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篇1
（1）中高檔數控機床的開發取得了較大進展，在五軸聯動、復合加工、數字化設計以及高速加工等一批關鍵技術上取得了突破，自主開發了包括大型、五軸聯動數控加工機床，精密及超精密數控機床以及一大批專門化高性能機床，并形成了一批中檔數控機床產業化基地。
（2）關鍵功能部件的技術水平、制造質量逐年穩步提高，功能逐步完善，部分性能指標接近國際先進水平，形成了一批具有自主知識產權的功能部件。開發出了高速主軸單元、高速滾珠絲杠、重載直線導軌、高速導軌防護裝置、直線電機、數控轉臺、刀庫與機械手、A/C 軸數控銑頭、高速工具系統、數字化量儀等高性能功能部件樣機，其中有的品種已實現小批量生產。
（3）中高檔數控系統開發研究與應用取得一定成果。通過自主研發或與國外開展技術合作，在中檔數控系統的開發和生產上取得明顯進展。初步解決了多坐標聯動、遠程數據傳輸等技術難題；為適應數控系統的配套要求，相繼開發出交流伺服驅動系統和主軸交流伺服控制系統，并形成了系列化產品。
1、與國外的差距
1.1高檔數控機床的國內供應能力不足。盡管我國機床行業近年來取得了長足的發展，數控化率穩步提高，但機床消費和生產的結構性矛盾仍然比較突出。目前，國內對中高檔機床的需求量逐漸超過低檔機床。但國產數控機床以低檔為主，高檔數控機床絕大部分依賴進口。
1.2自主創新能力不足。長期以來，我國機床制造業的基礎、共性技術研究工作主要在行業性的研究院所進行。能力薄弱，技術創新投入不足，引進消化吸收能力差，低水平生產能力過剩，自主創新能力不高，缺乏優秀技術人才。雖然國產數控機床制造商通過技術引進、海內外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進數控技術，但缺乏對基礎共性技術的研究，忽視了自主開發能力的培育，企業的市場響應速度慢。
1.3 產品質量、可靠性及服務等能力不強。國產機床在質量、交貨期和服務等方面與國外著名品牌相比存在較大的差距。在質量方面，國產數控系統的可靠性指標MTBF 與國際先進數控系統相差較大。國產數控車床、加工中心的MTBF 與國際上先進水平也有較大差距。在交貨期方面，絕大多數企業由于任務重拖期交貨。服務體系不健全，在市場開拓、成套技術服務、快速反應能力等方面不能滿足市場快節奏和個性化的要求。
1.4 功能部件發展滯后。機床是由各種功能部件（主軸單元及主軸頭、滾珠絲杠副、回轉工作臺和數控伺服系統等）在床身、立柱等基礎機架上集裝而成的，功能部件是數控機床的重要組成部分。數控機床整體技術與數控機床功能部件的發展是相互依賴、共同發展的，所以功能部件的創新也深深地影響著數控機床的發展。我國數控機床功能部件已有一定規模，電主軸、主軸單元、數控系統等也有專門的制造廠家，其中個別產品的制造水平接近國際先進水平。但整體上，我國機床功能部件發展緩慢、品種少、產業化程度低，精度指標和性能指標的綜合情況還不過硬。目前，滾珠絲杠、數控刀架、電主軸等功能部件僅能滿足中低檔數控機床的配套需要。衡量數控機床水平的高檔數控系統、高速精密電主軸、高速滾動功能部件等還依賴進口。
2、國內數控機床的發展趨勢
根據2004年10月，完成的《數控機床產業發展專項規劃》。國內數控機床大致發展趨勢表現在以下幾方面：
2.1 智能、高速、高精度化
新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部件（如電主軸、直線電機、LM 直線滾動系統等）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品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005 mm（ISO 標準、統計法），就是一臺高精度機床，在0.005mm（ISO 標準、統計法）以下，就是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造（CAM）系統的發展，精密度已達到微米級。
2.2 設計、制造綠色化
綠色設計是一種綜合考慮了產品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環境特性和資源效率的先進設計理論和方法。它在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，從而使得產品在整個生命周期中對環境的負面影響最小，資源利用率最高。數控機床在設計時要考慮：綠色材料設計；可拆卸性設計；節能性設計；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境影響和資源消耗的現代制造模式，通過綠色生產過程生產出綠色產品。數控機床在制造時要考慮：節約資源的工藝設計；節約能源的工藝設計；環保型工藝設計等
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1 我國數控機床技術水平的現狀分析
我國機床質量大致上列于瑞士、德、日、意、法、美、英、西班牙之后。上世紀60年代末，在精密機床專案的推動下，我國生產的坐標鏜床、齒輪磨床還是具有一定的技術含量。80年代，有的機床廠為德、日企業來圖制造質量較為嚴格的機床，并且做得很好，還出口了相當數量。在那時的基礎之上，如今我國的齒輪磨床產品在國際上屬上流水平。品種數似居德、日之后，近年來有長足的進步，如發展了多坐標聯動、數控復合加工機床等高檔數控產品。但仍難滿足軍工、汽車等行業的需要。機床行業要發展，就得增強競爭力，努力提高質量，大力發展品種，提升技術水平，以替代進口,擴大出口。多年前機床行經濟情況不大好時，有的企業曾提出"以質量求生存，以品種來發展"我們以此作為行業的長期發展方針。
2 數控機床技術發展的瓶頸
長久以來，我國制造業企業大多都存在著“重設計、重管理、輕工藝”的狀況，企業在設計部門投入的資金往往是工藝領域的很多倍。企業的各種資源都在向設計研發、生產管理部門傾斜。但是無法回避的一個事實是：我們可以花大價錢購買國外的產品設計圖紙而買不來他們的制造工藝方案。因為如何生產和制造是企業最核心的價值點所在。所以，目前我國制造企業工藝部門的水平和效率的低下已經成為企業發展的現實瓶頸。很多的制造企業在具備大量的3D設計分析工具與現場自動化生產設備(PLC、現場總線、工業機器人等)的同時依然在用很傳統的手段(AutoCAD、Project等)處理諸如：工藝計劃排定、資源設備的整合、工廠生產線布局設計和各種各樣的工藝文檔。各種來自上有產品設計的3D信息和制造車間先進的自動化生產設備(如5軸機床)所需要的數字指令都由于中間工藝設計階段的低效率和低集成性而失去它們的本來的價值;另外一方面，傳統的工藝設計階段的低下率使得工藝準備階段變得十分漫長而充滿不確定因素，很多的工藝問題需要到車間進行物理試生產來驗證工藝的質量。讓昂貴的制造工廠成為企業低效率工藝設計環境下的實驗室;更為頭痛的是：所有的試生產必須是物理樣機和制造設備(主、輔設備)就緒后才能開始進行，如果發現設備在配合或者加工上存在問題(如干涉、超差等)則需要進行設備制造的返工，無論是在時間還是資金成本上都是巨大的毫無意義的浪費。
為了解決工藝數字化的問題，上世紀九十年代開始很多的制造企業嘗試著引入CAPP系統(計算機輔助工藝規劃)來解決工藝環節的低效率和落后手段的挑戰。但是，由于國內CAPP系統天生的制約和限制，所有國內商業CAPP系統都不能稱之為嚴格意義上的“輔助工藝設計”，而是更多的起到將傳統手寫編輯工藝文檔在電腦中格式化處理和錄入和歸檔管理。CAPP 系統的確幫助企業提高了工藝編制的效率，減少了重復勞動。但是，CAPP 解決的主要是工藝文件的編制和工藝匯總等問題，而沒有解決如何提高企業的工藝設計水平，如何驗證編制的工藝是否合理，如何對加工和裝配工藝進行優化、如何提煉典型工藝、如何更有效地利用工藝資源、如何有效傳承工藝經驗等問題。隨著信息化時代帶來工業化的高速發展，信息化產品的結構、性能和復雜程度越來越高，工藝知識的積累和重用變得越來越重要。而這一切的期望都使得我們應該把目光投向更為專業的數字化制造系統，學術上稱為MPM(制造過程管理)的工藝設計、分析優化和數據管理IT平臺。
3 數控機床領域技術路線圖范式
高檔數控機床與基礎制造裝備領域主機產品根據其加工特點可以分為冷加工和熱加工。其中冷加工包括高速精密復合數控金切機床、重型數控金切機床、數控特種加工機床、大型數控成形沖壓設備等，熱加工包括重型鍛壓設備、清潔高效鑄造設備、新型焊接設備與自動化生產設備、大型清潔熱處理與表面處理設備、數控系統等，此外還包括功能部件、刀具、測量儀器等，設備的加工技術差別較大，關聯性不強。如果把所有種類的機床和基礎制造裝備技術路線圖畫在一張圖表里重點不突出。也沒有實際意義。因此本課題分別針對冷加工和熱加工涉及的九個領域編制技術路線圖?！案邫n數控機床與基礎制造裝備”科技重大專項明確指出針對重點研究航空航天、船舶、汽車制造、發電設備制造四大用戶需要的高檔數控機床。國內外技術路線圖的研究中還沒有類似滿足定向的用戶需求的高檔數控機床與基礎制造裝備領域的技術路線圖研究。
研究需要對數控機床與基礎制造裝備產業的發展現狀和趨勢進行分析。明確產業發展的機遇和挑戰，提出不同時期的發展目標；并根據發展目標，確定不同時期本產業需要開發的重大產品和關鍵要素指標：對關鍵技術進行評價。包括研發基礎、技術路徑、實現時間等。主要針對高檔數控機床與基礎制造裝備的四個主要用戶。即航空航天、船舶、汽車和發電設備需求出發。重點考慮未來5-10年主要用戶對工藝與裝備的重大需求。結合國內外高檔數控機床與基礎制造裝備發展趨勢。以及重點領域的需求，提出未來的重點發展方向，例如精密化、復合化、智能化、綠色化等。主要指圍繞四大領域重點工藝與裝備的需要。提出能支持本產業發展的重點關鍵技術，對選擇的重點從研發基礎、研發方式、產業應用時間等方向進行分析。
