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關鍵詞：數控機床 現狀 趨勢

1、前言

進入21世紀，我國的經濟逐漸走進了全球經濟一體化的舞臺，進入了一個嶄新的時代。我國機床制造業社會工業化進程中大規模需要的發展機遇，同時也遭受到了來自國外制造業的強勢競爭壓力，加速技術的引進和自主研發是解決機床制造業快速騰飛的關鍵。隨著計算機技術和現代微電子技術的發展，數控機床的應用范圍還在不斷的擴大，因此，其發展前景十分廣闊。本文簡要分析了數控機床的現狀，并指出了未來的發展趨勢。

2、我國數控機床發展現狀

改革開放后，我國數控技術得到了發展機遇。在80年代初，我國先后從美國、德國等發達國家引進了一些數控系統和伺服技術，填補了我國在這方面的空白。然后陸續研發了那個時代的的數控系統，通過不斷的完善，這些系統的可靠性得到了用戶的肯定，總而結束了我國數控技術在這一階段的瓶頸，這個時期的數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，我國的數控機床技術已經有了質的飛躍。在這個階段國家針對實際情況，先后安排了“柔性制造系統技術（FMS）開發研究”、“計算機集成制造系統（CIMS工程）的研究”等一系列重大的科研項目，大力推動我國數控技術的自主研發進程。這樣我國數控機床的數控系統和伺服驅動系統，也由進口發展到了自主研發的階段。目前我國已有數十家的研究所和企業可以從事各類數控系統的研發和生產。其中比較知名的有北京的KND系統、南京的華興系統、成都的廣泰系統等。

但是由于我國數控機床的技術水平和工業基礎的起步比較晚，在一些領域的研究還是很存在差距。導致在數控機床的性能和可靠性方面與發達國家相比還是存在著距離。目前在推動數控機床發展的工業化和產業化的過程中，我國的數控行業還存在著很多的問題。如：缺乏核心技術、技術創新能力不足、缺乏有效的管理機制、在與國際企業競爭時缺乏實力等問題。

3、數控機床未來的發展趨勢

3.1 高速化和高精度化

盡管很多年前就已經提出了數控機床的高速化和高精度發展的目標，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品的質量是數控機床一直的追求。更高的速度和更精準的加工技術可以提高產品的質量和生產效率，縮短生產周期和提高企業在市場上的競爭力。

3.2 智能化

21世紀的數控技術的主要發展方向將一定是智能化。目前，智能化的理念已經滲透到了數控機床的各個部分。如加工過程的對工藝的自調節控制，工藝參數自動檢測顯示。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，已經有智能診斷、智能監控程序和感應裝置，方便系統在出現問題時及時進行反饋和維護，減少了查找故障的時間，為數控產業的規模化發展提供了機會。

3.3驅動并聯化

并聯運動機床克服了傳統機床串聯機構移動部件質量大、系統剛度低、刀具只能沿固定導軌進給、作業自由度偏低、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）之間采用多桿并聯聯接機構驅動，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，可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復雜特種零件的加工，具有現代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優點。

3.4 網絡化

現在國外已經開始嘗試對數控機床聯網技術的研究和試驗。就是利用網絡技術將各個機床進行連接，可以實現機床的統一管理和在線監測功能，同時也方便對機床程序的修改。目前數控機床聯網要具備以下幾個方面的能力：一是可以將程序從監測室可靠的傳輸到每臺機床，然后對其運行情況實現實時監控；二是可以隨時采集到每臺機床的數據參數進行查看和備份；三是可以將不同機床間的程序進行相互交換，確保系統的穩定性；四是可以在線提取到每臺數控機床的刀具磨損情況和估計刀具的使用壽命，然后電腦實現和監控換刀程序的執行。

4、結語

目前，數控機床的發展日新月異，高速化、高精度化、智能化、并聯驅動化、網絡化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，數控產品的核心技術研發方面還是與國際同行存在著很多的不足。中國的數控產業在引進先進技術的同時應該重視對國內技術人才的培養，努力打造具有自主品牌的核心產品。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展成為一個研發大國而奮斗。

參考文獻

[1]秦宏偉.我國數控機床發展現狀及方向[M].機械制造與研究，2007.

[2]賈亞洲，楊兆軍.數控機床可靠性國內外現狀與技術發展策略[J].中國制造業信息化，2008，4.

[3]楊紅華.數控機床技術發展現狀[J].湖南農機，2008（5）.

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關鍵詞：數控機床；歷史；發展趨勢

一、引言

機床，作為“機器的機器”，從工業革命誕生以來，便被視為一個國家工業化的基礎。機床是先進制造技術和制造信息集成的重要元素，是重要商品，又是決定一個國家生產力水平的關鍵要素。

二、數控機床的歷史

20世紀中葉, 隨著信息技術革命的到來，機床也由之前的手工測繪、簡單操作性逐漸演變為數字操控，全自動化成型部件的數控機床。數控機床是一種高度機電一體化的產品，在傳統的機床基礎上引進了數字化控制，將以往憑借工人經驗的操作變為數字化、可復制的自動操作。數控機床可以加工多品種小批量零件（降低規模化適用門檻）、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現代化以及經濟效益的提高。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發展的重要裝備。目前，工業發達國家機床產業的數控化比率通常在50%以上，在日本和德國更是超過了70%。

我國真正的工業化進程起始于20世紀50年代。由于種種原因，我們錯過了20世紀70到80年代的新型工業化大發展時期，導致我國的機械裝備制造產業到現在為止仍然在趕超發達國家的階段。自20世紀末開始，我國開始了大規模引進西方技術，同時在引進技術的基礎上吸收、融合、創造，最終發展出我們自己的數控機床制造產業。這一時期，我國的整體制造業也開始了逐漸由制造大國向制造強國邁進了腳步，機床制造業也跟著取得數控機床快速增長的業績。機床的發展和創新在一定程度上能映射出加工技術的主要趨勢。近年來, 我國在數控機床和機床工具行業對外合資合作進一步加強, 無論在精度、速度、性能, 還是智能化方面都取得了相當的成績。

三、我國數控機床產業現狀

目前，國內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，以計算機程序來實現全過程無人控制，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。

截止到2014年，國產低檔經濟型機床已經在國內機床生產企業得到了很好的應用，經濟型數控機床基本都是國內產品，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。在普及型產品段中，國內普及型數控機床中大約有60～70%是采用的國內產品。但是需要指出的是，這些國產數控機床當中大約80%的數控系統都在使用國外產品，國內機床企業將各個子系統進口后進行拼裝，組成最終的成品機床。我國部分中檔普及型數控機床的功能、性能和可靠性方面已具有較強的市場競爭力。在中、高檔數控機床方面、四軸、五軸聯動機床等高端產品，我國國產產品與國外產品相比，仍存在較大差距。高檔機床方面國內產品大約只能占到10%，大部分都是靠進口。數控機床的核心技術―數控系統，由顯示器、控制器伺服、伺服電機和各種開關、傳感器構成，中國更是幾乎全部需要國外進口。目前，我國在上海、煙臺建廠的大多是國外數控機床生產廠家，所有的核心技術都被外方掌握。國內能做的中、高端數控機床，更多處于組裝和制造環節，普遍未掌握核心技術。國內的華中數控近幾年發展迅速，軟件水平相當不錯，但在電器硬件方面還需進一步提高。目前，國內一些大廠還沒有采用華中數控的。

在市場需求方面低檔機床和中檔機床大約各占50%和40%，高檔數控機床的需求大約是10%。從整體市場環境看，歐美等一些老牌機床公司有著長時間的技術積淀，同時不斷致力于科技創新和新產品的研發，引導著數控機床技術發展。2014年，國家宏觀經濟持續低位運行，國家宏觀調控政策將繼續穩增長、調結構。在此大環境下，數控機床行業也相應地調整現有產業結構，在現有經濟型、普及型產品取得成果的基礎上發展高端，一方面需要面臨國外產品以及合資產品擠壓國內中端市場的競爭壓力；另一方面要加大研發，擠入高端市場，擺脫受制于人的嚴峻形勢。

