高档数控机床的作用范文

前言：我们精心挑选了数篇优质高档数控机床的作用文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

在“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项(04专项)的推动下，我国高档数控机床近几年得到快速发展，航空航天、船舶等高端制造业作为用户企业，在促进我国高档数控机床发展中发挥的重要作用也得到业内专家的广泛认可，紧密结合用户企业的未来需求成为我国高档数控机床产业化及批量应用的重要保障。

制造业是推动经济发展的发动机，而数控机床作为现代制造业的关键核心装备，其发展一直受到国家和相关行业的高度关注。近些年随着我国经济社会的快速发展，我国机床行业有了长足的进步，产业规模、产品质量和系列规格都有了很大提升，而国民经济发展中急需的高档数控机床过度依赖进口的局面已有所改善[1]。

受累于低迷的世界经济形势，我国机床行业从2011年下半年进入下行状态[2，3]，在国产数控机床行业总产值及利润纷纷下滑的情况下，高档数控机床的需求却稳步上升[2，3]，成为我国机床行业当前发展的一大亮点，高档数控机床也成为我国机床行业推进产业结构调整、实现转型升级的重要着力点。在“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项(04专项)的推动下，我国高档数控机床近几年得到快速发展，航空航天、船舶等高端制造业作为用户企业，其在促进我国高档数控机床发展中发挥的重要作用也得到业内专家的广泛认可，紧密结合用户企业的未来需求成为我国高档数控机床产业化及批量应用的重要保障。

我国数控机床行业的发展现状

经过多年发展，我国数控机床行业的产业规模、产品类型及应用领域等都有了长足进步，而在04专项的支持下，通过数控机床制造企业及机床用户企业的共同努力，我国的高档数控机床也有了较大发展，已在我国航空航天、船舶、汽车、发电等高端制造业得到初步应用。

我国机床行业近年来产业规模大幅增加。“十一五”期间，金切机床行业工业总产值年平均增长率达23.6%，2010年达1306亿元人民币，并在2011年达到1542.9亿元人民币的历史最高点，其中数控机床的发展速度更快，数控机床产量占金切机床总产量的比重由2005年的13.2%提高到2010年的29.6%，国产数控机床产值市场占有率也在2010年达到56.7%[1]。

在高档数控机床方面，随着04专项的深入实施，一大批数控机床关键制造技术得到突破，多种构型的国产五轴联动及复合加工机床实现了在用户生产现场的小批量应用，广泛用机结构件、大型水轮机叶片等多种复杂零件的加工，加工材料涵盖了铝合金、钛合金、不锈钢、复合材料等。以国产高档数控机床在中航工业成飞公司的应用为例，成飞公司现装备6台国产五轴联动数控机床，故障率比国外同型机床稍高，但已基本满足飞机结构件批量加工。

五坐标数控龙门机床方面，济南二机床集团有限公司的XKV27系列龙门移动式五轴联动镗铣床(图1)，配备大扭矩机械式A/C双摆角数控万能铣头，工作台面宽度可达5m，长度可达40m，已在鞍钢重型机械有限责任公司、上海航天设备制造总厂应用。中航工业北京航空制造工程研究所的G52560ABJ五坐标数控龙门铣床配备A/B摆角式机械主轴头，适用于钛合金、合金钢等复杂飞机结构件加工，目前已在中航工业成飞等多家飞机制造企业应用。

五坐标立式加工中心方面，以沈阳中捷的VMC25100U(图2)、中航工业北京航空制造工程研究所的V51030ABJ为代表的国产五坐标立式低速加工中心(A/B摆角)已在中航工业成飞用机钛合金零件加工，除部分指标及整机可靠性略低外，这两款机床的零件加工能力与Rambaudi公司的1201机床接近，基本满足钛合金航空结构件的五轴加工需求。

五坐标桥式机床方面，中航工业北京航空制造工程研究所的B52580E桥式五坐标高速数控龙门铣床工作台尺寸为2.5m×8m，主轴转速达到24000r/min，已有多台在我国航空制造企业应用。济南二机床集团有限公司的XHSV25系列机床配备大功率、高转速双摆角数控万能铣头，工作台面最大宽度可达5m，长度最大可达30m，已在航天二院二八三厂应用。车铣复合机床方面，北一机床的XKA28105X300超重型数控龙门车铣复合机床已在哈尔滨汽轮机有限公司投入使用。

数控系统方面，中高档数控系统的开发和生产取得明显进展，部分国产数控系统已配套五轴联动数控机床。04专项通过设立国产数控系统成套装置研制课题，已初步解决了高档数控系统的多通道、多轴联动、绕刀具中心旋转、静态误差补偿等技术难题，开发了与数控系统配套的伺服驱动及电机等硬件，形成了系列化产品。典型如华中8型、广数GSK25i、沈阳高精GJ400数控系统等，上述数控系统已配套多台04专项支持的中高档数控机床，部分已投入实际现场应用。

数控机床功能部件方面，形成了一批具有自主知识产权的功能部件，部分性能指标已接近国际先进水平。在04专项支持下，国产功能部件已突破高速主轴、高速滚珠丝杠、重载直线导轨、数控转台、刀库与机械手、A/C双摆角数控铣头等研制。尤其是作为五轴联动数控机床关键功能部件的双摆角铣头，如济南第二机床集团研发的A/C双摆角数控万能铣头(图3)，可配备机械主轴和电主轴，其中机械主轴扭矩达2200N·m，转速1600r/min，电主轴扭矩73.8N·m，转速24000r/min，这两类铣头已配备多种构型的数控机床。

国产高档数控机床发展需解决的主要问题

我国数控机床行业已基本解决高端产品的有无问题，但产业结构、产品结构与市场需求的矛盾尚未得到有效缓解，仍面临主机大而不强，高档数控系统和关键功能部件发展滞后，技术服务能力不足等问题。

国内机床行业近几年的快速发展以中低端产品的产能扩充为主，高档数控机床的研发投入不足，导致我国机床行业存在主机大而不强的问题，这也是近两年受全球金融危机影响，我国大部分机床企业产值、利润不断下滑的主要原因。推进高档数控机床的产业化，提高国产高档数控机床在国家重点行业的占有率，是我国机床行业摆脱当前困境，实现产业结构调整及转型升级的关键，为此，我国机床企业在发展高档数控机床的过程中需解决以下问题：

(1)国产高档数控机床可靠性和性能稳定性较差。目前已投入实际生产应用的国产高档数控机床一般采用国外进口的数控系统和关键功能部件，在加工性能方面与进口机床没有太大差距，但机床辅助部件故障率较高，直接推高了整机的故障率。此外，由于部件装配和调试技术水平不足，国产机床的精度、动态特性等比国外机床稍差，且上述性能在应用过程中的下降速度要高于国外机床。

(2)国产高档数控系统及关键功能部件等主机配套产品还有待加强。近年来，国内数控系统厂以西门子、法拉克等国外高档数控系统为对标，在多轴联动加工、绕刀具中心旋转(RTCP)、误差补偿等方面进行了大量的功能开发，但仍与国外高档数控系统存在差距，体现为机床的加工精度无法满足要求。功能部件方面，以高速主轴、A/C双摆角数控铣头为代表的关键功能部件已实现研发突破，但仍停留在小批生产阶段，还缺乏在生产现场的批量应用。

(3)针对用户加工工艺需求的技术服务能力不足。国外数控机床企业很早就针对用户的具体加工对象，提供包括机床、典型工艺方案及切削参数等在内的一揽子解决方案，由于用户采购高档数控机床一般针对实际零件加工需求，这种围绕产品加工需求的全套解决方案受到用户的普遍欢迎，这也是国外高档数控机床在国内热销的重要原因。目前，国内机床企业由于缺乏对用户产品加工工艺的了解，目前还无法提供全套解决方案，提供的技术服务也只针对机床本身，影响了国产机床在用户现场的应用效果。

