國內數控機床與技術的發展及趨勢研究

曾帥

摘要：隨著教育事業的投入，科研力量的加強，我國各行各業的科技力量都取得了顯著的提升，數控技術作為機械制造領域的關鍵技術，在科技興國的大環境中，我國的數控技術取得了巨大的成就，造就了一大批數控機床，數控機床作為機械一體化設備，集成了計算技術、傳感技術以及自動化控制技術，數控技術及機床的發展促使了中國制造趨向于智能化、機械化，極大的提高我國制造業在國際上的競爭力，本位以國內數控機床和技術為研究課題，首先闡述了二者在國內的發展現狀，緊接著論述了二者的發展趨勢，為廣大興趣愛好者了解我國數控技術以及機床提供參考借鑒。

關鍵詞：數控;機床;技術

0? 引言

數控技術以及機床是一個國家從事高端制造的技術以及裝備支撐，國內的很多尖端行業都需要以數控技術作為基礎技術，同時以數控機床作為生產精密零部件的基本裝備，數控技術是推動一個國家的制造水平以及制造裝備邁上新臺階的重要技術推動力量，數控技術的應用能確保我國的生產實現大批量、多品種、高精度的模式，促使我國的制造行業從傳統的制造轉換成信息化、數字化、集成化、柔性化、網絡化的模式生產，這些年來，我國通過投入大量人力、物力、財力來研究數控技術，取得了十分喜人的成績，但我國的數控技術與發達國家相比，還存在很大一截的差距，本文通過現狀的研究來探討其發展趨勢。

1? 國內數控技術以及數控機床的發展現狀

1.1 數控技術的發展現狀

①不完善的技術創新環境， 數控技術的發展需要有一個很好的創新環境，但目前我國數控技術應運企業的思想意識停留在操作數控技術技能的基礎上，缺乏通過操作數控技術來達到對數控技術的不斷創新和改進的思想覺悟，由于思想意識的落后，導致數控技術在我國企業中缺乏提升的基礎，我國企業對數控技術的研發和投入嚴重的不足，這也是我國數控技術與歐美發達國家數控技術水平差距甚遠的一個重要原因。②數控系統穩定性和可靠性有待提升，衡量數控系統穩定性的一個重要指標是無故障時間的長短，據調查統計顯示我國數控機床的無故障時間大致在3000-6000小時，歐美發達國家的數控機床平均無故障時間在10000h以上，通過數值對比可以發現我國數控機床的與歐美國家的數控機床在無故障時間上的差距顯著，因此我國數控機床在系統穩定和可靠性上還有很大的提升空間。③機床數控化率低，根據調查統計顯示我國是擁有機床數量最多的國家，但我國的數控機床僅有5.7萬臺，占世界數控機床總量的百分比僅為1.9%，同時歐美發達國家的數控化率大多超過20%，通過對比可以發現我國的機床數控化率嚴重偏低，可提升的空間巨大。

1.2 數控機床的發展現狀

我國數控機床自2003年以來，一直保持上升的趨勢，08年數控產值高達800億美元，08年后隨著我國數控技術的不斷發展，我國進口數控機床數量急劇減少，目前我國的機床數量仍居世界第一，但我國的數控機床與歐美國家相比，還存在很大的差距，主要體現在機床的核心技術上，我國自主研發的機床的關鍵部位以及高性能程序系統都需要依賴外國的技術支撐，同時我國數控機床的結構設計上面也沒有很大的突破，結構設計存在老舊及不合理的地方，從而導致我國數控機床在精度上以及可靠性上面存在很大的缺陷。我國生產出的機床大多以普通機床為主，配備的刀具大多是普通刀具，機場的調試需要依靠手工來進行，同時還存在管理水平落后的問題。

2? 國內數控技術的發展趨勢

2.1 高精度、高速度的數控技術

高精度、高速度是數控技術的兩大核心，保證產品精度的同時提高產品的生產速度是提高產品生產效率的重要方式方法，當前市場對產品質量的發展要求越來越高，需要，因此提高數控技術的精度是勢在必行的趨勢，目前國內數技術取得了相當大的發展，生產了一批高精度的數控機床，如JCS-027，031超精密型機床，數控機床高速度的實現可以通過高速切削加工數控技術來滿足，這項技術的應用需要加快數控機床中道具供給速度、提升主軸的剛度以及穩定性。

2.2 五軸聯動數控技術

根據調查統計顯示一臺五軸聯動數控機床的工作效率遠遠高于三軸聯動數控機床，同等生產條件下，一臺五軸聯動數控機床的工作效率相當于兩臺三軸聯動數控機床的工作效率，但五軸聯動數控技術的難度以及機床結構的復雜性都要高于三軸聯動數控，因此目前五軸聯動數控機床的應用還存在很多的問題，但隨著科技的進一步發展，數控技術的研究的更加深入，五軸聯動數控技術的弊端必將被克服，從而更好的造福于人類的加工制造。