四、我國數控機床產業的發展趨勢

開放性是新一代數控系統的開發核心。開放性的數控機床采用模塊化，層次化的結構，并通過形式向外提供統一的應用程序接口。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前，許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。同時，和許多產業將會互聯網化一樣，數控機床未來也必將走上網絡化道路。互聯網化的數控裝備是近兩年的一個新的焦點。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。屆時，網絡化的數控機床將真正實現在全世界任意地點制造出滿足用戶需求的產品，進一步縮小制造業在地理和空間上的差異，為下一次的制造業革命奠定良好基礎。

經過30多年的發展，我國數控機床制造產業已經基本由市場配置資源，形成了從科研單位、試制生產應用單位、大規模市場推廣渠道、下游終端客戶、一直到最末級的維修保養與使用反饋這樣一個較為完整的產業鏈。數控機床市場競爭力也大大提高。2014年，我國機床行業發展主旋律概括為八個字：“穩中求進、轉型升級”。面對整體下行趨勢和國內外市場環境的不斷變化，行業企業轉型的意識不同程度地增長，從被動應對，到主動順應，再到能動把握，已有很多企業步入了轉型升級的正確軌道。加快普及數控化技術將是解決中國本土機床企業產品競爭力弱、利潤薄、產品同質化嚴重等產業難題的重要手段。

為了讓機床鑄造產業高速增長，“十二五”規劃中對我國機床鑄造產業提出了明確的目標，到2015年，機床鑄造產業要實現工業總產值8000億元。要實現這個目標，需要將國家經濟政策和行業自主調整發展兩個要素相結合。在國家政策層面，已經出臺了大量的專項支持措施。國家通過專項財政補貼，稅務減免、專項獎勵基金、市場開拓扶持、專利申請綠色通道等方面給予了大力支持。與此同時，在行業層面，應當繼續實施創新發展戰略，以企業為主題，以創新為驅動力。鑒于機床屬于投資大、見效慢的行業，僅憑企業自身努力無法實現長久發展，需要多家企業參與共性技術研發，同時引入科研院校參與，實行公私合營伙伴關系推進研發。在行業技術層面，需要加大基礎研究投入和研發人才培養。中國機床工業的振興，數控機床的加速發展，歸根到底，取決于人員素質的提高、工業文化水平的提高。人才的加速培養與良好的市場機制、有效的深化改革、改組、改制，可以顯著提高工作質量、生產率、勞動生產率。進入21世紀知識經濟時代，科學知識及作為重要生產要素的機床，其作用將更加突出。

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關鍵詞:數控機床;國內外;發展;趨勢

中圖分類號:TB

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)08-0317-01

近半個世紀以來,數控系統經歷了兩個階段和六代的發展。

1 數控(NC)階段(1952年-1970年)

早期計算機的運算速度低,對當時的科學計算和數據處理作用還不大,不能適應機床實時控制的要求。人們不得不采用數字邏輯電路“搭”成一臺機床專用計算機作為數控系統,被稱為硬件連接數控,簡稱為數控(NC)。隨著電子元器件的發展,這個階段歷經了三代:

(1)1952年的第一代――電子管階段

(2)1959年的第二代――晶體管階段

(3)1965年的第三代――小規模集成電路階段

2 計算機數控(CNC)階段(1970年-現在)

到1970年,通用小型計算機業已出現并成批生產。于是將它移植過來作為數控系統的核心部件,從此進入了計算機數控(CNC)階段。到1971年,美國INTEL公司在世界上第一次將計算機的兩個最核心的部件――運算器和控制器,采用大規模集成電路技術集成在一塊芯片上,稱之為微處理器,又可稱為中央處理單元(簡稱CPU)。到1974年微處理器被應用于數控系統。這是因為小型計算機功能太強,控制一臺機床能力有富裕,不如采用微處理器經濟合理。而且當時的小型機可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高,但可以通過多處理器結構來解決。由于微處理器是通用計算機的核心部件,故仍稱為計算機數控。到了1990年,PC機的性能已發展到很高的階段,可以滿足作為數控系統核心部件的要求。數控系統從此進入了基于PC的階段。計算機數控階段也經歷了三代:

(1)1970年的第四代――小型計算機階段

(2)1974年的第五代――微處理器階段

(3)1990年的第六代――基于PC階段

隨著計算機技術的高速發展,傳統的制造業開始了根本性變革,國外各工業發達國家投入巨資,對現代制造技術進行研究開發,提出了全新的制造模式。在現代制造系統中,數控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上,CAD/CAM與數控系統集成為一體,機床聯網,實現了中央集中控制的群控加工。

長期以來,我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構,CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定,加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節,整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數,無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整,更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量,因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見,傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構,限制了CNC向多變量智能化控制發展,已不適應日益復雜的制造過程,因此,對數控技術實行變革勢在必行。

當今數控機床呈現從以下幾個發展趨勢:

(1)高速高精高效化。

速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統和帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統,同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施,機床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化。

柔性化包含數控系統本身的柔性和群控系統的柔性。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;而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。

(3)工藝復合性和多軸化。

數控技術的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后,通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施,完成多工序、多表面的復合加工;數控技術的多軸化是以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工。

(4)實時智能化。

科學技術發展到今天,實時系統和人工智能相互結合,人智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展,而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展,由此產生了實時智能化控制這一新的領域。

參考文獻

[1]徐國威.國內外數控機床的發展及應用概況[J].維普資訊.

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    數控機床的發展前景十分可觀

    在經濟全球化發展的今天,機械制造行業必須要加速發展才能達到經濟全球化的要求。數控機床應用先進的設計技術,各種測量技術,工作程序集約化技術以及高級軟件技術,使得數控機床的工作范圍得到了很大程度的擴張。 并且,數控機床可以完成許多傳統工藝不能完成的工作任務,例如結構復雜,精確度高的零件和類型多變的零部件等。 數控機床可以在最短的時間內,完成需求者交給的各類零件加工任務,以此最好地滿足需求者的要求。在使自身得到發展的同時,促進機械制造行業的發展。 正是因為這種需求性與發展性,數控機床在經濟高速發展的今天,前途一片光明。

    數控機床在發展過程中存在的問題

    雖然,數控機床的發展前景很好,并且社會的實際需求量也很大,但在數控機床的發展過程中還是存在著這樣那樣的問題,下面,就數控機床在發展過程中存在的問題作出幾點分析,主要問題如下:數控化的數控水平低:雖然我國的數控機床的發展與以往相比已經顯得十分繁榮,但與現今發達國家的數控機床發展水平相比,還有許多不足之處。 就目前的調查結果顯示,我國現在數控化比例在總生產產值中還不足三分之一,消費值中的數控比例不足二分之一,而與此同時,發達國家的比例數值高達十分之七左右。 更為人擔憂的是,高級的數控機床和數控機床的配套零件等,我國還只能依賴于進口,達不到自己生產的水平。 我國生產的數控機床在 21 世紀初可以達到七百種左右, 達到了當時數控機床類型的二分之一,而在這七百多種當中,有一半左右都屬于經濟型的數控機床。 就此來看,我國的數控化水平還相對低下。數控機床的產品水平相對不高:雖然數控機床具有精度高的優勢,但在實際的生產過程中,我國的數控機床產品的精度并不能達到理想的要求。 只有一小部分的產品可以達到國際規定的生產精度標準。 首先是使用者對于數控機床的數控車床刀架等設施不放心,數控機床的定位精度水平還有待提高。 其次,我國的數控機床在主體結構方面以及數控機床的整體工作性能還有著發展空間。 以 MTBF 舉例說明,所謂 MTBF 是指一個電器設備的平均不發生故障的工作時間,國際對于數控機床的 MTBF 的要求值為800 小時, 而我國的數控車床加工中心的 MTBF 只能達到 500 小時 ,這還只是少數,并不是全部。功能部件在發展過程中存在的問題:數控系統,數控刀架,轉臺,刀庫和機械手等都屬于數控機床的數控功能部件。 這些功能部件的技術水平高低,工作性能的好壞等都關系著數控機床的整體工作性能與水準。 與數控機床的整個發展速度相比較,數控機床的功能配件發展相對滯后。 這樣的發展趨勢十分嚴峻,因為數控機床的功能部件不能得以優良的發展,就會造成數控機床整體水平的下降。 影響到整個數控機床行業的行業競爭力。 我國自己生產的功能部件的級別較級,而且生產分散,不能形成產業規模,成本費用的花銷也不低。 但是依賴進口的功能部件價格又非常昂貴,這就使得數控機床的整體價格升高,國內的數控機床行業也就喪失了價格方面的優勢。數控機床在應用技術方面的問題:在數控機床的應用方面,我國的水平還遠不及國外發達國家。 國外的數控機床遠程服務技術已經達到了普及的水平,而我國關于這方面的技術卻還在探索之中。 國外的數控機床可以做到硬切削,干切削,而國內的數控機床而不能,諸如此類的例子還有很多,這無疑證明了我國數控機床在應用技術方面的缺陷。