航空制造业未来发展对国产高档数控机床的需求

高档数控机床的发展往往由被加工对象的加工工艺及用户生产需求拉动，飞机结构件作为飞机的主承力部件，具有形状复杂、加工精度要求高、材料利用率低等特点，需要五轴联动加工，一直是高档数控机床研制和应用的主要落地对象。随着现代飞机性能的不断提升，飞机零件正朝着整体化、大型化、复杂化、高精度、新材料大量应用等方向发展，同时，数字化制造技术在航空制造企业应用逐步深入，产品加工需求及用户企业的技术发展对数控机床提出了新需求：

(1)大型高精度数控机床及五轴联动卧式加工机床。当前，部分大型飞机结构件的长度已接近20m，零件表面精度达到Ra1.6，促使加工设备向着大型化、高精度方向发展。德国DST公司的FOGS系列高精度五坐标数控龙门铣床，基于西门子840Dsl系统开发了用于机床空间误差的自动检测及补偿的KMS(KinematicManagementSystem)系统，并对机床工作区域恒温控制，使机床在2.5m×9m×1.5m的工作空间内定位精度达到1.6μm/m3。此外，飞机结构件加工的材料去除率达95%以上，立式加工时，高速切削产生的大量切屑极易堆积在零件表面，造成零件的二次切削，影响零件加工质量，卧式机床以其排屑性好、具备FMC(柔性制造单元)功能等特点，在飞机结构件加工中的应用已越来越多，未来飞机结构件加工中卧式机床所占的比例将进一步提高。

(2)钛合金高效及复合材料加工机床。目前，钛合金和以碳纤维为代表的复合材料在现代飞机中所占的比例大幅提高，如A350、波音787的复合材料比例已经超过50%。在铝合金高速加工已基本解决的情况下，钛合金、复合材料加工将成为未来航空制造企业的主要任务。由于切削性能差，钛合金的切削效率一直很低，如何实现钛合金的高效加工是当前航空制造企业面临的一大难题，需要在高效加工设备、刀具、工艺方案等多方面入手，而高效加工设备是基础。复合材料加工主要需解决污染问题，与金属材料不同，复合材料(如碳纤维、蜂窝等)在高速切削时会产生大量粉尘，对人体及机床造成伤害，因此，航空制造企业适于复合材料加工、防护性能良好的数控加工设备有着迫切的需求。

(3)自动化生产系统以及满足数字化制造需求的设备新功能。为提高生产效率、降低零件加工质量风险，包含运输、加工、清洗、烘干及测量等功能的自动化生产系统已出现。目前国外航空制造企业已大量应用柔性生产线，国外部分航空制造企业在碳纤维蒙皮加工中已采用集成传输、加工、清洗、烘干及测量等功能于一体的自动化生产系统，大幅提高了零件加工效率，保证了零件加工质量。此外，数字化制造需要实时监控机床状态，从机床实时采集零件加工及机床状态数据，这要求机床具备刀具自动测量、状态自动监控、零件在线测量等功能，并可与用户企业网络互联互通。

上述目标的实现都离不开机床企业和用户企业的密切合作，需要继续坚持04专项提倡的“产学研用”研发模式，尤其是示范应用的方式(图4)。通过梳理专项前期重点成果，根据市场需求集中力量在重点用户建立“应用示范基地”，充分发挥用户的数控加工工艺技术优势以及设备应用经验，弥补我国机床企业在这些方面的不足，以在用户实际生产现场“应用”的方式验证并开发适应于用户需求的新功能，最终达到完善专项成果，推进国产高档数控机床在国家重点行业批量应用，提高国产高档数控机床市场占有率的目的。

第2篇

关键词：科学技术；机械制造业；现代数控机床；发展情况；策略

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2012）17-0176-01

0 绪言

机床是世界先进制造技术与制造信息结合的重要元素，并且是机械制造业发展的重要环节与工具。所谓数控机床，指的是在数字化控制下，能够在尺寸精准与几何精准两个方面制造毛坯零件加工中需要立体几何形状的工作母机的总称。与传统的数控机床相比，现代数控机床具有高效、高精度等特征，解决了原来数控领域难以解决的问题，保证了加工零件的质量，并且降低了数控工人的工作强度，进而提升了生产效率。发展数控机床技术是我国实现工业现代化的基础工作，并且也是机械制造产业改革的必经之路。而随着科学技术的不断发展，我国的数控机床技术也取得了明显的成果，但是依然存在一些问题，就需要我们去改进与创新。

1 我国数控机床技术发展现状与问题

机床产业是我国经济发展的基础，而其中的装备制造业又是工业发展的核心。我国将发展高档数控机床技术作为新时期十六个科技创新项目之一，尤其在我国政府的大力支持下，我国的数控机床领域有了重大的研究突破，并且研发出了一批具有我国自主知识产权的数控机床技术。

第一，在中高档数控机床方面有了重大突破。我国在近几年开发出了大型、五轴联动的数控加工机床与其他大批的专业化高效率数控机床，并且建立了大批的中档数控机床核心产业基地。

第二，核心功能部位的制造水平提高。随着科学技术的发展，我国制造的数控机床的部分性能已经接近了国际的指标，达到了制造的先进水平。我国相应开发出了高速主轴单元、重载直线导轨等高性能的核心数控部件样机，而其中有些部件已经开始小批量的生产，获得了不错的反响。

第三，部分中高档数控机床系统开发应用取得一定成果。我国的数控领域通过自主研发与其他国家相互合作，在部分中档数控机床技术领域取得了明显的成果，能够初步解决远程数据等传统机床出现的技术难题。

然而我们看到了我国数控机床取得的明显成果，也要正视依然存在的问题：

第一，我国高档数控机床供应能力较弱。虽然我国的数控机床领域在近几年得到了显著的发展，并且工作效率也明显提高。但是我们依然可以看到机床消费与生产结构之间的矛盾，而随着我国工业发展，对中高档数控机床的需求远远超过了低档的需求，但是我国高档数控机床依然需要从外国进口。

第二，自主创新能力较差。一直以来，我国的机床制造业都在行业内的研究所中进行，但是由于创新能力较差，技术投入不足，导致自主创新能力不高。虽然我国一直引进海外技术，并且购买了许多先进的数控技术，但是由于缺乏基础性的研究技术，因此难以汲取先进技术为己用。

2 我国数控机床发展创新策略研究

第一，提高自主开发与创造能力。面对我国这个工业大国，我们必须要提高机床产品的创新开发力度，要实现核心技术与功能部件的有机结合，以研发高档数控机床为主要目标，提高整个数控产业化的水平。加强我国数控技术基础研发理论的研究以及数控应用软件的科研，改革行业标准，为我国数控机床领域发展奠定基础。

第二，将数控功能部件作为基础，核心共性科学技术作为支撑力量。我国的数控系统与功能部件等基础研究方面是弱项，并且成为阻碍我国数控机床领域发展的一大障碍，因此我们必须要提高专业化程度与自主研发能力。数控技术的发展与自主创新能力的提升需要依靠数控核心技术的掌控，并且依靠数控核心共性技术的支撑作用。我们都知道基础技术的研究是提高整个数控产业水平的基础与保障，也是机床设计中的核心与关键之处，这对于我国数控机床领域跨出一大步具有重要的作用。

第三，引进先进技术，与先进国家合作。我们可以向西方具有先进技术的国家吸取经验，并且以市场来换技术，与跨国公司进行合作，实现数控主流产品的高起点与专业化发展模式。对引进的先进技术，要充分吸收，实现创新，满足用户的多种需求。

3 结语

随着我国工业化进程的大踏步前进，数控机床领域的发展也是迅猛飞进的，并且朝着高效、高速、网络化等方向发展。在近几年我国政府注重对数控机床的投入资金与研发力度，并且取得了巨大的成效。但是纵观我国数控机床技术，依然以西方先进国家存在较大差距。我们需要不断努力，加强对自主知识产权技术与创新产品的研发，进而满足我国重点工程的现代需求，缩短与先进国家的差距，实现我国数控机床领域的可持续发展。

参考文献

［1］张耀满，赵亮，蔡光起等.高速机床进给系统的性能研究［J］.机械工程师，2004，（05）.

［2］肖曙红，夏红梅，张伯霖.直接驱动进给系统模糊推理自校正控制的研究［J］.现代制造工程，2004，（07）.