4 結束語
應用技術的開發推廣，反映數控機床制造水平的重要技術指標，如主軸最高轉速、快速移動速度、換刀速度、切削能力等參數正在向國際水平接近，一批關鍵技術獲得重大突破，縮小了與世界先進水平的差距。
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1 數控機床行業發展趨勢
我國機床業經過這些年生產各類數控機床產品的磨煉。積累了很多有價值的經驗,鍛煉了隊伍,形成了一整套行之有效的具有中國特色的開發、生產、銷售、運行模式。對各種功能部件的研究,對控制系統從深入了解到自行開發都將成為我們發展新一輪數控機床產品的重要立足點。
1.1 機床分類的變化
傳統的機械加工是由車、銑、鏜、刨、磨、鉆等基本加工方法組成，圍繞著不同工序人們使用了大量的車床、銑床、鏜床、刨床、磨床、鉆床等。隨著技術的發展,普通的車、銑、鏜、鉆床所占的比例也逐年下降,取而代之的是數控車、立式加工中心、臥式加工中心等。隨著刀具材料及制造技術、計算機技術、精密測量技術、快速伺服拖動技術的發展,以及機床總體結構動態分析、有限元分析、熱平衡分析手段的日趨成熟,具備高速加工條件的機床產品越來越多。高速、高效加工技術進入實用階段給機械加工行業帶來的好處十分明顯。
1.2 產品發展的過程
第一代數控機床的主傳動系統通常為變速主軸箱或普通楔形皮帶傳動。前者適用于低速大扭矩切削環境,而后者可提供高轉速輸出。當采用楔形皮帶傳動時,由于傳動原理存在的同有缺陷,使機床喪失了剛性攻絲等功能。第二展為直聯式行星可變速系統傳動或同步齒形帶傳動,前者在保留低速大扭矩特性的同時提高了齒輪變速系統的輸出轉速,兼顧了高轉速與大扭矩。同步齒形帶的引入解決了剛性攻絲問題。第三代主軸為大功率寬調速電主軸,輸出轉速可達30000r/min以上。刀柄結構從7∶24錐柄向1∶10錐孔加主軸端面定位的HSK過定位短刀柄過渡。主軸拉刀形式從碟簧拉刀發展為碟簧拉刀加卸荷缸結構。
2 數控機床技術發展趨勢
2.1 高速加工技術發展迅速
目前在高檔數控機床中廣泛應用新的機床運動學理論和先進的驅動技術,優化機床結構,采用高性能功能部件,使部件輕量化,減少運動慣性。在刀具材料和結構的支持下,從單一的刀具切削高速加工,發展到機床加工全面高速化,如數控機床主軸的轉速從每分鐘幾千轉發展到幾萬轉、幾十萬轉；快速移動速度從每分鐘十幾米發展到幾十米和上百米；換刀時間從十幾秒下降到10s、3s、1s以下,換刀速度加快了幾倍到十幾倍。應用高速加工技術達到縮短切削時間和輔助時間,從而實現加工制造的高質量和高效率。
2.2 精密加工技術有所突破
通過機床結構優化、制造和裝配的精化,數控系統和伺服控制的精密化,高精度功能部件的采用和溫度、振動誤差補償技術的應用等,從而提高機床加工的幾何精度、運動精度,減少形位誤差、表面粗糙度。加工精度平均每8年提高1倍,1950—2000年50年內提升100倍。目前,精密數控機床的重復定位精度可以達到1μm,進入亞微米超精加工時代。
2.3 技術集成和技術復合趨勢明顯
技術集成和技術復合是數控機床技術最活躍的發展趨勢之一,如工序復合型——車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工技術復合,跨加工類別技術復合——金切與激光、沖壓與激光、金屬燒結與鏡面切削復合等,目前已由機加工復合發展到非機加工復合,進而發展到零件制造和管理信息及應用軟件的兼容,目的在于實現復雜形狀零件的全部加工及生產過程集約化管理。技術集成和復合形成了新一類機床——復合加工機床,并呈現出復合機床多樣性的創新結構。
2.4 數字化控制技術進入了智能化
數字化控制技術發展經歷了三個階段：數字化控制技術對機床單機控制；集合生產管理信息形成生產過程自動控制；生產過程遠程控制,實現網絡化和無人化工廠的智能化新階段。智能化指工作過程智能化,利用計算機、信息、網絡等智能化技術有機結合,對數控機床加工過程實行智能監控和人工智能自動編程等。加工過程智能監控可以實現工件裝夾定位自動找正,刀具直徑和長度誤差測量,加工過程刀具磨損和破損診斷、零件裝卸物流監控,自動進行補償、調整、自動更換刀具等,智能監控系統對機床的機械、電氣、液壓系統出現故障自動診斷、報警、故障顯示等,直至停機處理。隨著網絡技術的發展,遠程故障診斷專家智能系統開始應用。數控系統具有在線技術后援和在線服務后援。人工智能自動編程系統能按機床加工要求對零件進行自動加工。在線服務可以根據用戶要求隨時接通Internet接受遠程服務。采用智能技術來實現與管理信息融合下的重構優化的智能決策、過程適應控制、誤差補償智能控制、故障自診斷和智能維護等功能,可大大提高成形和加工精度、提高制造效率。
2.5 極端制造擴張新的技術領域
極端制造技術是指極大型、極微型、極精密型等極端條件下的制造技術,是數控機床技術發展的重要方向。重點研究微納機電系統的制造技術,超精密制造、巨型系統制造等相關的數控制造技術、檢測技術及相關的數控機床研制,如微型、高精度、遠程控制手術機器人的制造技術和應用；應用于制造大型電站設備、大型艦船和航空航天設備的重型、超重型數控機床的研制；IT產業等高新技術的發展需要超精細加工和微納米級加工技術,研制適應微小尺寸的微納米級加工新一代微型數控機床和特種加工機床；極端制造領域的復合機床的研制等。
3 我國數控機床發展的對策
3.1 積極消化國外數控先進技術
對國外技術重引進、輕消化吸收的問題仍很突出。據有關方面介紹,韓國用1美元引進先進技術,用5美元進行消化吸收,而中國用1美元引進先進技術,用0.2美元進行消化吸收。要注重國外先進技術的引進、消化、吸收與自主創新能力提高的有機結合。對于國外的先進技術,要積極的予以引進,這樣可以節約大量的人力和物力資源,可以盡快縮短我國與國外的差距,但是對于引進的技術要積極消化,而不是單純的照搬和復制,要在原有技術的基礎上給予創新,賦予中國特色。
3.2 積極推進產學研體系結合
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我國數控技術的發展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數控產業發展迅速，1998年~2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續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，國內數控機床制造企業在中高檔與大型數控機床的研究開發方面與國外的差距更加明顯，在我國，目前不要說系統，就是國內造的質量稍微好一點的數控機床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進口的，主要是買日本的，我們自產的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命等方面都有或多或少的問題，技術還不夠成熟。目前國內的各大機床廠，數控系統大部分是由國外進口，各廠家一般都買日本FANUC、三菱的系統，占80%以上，也有德國西門子的系統，但比較少。德國西門子系統為什么用的少呢？早期，德國系統不太能適合我們的電網，我們的電網穩定性不夠，西門子系統的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統就燒不壞。近來西門子系統改進了不少，價格方面還是略高。德國人很不重視中國，所以他們的系統漢語化最近才有，而日本很早就有漢語化版的。由此可以看出國產數控機床特別是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產數控機床的研究開發深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數控,系統生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。我們應看清形勢，充分認識國產數控機床的不足，努力發展先進技術，加大技術創新與培訓服務力度，以縮短與發達國家之問的差距。
近年來隨著中國經濟的不斷發展，使世界一些主要機床廠商引起他們的重視，在2000年，最大的日本機床制造商“馬扎克”在中國銀川建立了數控機床合資廠，制造水平相當先進，號稱“智能化、網絡化”工廠并且與世界同步。日本大隈公司在北京也建立了年產1 000臺數控機床控股公司，德國的一家企業也在我國上海建立工廠。步入21世紀的今天，隨著行業規模不斷壯大，國產高檔數控機床明顯進步，國產中高檔數控系統取得重大突破，這些都充分說明，中國數控機床整體水平全面提升。在數量不斷上升的同時，數控機床質量在追趕世界的進程中也在飛速發展。同時，作為數控機床核心技術國產數控系統也在這樣的變化中取得了重大突破與進步。
由于國家把高端裝備制造業作為戰略性新興產業培育，在“十二五”期間加大了該項重大專項投入。我國每年重大專項有效帶動本國機床行業增加研發投入達到100億以上，使國家中央財政投入大幅提升至30億元。高檔數控機床、數控系統和功能部件核心技術將是本次資金投入的主要方向，有國家的重點扶持和重視，相信我國在不久的將來數控技術將會步入國際先進行列。
參考文獻
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1 我國數控技術的現狀
1.1 數控產業基地初步形成 如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠，在攻關成果和技術商品化的基礎上，建立了一批數控廠家。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地，包括若干數控主機生產廠等，如州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產等。