    數控機床發展的策略

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關鍵詞：機床；刀具；發展；產業

1.中國機床產業發展趨勢

1.1.產業發展趨勢

中國機床行業目前產品門類比較齊全、具備一定的技術基礎和制造能力，在強勁市場需求拉動下，產業的上升空間很大。

我國機床產品目前數控化率還比較低，地區和產業發展也不平衡，多種經濟形式長期存在，這些因素都決定未來中國機床市場的中低需求將長期存在。

以研制重型機床、加工中心、數控車床、精密磨床、齒輪加工機床、電加工機床和鍛壓機床為代表的大型企業集團或專業化企業將逐漸形成并得到快速發展。產業的國際化將進一步提高，預計未來十年內進入世界機床百強的企業將增至10家。

隨著國家區域經濟規劃的逐步落實，特別是市場配置資源手段在地區經濟發展中作用的顯現，機床行業的產業布局將呈現地域分布的特點。

1.2 .技術發展趨勢

中國機床行業技術研究模式從被動式到主動創新轉變，研究主體從單一向多元轉變，市場需求成為研究的主要動力。在國家投資繼續發揮導向性作用的同時，企業自籌資金、社會化融資、外資將成為技術投入的重要組成部分[1]。以企業為龍頭、高校和科研院所參與形成的技術創新平臺和同行業企業組成的產業創新聯盟將發揮主導作用。由于研究模式的轉變和研究投入的多元化，中國機床行業的技術研究國際化參與度將顯著提升。浙江主要體現在兩個方面：一是更多的企業開始與國際領先的研究機構或公司合作研究；二是更多的企業有能力為國際機床用戶提供技術服務。

高精度、高速度、柔性化、智能化、綠色制造將成為中國機床行業發展的主要方向。

2.世界機床刀具技術發展成果與趨勢

隨著技術發展，5軸聯動加工技術日趨成熟，東京、北京、芝加哥、漢諾威四大國際機床展覽會上，每屆都展出四五十臺，甚至上百臺五軸聯動機床。各類復合機床紛紛亮相[2]。復合機床包括銑車復合、車銑復合、車磨復合、成形復合加工、特種復合加工等，并出現多主軸、多刀塔的復合機床，加工效率大大提高。

智能化提升了機床的功能和品質，在數控系統上得到了較多體現。在智能化方面具有更強的功能；斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數選用功能。

機器人與主機的柔性化組合得到了廣泛應用，機器人與加工中心、車銑復合機床、磨床、齒輪加工機床、刀具磨床、電加工機床、鋸床、沖壓機床、激光加工機床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產線。

功能部件不斷向智能化、高速度、高精度、大功率方向發展，并取得成熟的應用。如電主軸、全數字交流伺服電機及驅動裝置、力矩電機、直線電機、滾珠絲杠、直線導軌等功能部件的性能指標不斷提高。

發達國家數控刀具制造技術在刀具鍍層技術、刀具材料、刀具結構設計、刀具系統、切削數據庫等方面，都取得了突出成就，使數控刀具提高到一個嶄新的水平。數字化、高精度、智能化、非接觸測量儀器和在線測量技術取得新的進展，新的測量儀器和測量系統不斷出現，以三坐標測量機為代表的精密測量儀器應用擴大；激光干涉測量系統和球桿儀在數控機床幾何精度和運動精度的監測和監控中，得到了廣泛應用[3]。通過計算機技術、通訊技術將數控機床、數控刀具、數控測量系統和加工工件以及相應的信息集成融合在一起，構成數字化閉環切削加工系統，成為計算機集成制造系統的基本單元。

現代數控機床既要高效率、高性能，又要節約能源、低能耗、低污染，加共過程對人友好和宜人化。要從機床的設計開始，材料選用、制造、使用過程直至機床報廢回收，形成“綠色”的全過程。歐盟已經啟動“綠色機床”研究項目，提出機床綠色和能耗標準設想，說明綠色制造技術開始起步。宜人化改進，如流線型外罩，寬敞的航空玻璃視窗；可調角度的控制面板和顯示屏，可調節座椅；通過傳輸技術授權的開關鑰匙，顯示機床工作狀態的可視光帶等，外觀造型簡潔、明快，富于現代感。

3.中國機床產業與世界機床產業的差距

目前，中國機床產業僅僅在規模方面具有相對比較優勢，與機床制造強國相比較，在研發、結構、服務能力等方面都存在明顯的差距。

高性能數控系統和功能部件的發展滯后于主機，并已成為制約數控機床產業發展的瓶頸。自主創新能力不強。基礎、關鍵、共性技術尚未完全掌握，以企業為主體，產學研用相結合，開放式、社會化的研發體系建設尚處于探索階段。中國機床產業還沒有實現由生產制造向服務制造模式的轉型[4]。尤其是工程集成能力弱，為汽車等重點行業核心制造領域提供成套生產線還處于起步階段。

產業集中度不高，企業多而散。主機企業大而不強，小而不精；配套能力弱，產業分工不清晰；與數控機床產業快速發展相適應的產業鏈體系還不夠完善。

高端人才匱乏，尤其是缺少高端數控機床，數控系統和功能部件研發的領軍人才；缺少高級技工；缺少具有國際化視野的復合型管理人才。目前，高端人才不足以成為制約數控機床產業快速、可持續發展的深層次原因。

4.中外機床企業面臨的選擇

合作共贏是中外機床企業所面臨的必然選擇。

合作，既包括中外企業間的合作，也包括國內企業間的合作，既包括主機企業與配套企業之間的合作，也包括企業與高校、科研院所之間的合作。合作領域包括研發與設計、制造、銷售、培訓等各個層面，在未來的10年內，中外企業針對汽車、航空航天、船舶、軌道交通、能源等國家重點核心制造領域的需求，在高檔數控機床、數控系統、關鍵功能部件等領域開展合作。全行業應從不同的角度思考尋求合作的廣度和深度，不應局限于技術、產品、制造層面的合作，應積極探索商業模式間的合作。

參考文獻：

[1]肖明，熊清平. 從EMO2009歐洲國際機床展看現代數控系統的發展方向[J]. 制造技術與機床，2010（2）.

[2]張康. 第十屆中國國際機床展覽會特種加工機床評述[J]. 電加工與模具，2007（3）.