［3］谢红，高健.加工中心的工作台和伺服进给系统设计［J］.现代机械，2002，（02）.

［4］邰晓辉.XK717数控铣床进给传动系统的动力学优化［D］.浙江工业大学，2006.

第3篇

为了夯实我国的工业之基，缩小我国数控机床领域与国际上的差距，2009年，我国正式启动实施“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项。8年多来，专项取得了丰硕成果，新增产值约706亿元，我国高端数控机床技术水平不断提高，重点领域国产制造装备生产制造支撑强劲有力，高档数控机床实现了国产化突围。

制造能力显著提升

通过对进口量大、市场需求面广的数控车床进行研发，我国机床企业拥有了可以与进口设备比肩的自主研发产品，设计制造能力得到提升

“在一台机床上，X轴的运动可以加工线条，加上Y轴可以加工面，有了Z轴可以加工一个立体的东西，但是这还远远不够。”机械科学研究总院院长王德成告诉笔者，“工业上往往要加工更为复杂的曲面，舰艇、飞机、火箭、卫星、飞船中许多关键零件的材料、结构、加工工艺都有一定的特殊性和加工难度，用传统加工方法无法达到要求，必须采用多轴联动、高速、高精度的数控机床才能满足加工要求。”

王德成所说的多轴联动是数控机床中一项关键技术，它可以实现在一台机床的多个坐标轴上同时运动，刀具或工件可在数控系统控制下同时协调运动，从而完成复杂形状的加工。虽然我国是当今世界第一制造大国，但是这样的高档数控机床缺乏，导致我国在高端制造领域受制于人。

“以前我国做不了五轴联动机床，所使用的数控系统也是国外制造的。曾经为了制造大型船只上的一个设备，许多厂商争先恐后抢着使用仅有的一台进口机床。而对于航空航天企业而言，国外高档数控机床不仅对我们限制进口，即使进口了，其数控系统也留有信息后门，对于国防安全是一个很大的隐患。”专项技术总师、中国工程院院士卢秉恒说。

随着我国航空航天、船舶制造、能源电力、国防军工、汽车和工程机械等行业的迅猛发展，对大型、重型、复合、高精度高档数控机床的需求急剧增加。改变高档数控机床领域掣肘的现状迫在眉睫。

对此，“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项重点对进口量大、市场需求面广的加工中心和数控车床的研发进行了部署。机床企业开发出了一大批适应市场需求的新产品，龙门式加工中心、五轴联动加工中心等制造技术趋于成熟，重型锻压装备性能接近国际先进水平，精密卧式加工中心形成具有自主知识产权的柔性制造系统核心技术。至“十二五”时期末，我国机床企业的产品设计制造能力得到显著提升，高档数控机床和装备的国际竞争力不断增强。

在高档数控机床领域，我国终于拥有了可以与进口设备比肩的自主研发的产品，8万吨大型模锻压力机和万吨级铝板张力拉伸机等重型锻压及数控冲压设备的成功研制，填a了国内航空领域大型整体成形技术空白；大型贮箱成套焊接装备成功应用于五号等新一代火箭研制，在航天领域建立了首条采用国产加工中心和数控车削中心的生产示范线，已应用于新一代运载火箭、对接机构、探月工程差动机构等100余种、10000余件关键复杂零部件的加工，取得了显著的经济效益和社会效益；数控锻压成形设备的产业化成效显著，其中汽车覆盖件冲压线国内市场占有率超过70%，全球市场占有率已超过30%，有力推动国产汽车装备自主化，并向美国成功出口9条汽车生产线。

技术标准逐步完善

我国机床行业形成一大批技术标准和规范，部分技术标准被列入国际标准，行业国际竞争优势显著增强，对产品研发提供有力支撑

“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项实施以来，行业技术水平明显提升。卢秉恒介绍，我国研制的精密卧式加工中心等30多类重点产品达到国际先进水平。其中，25米数控立柱移动立式铣车床是国家重大工程项目建设的急需、替代进口的高端产品，其技术参数、技术等级均处于世界领先地位，机床规格、承载重量世界最大，代表了国家高档数控重型机床最高水平。

最值得一提的是，我国机床行业的自主创新和可靠性水平提升显著，标准和技术规范逐步完善。通过专项实施，推动国内机床骨干企业联合高校、用户进行开发，积极组织数控机床可靠性评定国家/行业标准的编制并在机床行业内推广应用。机床主机平均无故障时间从专项实施前的400～500小时已普遍提升至1200小时左右，部分产品已达到国际先进的2000小时。

卢秉恒介绍，专项成果形成一大批技术标准和规范，部分技术标准受到国际同行重视，并被列入国际标准，行业国际竞争优势显著增强，对产品研发提供有力支撑，也对国家装备制造业持续发展能力的提升起到保障作用。

2016年底，我国自主提出的用于检测五轴联动机床精度的S形试件标准已通过国际标委会审定，成为我国在高档数控机床设计、检测领域的首项标准，实现了“零”的突破。

此外，专项实施8年多来，累计申请发明专利3956项，立项国家及行业标准407项，研发新产品、新技术2951项。在行业研究机构、重点企业建设了18项创新能力平台、部署了70个示范工程，培养创新型人才5500余人。

国产“大脑”补齐短板

数控系统实现了从模拟式、脉冲式到全数字总线的跨越，初步具备与国外同类产品的竞争能力，突破了制约我国数控机床行业发展的瓶颈

数控系统是机床装备的“大脑”，是决定数控机床功能、性能、可靠性、成本价格的关键因素，也是制约我国数控机床行业发展的瓶颈。而基础薄弱、“缺心少脑”一直是中国制造的短板。

专家表示，数控系统、伺服电机、伺服驱动等是制造装备最重要的关键基础部件。要实现“中国制造2025”的目标，形成“中国智造”的核心竞争力，离不开数控系统包括伺服驱动、伺服电机等关键技术的创新。

为了补齐短板，“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项部署实行全产业链布局，国产数控系统实现部分技术的原创超越。企业掌握了数控系统的软硬件平台设计与批量生产技术，在多通道、多轴联动、高速插补等关键技术指标方面达到国际主流产品技术水平。

通过专项的支持，我国数控系统实现了从模拟式、脉冲式到全数字总线的跨越，已初步具备与国外同类产品的竞争能力。高档数控系统、功能部件与主机产品配套研发，初步实现与高档数控机床的批量配套。据工业和信息化部装备工业司副司长罗俊杰介绍，2016年，数控机床专项支持研发的高档数控系统已累计销售1000余套，国内市场占有率由专项启动前的不足1%提高到了5%左右。

目前，国产高档数控系统已与10多类600多台高档数控机床配套，开始在航空航天重点企业示范应用。“功能部件企业产品质量水平稳步提高，品种系列不断完善，滚动功能部件检测装备从无到有，静刚度等关键技术指标和测试设备水平已跻身国际先进行列。截至目前，滚动功能部件在中高端数控机床市场占有率达20%，较2009年专项实施前提升4倍，品种满足度为80%。”罗俊杰说。

第4篇

关键词：数控机床；历史；发展趋势

一、引言

机床，作为“机器的机器”，从工业革命诞生以来，便被视为一个国家工业化的基础。机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素，是重要商品，又是决定一个国家生产力水平的关键要素。

二、数控机床的历史

20世纪中叶, 随着信息技术革命的到来，机床也由之前的手工测绘、简单操作性逐渐演变为数字操控，全自动化成型部件的数控机床。数控机床是一种高度机电一体化的产品，在传统的机床基础上引进了数字化控制，将以往凭借工人经验的操作变为数字化、可复制的自动操作。数控机床可以加工多品种小批量零件（降低规模化适用门槛）、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。目前，工业发达国家机床产业的数控化比率通常在50%以上，在日本和德国更是超过了70%。

我国真正的工业化进程起始于20世纪50年代。由于种种原因，我们错过了20世纪70到80年代的新型工业化大发展时期，导致我国的机械装备制造产业到现在为止仍然在赶超发达国家的阶段。自20世纪末开始，我国开始了大规模引进西方技术，同时在引进技术的基础上吸收、融合、创造，最终发展出我们自己的数控机床制造产业。这一时期，我国的整体制造业也开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步，机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。近年来, 我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强, 无论在精度、速度、性能, 还是智能化方面都取得了相当的成绩。