1.2 基本掌握了現代數控技術 我國大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，掌握了數控系統、伺服驅動、專機及其配套件的基礎技術，部分技術已商品化、產業化。
2 存在的問題
2.1 數控系統和功能部件發展滯后 數控系統和功能部件發展滯后已成為制約行業發展的瓶頸。國產中檔數控系統國內市場占有率只有35%，而高檔數控系統95%以上依靠進口。功能部件國內市場總體占有率約為30%，其中高檔功能部件市場占有率更低。臺灣地區品牌功能部件約占國內市場的50%，其余20%為歐盟、日本等品牌產品。據國家海關統計數據，2010年我國進口數控系統金額達18.1億美元，機床附件（含功能部件和夾具）類產品達16.2億美元。
2.2 高檔數控機床關鍵技術仍有較大差距 以高速、高精、復合、智能等為特征的高檔數控機床關鍵技術雖然已經取得明顯進步，一批共性、基礎技術和新產品研發也有了新的進展，但與國際先進水平相比，還存在較大差距。有些關鍵技術，如：高速高精運動控制技術、動態綜合補償技術、多軸聯動和復合加工技術、智能化技術、高精度直驅技術、可靠性技術等尚需進一步突破，有些重大技術離產業化還有一段路程。以企業為主體、以市場為導向、產學研用相結合的研發體系尚未真正建立，行業的自主創新發展缺乏高新技術支撐。
2.3 自主開發能力薄弱，自主品牌缺乏綜合競爭力 當前國內數控機床企業自主開發能力建設存在著研發基礎薄弱、研發資金使用效率低、持續投入能力不足、缺乏關鍵性技術儲備和重大技術突破、人才結構不均衡、零部件支撐能力弱、缺乏完整產業研究開發體系等問題。
3 我國數控技術的發展趨勢
3.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢 為縮短生產周期和提高市場競爭能力，提高產品的質量和檔次，高速、高精加工技術可極大地提高效率，效率、質量是先進制造技術的主體。為此，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一，日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一。
在轎車工業領域，多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，在航空和宇航工業領域，加工的零部件多為薄壁和薄筋，要對這些筋、壁進行加工，必須保證高切削速度和切削力很小的情況下，這樣這樣才能使這些剛度很差，材料為鋁或鋁合金達到很好的切割效果。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高，機身等大型零件來替代多個零件聯結方式拼裝，這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年來，超精密加工精度已開始進入納米級（0.01μm），精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm。在可靠性方面，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，國外數控裝置的MTBF值已達6000h以上，表現出非常高的可靠性。應用領域進一步擴大，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，主要是為了實現高速、高精加工。
3.2 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢 智能化的內容包括在數控系統中的各個方面，21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統。包括：智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修；如智能化的自動編程、智能化的人機界面等，為簡化編程、簡化操作方面的智能化；如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載、自動選定模型、自整定等，主要是為提高驅動性能及使用連接方便的智能化；如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成，這樣做主要是為追求加工效率和加工質量方面的智能化。
所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，形成具有鮮明個性的名牌產品。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），面向機床廠家和最終用戶，形成系列化，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，目前數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心，除此之外，還有結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫等。
數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如日本山崎馬扎克（Mazak）公司的“CyberProduction Center”（智能生產控制中心，簡稱CPC）；日本大隈（Okuma）機床公司的“IT plaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場）；德國西門子（Siemens）公司的Open Manufacturing Environment（開放制造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。
3.3 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展 采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于兩臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。
3.4 自動編程技術的應用 數控自動編程技術受到廣泛關注，各國的專家學者都在潛心研究自動編程系統。數控加工是指在數控機床上按事先編制好的程序，對零件進行自動加工的一種加工工藝方法，零件加工的最終效果直接取決于數控程序編制的效率和準確率。數控編程是目前提高加工精度、表面加工質量、加工效率以及實現生產自動化最重要的一環，在制造業中應用廣泛。數控編程分為手工編程和自動編程，對于那些程序量大、軌跡計算復雜的零件，根本不可能采用手工編程，即使能編制出加工程序，其低下的效率亦根本不能滿足市場的需求。受飛速發展的技術革命的巨大沖擊，傳統的機械設計和制造方式發生了根本性的變化，產品的設計生產周期越來越短，逐漸向小批量、多品種、高精高效加工的方向發展。特別是隨著計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）技術的推廣和計算機數控加工技術的廣泛應用，計算機輔助自動編程勢在必行。自動編程是用計算機代替編程人員完成編程工作，自動生成加工指令，解決一些人工編程難以解決的難題，充分利用計算機計算速度快而準的特點，可極大地提高編程的效率和準確率。
4 結束語
在今后的發展中，應重點攻克數控系統、功能部件的核心關鍵技術，增強我國高檔數控機床和基礎制造裝備的自主創新能力，實現主機與數控系統、功能部件協同發展，重型、超重型裝備與精細裝備統籌部署，打造完整產業鏈。提高國產高檔數控系統國內市場占有率，提高數控機床主機的可靠性，滿足我國航天、船舶、汽車、發電設備制造等重點領域所需的高端裝備。
參考文獻：
篇6
數控系統是一種利用數字信號對執行機構的位移、速度、加速度和動作順序等實現自動控制的控制系統。從1952年美國麻省理工學院研制出第1臺實驗性數控系統，到現在已走過了半個世紀。數控系統也由當初的電子管式起步，發展到了今天的開放式數控系統。
數控系統確保了數控機床具有高精、高速、高效的功能，可以使裝備制造業實現數字化、柔性化和網絡化制造。隨著我國航空航天、船舶、汽車、電站設備和國防工業等制造業的高速發展，數控機床在裝備制造業中的重要性愈來愈明顯，中高檔數控系統的需求也越來越大。以往中高檔數控系統基本被國外廠商占領，因此我國中高檔數控系統技術必須加快發展。
一、國外數控系統現狀
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控系統。國外的主要數控系統制造商有西門子（Siemens）、發那克（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
納米插補將產生的以納米為單位的指令提供給數字伺服控制器，使數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，發那克就展出了30i/31i/32i/35i-MODEL B數控系統。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系列的數控系統也可實現納米級插補。[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。機器人作為數控系統的一個重要應用領域，其技術和產品近年來得到快速發展。機器人的應用領域，不僅僅局限于傳統的搬運、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，從傳統的減輕勞動強度的繁重工種，發展到IC封裝、視覺跟蹤及顏色分檢等領域，大大提高了數控機床的工作效率。典型的產品有德國的KUKA，FANUC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展，數控系統的智能化程度也得到不斷提高。應用自適應控制技術數控系統能夠檢測到過程中的一些重要信息，并自動調整系統中的相關參數，改進系統的運行狀態；車間內的加工監測與管理可實時獲取數控機床本身的狀態信息，分析相關數據，預測機床狀態，使相關維護提前，避免事故發生，保證其不穩定工況下生產的安全，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，伺服系統能通過自動識別由切削力導致的振動，產生反向的作用力，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，一旦切削不穩定，機床會自動調整切削參數，保證加工的穩定性。