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機械加工水平和能力決定了一個國家的機械制造能力和工業發展水平，是我國工業化發展和各種高新技術研發的重要基礎。其中，加工精度是衡量機械加工行業發展水平的主要指標，高精度的產品能夠適用于各類高精尖產業的需求，如航空航天、醫療服務、深海探測等等。近年來，隨著數控加工的普及，大幅提升了機械加工行業的發展水平，提高了加工效率和加工環節的自動化進程，為我國高精尖技術的發展奠定了基礎。數控加工的加工精度取決于其控制技術，如何通過改良控制技術提高加工精度已經成為行業發展的熱點問題。本文通過分析影響數控加工控制精度的主要因素，探討了提升數控加工控制精度的策略和手段。

2數控加工控制精度影響因素分析

2.1數控機床操作不當

數控機床本身是一件精密的加工儀器，是各種先進技術的結晶，因此其操作和維護相比起傳統加工設備，對操作人員的技術水平和專業知識具有更高的要求。數控加工的控制精度有一部分原因是由于操作人員的操作不當引起的。數控操作時，除了要對加工工序了如指掌，有時還需要根據加工需求調整機床控制過程，若操作人員業務不夠熟練，就會造成操作失誤進而影響工件的加工精度。

2.2數控機床設計問題

由于數控機床是一種精密的機械，因此其在使用過程中要嚴格的遵循使用守則和維護規范。雖然數控機床在出廠是會進行嚴格的品質檢測，但是由于數控機床的生產廠家不一，不同廠家的檢測規范也各不相同，如德國和日本的數控機床品控較好，且使用穩定；而國內某些廠商的數控機床或存在某些設計缺陷，或品控不好使得加工精度達不到設計指標，而且存在長時間使用不穩定等問題。機床自身的設計問題也是導致數控加工精度不高的重要原因，這一點尤其在國內生產的機床上體現尤為明顯。

2.3加工工件控制不足

不同的工件在加工過程中所反映出來的狀態各不相同，這使得工件加工存在一定的不確定性。如金屬工件在加工過程中會發熱，熱漲下所進行的加工可能會在恢復溫度后轉變成誤差；此外，根據工件形狀的不同，在加工過程中產生的應力集中等問題也會誘發一定的加工誤差。這些由于加工工件控制不足問題引發的加工誤差可以通過加工前的控制程序調整和加工過程中的相應措施加以彌補。

3數控加工控制精度提升技術與策略分析

3.1建立數控虛擬仿真系統

建立數控虛擬仿真系統，是為了對要進行加工的工序進行實時仿真，并依據仿真的加工結果對控制程序進行反饋，實現反饋控制回路，以此提升數控加工精度的一種方式。虛擬仿真系統要以數控機床和實物建立虛擬模型，模型的精度越高，仿真的效果越好，越能夠為實際加工提供數據支撐。此外，虛擬仿真系統是完善數控加工系統的必要步驟，通過虛擬仿真系統，能夠及時得發現加工工序的不合理之處，降低廢品率，提升工作效率，同時也是虛擬現實技術在機械加工中的成功應用。

3.2數控加工故障診斷系統

由于數控機床的故障或者性能下降會影響其數控加工精度，因此通過建立數控加工故障診斷系統，能夠及時的發現故障所在并及時維修，從而減少導致加工精度降低的因素。要想建立故障診斷系統，需要綜合梳理數控機床可能發生的各類故障及其故障特點，建立故障分析的數據庫，這樣可以根據數控機床的性能表現進行分析故障類型，及時作出處置措施。

3.3系統操作人員管理系統

為了保證對數控機床的正確操作，需要建立完善的操作人員管理系統，做到專人專管，責任到人。①要定期對操作人員的技能水平和操作能力進行規范化考察，以確定其是否能夠擔當操作的責任；②要對操作人員的應急處理能力進行培養，降低突發故障而引起的危害；③嚴格貫徹責任制，對開機操作進行嚴格的記錄，對于違規操作要進行適當的處罰，實現責任到人，安全生產。

3.4完善機床管理工作

數控機床是實現精密加工的基礎，因此要做好完善的維護管理工作，加強對機床的保養，定期對需要的部位進行；定期檢驗機床的加工精度，根據精度偏差和加工中心參數進行調節，并用標準件檢驗其加工精度。此外，要做好機床的防塵工作及氣壓和液壓系統的維護工作。

4總結

篇7

數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現代機械制造技術、微電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現的，是實現自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網絡化的基礎，是現代機床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。

2.國內外數控系統的發展概況

隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理。

長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

3.數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。從目前世界上數控技術發展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：

3.1高精度、高速度的發展趨勢

盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢，但是科學技術的發展是沒有止境的，高精度、高速度的內涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發展。

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，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。在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

3.25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2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。3.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。

目前許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。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，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，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，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。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，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

4.結束語

隨著人們對數控技術重視，它的發展越發迅速。文中簡要陳述當前的發展趨勢，另外數控技術的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發展空間。

參考文獻

[1]王立新.淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報.2007.

[2]董淳.數控系統技術發展的新趨勢[J].可編程控制器與工廠自動化.2006.

篇8

在我國，數控技術與裝備的發展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。特別是在通用微機數控領域，以PC平臺為基礎的國產數控系統，已經走在了世界前列。但是，我國在數控技術研究和產業發展方面亦存在不少問題，特別是在技術創新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數控領域沿著可持續發展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數控研究開發部門和生產廠家所面臨的重要任務。

為完成此任務，首先必須確立符合中國國情的發展道路。為此，本文從總體戰略和技術路線兩個層次及數控系統、功能部件、數控整機等幾個具體方面探討了新世紀的發展途徑。

1總體戰略

制定符合中國國情的總體發展戰略，對21世紀我國數控技術與產業的發展至關重要。通過對數控技術和產業發展趨勢的分析和對我國數控領域存在問題的研究，我們認為以科技創新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術支持和服務為后盾，堅持可持續發展道路將是一種符合我國國情的發展數控技術和產業的總體戰略。

1.1以科技創新為先導

中國數控技術和產業經過40多年的發展，從無到有，從引進消化到擁有自己獨立的自主版權，取得了相當大的進步。但回顧這幾十年的發展，可以看到我們在數控領域的進步主要還是按國外一些模式，按部就班地發展，真正創新的成分不多。這種局面在發展初期的起步階段，是無可非議的。但到了世界數控強手如林的今天和知識經濟即將登上舞臺的新世紀，這一常規途徑就很難行通了。例如，在國外模擬伺服快過時時，我們開始搞模擬伺服，還沒等我們占穩市場，技術上就已經落后了；在國外將脈沖驅動的數字式伺服打入我國市場時，我們就跟著搞這類所謂的數字伺服，但至今沒形成大的市場規模；近來國外將數字式伺服發展到用網絡（通過光纜等）與數控裝置連接時，我們又跟著發展此類系統，前途仍不樂觀。這種老是跟在別人后面走，按國外已有控制和驅動模式來開發國產數控系統，在技術上難免要滯后，再加上國外公司在我國境內設立研究所和生產廠，實行就地開發、就地生產和就地銷售，使我們的產品在性能價格比上已越來越無多大優勢，因此要進一步擴大市場占有率，難度自然就很大了。

為改變這種現狀，我們必須深刻理解和認真落實“科學技術是第一生產力”的偉大論斷，大力加強數控領域的科技創新，努力研究具有中國特色的實用的先進數控技術，逐步建立自己獨立的、先進的技術體系。在此基礎上大力發展符合中國國情的數控產品，從而形成從數控系統、數控功能部件到種類齊全的數控機床整機的完整的產業體系。這樣，才不會被國外牽著鼻子，永遠受別人的制約，才有可能用先進、實用的數控產品去收復國內市場，打開國際市場，使中國的數控技術和數控產業在21世紀走在世界的前列。

1.2在商品化上狠下工夫

近幾年我國數控產品雖然發展很快，但真正在市場上站住腳的卻不多。就數控系統而言，國產貨仍未真正被廣大機床廠所接受，因此出現國產數控系統用于舊機床改造的例子較多，而裝備新機床的卻很少，機床廠出產的國產數控機床大多數用的都是國外的系統。這當然不是說舊機床的數控化改造不重要，而是說明從商品的角度看，我們的數控系統與國外相比還存在相當大的差距。