三、我国数控机床产业现状

目前，国内生产的数控机床可以大致分为经济型机床、普及型机床、高档型机床三种类型。经济型机床基本都是开环控制;普及型机床采用半闭环控制技术，分辨率可达到1微米;高档型机床采用闭环控制，以计算机程序来实现全过程无人控制，具有各种补偿功能、新控制功能、自动诊断，分辨率可以达到0.1微米。

截止到2014年，国产低档经济型机床已经在国内机床生产企业得到了很好的应用，经济型数控机床基本都是国内产品，不管是从质量上还是从可靠性上都可以满足大部分机床用户的需要。在普及型产品段中，国内普及型数控机床中大约有60～70%是采用的国内产品。但是需要指出的是，这些国产数控机床当中大约80%的数控系统都在使用国外产品，国内机床企业将各个子系统进口后进行拼装，组成最终的成品机床。我国部分中档普及型数控机床的功能、性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。在中、高档数控机床方面、四轴、五轴联动机床等高端产品，我国国产产品与国外产品相比，仍存在较大差距。高档机床方面国内产品大约只能占到10%，大部分都是靠进口。数控机床的核心技术―数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国更是几乎全部需要国外进口。目前，我国在上海、烟台建厂的大多是国外数控机床生产厂家，所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。国内的华中数控近几年发展迅速，软件水平相当不错，但在电器硬件方面还需进一步提高。目前，国内一些大厂还没有采用华中数控的。

在市场需求方面低档机床和中档机床大约各占50%和40%，高档数控机床的需求大约是10%。从整体市场环境看，欧美等一些老牌机床公司有着长时间的技术积淀，同时不断致力于科技创新和新产品的研发，引导着数控机床技术发展。2014年，国家宏观经济持续低位运行，国家宏观调控政策将继续稳增长、调结构。在此大环境下，数控机床行业也相应地调整现有产业结构，在现有经济型、普及型产品取得成果的基础上发展高端，一方面需要面临国外产品以及合资产品挤压国内中端市场的竞争压力；另一方面要加大研发，挤入高端市场，摆脱受制于人的严峻形势。

四、我国数控机床产业的发展趋势

开放性是新一代数控系统的开发核心。开放性的数控机床采用模块化，层次化的结构，并通过形式向外提供统一的应用程序接口。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前，许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。同时，和许多产业将会互联网化一样，数控机床未来也必将走上网络化道路。互联网化的数控装备是近两年的一个新的焦点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。届时，网络化的数控机床将真正实现在全世界任意地点制造出满足用户需求的产品，进一步缩小制造业在地理和空间上的差异，为下一次的制造业革命奠定良好基础。

经过30多年的发展，我国数控机床制造产业已经基本由市场配置资源，形成了从科研单位、试制生产应用单位、大规模市场推广渠道、下游终端客户、一直到最末级的维修保养与使用反馈这样一个较为完整的产业链。数控机床市场竞争力也大大提高。2014年，我国机床行业发展主旋律概括为八个字：“稳中求进、转型升级”。面对整体下行趋势和国内外市场环境的不断变化，行业企业转型的意识不同程度地增长，从被动应对，到主动顺应，再到能动把握，已有很多企业步入了转型升级的正确轨道。加快普及数控化技术将是解决中国本土机床企业产品竞争力弱、利润薄、产品同质化严重等产业难题的重要手段。

为了让机床铸造产业高速增长，“十二五”规划中对我国机床铸造产业提出了明确的目标，到2015年，机床铸造产业要实现工业总产值8000亿元。要实现这个目标，需要将国家经济政策和行业自主调整发展两个要素相结合。在国家政策层面，已经出台了大量的专项支持措施。国家通过专项财政补贴，税务减免、专项奖励基金、市场开拓扶持、专利申请绿色通道等方面给予了大力支持。与此同时，在行业层面，应当继续实施创新发展战略，以企业为主题，以创新为驱动力。鉴于机床属于投资大、见效慢的行业，仅凭企业自身努力无法实现长久发展，需要多家企业参与共性技术研发，同时引入科研院校参与，实行公私合营伙伴关系推进研发。在行业技术层面，需要加大基础研究投入和研发人才培养。中国机床工业的振兴，数控机床的加速发展，归根到底，取决于人员素质的提高、工业文化水平的提高。人才的加速培养与良好的市场机制、有效的深化改革、改组、改制，可以显著提高工作质量、生产率、劳动生产率。进入21世纪知识经济时代，科学知识及作为重要生产要素的机床，其作用将更加突出。

第5篇

关键词：关键功能部件；可抗性；数控机床；作用

前言

随着我国科技与企业的不断发展，极大地促进了我国国民经济的稳步上升，基于这种趋势，对于关键功能部件管理又有了新的定义，令其变成不仅是所有管理机制内在有机联系的核心，更是影响和决定着其他管理类型发展的主要因素。但由于我国目前的数控机床项目技术发展较快，关键功能部件管理的革新难以跟上时代变化的步伐，导致对于关键功能部件管理主要概念理解的空白化和偏解化，也因此牵制了数控机床项目技术的规划。本文通过对关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的作用进行讨论，以期在解决数控机床可靠性评估方面的问题时提供相应的帮助，进一步促进企业乃至国家的长久发展。

1.关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的重要意义

数控机床产业是为国防军提供基础装备和装备制造业的战略产业，在装备制造业中占有着相当重要的地位，目前的世界综合制造实力竞争中，数控机床的性能水平的高低以及数控机床的拥有量成为了最主要的竞争项目之一，它的发展水平对一个国家乃至民族来说，为国民经济的发展以及国家安全的稳定都有着一定的现实意义，其作为新时代下的制造业主流加工设备，已经深程度的影响到了国家机械工业的综合竞争力[1]。

由于我国的数控机床产业链条到目前来说还并不是很完善，对于其关键功能部件的制造技术水平还比较低，并且精度保持性以及性能可靠性还不够高，而关键功能部件的行业企业规模普遍较小，在技术设备与生产上力量还比较薄弱，这就导致了产品的可靠性难以提高，进而影响到了数控机床评估的可靠性。

2.关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的作用

与关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的重要意义相比，关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的作用又有着不同之处，其主要表现在以下三点：

2.1关键功能部件的合理化管理可以有效地确定可靠性指标

关键部件的合理化管理对于数控机床可靠性指标的确定有着相当重要的影响，在国内，目前还没有建立起数控机床评价可靠性指标的体系，主要表现在没有明确的给出针对产品的相关可靠性定义。只有设立关键功能部件的可靠性指标，才能够实现数控机床评估的可靠性，为此必须建立起科学完整的可靠性指标确立方法以及指标体系[2]。

2.2关键功能部件管理能够完善数控机床可靠性评估系统

在进行数控机床可靠性评估的时候，需要对关键功能部件进行调查，在这一过程中，就显示出了科学合理关键部件管理的重要性了，只有对这些关键功能部件进行合理的统计以及计算，才能够将实际的数据传达到数控机床的可靠性评估系统中，进而完善数控机床可靠性评估系统。

2.3合理的关键功能部件管理能够减少数控机床可靠性评估的误差

由于关键功能部件管理的系统化以及规范化，能够完全呈现出实际数控机床工作运行的证实情况，这就减少数控机床可靠性评估的误差。

3.关键功能部件管理的发展前景

现今，我国关键功能部件管理体制正处于新旧交替的中间地带，主要有两个较为明显的特点。第一点，不同的数控机床企业体制的发展，标志着关键功能部件管理的基础初步形成以及自主化程度的提高，其运行体制的特点是在新时代的首要条件下作为运行主体的政府仍然起着较为重要的指导和管理的作用，虽然数控机床相关的各个企业得到了较为长足的发展，但由于关键功能部件管理手段的不够合理以及管理权限的不够明确，加之这些企业及机构之间缺乏横向的合作与联系，使得在运行中的某些程度上表现出自我发展的无序性，特别是在较大型的数控机床产业上，不得不依靠于政府相关部门的技术支持与管理帮助，以管理客体的方式存在于基层企业数控机床管理体系中，在某些程度上极大地限制了我国数控机床产业中关键功能部件管理方面的发展[3]。第二点，在建国后的长期计划经济体制为背景的前提下，形成了政府包办数控机床关键功能部件管理的做法和单位制的关键功能部件管理形式，依然以较大的惯性影响着整个关键功能部件管理体系；但现今我国已经意识到这个问题的严重性，并且采取了相应的措施，这就使得数控机床关键功能部件管理具有更加良好的发展前景。