4.CAD/CAM技術的應用
當前，為了使數控機床操作者更加便利地編制數控加工程序，解決復雜曲面的編程問題，國際數控系統制造商將圖形化、集成化的編程系統作為擴展數控系統功能、提高數控系統人機互動性的主要途徑。最新的CAD/CAM技術為多軸多任務數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軟件公司的產品除了具備傳統的CAM軟件功能模塊，還開發了多任務編程、對加工過程的動態仿真等新的功能模塊。
二、國內數控系統現狀
隨著國際學術及產業界對開放式數控系統研究的日益推進，我國的相關研究也越來越受到重視。經過幾十年的發展，我國機床行業也形成了具有一定生產規模和技術水平的產業體系，國產數控系統產業發展迅速，在質與量上都取得了飛躍。
國內數控系統基本占領了低端數控系統市場，在中高檔數控系統的研發和應用上也取得了一定的成績。其中，武漢華中數控股份有限公司、北京機電院高技術股份有限公司、北京航天數控系統有限公司和上海電氣（集團）總公司等已成功開發了五軸聯動的數控系統，分別應用于數控加工中心、數控龍門銑床和數控銑床。近期，武漢重型機床集團有限公司應用華中數控系統，成功開發了CKX5680數控七軸五聯動車銑復合加工機床。國內主要數控系統生產基地有華中數控、航天數控、廣州數控和上海開通數控等。[3]
國內的數字化交流伺服驅動系統產品也有了很大的發展，已能滿足一般的應用，并能與進口產品競爭，占領了國內的大部分市場。伺服系統和伺服電機生產基地主要有蘭州電機廠、華中數控、廣州數控、航天數控和開通數控等。
然而，由于我國原有數控系統的封閉性及數控軟硬件研究開發的基礎較差，技術積累較少，研發隊伍的實力較弱，研發的投入力度不夠，國產中高檔數控系統在性能、功能和可靠性方面與國外相比仍有較大的差距，限制了數控系統的發展。為此需要政府、科研院所和制造商共同努力，推進我國中高檔數控系統的發展。
參考文獻：
[1]彭芳喻等.從IMTS 2010展看我國數控系統未來發展之路[J]，金屬加工，2011第4期：8-11
篇7
現代數控技術的發展具有高精度、高效率等特點，擁有微電子、計算機、信息處理、自動檢測及控制技術的功能，為了在越來越激烈的全球巿場競爭中立于不敗之地，各發達國家均對不同的工業項目投入巨資，以發展自己的數控技術。而我國數控技術的發展在現代制造業的轉型過程中起到了基礎性的作用，是國家工業和國防工業的重要手段，關系到我國在世界上的戰略地位，更體現了我國的綜合國力水平。
1、數控技術概念及發展現狀
1.1國際數控技術的發展現狀
所謂數控技術，是一種集機、電、液、光、計算機、自動控制技術為一體的知識密集型技術，它是制造業實現現代化、柔性化、集成化生產的基礎，同時也是提高產品質量，提高生產率必不可少的物質手段。數控技術還是機械加工自動化的基礎，是數控機床的核心技術，其水平高低直接關系到國家戰略地位。數控機床隨著信息技術、微電子技術、自動化技術和檢測技術的發展而發展，早已成為一個國家綜合競爭實力的重要標志，工業發達國家對數控機床的發展高度重視，競相發展高精、高效、高自動化的數控機床，以加速工業和國民經濟的發展。
1.2我國數控機床的發展現狀
目前我國生產的數控機床可以大致分為經濟型機床、普及型機床、高檔型機床三種類型。經濟型機床基本都是開環控制；普及型機床采用半閉環控制技術，分辨率可達到1微米；高檔型機床采用閉環控制，同時具有高精度、高速度、復合化，具有各種補償功能、新控制功能、自動診斷，分辨率可以達到0.1微米，計算機能夠代替人進行編程。
自2000年，在市場需求的拉動下，國內數控機床以年均30%的速度增長，從2003年開始，中國連續7年成為全球最大的機床消費國，目前是世界上最大的數控機床進口國。同時中國也是世界最大的數控機床生產國。在2010年，世界28個機床生產國的產值超過660億美元，其中中國、日本、德國位列全球機床生產的前三位，分別占全球市場份額的32%、18%和15%。在國內應用的經濟型數控機床基本都是國內產品，國內產品不管是從質量上還是從可靠性上都可以滿足大部分機床用戶的需要。
2、數控機床的發展趨勢
2.1追求高速高精度控制是數控技術發展永恒的目標
數控機床的應用與發展對數控系統提出了更高要求，其中高速高精度運動控制成為現代數控系統的關鍵技術，已得到國內外的普遍關注，并從理論方法到實際應用進行了大量的研究和實踐，有效推動了高檔數控機床的技術進步，滿足了現代航空、汽車以及模具制造業等對零件形狀、加工精度、表面質量和加工效率等不斷提高的要求，高速高精度數控加工已成為主流切削加工方式。
為達到高速高效加工，如何保證在機床運動平穩的前提下，實現以過渡過程時間最短為目標的最優加減速控制規律，使機床具有滿足高速加工要求的加減速特性，是加減速研究的關鍵問題。加減速控制方法可以歸納為傳統加減速法和柔性加減速法：傳統加減速法有梯形加減速法和指數加減速法等方法；柔性加減速法有三角函數加減速法、S曲線加減速法和多項式加減速法等。傳統的梯形和指數加減速由于存在加速度突變而影響運動平穩性，柔性加減速由于加速度連續，在高速加工中倍受關注。
另外伴隨著電子技術的高速發展，采用高性能CPU、存儲器等集成化標準化模塊，改善了機床動態、靜態特性，提高系統的快速響應能力、提高反饋和控制環節的數據分辨率等，保障了機床的高速高精高效化。
2.2柔性化是提高數控加工效率的有效手段
柔性化分為兩方面，數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。這兩方面都可以降低生產成本，大幅度提到產品的加工效率。
2.3智能化、數字化、網絡化已占據了數控技術的主導
數控機床發展到今天，軟件在其中的作用已越來越顯著，然而研發消耗的精力與消耗的成本也越來越高，由于數控系統中的軟件大多都是嵌入式軟件，與硬件有著緊密關系并且運行在特定的硬件環境中，使得整個數控系統的性能、智能化水平的高低及可靠行的優劣等都是由硬件環境及軟件共同決定的，更好的開發與完善軟件的性能，也是挺高數控機床品質的重要環節。
2.4環保節能成為新的課題
隨著人們環境保護意識的加強，對環保的要求越來越高。不僅要求在機床制造過程中不產生對環境的污染，也要求在機床的使用過程中不產生二次污染。在這種形勢下，裝備制造領域對機床提出了無冷卻液、無液、無氣味的環保要求，機床的排屑、除塵等裝置也發生了深刻的變化。綠色加工工藝愈來愈受到機械制造業的重視。目前在歐洲的大批量機械加工中，已有10％一15％的加工實行了干切削或準干切削。我國在改造自然和社會發展方面取得了輝煌的成就，但與此同時，生態破壞與環境污染對國民的生存和我國的發展已構成了很大的威脅。因此保護和改善生態環境，實現國民經濟的穩定和持續增長，是個緊迫而艱巨的任務。數控行業也正朝著更加高效和環保的方向發展，為我國的環境保護事業承擔起一份應盡的責任。
3、我國數控機床的發展方向
我國數控機床在過去十幾年的發展中進步是巨大的，然而事實上，由于國內數控系統生產企業的起點都很低，導致了企業的技術水平相對落后，再加上數控技術發達國家的技術封鎖和低價傾銷的競爭策略，使國內數控系統生產企業在設計原理、元器件及應用技術上與發達國家相比差距較大，但迫于企業生存的壓力，有兩方面桎梏束縛了我國數控技術前進的步伐，其一低端產能過剩，另一方面高端產能明顯不足。
數控機床的水平、品種和生產能力，直接反映了國家綜合實力。在制造業向數字化和智能化轉型過程中，對于設備組成部件的性能有了更高的要求，包括精密性、表面質量等，尤其是在一些高新技術產業領域，如航天、通信等。市場技術需求的轉變，對數控機床行業的發展提出了新的挑戰，迫使我國數控機床技術在高速化、復合化、精密化、多軸化等方面取得大的突破，不斷增強我國高端數控機床的競爭力，才能牢牢抓住制造業轉型中的良好機遇。
提高我國數控機床的競爭力，筆者認為應做好如下三方面：
3.1注重人才培養，提高研發能力。
數控機床行業是具有高技術含量的行業，對于我國高端數控機床競爭力不強的局面，很大程度在于基礎研究不夠，很多企業只關心制造機床，卻沒有研發能力。我國現在工程教育的非工程化，使得我們培養出來的人才，工程實踐知識較少，創新能力較弱，從技術上就受制于人。
3.2開發核心技術，增強競爭力。
目前很多機床制造企業在遇到市場壓力下，首先想到的是降價，而不是去想辦法提高產品附加值。過分追求降低成本，造成配套品質下降，惡性價格競爭，企業效益不好，贏利有限，使企業減弱再發展能力。
3.3加大政策扶持，提供專項幫助。
數控技術直接反映了國家的綜合實力，國家政策對于數控機床行業的技術發展有著重要影響。雖然國家分別在2005年和2011年就數控機床行業發展出臺了專項規劃，但支持力度仍明顯不足，因此，國家政策的扶持力度還有待進一步加強。
4、結束語
當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。我國正處于經濟發展的關鍵時期，制造技術是其中相對薄弱的環節。只有跟上發展先進數控制造技術的世界潮流，將其放在戰略優先地位，并以足夠的力度予以實施，才能盡快縮小與發達國家的差距，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
參考文獻：
[1] 陳成．實現高速數控加工關鍵技術的研究．機械工程與自動化，2009.