影響數控系統和數控機床商品化的主要因素除技術性能和功能外，更重要的就是可靠性、穩定性和實用性。以往，一些數控技術和產品的研究、開發部門，所追求的往往是一些體現技術水平的指標（如多少通道、多少軸聯動、每分鐘多少米的進給速度等等），而對影響實用性的一些指標和一些小問題卻不太重視，在產品的穩定性、魯棒性、可靠性、實用性方面花的精力相對較少。從而出現某些產品鑒定時的水平都很高，甚至也獲各種大獎。但這些高指標、高性能的產品到用戶哪兒卻由于一些小問題而表現不盡人意，最后喪失了信譽，打不開市場。這說明，高指標、高性能的樣機型的產品離用戶真正需要的實用、可靠的商品是有相當大的距離的，將一個高指標、高性能的產品變為一個有市場的商品還需作出大量艱苦的努力。

另一方面，數控系統和數控機床不像家電類產品那樣易于大批量生產，應用環境也不那么簡單。數控產品是在生產環境中使用，面臨的是五花八門的工藝問題。如果開發部門對這些問題掌握得不透，就難以將產品設計得很完善。而且數控產品的某些問題在開發、試用，甚至鑒定時都難以發現。這就造成，同樣型號的數控機床在有的用戶那兒運行得很好，而在別的用戶那兒卻表現欠佳。或者同樣型號的數控機床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件時卻不盡人意。出現這種情況，有時是用戶操作人員的水平問題，但有時就是數控產品本身潛在問題的暴露。為解決這一問題，國外一些公司設立了專門機構來測試考驗自己的產品，如為考驗新開發的數控系統，廠家自己設計和從生產實際中收集了大量零件程序，讓數控系統運行各種各樣的程序，一旦發現問題，即立即反饋給開發部門予以解決。經過這樣的測試考驗過程后，數控系統的潛在問題就大為減少。以往，我們的產品就很少進行這樣嚴格的全面的自我測試考驗。好些問題要等到用戶去給我們挑出來。這樣，即使一個小問題也將嚴重影響國產數控產品的聲譽。

因此，我們應充分重視上述問題，在商品化上切實狠下工夫，將其作為數控產業的主干來抓，貫穿于技術研究、產品開發、試制、生產等的全過程中，從而將我們已有的技術水平較高的數控產品變成真正有市場的好商品。

1.3將管理和營銷作為產業發展重點

經過20來年市場風雨的沖擊，國人已越來越認識到，技術固然重要，但在市場經濟的環境下，要在激烈的全球競爭中獲勝，管理和營銷就顯得更為重要。例如，我國臺灣生產的數控機床不但占領了大陸市場的相當大的份額，而且還打進了美國市場。是臺灣數控機床的技術和質量超過美國了嗎？顯然不是。那他們靠的是什么？重要的一條就是在企業管理和產品營銷上下了工夫。而我們長期以來把主要精力放在開發技術和提高水平上，忽視了經營管理、市場開拓、產品營銷等方面的工作，結果在新技術、新產品開發出來以后，在產品質量提高以后，企業仍然處于產品銷售不暢的困境［1］。國內外的經驗說明，數控產品的競爭力不僅取決于技術，更取決于經營管理能力和營銷能力。

因此，從現在起我們應將管理和營銷作為產業發展重點，真正擺脫計劃經濟時代所遺留下來的思維方式和工作習慣的束縛，建立適應市場的高效、靈敏的運行機制和有效的激勵機制。通過這種機制，一方面切實加強企業管理，激發企業負責人和廣大職工的負責精神、創造精神和獻身精神，努力提高產品的競爭能力；另一方面充分調動企業內外、行業內外一切積極因素，大力加強市場開拓力度，奮力打通營銷渠道。可以堅信，有過硬競爭力的產品，再加上北京開關廠那樣的“找、掙、鉆、搶”精神，我們就一定能在市場競爭中取得勝利。

1.4大力加強技術支持和服務

數控系統和數控機床作為典型的高技術產品，對用戶的技術支持和服務是相當重要的。以前國產數控產品喪失信譽的原因，除可靠性問題外，另一大問題就是缺乏有力的技術支持和服務。用戶花了很多錢買的數控機床或數控系統，一旦出現問題卻叫天天不應，叫地地不靈，以后誰還敢買我們的產品。因此，應將對用戶的技術支持和服務當成重要的日常工作來抓，使我們在市場上向縱深挺進時，有一個強大后方。因此，為了取得數控產品市場競爭的全面勝利，必須建立以技術支持和服務為核心的強大后方。當然，為贏得主動，后方也須主動出擊。目前，利用先進的信息技術手段（如網絡和多媒體），將為建立新一代立體化的技術支持和服務體系開辟新的途徑。

1.5堅持可持續發展道路

可持續發展是下一世紀企業發展的重要戰略，我國數控產業要有大的發展也必須堅持走可持續發展的道路。綠色是實現可持續發展的重要途徑，其主要思想是清潔和節約。為此應大力加強綠色數控產品的開發，加速促進數控產品、數控產業以及整個制造業的綠色化，主要戰略措施應考慮以下幾方面：①有效減少產品制造及使用過程中的環境污染。如減少數控機床的鑄件結構，消除鑄造對環境的污染；將數控機床主軸的以油氣、噴油等取代油霧，減少對生產環境的污染；在精密數控機床及其運行環境的溫度控制中取消氟利昂制冷的恒溫技術；以電傳動代替機械傳動，減少噪聲污染。②大幅度降低資源消耗和能源消耗。如以軟件代替硬件，從而減少硬件制造的資源和能源消耗及污染，并減少產品壽命結束后硬件裝置的拆卸回收問題；以永磁驅動代替感應驅動，提高效率和功率因數，節約能源；以電傳動代替機械傳動，提高效率，減少能源消耗。③加強用數控技術改造傳統機床。這既符合運用信息技術和自動化技術改造傳統產業，使傳統產業生產技術和裝備現代化這一產業可持續發展的目標得以實現，又可取得巨大的經濟效益。我國擁有普通機床數百萬臺，加強用數控技術改造傳統機床將成為下世紀我國數控領域的重要發展方向。④大力發展綠色數控機床。綠色數控機床應是材料消耗少、能耗低、無污染，壽命長且便于拆卸回收的新型機床。例如，以并聯結構代替串聯結構就是開發綠色數控機床的一條途徑，這是因為并聯結構機床消耗的金屬材料僅為常規串聯結構機床的幾分之一，其加工量也比常規機床大幅度減少，特別是消除了大型結構件的鑄造，這將顯著降低機床制造過程中的能源消耗和對環境的污染。此外，并聯結構機床有利于采用電傳動，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。

國際標準化組織制定了ISO14000環境管理標準，全球環境問題“法律化”的趨勢正在進一步發展，可持續發展將成為企業通向國際市場的通行證［2］。因此，我們的數控產品要在下一世紀走向國際市場，我們的企業就必須“從我做起，從現在做起”。

2技術途徑

2.1發展具有中國特色的新一代PC數控系統

數控系統是各類數控裝備的核心，因此通過科技創新首先發展具有中國特色的新型數控系統，將是推動數控產業化進程的有效技術途徑。

實踐證明，10年來我們所走的PC數控道路是完全正確的。PC機（包括工業PC）產量大、價格便宜，技術進步和性能提高很快，且可靠性高（工業PC主機的MTBF已達30年［3］）。因此，以其作為數控系統的軟硬件平臺不但可以大幅度提高數控系統的性能價格比，而且還可充分利用通用微機已有軟硬件資源和分享計算機領域的最新成果，如大容量存儲器、高分辨率彩色顯示器、多媒體信息交換、聯網通訊等。此外，以通用微機作為數控平臺還可獲得快速的技術進步，當PC機升級換代時，數控系統也可相應升級換代，從而長期保持技術上的優勢，在競爭中立于不敗之地。