4.结论

关键功能部件的管理是现今数控机床最重要的依据，其实现了理论与实际的和谐统一。坚持合理科学的关键功能部件管理模式，把使用和培养具有综合素质的人作为整个管理活动的中心，并在现实实践中，将相关管理人员的综合素质进行全面的提高使得关键部件管理模式得到进一步完善，进而有效的提高数控机床可靠性评估的准确率以及合理性，实现工业企业数控机床可靠性评估和企业管理机构的的二者和谐统一，对于全面推进企业的管理工作发展都有着重要的实际意义和理论意义，为我国工业方面的发展打开了一个良好的开端。

参考文献：

[1]李南，卢晓红，韩鹏卓，武文毅.数控机床及其关键功能部件可靠性研究综述[J].组合机床与自动化加工技术，2012（11）：105-108.

第6篇

关键词：数控机床 产业竞争力 战略分析 战略实施

中图分类号：TH11 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0227-01

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，它是传统机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术等于一体的现代制造业基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。数控技术水平高低和装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。现对国内外数控机床产业现状进行介绍，并对产业竞争力和战略发展进行研究。

1 国外数控机床产业现状及发展趋势

从世界范围来看，数控机床发展的强国首推德国和日本。德国的数控机床精度高，稳定性好，自动化程度高，出口遍及世界。而日本十分重视发展批量生产自动化，并大力发展中小批柔性生产自动化的数控机床。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，主要体现几个方面。

1.1 智能、高速、高精度化

随科学技术的发展，计算机系统及其应用软件的复杂化，使得机床系统及其硬件结构简化，数控机床的智能化程度日趋提高。如果重复定位精度能达到0.005 mm，为高精度机床，在0.005 mm以下，是超高精度机床。高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。随着电脑辅助制造（CAM）系统的发展，精密度已达到微米级。

1.2 设计、制造绿色化

绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。数控机床作为装备制造业的核心，能否顺应环保趋势，加大绿色设计与制造的研制，将是影响经济发展的重要要素之一。

1.3 复合化与系统化

根据数控机床具有数字化控制机床运动的这一特点，可实现工件一次装夹，完成多种工序复合加工，从而大大提高生产效率和加工精度。产品开发周期的缩短，制造速度也得到相应提高。而且随着产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。

2 国内数控机床产业现状及发展趋势

1958年我国研制出第一台数控机床，随后经历五个发展阶段，直至21世纪，数控机床发展速度远高于机床工具工业平均发展速度，我国数控机床实现了超高速、飞速发展。

当今世界机床制造业的水平集中表现在数控机床的开发、生产能力上，数控机床已成为制造业的主流设备，一个国家所拥有的数控机床多少、水平高低已成为衡量一个国家综合实力的重要标志。要实现我国从一个机床大国转变为机床生产强国的目标，必须加快调整步伐，加大新产品开发力度，必须关注机床产业相关的新技术及发展趋势。

随着信息技术的日新月异，高新技术日趋成熟并广泛应用到机床上，高速、高效、高精度、复合加工、环保是今后机床产品发展的主流。数控机床替代普通机床，机床技术的复合化、智能化生产的日趋成熟，极大提高生产效率和机床生产的自动化水平，缩短交货周期，降低生产成本，并且能够快速反应市场。例如：在产品复合技术方面，具有代表性的德国WFL公司研制的MILLTURNS系列车铣复合加工中心，该机床可完成车、铣、钻、镗、攻丝、滚齿、磨削等多道工序加工。德国TBT公司的MULTI.CRANK，最多有十个控制轴，可完成复杂曲轴类零件的复合加工。

3 我国数控机床产业的战略选择与实施

虽然目前市场对高档和大型机床需求量很大，但是中小型和普通机床已出现库存迹象。因此对于这两种供需矛盾的突出问题，必须通过加快调整产品结构来解决。企业要针对市场需求和本企业特色、产品特色进行产品结构调整。逐步增加大型重型以及多轴控制，高柔性、高自动化程度机床制造能力和市场占有比重，同时不断完善内部管理机制，培养人才，提高劳动生产率，重视产品质量和服务，在提高产品的稳定性和可靠性上下功夫；同时，完善管理机制，提高管理水平也是企业增强竞争力的必备条件。

目前国内排名在前列的主要机床制造企业均为国有企业，如沈阳机床集团，大连机床集团，北京第一机床等等。这些国有大型企业机床产量占据国内机床总产值的70%以上，处于绝对主导地位。并且这些企业占有国家更多的资源，容易得到国家扶植。在这些企业的国有企业股权结构中，国有股比重过高。股权过于集中，不利于股权分散和公司产权独立化，不利于投资主体多元化和形成多元产权主体制衡机制。因此，合理配置股权，优化股权结构是完善国有企业治理结构的关键环节。

从2009年至今，中国机床产值已稳居世界第一，但其中经济型数控机床占比相当大，高档数控机床与国外仍有很大差距。因此，必须提高开发能力，发展高档数控机床。而且我国重型机床行业虽然取得了可喜的成就，但是与工业发达国家相比，还存在不小差距。目前，国产重型机床与世界一流水平的差距主要是可靠性和制造工艺等方面，要加速缩小与国外的差距，不断提高国产重型机床的水平，就要不断提高自主创新能力，开发自己的核心技术。

目前，我国龙头机床制造商已经形成了并正在扩大自己产业集群。如大连机床在大连高新区构建其产业集群等等，并积极引入国际高端机床零部件制造企业及机床配套供应企业，提高产品供应效率，与供应商共同合作增强企业研发能力，最终达到增强产业链条，提高综合竞争实力的目的。

4 结论

数控机床作为实现机械制造自动化的关键，直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。机床行业要进一步深化改革，适应市场需求，积极调整产业和产品结构，转变经济增长方式，加速数控机床产业化步伐，增强自主创新能力，加快高档数控机床和大型重型机床及其功能部件的研发和市场开拓，从而提高市场竞争力，在国家的政策和措施的支持下，机床产业竞争力将会得到迅速的提升。

参考文献

[1] 中国社会经济调查研究中心.2008年数控机床行业分析报告[R].5-22.

[2] 曹伟.我国数控机床的发展现状与对策[J].现代经济信息，2008（4）.

[3] 王堂祥.重庆黔江区民族职业教育中心[J].2012（25）.

第7篇

关键词：经济型；数控系统；必要性；优点；应用；前景

中图分类号：F490.6 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2017）06-0175-02

随着科学技术和社会的不断发展，对机械产品的质量和生产提出了更高的要求，尤其通过对机械形状和结构的改进，来实现机械加工工艺过程的自动化。它不仅可以提高员工的工作效率，降低生产成本，还能保证产品的高质量要求，这正好符合当前社会的需求。很多生产企业都已经采用了自动机床、组合机床以及专用自动生产线等，通过这种高度自动化的生产设备，获得了很好的经济效益。与传统零件的加工相比，数控加工技术能够有效地解决复杂、精密、小批量、多变零件的加工问题，从而得到了迅速发展和广泛应用，使制造技术发生了巨大的变化。当前，比较发达的工业国家都是通过采用数控机床技术逐步向柔性加工自动化方向发展，而且在此基础上还在不断升级优化整个制造系统，将计算机集成制造系统作为最后的发展方向和目标。

一、经济型数控系统的必要性

它的形成是由我国发展形势所决定的，在我国特有的技术条件下发展起来的高技术。经济型数控系统的控制器一般是才能单片机，比如8位、16位或32位等，而将步进电机用于驱动电机，绝大部门都是开环控制的，这样的使用会发挥其最大的优势，即节省开支、经济适用、操作方便简单。

