濟的投入，實現(xiàn)由制造大國到制造強國的轉變。另一方面，制造業(yè)還是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，可緩解當前就業(yè)的壓力，提高人民的生活水平，保障社會的穩(wěn)定。
參考文獻：
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