目前，PC數控系統的體系結構有2種主要形式：（1）專用數控加PC前端的復合式結構；（2）通用PC加位控卡的遞階式結構。另外還有一種正在發展的數字化分布式結構。其方案是將由DSP等組成的數字式伺服通過以光纜等為介質的網絡與數控裝置連接起來，組成一完整的數控系統。這種系統雖然性能很好，但由于開發和生產成本太高，近期難以被國內廣大用戶所接受。我們認為，上述結構并不是符合中國國情的最好方案，適合中國國情的應是將所有數控功能全軟件化的集成式結構，因為這種結構的硬件規模最小，不但有利于降低系統成本，而且更重要的是可以有效提高系統的可靠性。

幾十年的經驗表明，可靠性好壞是國產數控系統能否發展的關鍵。雖然影響數控系統可靠性的因素很多，但過大的硬件規模和較低的硬件制造工藝水平往往對可靠性造成最大的威脅。以往，國產數控系統在總體設計時由于種種原因的限制，不得不選用技術指標不太高的普通CPU，這樣，為完成數控的復雜功能往往需要由多個CPU來組成系統，有時還需另加一些專用或通用硬件電路來實現數控系統的一些高實時（如細插補、位置伺服控制等），從而造成系統硬件規模龐大。對于數控系統這種批量不大的產品，在國內現有工藝條件下，很難從硬件制造的角度保證系統的可靠性，因而使得國產數控系統在生產現場的表現不佳，對國產數控系統的形象和聲譽造成嚴重影響，使得不少用戶現在還心有余悸。

因此，我們在開發新型數控系統時，應優先選用新型高性能CPU（如高主頻的PentiumII、PentiumIII等）作為系統的運算和控制核心，并盡量用軟件來實現數控的所有功能。這樣，可大幅度減小系統硬件的規模。此外，還應在軟件設計、電源設計、接插件設計與選用、接地與屏蔽設計和施工等方面采用強抗擾高可靠性設計與制造技術，從而全面提高系統的可靠性。

由于一個新型高性能CPU可以代替數十個普通CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平臺上不僅可以完成數控系統的基本功能（如信息處理、刀補計算、插補計算、加減速控制等）和開關量控制功能（內裝PLC），而且還可以完成伺服控制功能。這樣，以前由DSP完成的數字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量變換控制等）均可由PC中的CPU完成，從而實現內裝式伺服控制，這不僅有效縮小了數控部分的硬件規模，而且還大幅度縮小了伺服控制部分硬件規模。

這種具有內裝PLC和內裝伺服控制的全軟件化集成式數控系統，其硬件規模將達到最小化，整個數控系統除一個PC平臺外，剩下的只有驅動機床運動的功率接口和反饋接口。這既有效提高了系統可靠性，又消除了信息傳遞瓶頸，提高了系統性能，同時還可顯著降低系統成本，使系統（包括電機）售價將可降至現有數控系統的一半左右。顯然，這種高性能、高可靠性、低成本的新型數控系統將具有極強的競爭力，有望為開創中國數控的新局面作出貢獻。

此外，集成化PC數控系統還有一大優點，就是容易實現開放式結構。這是因為，這種系統的硬件本身已經是完全開放的，構成開放式數控系統的工作完全在軟件上，只要制定好標準和協議，從信息處理、軌跡插補、加減速控制、開關量控制到伺服控制都可以實現開放，從而可大大方便用戶的使用。

2.2推進數控功能部件的專業化生產

解決數控系統問題后，如何實現數控機床的模塊化設計與制造便是我國機床制造企業快速響應市場需求，在競爭中獲勝的另一關鍵。要實現數控機床的模塊化設計制造，必須解決數控機床功能部件的專業化生產問題。目前我國在這方面離實際需求還有相當大的差距。因此，在今后的若干年內，我們必須大力促進數控機床功能部件的開發和專業化生產。其要點如下：

(1)新型永磁電主軸單元電主軸已成為國際市場上最熱門的數控機床功能部件。但目前這類產品幾乎都為感應異步型，存在以下突出問題：①轉子上存在繞組，有大電流流過，因此轉子發熱嚴重，直接影響主軸精度；②低速出力小且轉矩脈動大，難以滿足寬范圍切削要求；③效率和功率因素低，不僅電機體積和重量大而且要求逆變器容量大、耗能多；④控制系統復雜、成本高。

因此，利用我國稀土永磁材料的優勢，開發新型大功率、高效率、寬調速范圍永磁同步型交流電主軸單元，將可有效解決現有電主軸存在的問題，形成具有中國特色的新一代電主軸產品。由于永磁電主軸的機械結構和控制系統都較感應異步型電主軸簡單，因此易于進行專業化大規模生產。當然，這還要攻克主軸支承（陶瓷軸承、流體動靜壓軸承、磁懸浮軸承）技術、高精度高速動平衡技術、高速驅動、檢測與控制技術、高可靠性安全保證技術等關鍵技術。

(2)廉價的高性能伺服系統目前，一套進給交流伺服系統（驅動器+電機）的價格一般都在萬元以上，主軸伺服系統的價格高達數萬元，已成為降低國產數控機床成本的一大障礙。因此，應配合新型集成化國產數控系統的發展，大力開發廉價的高性能內裝式伺服系統。由于內裝式伺服的硬件部分只有電機和功率接口，充分利用我國的永磁資源優勢，通過專業化生產可以把電機的造價降下來，而采用智能化的IPM模塊作為功率接口也很便宜，因此將內裝式進給伺服的價格控制在數千元以內，將內裝式主軸伺服的價格控制在2萬元以內，將是完全可能的。

(3)直線交流伺服系統直線交流伺服系統是下一世紀數控機床不可缺少的功能部件，目前我國還沒有成熟產品，因此應加強研究、開發和推廣應用。考慮到常規機床的防磁問題較難解決，而并聯機床的防磁相對容易，因此可為常規結構機床開發感應異步型直線電機，為并聯結構機床開發永磁同步型直線電機，從而揚長避短，構成符合實際應用要求的新型高速高精度進給系統。在此基礎上，可進一步開發將驅動與支承合二為一的磁懸浮工作臺。

(4)零傳動數控轉臺與擺頭數控轉臺與擺頭是多坐標數控機床的關鍵部件，傳統的采用高精度蝸桿蝸輪等傳動的轉臺與擺頭不僅制造難度大、成本高，而且難以達到高速加工所需的速度和精度，因而必須另辟蹊徑開發新型零傳動（無機械傳動鏈）數控轉臺和擺頭，以促進我國高速高精度多坐標數控機床的發展。

(5)高速高精度檢測裝置高速高精度是下世紀數控機床發展的主題，這不但需要高性能的控制和驅動，同時還需要高品質的檢測環節，因此應在現有技術基礎上，進一步開發0.1μm以上精度的高速(60m/min以上)線位移傳感器和100萬脈沖/r的角位移傳感器，此類技術國外對我國是封鎖的。

2.3加速數控機床的全國產化，打好市場翻身仗

數控產業化的最終成功將體現在數控機床的全國產化和市場占有率上。在上述總體戰略指導下，采取抓兩頭（低價位數控機床和高速高效數控機床）、帶中間（普通數控機床）、促重型（重型關鍵裝備）的方針，將是在國內市場上快速收復失地，在國際市場上穩步進軍，最終打贏國產數控機床市場翻身仗的一種有效戰術和策略。關于普通數控機床的發展已有許多文章作了專門論述，因此下面僅就低價位數控機床、高速高效數控機床和重型數控機床的發展問題作一討論。