随着科学技术的快速发展，经济型数控系统逐渐向着计算机化方向发展，因为计算机的配置比较灵活，信息资源十分丰富，而且价格还比较低廉，因而具有较高的应用价值。通过这样完美的结合，使得经济型数控系统的使用价值进一步提升，将其用于普通机床以及机床产品的升级中可以对它们进行很有效的改造。

我国近些年来一直致力于经济型数控系统的生产、研究以及开发上，尽管投入了大量的人力物力和财力，但是却取得了比较好的成果，使得经济型数控机床成为我国制造业中必不可少的重要部分。同时发展经济型数控系统，可以更好地实现生产开发新的数控机床品种，为各企业陈旧设备的改造提供技术支持，当前机床数控化已经成为一种潮流，在很多工业发达国家都实现了极高的数控化，这些都为我国进入国际市场创造了有利的条件。经济型数控系统符合我国当前的消费水平，我们都知道一些中高档数控机床虽然品种齐全，但是价格昂贵，在很多中小型企业中都难以得到广泛使用，而经济型数控机床则因为其性能好、价格低廉，而且功能齐全、操作简单等优势被广泛使用，所以说经济型数控系统具备其存在的必要性。

二、经济型数控系统的优点

在当今日益激烈的市场竞争环境中，机电一体化的发展是必然趋势。而经济型数控系统的存在也是必然的，经济型数控系统因其具有品种齐全、适应性强、价格低廉以及操作、维修简单方便等优点而得到广泛应用。

第一，品种齐全。在早期经济型数控系统仅仅用于改造普通车床，而如今已经发展到其他行业了，从各种专机和各种辅助装置的发展，比如钻床、镗床、车床、气割机等，到现在的汽车界、航空航天业、兵器制造业以及各种检测设备中都得到了应用。而且经济型数控系统还在医疗、印刷、化工、包装等行业中有所应用，而且在不同的行业中，经济型数控系统可以充分发挥其不同的功能效益。

第二，适应性强。为了能够让满足大众的广泛需求，通过不断地改进经济型数控系统来满足高档型数控系统和普及型数控系统所拥有的功能。从降低成本出发，做到高实用性，来满足不同的加工需求。经型数控系统可以在一定程度上实现精度需求，比如用于加工一些简单的直线、斜线以及圆弧或是螺纹状的零部件等；它还可以满足中小批量产品的自动化生产，具有较强的适应性，一般在普通机床上可以完成的加工生产，在经济型数控机床上也可以进行。只需要改变加工工序就可以实现不同零件的加工了，经过经济型数控机床加工过的产品都具有很高的加工精度，保证加工出来的产品不仅尺寸一致性高，而且还可以有效地保证生产产品的质量。

第三，价格低廉。经济型数控系统具有价格低廉的经济优势。它的生产成本一般不会超过主机成本的1/3，所以具有很强的经济适用性。它的价值甚至不超过同等配置带伺服电机系统的1/4，可以在生产一线中进行普遍推广，尤其适用于改造普通机床的数控化。所以在未来的发展中，只要不断保持经济型数控系统的价格低廉优势，才能让其在市场上占有更加举足轻重的位置，使其长久地屹立于国际市场。

第四，操作、维修简单方便。经济型数控系统不同于其他中、高档数控系统，它不仅价格低廉，而且操作起来还十分方便、简单易学，可以很容易地被我国广大员工所接受，具有很强的操作性，企业还可以节省一笔培训开支费用。同时，它的维修也是十分方便的，在生产的过程中难免会发生这样那样的故障问题，与中、高档数控系统相比，经济型数控系统不需要请专业的维修人员进行判断以及等待厂家来维修，因为经济型数控系统本身系统环节就很少、结构又很简单，所以只需要一般的维修人员进行检查更换个别零件或是更换备件就可以立刻解决故障问题，不仅节省可维修成本，还不需要耽误生产过程，企业自己内部就可以解决了，非常方便。

第五，可靠性高。因为在工业生产的过程中不可避免地会遇到各种软、硬件的干扰，比如电网电压的波动以及射频干扰等，因为经济型数控系统在使用前就已经通过采用各种预防干扰的设备和采取了抗干扰措施，所以在生产的过程中，即使是在粉尘特别重、油污特别大的环境中，也具有较强可靠性，可以安全稳定地工作。

第六，提供售后服务。售后服务质量也是当前很多生产企业所追求的新型服务，在市场竞争激烈的环境中，不H要比硬实力，还要做好软实力的服务。在全国范围内，经济型数控系统的生产厂家都建立了相应的售后服务网点。而且很多生产厂家还在主要的工业城市设置了专门供于客户的培训机构，让很多用户使用起来没有顾虑，还可以起到很好的巩固自己市场地位的作用。

三、经济型数控系统的应用

众所周知，一个国家的工业水平的高低不仅是在产品水平的高低上，更重要的是看产品的制造水平的高低，它代表的是制造技术未来的发展方向。经济型数控机床与普通机床相比，它可以实现产品的稳定性和提高生产效率，实现普通机床不能完成的任务。

在工业化国家中，数控机床的发展已经进入了普及稳定的推广阶段，它是衡量一个国家数控化水平的重要标志。经济型数控机床的发展，是我国工业化发展过冲中的必然趋势。这就要求我们在接下来的工作中加大研发力度，不断设计生产出符合我国制造生产业的数控机床技术，将传统的机床结构进行改进，不断简化操作流程，改善控制系统落后的现象，将一些十分落后的控制系统和生产效率差的陈旧机床进行改进，因为如果将他们全部淘汰或是更新的话，那么成本太高，我们都知道数控机床价格十分昂贵，大多在几百万元以上，如果说将他们全部更新的话成本损失太大，所以更新是不现实的，还不如将普通的陈旧机床进行改造成数控机床。所以接下来我们面临的形势非常严峻，要将在生产过程中比较薄弱的环节、质量差以及效率低的陈旧设备进行改造，这个是摆在我们眼前十分艰巨的任务。那么对于机床的微机数控化改装，就是我们广泛使用的经济型数控机床，它的很多优点又可以满足普通数控机床的改装，比如通过微机数控改装其工作量很小，投资也很少，一般在1万元左右就可以，见效特别快，而且所用周期短。基本不需要怎么改变原有机床的功能，就可以实现加工质量要求，同时还可以提高生产效率，具有十分显著的经济效益和价值。

四、今后发展方向和趋势

在以后，我国经济型数控系统的发展，应该是采取通用性与专用性并重，同时联合普及型与提高型共同发展，加强对系统的开放性等。而且主要是以新机床配置为主，加上技术改造旧机床，实现床车以外行业的一体化发展战略目标。大力研发智能型的数控系统，满足产业技术的发展要求，研究出过程快捷、操作简便的适应生产需要的技术。经济型数控系统的发展还有很大的潜力，加上努力研制新的伺服电机或是步进电机以及主轴变速电机和变速系统等，发展多样化的主机，所以在主机方面向易操作、可靠性强以及多功能方向发展，提高经济型数控系统的性价比。为了适应工业社会的发展，要保证系统的可靠性能，从而为我国的经济型数控机床创造丰富多彩的条件，实现更为广阔的发展空间。

五、小结

发展经济型数控系统符合我国的实际情况，对于它的一系列优点和好处在文中我们都进行了分析，充分说明了经济型数控系统可以得到广泛使用的必然趋势。因为我国总体实力与很多发达的工业化国家相比，不论是经济实力还是技术实力都相对要落后，很多刚刚起步的企业不仅缺乏资金，而且技术型人才也很欠缺。所以，要不断加大经济型数控系统的研究和开发，使它可以更好地服务于我国的各大制造业，通过其操作简单，实现高效率、低成本的生产。大力引进计算C技术，通过计算机提供的大量信息资源，实现智能化的数控生产，为我国整体经济水平的提高做贡献，也为我国的制造业能够实现在国际市场发展奠定基础。

参考文献：

[1] 朱道明，雷攀.嵌入式经济型数控系统的设计[J].装备制造技术，2012，（2）.