篇8
1.直線電機在數控機床上應用的現狀
為了提高生產率和提高產品的質量，高速和超高速加工技術已成為機床發展的一大趨勢，直線電機具有反應靈敏，速度快，重量輕，傳動系統速度可提高到40～ 50m/min以上的優勢。傳統的“旋轉電機+滾珠絲杠”傳輸方式可達30m/min最高速度，加速度僅為3m/s2。直線電機驅動的工作臺，它的速度比傳統的傳輸模式快30倍，加速比是傳統的傳輸模式的10倍，最大為10g；剛性升高了7倍；無反向工作死區是直線電機的最大特點；因其電機慣量小，所以由它構成的直線伺服系統可以達到更高的頻率響應。
1993年，一臺型號 HSC 240的加工中心是世界上第一臺由直線電機驅動工作臺的高速加工中心，由德國Z公司研發而成，其主軸轉速已達到24000r/min，60m/min的進給速度更是讓人驚訝，加速度則是達到的1g，當進給速度保持在20m/min時，輪廓精度可保持為0.004mm。其后，日本也成功制造出包括超高速小型加工中心、超精密鏡面加工機床等[1]。
在中國，以清華大學、浙江大學、中國科學院等為代表的多家院校及研究所也一直致力于研發更快更好的直線驅動技術，通過校企聯合等模式應用實踐中，為此項技術在我國的應用與發展做出了不可磨滅的貢獻，并取得了很大的進展。但我們也必須正視自己存在缺陷，與國際先進水平相比，當前中國的經濟型機床行仍然是太多，產品技術含量不高，具有較高技術含量的高檔數控機床較少，技術水平與世界先進國家還有很大的差距。因此，我們需要增加對機床基礎技術和關鍵技術的研究工作，以趕上國際先進水平，制作出適合中國國情的高檔直線電機及其控制系統和其他附屬產品，以滿足高端數控機床產品的需求，提高自身的綜合競爭力。
2.應用難點的分析
2.1.如何防磁抗干擾
由于直線電機的磁場是敞開式的，金屬粉塵、切屑粉末等各種磁性材料很容易被電機磁場吸入而干擾其正常工作，甚至損壞電機，所以要對其進行隔磁處理。此外，還需要考慮機床冷卻液，油，電纜的保護，信號線屏蔽，負載擾動和系統控制。由于直線電機驅動系統省去了中間傳動環節，所以電機直接承受著各種干擾力，同時，該直線電機的端部效應也為系統的控制增加了一定的難度，因此控制器必須有較強的抗干擾能力和良好的穩定性[2]。
2.2.發熱問題
在工作狀態下的直線電動機，由于線圈的功率損耗，將產生很多的熱量，如果空間的驅動部分很小，將使電機動子溫度急劇升高，而動子通常在機床導軌附近，過多的熱量會導致導軌溫度變化大，導致軌道變形，從而影響機床的工作精度。因此，我們必須采取有效措施來冷卻，將溫度控制在可接受的范圍內，保證電機的正常使用。
2.3.減少磁力
目前，直線電機的定子大多數是稀土永磁體，而稀土永磁體對鐵磁性材料的吸力及其強大，且對鐵磁性材料有極高的磁化能力。實驗結果證明，直線電機的永磁定子法向磁力為電機可以提供連續的推力的10倍，并且定子的磁力與電機動子是否通電無關。磁吸力存在于定子與動子之間及定子與安裝件之間。平行的導軌是單馬達裝置經常使用的方式，此方法使磁吸力大部分集中在導軌上，產生更大的變形，影響數控機床的加工精度，又導致了導軌和滑塊之間的壓力，增大了滑動摩擦力，會影響推力的不穩定，影響機床動態性能。因此，合理降低電機的磁場力將是一個突出的問題。
3.優化直線電機在數控機床中的應用
3.1.冷卻方式優化
常用水冷卻措施，將液體注入直線電機動子內，液體經過動子線圈繞組旁的冷卻水套迂回流出，將動子產生大量的熱帶走，達到冷卻。在實際應用中，具體冷卻參數的確定將視電機參數及其要求來確定。
3.2.加強隔磁與防護
避免直線電機的磁效應強帶來不利影響，必須采取隔離磁處理。把防護罩安裝在定子表面，或由直線電機磁場的折疊密封保護套完全封閉起來；也可以在驅動部分安裝在內部噴氣裝置，從內到外噴射空氣，從而達到灰塵、切屑粉末不被吸入的效果。此外，其它部件所需信號電纜及動力電纜等雖然具有屏蔽膜，仍要遠離直線電機磁場區域，避免磁場給控制系統帶來干擾。為了使控制系統保持穩定性，其設計必須使用閉環控制。
3.3.保證定子和動子的間距
定子動子的間距小，并且表面要求平行，當行程較遠時，在加工中很難保證。因此，可在動子與移動部件間加裝 10～20mm 厚墊片，不僅可以降低磁吸連接部件的動力，同時調整方便，采用配磨法進行調整，保證定子與動子間的平行及間隙。
4.小結
從機床的未來的發展方向，直線電機無論作為功能部件還是其相關技術在機床中的應用，都應重視起來。相關領域的研究應是企業或相關部門根據實際情況而定，從全局角度考慮發展直線電機及其驅動控制的機床產品，并逐步形成產業，占領高檔數控機床的重要制高點。
參考文獻：
篇9
一、數控機床的優點與缺點
(一)數控機床的優點
對零件的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。在同一臺數控機床上，只需更換加工程序，就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復雜結構的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的便利，特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面(如螺旋表面)，數控機床也能實現自動加工。
加工精度高，加工質量穩定。目前，數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當量)普遍達到0.0001mm，而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數控機床達到很高的加工精度。此外，數控機床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產品合格率高，加工質量穩定。
生產效率高。由于數控機床結構剛性好，允許進行大切削用量的強力切削，從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此在加工時可選用最佳切削用量，提高了數控機床的切削效率，節省了機動時間。與普通機床相比，數控機床的生產效率可提高2—3倍。
良好的經濟效益。使用數控機床進行單件、小批量生產時，可節省劃線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節省直接生產費用；同時還能節省工裝設計、制造費用；數控機床加工精度高，質量穩定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。此外，數控機床還可實現一機多用，所以數控機床雖然價格較高，仍可獲得良好的經濟效益。
自動化程度高。數控機床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強度，減少操作人員的人數，同時有利于現代化管理，可向更高級的制造系統發展。
(二)數控機床的缺點
數控機床的主要缺點價格較高，設備首次投資大；對操作、維修人員的技術要求較高；加工復雜形狀的零件時。手工編程的工作量大。
二、數控機床的種類
數控機床的種類很多，主要分類
按工藝用途分類。按工藝用途，數控機床可分類如下。普通數控機床：這種分類方式與普通機床分類方法一樣，銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床：數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床，它可在一次裝夾后進行多種工序加工。
按運動方式分類。按運動方式，數控機床可分類點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床：數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床等。輪廓控制數控機床：數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床等。
按伺服系統的控制方式分類。按伺服系統的控制方式，數控機床可分類如下。開環控制系統的數控機床。閉環控制系統的數控機床。半閉環控制系統的數控機床。
按數控系統的功能水平分類。技功能水平分類，數控系統可分類如下。經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環控制系統的數控機床價格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數控機床。這類數控機床功能較全，價格適中，應用較廣。高檔數控機床。這類數控機床功能齊全，價格較貴。
三、數控機床控制技術的發展
機械設備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀奶年代至50年代，出現了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環反饋系統，系統的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調運性能大為改善，而且減少了機械設備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機—電動機控制系統。
在20世紀的60年代出現丁一種能夠根據需要方便地改變控制程序，結構簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規模集成電路和微處理器技術的發展及應用，在20世紀70年代出現了一種以微處理器為核心的新型工業控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業環境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優點，故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業控制。