(1)大力發展低價位數控機床低價位機床是功能滿足用戶要求(無功能浪費)、技術指標適中、可靠性好、價格便宜的普及型數控機床。這類機床已成為國際市場上數控機床的發展趨勢之一，也是國內眾多用戶渴求的產品，其市場前景相當廣闊。然而，如果采用國外數控系統（包括伺服）按照傳統思路來發展低價位機床，是很難將價格降至廣大用戶所能接受的水平的。因此，采用本文提出的新型集成化國產數控系統來發展高性能的低價位數控機床，將是一條最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此構成的全國產普及型數控車床的售價完全可以控制在10萬元以內，三坐標數控銑床可控制在15萬元左右，加工中心可控制在20萬元左右。此價位的國產數控機床將是具有較強競爭力的。

(2)加速開發高速高效數控機床高速高效是數控機床發展的另一大潮流。發展高速高效數控機床的技術途徑可有以下幾條：①通過提高切削速度和進給速度，從而達到成倍提高生產效率，有效提高零件的表面加工質量和加工精度并解決常規加工難以解決的某些特殊材料（如鋁鈦合金、模具鋼、淬硬鋼）和特殊形狀零件（如復雜薄壁零件）的高效加工問題。②通過工藝復合，減少工件的安裝次數，有效縮短搬運和裝夾時間。例如，將五面五軸加工中心與立車復合構成萬能加工中心，可實現一次裝卡完成零件的大部分（或全部）加工。③采用高速高精度圓周銑加工孔和以螺旋軌跡插補實現不鉆底孔的直接攻絲等新加工方法，大幅度減少換刀次數，提高加工效率。④為數控機床開發智能尋位加工功能，消除對精密夾具和人工找正的依賴，有效縮短單件小批加工的準備時間。

在我國現實條件下如果沿用傳統思路是難以實現上述途徑的，因此，必須立足國情，結合實際勇于創新，大膽探索新的道路。考慮到常規數控機床在總體結構上基本上采用工件和刀具沿各自導軌共同運動的方案，一方面由于機床傳動環節剛性不足和導軌中的摩擦阻力較大，使運動部件難以獲得高的進給速度；另一方面由于工件、夾具和工作臺的總質量比較大，使之難以獲得高的加速度。此外，傳統機床結構是一種串聯開鏈結構，組成環節多、結構復雜，并且由于存在懸臂部件和環節間的聯接間隙，不容易獲得高的總體剛度，因此難以適應高速高效加工的特殊要求。為此，開發國產高速高效數控機床時，可采用工件固定，以直線電機組成并聯短鏈直接驅動主軸和刀具運動、將高速高精度傳動與高剛度支撐合二為一的適合于高速高效加工中心的新型結構。采用該結構的高速高效數控機床不但速度高、剛度高，如果在傳動與控制上處理得當，可以達到比常規機床更高的加工精度和加工質量，而且具有機械結構簡單，零部件通用化、標準化程度高，制造成本低，易于經濟化批量生產等顯著優點。因此，沿此思路發展高速高效數控機床將是一條符合國情、易于取得成功的道路。

(3)突破重型數控機床的設計制造技術重型數控機床（特別是多坐標重型數控機床）是國民經濟和國防生產中的重大關鍵設備，屬于戰略物資，真正先進的重型數控機床國外是不可能賣給我們的，因此，在我國下世紀數控產品的發展中必須依靠自己的力量進行解決。發展重型數控機床必須有過硬的基礎，我們在數控機床國產化的進程中應不斷總結經驗，加強基礎技術和關鍵技術研究，充分發揮我國產學研相結合的優勢，各部門通力合作、共同努力，爭取在下世紀初取得突破性進展。

目前，在發展重型數控機床中除需加強基礎理論研究外，還應加強其關鍵技術研究。例如，重型機床的控制就是需要加以特殊解決的關鍵問題。因重型機床加工的工件特別昂貴不允許報廢，為了確保機床工作可靠，在數控系統中可采用雙（或多）CPU冗余工作方案，以確保運算和控制的絕對正確，并在出現故障時自動診斷、自動修復或自動替補，確保加工不出問題。此外，在電源上可采取雙蓄電池供電的全隔離供電方案，即一組電池在給系統供電時，可對另一組電池進行充電，電網與控制系統是完全隔離的。這就徹底消除了重型車間中電網電壓波動厲害、干擾嚴重對數控系統造成的影響，從而有效保證系統的可靠性。又如，重型數控機床的驅動也是一大關鍵問題。當行程長度超過5m，普通滾珠絲桿就難以勝任大負荷的傳動，因此目前一般采用預加負載的雙齒輪-齒條機構、靜壓蝸桿-蝸母條機構、四足（或雙足）爬行進給機構等來實現長行程傳動。但這些方案存在結構復雜、速度和加速度低、動態性能差、難以達到高精度、維護保養復雜等問題。為此可發展陣列式高效直線電機直接驅動技術和空間并聯機構驅動技術，以新的途徑來解決重型數控機床的高速、高精度驅動問題。除此之外，機床結構的優化設計、長行程精密檢測、重力變形補償、切削力變形補償、熱變形補償等也是重型數控機床中必須解決的關鍵問題，必須予以充分重視。

3結語

制定符合中國國情的總體發展戰略，確立與國際接軌的發展道路，對21世紀我國數控技術與產業的發展至關重要。本文在對數控技術和產業發展趨勢的分析，對我國數控領域存在的問題進行研究的基礎上，對21世紀我國數控技術和產業的發展途徑進行了探討，提出了以科技創新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術支持和服務為后盾，堅持可持續發展道路的總體發展戰略。在此基礎上，研究了發展新型數控系統、數控功能部件、數控機床整機等的具體技術途徑。

我們衷心希望，我國科技界、產業界和教育界通力合作，把握好知識經濟給我們帶來的難得機遇，迎接競爭全球化帶來的嚴峻挑戰，為在21世紀使我國數控技術和產業走向世界的前列，使我國經濟繼續保持強勁的發展勢頭而共同努力奮斗！

參考文獻

1楊皖蘇，嚴鴻和.機械科學與技術,1997，26(4):1～6

篇9

關鍵詞：數控技術；數控加工；UG；先進制造技術

1引言

數控技術在工業加工中屬于先進的零部件加工技術，而技術的先與否能直接影響著國家在國際上工業加工的重要地位，同時其水平的高低也作為先進制造技術的核心，關系到國家戰略地位和體現國家綜合國力的重要基礎性產業，其水平高低是衡量一個國家制造業現代化程度的核心標志，因此加工機床及生產過程數控化，己經成為當今制造業的發展方向。

2數控技術的發展趨勢

（1）模塊化、專門化與個性化。為了適應現今數控機床自身的特點，對其機床進行模塊化，并對其數控功能予以功能化。為了提升數控機床的操作技術能被廣泛的應用，在實際的工作中，應對機床自身技術的出售價格進行合理的制定，進而實現機床性能的優化。另外，硬件中各組件的模塊化能為實現工業數控系統標準化起到促進性的作用。按照實際不同功能方面的需求，把基本模塊的型號進行統一，通過這種積木形式的改進，進行功能方面的修正，能實現適當的裁剪，并使得機床當中模塊的相應得到控制，進而形成不同檔次機床加工系統。（2）智能化。該方面的內容主要指的是擬人智能，在數控機床加工的系統進行適當的處理，能在很大程度上增強機床自身的性能。智能化的數控機床加工系統在實際的作業中，通過對加工精度進行適當的檢測和建模，根據實際的加工狀況制定實現加工和成產目標的決策，對加工原料進給速度和切削深度的工藝參數予以控制，能促使機床的實際加工保持在最好的狀態，這樣不僅能提升加工的速度和質量，同時為機床后續的維修和養護提供了的重要的保障。（3）網絡化和集成化。在科學技術迅速發展下，工業加工和生產逐漸趨向網絡化發展，通過自動化系統和移動網絡通信技術的充分結合，為遠程控制機床的生產和加工提供了重要的保障。網絡數控機床系統在實際應用的過程中，在信息技術的輔助下，能對正在工作和即將工作的機床進行遠程控制。不僅如此，在實際的工作中，還能實現對機床故障的檢測和維修，采用網絡化和集成化的技術之后，能為機床加工工廠降低一大部分的支出費用。（4）開放化。具有高性能和超高性價比的開放化系統的研究，其重要的部分是將NC本身與分布式DNC的信息控制系統進行充分的結合。現階段，國內的廣大數控機床系統的研究人員對開放化的系統進行開發，其中以型號為華中I型具有強的代表性，其主要利用工業當中PC機當中適配器卡的系統結構，其主要的建設基礎是通用32位型號的工業PC機與DOS平臺當中的開放形式體系結構為依據，在實際應用中具有較好的模塊化與層次化的優勢。（5）高速、高效、高精度、高可靠性發展方向。在現今的工業領域中，高速與高效的機床系統正向著高速化進行發展，在近幾年的發展中可以看出從精密加工到超精密加工發展中耗費的時間較短，而加工的精準度也得到逐步的升級。高可靠性性能的機床在相對惡劣的環境下，能實現正常工作。這樣的特點，在未來的發展中將是重點的發展趨勢。