[2] 赵保刚.经济型数控系统的开发与应用[J].产业与科技论坛，2011，（24）.

第8篇

关键词：数控系统；发展过程；趋势；应用分析

中图分类号： TG659 文献标识码： A

现代数控技术的发展具有高精度、高效率等特点，拥有微电子、计算机、信息处理、自动检测及控制技术的功能，为了在越来越激烈的全球巿场竞争中立于不败之地，各发达国家均对不同的工业项目投入巨资，以发展自己的数控技术。而我国数控技术的发展在现代制造业的转型过程中起到了基础性的作用，是国家工业和国防工业的重要手段，关系到我国在世界上的战略地位，更体现了我国的综合国力水平。

1、数控技术概念及发展现状

1.1国际数控技术的发展现状

所谓数控技术，是一种集机、电、液、光、计算机、自动控制技术为一体的知识密集型技术，它是制造业实现现代化、柔性化、集成化生产的基础，同时也是提高产品质量，提高生产率必不可少的物质手段。数控技术还是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低直接关系到国家战略地位。数控机床随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展，早已成为一个国家综合竞争实力的重要标志，工业发达国家对数控机床的发展高度重视，竞相发展高精、高效、高自动化的数控机床，以加速工业和国民经济的发展。

1.2我国数控机床的发展现状

目前我国生产的数控机床可以大致分为经济型机床、普及型机床、高档型机床三种类型。经济型机床基本都是开环控制；普及型机床采用半闭环控制技术，分辨率可达到1微米；高档型机床采用闭环控制，同时具有高精度、高速度、复合化，具有各种补偿功能、新控制功能、自动诊断，分辨率可以达到0.1微米，计算机能够代替人进行编程。

自2000年，在市场需求的拉动下，国内数控机床以年均30%的速度增长，从2003年开始，中国连续7年成为全球最大的机床消费国，目前是世界上最大的数控机床进口国。同时中国也是世界最大的数控机床生产国。在2010年，世界28个机床生产国的产值超过660亿美元，其中中国、日本、德国位列全球机床生产的前三位，分别占全球市场份额的32%、18%和15%。在国内应用的经济型数控机床基本都是国内产品，国内产品不管是从质量上还是从可靠性上都可以满足大部分机床用户的需要。

2、数控机床的发展趋势

2.1追求高速高精度控制是数控技术发展永恒的目标

数控机床的应用与发展对数控系统提出了更高要求，其中高速高精度运动控制成为现代数控系统的关键技术，已得到国内外的普遍关注，并从理论方法到实际应用进行了大量的研究和实践，有效推动了高档数控机床的技术进步，满足了现代航空、汽车以及模具制造业等对零件形状、加工精度、表面质量和加工效率等不断提高的要求，高速高精度数控加工已成为主流切削加工方式。

为达到高速高效加工，如何保证在机床运动平稳的前提下，实现以过渡过程时间最短为目标的最优加减速控制规律，使机床具有满足高速加工要求的加减速特性，是加减速研究的关键问题。加减速控制方法可以归纳为传统加减速法和柔性加减速法：传统加减速法有梯形加减速法和指数加减速法等方法；柔性加减速法有三角函数加减速法、S曲线加减速法和多项式加减速法等。传统的梯形和指数加减速由于存在加速度突变而影响运动平稳性，柔性加减速由于加速度连续，在高速加工中倍受关注。

另外伴随着电子技术的高速发展，采用高性能CPU、存储器等集成化标准化模块，改善了机床动态、静态特性，提高系统的快速响应能力、提高反馈和控制环节的数据分辨率等，保障了机床的高速高精高效化。

2.2柔性化是提高数控加工效率的有效手段

柔性化分为两方面，数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。这两方面都可以降低生产成本，大幅度提到产品的加工效率。

2.3智能化、数字化、网络化已占据了数控技术的主导

数控机床发展到今天，软件在其中的作用已越来越显著，然而研发消耗的精力与消耗的成本也越来越高，由于数控系统中的软件大多都是嵌入式软件，与硬件有着紧密关系并且运行在特定的硬件环境中，使得整个数控系统的性能、智能化水平的高低及可靠行的优劣等都是由硬件环境及软件共同决定的，更好的开发与完善软件的性能，也是挺高数控机床品质的重要环节。

2.4环保节能成为新的课题

随着人们环境保护意识的加强，对环保的要求越来越高。不仅要求在机床制造过程中不产生对环境的污染，也要求在机床的使用过程中不产生二次污染。在这种形势下，装备制造领域对机床提出了无冷却液、无液、无气味的环保要求，机床的排屑、除尘等装置也发生了深刻的变化。绿色加工工艺愈来愈受到机械制造业的重视。目前在欧洲的大批量机械加工中，已有10％一15％的加工实行了干切削或准干切削。我国在改造自然和社会发展方面取得了辉煌的成就，但与此同时，生态破坏与环境污染对国民的生存和我国的发展已构成了很大的威胁。因此保护和改善生态环境，实现国民经济的稳定和持续增长，是个紧迫而艰巨的任务。数控行业也正朝着更加高效和环保的方向发展，为我国的环境保护事业承担起一份应尽的责任。

3、我国数控机床的发展方向

我国数控机床在过去十几年的发展中进步是巨大的，然而事实上，由于国内数控系统生产企业的起点都很低，导致了企业的技术水平相对落后，再加上数控技术发达国家的技术封锁和低价倾销的竞争策略，使国内数控系统生产企业在设计原理、元器件及应用技术上与发达国家相比差距较大，但迫于企业生存的压力，有两方面桎梏束缚了我国数控技术前进的步伐，其一低端产能过剩，另一方面高端产能明显不足。

数控机床的水平、品种和生产能力，直接反映了国家综合实力。在制造业向数字化和智能化转型过程中，对于设备组成部件的性能有了更高的要求，包括精密性、表面质量等，尤其是在一些高新技术产业领域，如航天、通信等。市场技术需求的转变，对数控机床行业的发展提出了新的挑战，迫使我国数控机床技术在高速化、复合化、精密化、多轴化等方面取得大的突破，不断增强我国高端数控机床的竞争力，才能牢牢抓住制造业转型中的良好机遇。

提高我国数控机床的竞争力，笔者认为应做好如下三方面：

3.1注重人才培养，提高研发能力。

数控机床行业是具有高技术含量的行业，对于我国高端数控机床竞争力不强的局面，很大程度在于基础研究不够，很多企业只关心制造机床，却没有研发能力。我国现在工程教育的非工程化，使得我们培养出来的人才，工程实践知识较少，创新能力较弱，从技术上就受制于人。

3.2开发核心技术，增强竞争力。

目前很多机床制造企业在遇到市场压力下，首先想到的是降价，而不是去想办法提高产品附加值。过分追求降低成本，造成配套品质下降，恶性价格竞争，企业效益不好，赢利有限，使企业减弱再发展能力。

3.3加大政策扶持，提供专项帮助。

数控技术直接反映了国家的综合实力，国家政策对于数控机床行业的技术发展有着重要影响。虽然国家分别在2005年和2011年就数控机床行业发展出台了专项规划，但支持力度仍明显不足，因此，国家政策的扶持力度还有待进一步加强。

4、结束语

当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是其中相对薄弱的环节。只有跟上发展先进数控制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

参考文献：

[1] 陈成．实现高速数控加工关键技术的研究．机械工程与自动化，2009.

[2] 邹庆华．数控高效加工理论研究．机电产品开发与创新，2010.

第9篇

Abstract： With the continuous development of science and technology and numerical control technology， the demand for CNC talents and examination standards has been rising. There are a lot of problems in the current CNC personnel training. This paper makes systematic analysis and research on the problems in the teaching and practice of CNC technology and focuses on the role of virtual CNC machine tool in different CNC machine tool maintenance teaching modules.