隨著計算機技術的迅速發展，數控機床的應用日益廣泛，井進一步推動了數控系統的發展，產生了自動編程系統、計算機數控系統、計算機群控系統和天性制造系統。計算機集成制造系統及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現產品從設計到制造的全部自動化。
綜上所述，機械設備控制技術的產生，并不是孤立的，而是各種技術相互滲透的結果。它代表了正在形成中的新一代的生產技術，已顯示出并將越來越顯示出強大的威力。
篇10
一、數控機床的優點與缺點
(一)數控機床的優點
對零件的適應性強,可加工復雜形狀的零件表面。在同一臺數控機床上,只需更換加工程序,就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工,這就為復雜結構的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的便利,特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面(如螺旋表面),數控機床也能實現自動加工。
加工精度高,加工質量穩定。目前,數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當量)普遍達到0.0001mm,而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差,使數控機床達到很高的加工精度。此外,數控機床的制造精度高,其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差,因此,同一批工件的尺寸一致性好,產品合格率高,加工質量穩定。
生產效率高。由于數控機床結構剛性好,允許進行大切削用量的強力切削,從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大,因此在加工時可選用最佳切削用量,提高了數控機床的切削效率,節省了機動時間。與普通機床相比,數控機床的生產效率可提高2—3倍。
良好的經濟效益。使用數控機床進行單件、小批量生產時,可節省劃線工時,減少調整、加工和檢驗時間,節省直接生產費用;同時還能節省工裝設計、制造費用;數控機床加工精度高,質量穩定,減少了廢品率,使生產成本進一步下降。此外,數控機床還可實現一機多用,所以數控機床雖然價格較高,仍可獲得良好的經濟效益。
自動化程度高。數控機床自動化程度高,可大大減輕工人的勞動強度,減少操作人員的人數,同時有利于現代化管理,可向更高級的制造系統發展。
(二)數控機床的缺點
數控機床的主要缺點價格較高,設備首次投資大;對操作、維修人員的技術要求較高;加工復雜形狀的零件時。手工編程的工作量大。
二、數控機床的種類
數控機床的種類很多,主要分類
按工藝用途分類。按工藝用途,數控機床可分類如下。普通數控機床:這種分類方式與普通機床分類方法一樣,銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床:數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床,它可在一次裝夾后進行多種工序加工。
按運動方式分類。按運動方式,數控機床可分類點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床:數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外,還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線,而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床等。輪廓控制數控機床:數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續相關的控制,使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床等。
按伺服系統的控制方式分類。按伺服系統的控制方式,數控機床可分類如下。開環控制系統的數控機床。閉環控制系統的數控機床。半閉環控制系統的數控機床。
按數控系統的功能水平分類。技功能水平分類,數控系統可分類如下。經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環控制系統的數控機床價格便宜,適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數控機床。這類數控機床功能較全,價格適中,應用較廣。高檔數控機床。這類數控機床功能齊全,價格較貴。
三、數控機床控制技術的發展
機械設備最早的控制裝置是手動控制器。目前,繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀奶年代至50年代,出現了交磁放大機—電動機控制,這是一種閉環反饋系統,系統的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管——晶閘管控制,由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調運性能大為改善,而且減少了機械設備和占地面積,耗電少,效率局,完全取代了交磁放大機—電動機控制系統。
在20世紀的60年代出現丁一種能夠根據需要方便地改變控制程序,結構簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規模集成電路和微處理器技術的發展及應用,在20世紀70年代出現了一種以微處理器為核心的新型工業控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業環境,由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優點,故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業控制。
隨著計算機技術的迅速發展,數控機床的應用日益廣泛,井進一步推動了數控系統的發展,產生了自動編程系統、計算機數控系統、計算機群控系統和天性制造系統。計算機集成制造系統及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段,可實現產品從設計到制造的全部自動化。
綜上所述,機械設備控制技術的產生,并不是孤立的,而是各種技術相互滲透的結果。它代表了正在形成中的新一代的生產技術,已顯示出并將越來越顯示出強大的威力。
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一、數控機床的優點與缺點
(一)數控機床的優點
對零件的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。在同一臺數控機床上，只需更換加工程序，就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復雜結構的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的便利，特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面(如螺旋表面)，數控機床也能實現自動加工。
加工精度高，加工質量穩定。目前，數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當量)普遍達到0.0001mm，而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數控機床達到很高的加工精度。此外，數控機床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產品合格率高，加工質量穩定。
生產效率高。由于數控機床結構剛性好，允許進行大切削用量的強力切削，從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此在加工時可選用最佳切削用量，提高了數控機床的切削效率，節省了機動時間。與普通機床相比，數控機床的生產效率可提高2—3倍。
良好的經濟效益。使用數控機床進行單件、小批量生產時，可節省劃線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節省直接生產費用；同時還能節省工裝設計、制造費用；數控機床加工精度高，質量穩定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。此外，數控機床還可實現一機多用，所以數控機床雖然價格較高，仍可獲得良好的經濟效益。
自動化程度高。數控機床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強度，減少操作人員的人數，同時有利于現代化管理，可向更高級的制造系統發展。
(二)數控機床的缺點
數控機床的主要缺點如下：價格較高，設備首次投資大；對操作、維修人員的技術要求較高；加工復雜形狀的零件時。手工編程的工作量大。
二、數控機床的種類
數控機床的種類很多，主要分類如下：