3應用UG軟件設計與制造

UG屬于現今走在先進前列的加工控制軟件，該軟件能從事概念方面設計、工業產品的設計工程仿真等領域當中。（1）UG軟件的CAD功能。UG軟件CAD模塊的建模方式是一種復合形式的模型建立，其優勢是在設計的各個環節中，能提供較強的靈活性。并在實際操作當中為機床系統提供支持不同操作工具。在操作和作業的過程中，使用的終端用戶能按照最初的設計方向，進行模型的建立。并能搭建其參數化的加工模型，終端用戶能通過編輯的相應參數對模進行不斷的修改，進而獲得最終的版本。UG系統軟件能夠提供便捷的操作方式，充分的集合了傳統機床加工和參數化。有些時候只有一個簡單的線框模型就足夠了，不需要構建復雜的約束實體模型。不過，建模模塊在實際應用的過程中，還提供了不同形式參數化建模形式，并具有傳統實體形式的建模能力，在應用之后，能增強建模的簡便性和易操作性。（2）零件信息模型建立。零件信息模型建立模塊首先利用UG的CAD功能模塊完成零件造型。由于加工工藝設計需要加工工藝信息，而UG的CAD功能中不能實現在實體造型時加入加工特征信息，所以使用CAD功能擴展把加工工藝信息以屬性的形式添加到零件模型當中。CAD功能擴展是通過UG軟件的二次開發功能實現的。零件信息模型是為加工工藝設計和刀具軌跡提供必要的零件信息，它是通過零件信息識別功能從CAD的零件造型和CAD功能擴展提取出這些必要的零件信息的。零件信息識別是通過UG軟件的二次開發功能實現的。國內外對于零件信息識別進行了很多的研究，現在多數采用特征識別，特征識別要求CAD系統必須能夠進行特征建模或者通過一定的特征識別算法來識別加工特征。特征識別在回轉體零件的識別上已經有成功的例子，但它對非回轉體的識別還有一定的局限性，難以滿足零件信息處理的要求。（3）加工工藝設計。在使用先進加工技術之后，能獲得機床加工數據，主要的方式以下兩種：1）在本系統的輔助下，利用創成的成型的工藝設計模式，得到工藝數據，在實加工的過程中可以自動的形成加工工藝。其先通過對將要加工零件屬性的識別，從這些信息中篩選出能支撐零件加工的信息模型，并作為工藝實際邏輯決策樹的依據，在加工之前，對工藝決策的可行性進行推理。進而生成工藝數據，主要以關系表的形態存儲到數據庫當中。還提供了工藝修改的相應功能，能對自動形成的工藝規劃予以適當的調整。2）自動編程模塊需要加工工藝數據，能從其它CAPP系統中讀取或手工輸入。工藝數據庫中包含了進行工藝決策時使用到的工藝知識，這些知識可以使用數據庫來進行表示，如刀具、進給量、切削速度信息等。工藝決策邏輯以決策樹的形式表現，決策樹包含工藝決策、工具選擇、切削用量選擇等知識，如確定工序、工步的內容及順序的規則、選擇刀具、進給量、切削速度的規則。加工工藝設計是基于工藝決策可以自動生成工藝規程，同時為了使整個系統有更強的實用性，對生成的工藝規程可以進行修改，使生成的工藝規程更加合理。加工工藝設計模塊中的工藝決策雖然沒有采用專家系統型進行推理，但在設計過程中，借鑒了許多專家系統的技術，如知識的表示、框架推理等，這樣使工藝決策的表達和描述都非常的方便和清晰。加工工藝設計模塊的工藝決策是基于框架推理以決策樹的形式進行的，其過程包括確定毛坯、確定表面的最終加工方式、制定工藝路線、工藝設計等。（4）UG軟件編程加工。數控自動編程模塊從數據庫中提取零件信息模型、加工工藝設計所提供的信息，在建立毛坯模型、刀具模型的基礎上，構造UG的加工環境，應用刀具軌跡決策自動完成刀具軌跡生成。然后進行刀具軌跡仿真，在加工過程仿真無誤后，通過利用針對使用機床的后置處理文件輸出適合該機床NC代碼。1）刀具軌跡的自動生成。刀具軌跡的自動生成利用內部接口，工工藝信息，包括加工工序、刀具信息、從加工工藝設計模塊中讀取加切削參數、加工方式、加工對象幾何體等，調用UG內部函數設置加工環境配置和設置，創建操作對應的程序，把從加工工藝設計模塊中讀取到的切削參數賦給操作對應的切削參數選項，最后創建出刀具軌跡。2）刀具軌跡的切削仿真。對于已經生成的刀具軌跡，可以進行實體形式的切削仿真，讓用戶在圖形方式下更直觀地觀察刀具地運動過程，以驗證各刀具軌跡參數設置的合理性。實體形式的切削仿真可以對工件進行比較真實的模擬切削，通過切削模擬可以提高程序的安全性和合理性。切削仿真以實際加工的時間并且在不造成任何損失的情況下檢查零件過切或者未切削到位的現象，通過實體切削模擬可以發現在實際加工過程時存在的某些問題，以便編程人員及時修正，避免工件報廢。通過實體切削模擬還可以反應加工后的實際形狀，為后面的程序編制提供直觀的參考。3）刀具軌跡的后處理。CAM過程的最終目的是生成一個數控機床可以識別的代碼程序。數控機床的所有運動和操作是執行特定的數控指令的結果，完成一個數控加工一般需要連續執行一連串的數控指令，即數控程序。手工編程方法根據零件的加工要求按照所選數控機床的數控指令集編寫數控程序，直接輸入到數控機床的數控系統中。自動編程方法則不同，經過刀具軌跡計算出來的是刀位文件，而不是數控程序，因此，需要設法把刀位源文件轉換為特定機床能執行的數控程序，輸入數控機床的數控系統，才能進行零件的數控加工。把刀位源文件轉換成特定機床能執行的數控程序的過程稱為后置處理。

參考文獻：

[1]謝國明,曾向陽.UGCAM實用教程[M].北京:清華大學出版社,2003.

[2]趙波,龔勉,屠建中.UGCAD實用教程[M].北京:清華大學出版社,2004.

[3]王隆太.先進制造技術[M].北京：機械工業出版社,2003.

[4]陳曉英等.UG軟件在數控加工中的應用[J].機床與液壓,2006(01):64-66.

篇10

論文摘要：數控系統確保了數控機床具有高精、高速、高效的功能。本文論述了國內外數控系統的發展現狀，以期對我國數控系統發展有所幫助。

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

[2]肖明.從EMO 2009看現代數控系統技術發展[J]，機械工程師，2009第4期：13-16