2.3 柔性化數控技術

柔性化是數控技術集成多種高新技術的結果，其具有綜合程度高、模塊化集中的特點，數控技術的柔性化能有效的提升生產效率，同時也能更好的服務于客戶。

2.4 綠色環保的數控技術

綠色環保是以后生產的主流方向，隨著科技的進一步發展以及生產力水平的繼續提高，數控機床將會是未來生產加工的主要設備，因此未來制造業的主要污染將會來自數控機床，這個情況要求數控技術融入環保的理念，通過設計上的調整、材料上選擇以及工藝的上的改進，使數控技術符合綠色環保的理念。

3? 國內數控機床的發展趨勢

3.1 設計制作綠色化

隨著環保的觀念日益深入人心，各行各業開始注重生產的環保性，因此在數控機床的生產過程中也需要融入環保理念來適應時代發展的潮流，在生產過程中需要充分考慮環境保護以及資源節約等兩個方面的因素，在不影響產品的性能和質量的基礎上，充分考慮數控機床的設計、生產、運行對環境的影響，通過調整相應的設計方案以及選取適當的生產材料，從而使設計出的機床對環境的影響達到最小化，這樣能有效的資源，達到提高我國資源的使用效率的目的，數控機床的綠色設計可以考慮的因素有機床的材料、節能、包裝、可回收等方面，數控機床的生產是一個完整的制造過程，在生產時需要著重考慮數控機床綠色生產以及節能節材兩個方面，當今時代，隨著工業化生產給人類的居住環境帶來嚴重污染以及人民環保意識的增強，綠色化生產已成為各行各業生產的標桿，數控機床生產作為制造業的核心，在生產過程中更應肩負起綠色生產的使命。

3.2 復合化和系統化

數控機床的復合化是指一臺數控機床具備多種加工工序，其能把一個毛坯品經過多種工序的加工操作，從而打造出一個成品，數控機床的復合化包括工藝的復合化和工序復合化兩種類型，數控機床復合化的優勢在于節省了機器安裝、拆卸、調整刀具等花費的時間，同時也避免了這些過程中錯誤的產生，另外其也提升了零部件加工的精密度，縮短了加工的時間，從而達到提升生產加工效率的目的。

3.3 智能化

隨著人工智能技術的深入發展，人工智能技術被融入于各行各業，制造業作為我國的基礎行業，為了滿足人民不斷攀升的物質需求量，制造業走上自動化、智能化生產是時代發展的需要，數控機床是我國制造業的核心，數控機床的智能化是制造業智能化升級的關鍵之處，數控機床的智能化主要包括機床的自動控制、故障智能診斷、加工參數智能、智能故障信息回收等方面。數控機床的自動控制是指數控機床通過電腦上的一些程序來實現通過電腦來控制機床的目的，從而可以大大的解放人力在數控機床操作中的作用，有效的避免了因為人為錯誤導致數控機床故障產生的事情的發生，數控機床的自動控制是通過監測整個生產過程中的信息，然后通過相關的算法進行核算，從而達到調整相應參數的目的，通過參數的調整使數控機床的狀態達到最佳，從而提升產品生產的效率與產品的質量，加工參數智能是指選取出加工過程最佳的參數值，加工參數智能需要以工藝師平時的加工經驗為基礎，通過電腦程序結合實際因素來挑選出最好的加工參數值，為高質量的生產打下堅實的鋪墊，故障智能診斷是指通過高科技的技術手段對數控機床的故障進行排查以及排查后故障的修復等。

3.4 體系開放化

隨著科技的不斷向前邁進，數控機床的體系會日益趨向于開放化，數控機床的開放化主要包括數控技術的開放化和面向用戶的開放化這兩個方面，數控機床體系的開放有利于人民對數控機床的了解，從而達到更好的運用數控機床的目的，同時對生產實踐活動數控機床產生的一些小的問題也能及時修復解決。

4? 結束語

數控技術作為衡量一個國家科技制造能力強弱的重要指標，高超的數控技術是制造出高端精密產品的前提，數控技術的好壞代表著一個國家制造能力的強弱，同時也是一個國家綜合國力強弱的重要體現，關系到國內制造業產品的國際競爭力，我國數控技術雖取得了一定的發展，但與發達國家相比還存在很大的差距，需要繼續加大研發投入來提升我國的數控技術，縮小與發達國家之間的技術水平差距。

參考文獻：

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