按工藝用途分類。按工藝用途，數控機床可分類如下。普通數控機床：這種分類方式與普通機床分類方法一樣，銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床：數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床，它可在一次裝夾后進行多種工序加工。
按運動方式分類。按運動方式，數控機床可分類如下：點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床：數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床等。輪廓控制數控機床：數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床等。
按伺服系統的控制方式分類。按伺服系統的控制方式，數控機床可分類如下。開環控制系統的數控機床。閉環控制系統的數控機床。半閉環控制系統的數控機床。
按數控系統的功能水平分類。技功能水平分類，數控系統可分類如下。經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環控制系統的數控機床價格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數控機床。這類數控機床功能較全，價格適中，應用較廣。高檔數控機床。這類數控機床功能齊全，價格較貴。
三、數控機床控制技術的發展
機械設備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀奶年代至50年代，出現了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環反饋系統，系統的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調運性能大為改善，而且減少了機械設備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機—電動機控制系統。
在20世紀的60年代出現丁一種能夠根據需要方便地改變控制程序，結構簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規模集成電路和微處理器技術的發展及應用，在20世紀70年代出現了一種以微處理器為核心的新型工業控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業環境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優點，故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業控制。
隨著計算機技術的迅速發展，數控機床的應用日益廣泛，井進一步推動了數控系統的發展，產生了自動編程系統、計算機數控系統、計算機群控系統和天性制造系統。計算機集成制造系統及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現產品從設計到制造的全部自動化。
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數控技術是用數字信息對機械運動和工作的過程進行控制的一種技術，數控技術是綜合了計算機技術、微電子技術、自動化技術、電力電子技術以及現代機械制造技術等的柔性制造自動化技術。數控技術也被稱為計算機數控技術，現階段它是采用計算機來實現數字程序控制的技術。這種技術是用計算機按事先設置的控制程序來執行對設備的控制功能。由于是采用了計算機來替代原先用的硬件邏輯電路組成的數控裝置，使得輸入數據的存貯、處理、運算和邏輯判斷等各種控制機能的實現，均可以通過計算機軟件來完成。
二、我國數控技術的發展現狀分析
我國的國產數控機床一直以來都是處于低迷的階段，低檔產品發展的速度較快，而中檔進展卻很緩慢，高檔卻完全依靠國外進口，尤其是國家重點需要的關鍵設備都是依靠進口產品，技術受到了很大程度的制約。而且中國在應用技術和技術集成方面的能力的研發水平還是相對比較低的，相關的技術規范和標準的研究相比于國外還是有很大的差距，國產的數控機床因而沒有形成品牌效應。同時中國的數控機床產業方面還沒有相對完善的技術培訓和服務體系等一系列的支撐體系，市場營銷和經營管理的水平也沒有很大程度的提高。這其中最主要的原因是自主創新能力還相對比較匱乏，能夠完全的依靠自主研發，擁有自主知識產權的數控產品實在是很少，這在很大程度上制約了數控機床產業的蓬勃發展。現階段國外的公司在中國的數控系統銷售中有80%以上都是普及型數控系統，在這樣的情況下，如果我們能夠加大對普及型數控系統產品的研發力度，中國的數控系統也會有希望從根本上實現快速發展，進而實現對國外產品的戰略反擊。同時還要建立起比較完善的高檔數控系統的研發體系，增強自主創新能力，以此來整體提高中國的自主設計、研發和生產的能力。
我國的數控技術與國外差距較大的原因有以下幾個方面：首先是認識不足，對我國的數控產業的發展所存在的艱巨性、復雜性和長遠問題的認識不足;對國內市場存在的不規范現象、國外技術的封鎖、體制方面所存在的困難估計不足;沒有清楚的認識到我國數控技術應用的水平和領域。而且只是單純的的從技術層面來關注數控產業化的問題，沒有從整個系統和產業鏈的角度來進行綜合的考慮數控產業化的問題;沒有建立起完善的高質量的相關配套系統和較為完善的培訓和服務網絡等一系列的支撐體系。機制方面也存在著較大的問題，造成大量的人才流失，這樣在很大程度上制約了技術的創新和產品的創新，規劃也不能夠有效的實施，一個理想的規劃方案實施起來卻較為困難。而且企業的自主創新能力還是不夠，核心技術的研發能力不強，數控的機床標準也較為落后，水平較低，對于數控系統的新標準研發力度不夠。
三、數控技術的發展趨勢
數控技術將會朝向高速、高效、高精度和高可靠性的趨勢發展。要想提高數控技術的加工效率，首先就要提高提高切削和進給的速度，還要縮短加工的時間，要保障加工的質量，就必須提高機床部件運動軌跡的精度，同時可靠性也是以上目標的最基本的保障。在一定程度上來講，效率和質量是先進制造技術的核心，而高速度和高精度是提高效率的有效保障，可以提高產品的質量的檔次。
數控技術也在朝向復合加工和多軸化的方向發展。多軸聯動加工和減少工序輔助時間的復合加工，正在朝向多軸和多系列控制功能的方向在發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上進行一次裝夾后，采取自動換刀、旋轉主軸頭或者是轉臺等各項措施，以此來完成。數控機床復合技術的進一步發展，復合加工技術會日益成熟，包括車磨復合、成形復合加工和特種復合加工等，復合加工的精度和效率在一定程度上有了很大的提高。越來越多的人正在接受“一次裝卡，完全加工”等理念，復合加工的多軸機床的發展有多樣化的發展態勢。
隨著工業自動化的發展，數控系統的智能化水平也在不斷的提高，不僅要在生產加工的全過程中體現智能化，在產品的售后服務和維修的過程中也要應用到智能化。主要有以下幾個方面的應用，為了追求加工效率和加工質量方面而應用的智能化;為了提高驅動性能和在使用連接方面的智能化，同時還有職能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷和維修等。今后的數控系統是將計算機智能技術和網絡技術等相關技術融為一體，形成了一個相對較為嚴密的制造過程，也被稱為智能閉環控制體系。這種技術能夠很好的利用傳感器來獲取適時地信息，以此來增強制造者獲取最佳性能產品的能力。
數控技術趨向網絡化能夠便于遠距離的操作和監控，同時也有利于遠程故障的診斷和調整，這樣在很大程度上利于數控系統生成廠商對產品的及時監控和維修，也可以實現大規模無人生產車間的網絡管理，也可以在對人體有害的環境中工作。數控設備實現網絡化可以很大極大地滿足生產線和制造企業對信息的需求，同時也是實現新的制造模式和全球制造的基礎單元。通過機床的聯網，可以再任何一臺的機床上對其他相關的機床進行編程、設定、操作和運行，而且不同機床的工作畫面可以同時顯示在每一臺的機床屏幕上。
四、總結
綜上所述，目前世界上各個國家在制造業中都廣泛地應用數控技術，以此來提高制造的能力和水平， 也提高了對動態多變市場的適應能力和競爭水平?，F階段我國的數控技術還存在著很多的問題，研發能力還比較低，相關的技術規范和標準的研究相比于國外還是有很大的差距，國產的數控機床因而沒有形成品牌效應，沒有相對完善的技術培訓和服務體系等一系列的支撐體系。因而中國要大力發展數控技術，實現數控技術的高效、高精度、高速、智能化和網絡化的發展。
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數控技術英文簡稱CNC，它是通過計算機以及數字化技術來實現對機床運轉的有效控制，以確保研發出一種加工過程智能化、自動化的制造技術。數控技術集信息處理、自動控制、微電子、自動檢測、計算機等于一體的高新技術，具備高效率、高精度、柔性自動化等優勢。數控技術的應用主要體現在數控機床上。當前利用數控機床可以加工出非常復雜的零件，而且加工出的零件精度高、質量穩定。并且由于數控機床進行的是自動化生產，這對提高生產效率，降低工人勞動強度也產生了非常重大的影響。因此當今世界各發達國家都在努力發展以數控技術為核心的先進制造技術，以期能進一步發展經濟、提高綜合國力。
1國內數控技術發展現狀
如今，隨著我國技術創新的不斷推進，我國對數控系統、數控主機、伺服驅動、專機及其配套件等基礎技術已經基本上掌握，并且創立了一批從事數控開發和生產制造的企業，建立了許多從事數控技術研究的研究機構，而且在許多大中院校開辦了數控專業，為社會培養了一批優秀的數控專業人才，對于推動我國數控技術的發展至關重要。目前，在數控領域我國部分企業已經初具規模，如航天數控、沈陽數控、廣州數控、華中數控等，上述企業所生產的數控系統具備普及型、經濟型、實效性等特點。同時我國研發的數控產品的質量和性能對比以前，已有了很大的提高。這些產品目前在國內已逐步得到用戶認可，并且有些已在國內站穩了腳跟，不少還出口到了國外，當然只能是出口到一些欠發達地區和國家，但這依然說明我國的數控技術已取得了長足進步。下面介紹一些近些年來，我國相關企業生產的一些較具特色的高品質數控產品：（1）華中數控研發出的華中“世紀星”數控系統要遠遠超過國外普及型數控系統，尤其是在功能和配置方面。同時，該企業生產的三維圖形顯示、大容量程序內存、開放體系結構、動態仿真、網絡功能、TET彩色薄形顯示器、多軸聯動、雙向螺距補償等配置方面所具備的水平均達到了國外高檔系統的水平。而且華中數控的數控系統要比國外同類型的便宜很多，比如其五軸CNC單價要比同類型西方生產的單價便宜四分之一。（2）廣州數控研發出的GSK983M系統屬于中高檔數控系統，其能夠實現5軸4聯動，最高加工精度達1um，移動速度可以達到24m/min,可實現高精度高速度閉環加工。同時GSK983M系統還能夠實現12種固定循環，坐標旋轉，空間螺旋線插補等等功能。這種數控系統還可實現DNC加工，并具備相關參數和程序的傳輸功能，實現了對對機床的調整和加工程序的備份。這套數控系統還具有加工穩定性高的特點，其已被國內絕大多數機床廠家認可。（3）武漢重型機床廠研發出的重型七軸五聯動車銑復合機床，最大加工直徑8000mm，最大加工高度2000mm，最大承重100t。其還具備在線測量、五軸聯動車銑復合加工等功能。這臺機床是我國首臺自行研制的大型螺旋槳數控五軸聯動加工機床，其已達到當代國際先進水平。當它加工螺旋槳時，一次裝夾，就能完成所有工序的加工。
2我國數控技術發展存在的主要問題
通過對數控機床的發展歷程進行分析發現，雖然我國數控技術取得了較快的發展，但是與國外發達國家相比，還存在著較大的差距。尤其是在高精尖數控技術方面，差距更加明顯。總的來說，我國數控技術的發展水平與國外相比的話至少落后10年。具體問題如下：2.1技術創新力度不夠，技術消化吸收不良如今，我國數控技術還在照抄國外的發展模式，大部分內容缺乏創新，而且對國外的技術依賴性很強，很多方面只能模仿、改進，一旦出現問題很多時候不能自己解決，必須要請別國的專家來解決，這在很大程度上制約了我國數控技術的發展。總的來說沒有形成自主創新能力。當前我國把引進國外先進的數控技術作為發展我國數控技術的一條捷徑，雖然目前引進了很多國外的先進數控裝備，但要從根本上提高我國數控技術的水平，就必須要對別人的技術進行充分研究，只有在此基礎上才能消化吸收別人技術，把別人的變成自己的。但我國目前的情況是，很多情況下為了追求效率，只能是在沒有充分消化的情況下求發展，結果是生產出的產品技術含量較低、質量不高、穩定性差。最終結果是：沒有強大的技術根基，最后只能越來越依賴國外的技術。2.2技術創新環境不完善任何事物的出現都離不開環境，技術創新也一樣。目前我國還未形成一套適合我國發展的技術創新環境。主要原因是因為我國經濟發展還沒有充分的市場化，市場機制不完善，一些結構性的深層次矛盾還沒有徹底解決，企業發展往往面臨法制不健全、競爭不平等等一系列問題；另一方面我國相關企業也面臨國外同行的巨大壓力。所以種種原因最后使得很多企業為了能生存，只能在一定程度上犧牲掉技術創新機制。而且大部分企業的技術創新機制長時間處于停滯狀態，因此無法獲得更好的技術成果。2.3數控系統穩定性可、靠性有待提高通常情況下，一般會選擇平均無故障時間來衡量數控技術的可靠性。國外數控技術平均無故障時間一般超過了10000h以上，而國內數控技術一般在3000~6000小時，由此可見我國數控系統在可靠性上與國外的相比差距也很大。2.4機床數控化率低目前我國是世界上擁有機床量最多的國家（統計發現接近300萬臺），但是機床數控化率只有1.9%左右，與西方發達國家的20%還存在著較大的差距。例如日本不到80萬臺的數控機床，其數控化率卻達到了20%。數控率低已經成為我國現階段制造業面臨的很突出的問題。2.5數控體系開放力度不夠目前，我國大部分企業生產的數控產品開放力度不夠，用戶接口不完善，雖然部分產品具有開放功能，但是無法形成真正的開放式系統。使用這些產品時，用戶無法根據自己經驗來進行操作，從而導致對數控技術的創新無法有效的進行。
3我國數控技術的發展趨勢
3.1向高精度、高速度方向發展數控技術日后發展的基本方向是高速切削加工技術，因為高速切削加工可以在改善工件加工質量的同時，進一步提高生產效率。在實際操作過程中，操作人員發現如果將切削速度提高10倍，將會使其進給速度提高20倍，達到超過了傳統的切削，會誘發切削機理的改變，從而使金屬切削單位功率提升30%~40%，刀具壽命提高了70%，但是切削力會下降30%。該過程還會導致留在工件上的切削溫度不升反降，切削熱大幅度降低，切削振動消失。但要實現高速切削加工，機床上面相關的一些功能部件也必須要達到一定要求，比如：工作臺最高進給速度應該控制在40~60m/min，主軸轉速最好控制在12000~40000r/min，此外主軸還要求要穩定性好，剛度好，冷卻效果好。隨著今后制造業對產品的精度要求越來越高，實現高精度的加工也是數控機床今后發展的重要方向。在數控機床高精度加工中，美國擁有者最好的加工水平，其不僅推動了中小型精密機床的發展，而且在大型精密機床的發展上也取得了不錯的成績，這些裝備的出現使得數控機床的加工精度越來越高。近些年來，我國一直在研發超精密機床，例如北京機床研究成功研發了JCS-031型超精密銑床、JCS-027型超精密車床和JCS-035型數控超精密車床等。3.2向五軸聯動加工發展五軸聯動加工是未來數控技術的發展方向。因為現已證明如果對擁有三維曲面的復雜零件選擇5軸聯動進行加工，不僅能夠使加工后的工件符合使用要求，而且還能提高生產效率?？偟膩碚f，5軸聯動的數控機床的生產效率與2臺3軸聯動數控機床的生產效率相當，尤其是選擇立方氮化硼制成的銑刀進行零件切割和加工時，5軸聯動加工所獲得的經濟效益要高于3軸聯動加工。但是由于5軸聯動數控機床的主機結構、數控系統等極為復雜，從而使其購買價格明顯高于3軸聯動數控機床，再加上對5軸聯動的數控系統具有較大的編程難度，從而在一定程度上制約了5軸聯動數控機床的發展。如今，我國數控技術的軟、硬件系統得到了有效的改進，這使得五軸聯動數控機床的制造難度和成本大幅度降低了，這促進了5軸聯動數控機床的發展。因此5軸聯動數控機床是未來數控技術發展的主要方向。3.3向開放式、智能化、網絡化方向發展智能化一定是21世紀數控裝備的主要特點之一，也一定是我國在數控技術方面重點發展的領域。具體來說，智能化將體現在以下幾個方面：（1）為提供加工品質和加工效率時的智能化，例如工藝參數自動生成、加工過程自適應控制需要智能化；（2）提高連接方便及驅動性能時的智能化，例如電機參數的自適應運算、前饋控制、自動選定模型、自動識別負載時等均需用到智能化；（3）在簡化操作、簡化編程方面時的智能化，例如智能化的人機界面、智能化的自動編程等。目前世界大部分國家開始對開放式數控系統進行研發，主要是由于開放式數控系統可以有效解決傳統數控系統運行過程中所存在的封閉性缺陷，開放化的數控系統逐漸成為數控技術未來發展的主要方向。這里所提及的開放式數控系統主要是指各個系統的運行能夠在統一的平臺上進行，并借助增加、改變或剪裁結構對象，來使產品系統化。與此同時，其還能夠把用戶的技術訣竅和特殊應用集成到數控系統之中，從而有效的實現不同檔次、不同品種的開放式數控系統，推動我國數控技術的發展。網絡化是最近幾年發展起來的數控裝備。數控裝備的網絡化可以更好的滿足制造系統、生產線、制造企業的發展需求，同時為虛擬企業、敏捷制造、全球制造等提供全新的基礎單元。3.4向柔性化方向發展數控系統的柔性化也是今后數控技術的發展方向，其發展方向將體現在以下幾個方面：（1）發展多功能機床。目前數控機床在加工零件的過程中，存在著對時間的大量浪費的問題，比如說在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀上會浪費大量時間。為了盡可能的利用好時間，人類嘗試將各種功能的加工環節整合到同一臺機床上，這樣的加工過程中將會在很大程度上節省時間，提高加工效率。目前多功能機床發展速度很快，這種機床可以在今后實現數控加工的柔性化。（2）模塊化設計。今后數控系統會逐漸朝著模塊化的方向發展，由于借助模塊化設計具有可裁剪性強，功能覆蓋面大等功能，而且可以更好的滿足不同用戶的需求。因此今后采用模塊化設計的數控系統可以有效的實現加工過程的柔性化。（3）群控系統。由于同一群控系統可以根據其生產過程中的不同，而使信息流和物料流進行自動動態的調整，從而能實現制造過程的柔性化。3.5向綠色環保方向發展雖然當前人類工業高速發展，但也造成了一系列的環境污染問題，并且這些問題在近些年來越來越突出。所以使得目前人們的環境保護意識越來越強，對生活品質的要求越來越高。而制造業對環境的污染可以說是相當突出，并且數控加工在制造業中是最重要的一環，所以今后就要求數控加工要越來越環保。在這種情況下，裝備制造行業對數控機床提出了無液、無冷卻液、無氣味的環保要求。這樣一來使機床的除塵、排屑等設備發生了翻天覆地的變化。因此數控機床今后的發展方向會朝著越來越環保的方向發展。
4小結
本文對我國數控技術的發展現狀給予了系統的介紹。從中我們可以發現我國數控技術的發展已取得了很大進步，但要跟上數控技術的發展趨勢，尤其是能制造出有自己特色的高品質數控裝備，依然有很長的路要走。一個國家強不強大，關鍵在于實體經濟，而實體經濟的強大又取決于制造業發不發達，而數控技術是衡量制造業發不發達的一個很重要的環節。所以今后我國要想成為真正的經濟強國，就必須要大力發展與數控技術。
參考文獻：
[1]陳成.實現高速數控加工關鍵技術的研究[J].機械工程與自動化，2007,9(04):146-148.