关键词： 数控机床；维修；教学实践；应用展望

Key words： CNC machine tools；maintenance；teaching practice；application prospects

中图分类号：G642；TG547 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0243-02

0 引言

随着数控技术的发展，社会对数控技术人才的需求也发生了进一步的变化，从传统的数控操作、数控编程逐渐转向技术含量较高的数控机床调试、数控机床维护、以及数控机床维修。目前，影响数控机床利用率的主要因素是技术维修人才的缺乏，维修力量不足，极大地影响了我国数控技术行业的全面发展。在进行数控专业维修技术人才培养时，高校不仅要教授学生数控维修的基础理论知识，还要加强对学生基本技能训练。针对数控设备维修人才培养问题，数控虚拟机床的发展为这一系统工程提供了良好的教学和示范。

1 现有数控维修教学手段的不足

数控维修专业的教学中，对应的课程教学实验室基本上以下三类：数控机床电气实验室、数控机床综合实验室、数控机床装拆实验室，我们从数控配备的规模调查结果来看，目前大部分院校只配备了以上三类实验室中的一种或两种。根据多年数控维修教学反馈和资料显示，目前高校在数控维修实践教学过程中主要存在以下问题：

1.1 数控系统类型单一，档次较低 目前数控机床综合实验平台的配备主要以Faunc、西门子以及国产的经济型和普及型数控系统为主，很少涉及高端系统，数控系统类型较为单一，档次不高。随着我国科研水平的不断提升，以及高等教育质量的不断提高，数控制造业的整体水平持续提升，国产数控机床制造业逐渐由普及型和经济性逐渐向中、高档类型发展，具体表现为多样化的数控系统，复合化的机床功能，那些建立在经济型数控系统基础上的简单数控试验台已经无法满足数控机床行业的发展需要，严重制约着数控机床行业的进一步发展。

1.2 数控机床训练欠缺 在数控机床实验室里我们可以进行如刀架、刀库和液压站等机床功能部件的拆装训练。机床本身材料主要来源于数据机床生产时，废弃的一些功能落后，残缺不全，甚至是有故障的部件，不仅种类不全，而且数量较少，难以适应数据机床专业实践操作的需求。近年来，数控技术逐渐朝着高速化、高精化、五轴联动、功能复合化的方向发展，一些新型的功能部件陆续出现在人们的视野，不仅结构复杂，而且价格昂贵。高校由于实验室建设发展滞后，实验装备损坏率高，现有的组建数控装拆实验室已经无法满足数控机床行业的发展需要。因此，高校必须积极加快创新步伐，创建出新型装拆实验室训练模式。

1.3 缺少关于传感检测器的相关实验 数控机床传感检测元器件是提高机床精度的重要保证。但与此同时，它也是故障的频发部位，由于现在能够为数控维修课程设置配套的数控机床传感检测实验室的高校少之又少，并且基本都处在理论和建设阶段，学生在日常课程中，只有在综合实验平台上才能接触到数控机床传感检测器件，而综合实验平台的主要功能都集中在系统调试上，因此很多学生都无法对传感检测器进行实验和检测。

1.4 机床电气连接培训不足 数控机床的电气连接环节在很多学校都设置了专门的实验培训课，不过由于进行数控机床电气接线所需要的机床低压元器件种类较多，并且在实际操作中还要不停地插拔数控系统和系统的连接电缆，容易导致损坏。并且由于数控机床电器接线所需工具繁多，对导线等耗材的消耗巨大，教师对学生接线正确与否的考核工作任务重，这就造成了对电气连接训练的严重不足。

1.5 实验室规模受到严重的制约 在数控机床的教学实践过程中，学生不仅要学习种类众多的机床部件，还要利用数控机床综合实验平台进行实践操作演练。另外，实验室还要配备足够数量的传感监测器件，以适应数控机床教学课程的需要，但由于其价格昂贵，同时还需要加大的场地以作为检测场所。这些硬件设施条件要求，严重影响了高校实验室的建设发展，制约了高校实验室的规模和功能。

2 数控机床在数控维修教学中的应用

我们仅以虚拟数控机床在数控维修中的应用为例，分析和研究数控机床在数控维修课程教学中的积极作用。虚拟数控机床的开发是在专门的三维图形加速引擎以及开发接口平台上进行的，虚拟数控机床是采用虚拟现实技术，在计算机上建立起来的逼真的三维互动机床模型，它在数控维修教学和培训中具有以下几方面的作用：

2.1 机床辅助理论教学 随着数控机床的发展，其功能也逐渐朝着综合化和智能化方向发展，这就逐渐加大了联动加工中心在其中的使用。而这类中高档的数控机床功能部件的结构、工作原理以及装配工艺相比以往也更为复杂。要想保证数控机床课程教学的质量，教师可以在利用PPT课件的基础上，结合虚拟数控机床和功能部件的模型进行解释和展现，增进学生的理解力。虚拟数控机床和功能部件的模型可以根据实际需要进行任意扭转，它通过三维动画的形式，直观清晰地展示了功能部件的内部结构和原理，并且配有文字解释，更能强化学生理解力，大大提高了教学的质量和效率。

2.2 虚拟装拆 虚拟机床以及每一个功能部件都能进行虚拟的3D交互式装拆。而系统的右半部分则为数控机床装拆零部件库和工具库。在实际的机床装拆过程中，首先要正确选择装拆工具，为虚拟装拆提供一个良好的实训环境。为解决装拆实验室部件种类不全、数量不足以及新型功能部件短缺的问题，高校应积极推进数控机床专业虚拟装拆的实施。在进行新型数控机床装拆实验室建设时，要逐步实现虚拟装拆和实际装拆的有机结合，使学生多接触新型功能部件，并逐渐熟悉和了解，通过对虚拟装拆练习的不断强化，提高学生对结构及装配关系的理解力。

2.3 虚拟电气连接和电气故障 虚拟机床系统实现了整个数控机床电气柜的电气连接，完成了从电气布局规划到电气连线的整个过程。虚拟设备还根据实际需要设置了“虚拟万用表”，其功能与真实万用表和示波器类似。在电气连接完成后，操作人员还可以通过及时线路检测，最终完成虚拟上电的调试。同时，教师还可以在实践教学中，利用虚拟仪器仪表检测线路。除此以外，教师还可以通过学生对虚拟电气的使用和操作情况，考核和训练学生排查故障的能力。

3 结语

数控虚拟机床作为数控维修理论和实践教学中的新设备，目前得出的最有效教育方式就是与现有实验室结合进行理论和实践的共同联系。本文通过研究数控虚拟机床在数控机床维修教学和实践的应用，并结合具体的实践教学效果，得出了新型数控机床在数控机床装拆和电气试验课程中的积极作用。通过实际教学效果，我们可以明显看到虚拟数控机床在实践教学中的作用。而随着虚拟数控机床的进一步推广以及其功能的日臻完善，实际数控机床和实验台的设备压力也将明显减轻。但总体来看，虚拟数控机床在数控检测传感检测元器件的虚拟上还不够完善，有待进一步加强。

参考文献：

[1]童晓敏，贾利国.浅析电大数控机床实践教学活动[J].甘肃广播电视大学学报，2003（03）.

[2]张振离.数控机床常见故障诊断及维修[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2012（09）.

第10篇

关键词：数控机床；关键部件；可靠性；研究

随着我国数控机床的发展，使其已经成为了当今社会工业生产中的重要支撑力量。它的可靠性运行安全是工业生产安全的保证，也是推动和促进全球经济一体化发展目标实现的必然动力。因此，目前如何保证数控机床及其关键部件运行的可靠性已经成为了相关部门所最为关注的问题，也是必须要彻底解决的问题。

1 数控机床

1.1 数控机床的重要性

所谓的数控机床其主要的目的就在于为制造装备用品的企业及制造国防军工用品的企业提供一个基础的工业生产机构，它是工业以及制造企业的核心力量。因此来说，数控机床的发展水平高低直接关系着国防安全以及我国经济建设发展的速度。就目前国际整体形势来看，数控机床运行可靠性安全与否已经成为了衡量一个国家经济发展水平的重要标志之一。尤其是在全球经济一体化的发展背景下，数控机床以及制造业水平的高低已经成为国防竞争的核心与焦点。也就是说，要想在国际竞争中占有一定的地位，数控机床的发展是其重要的保障。

1.2 数控机床的发展水平

另外来说，随着现代工业的发展，数控机床在我国的使用量已经越来越多，并且涉及到了诸多的领域及机构。但同时来讲，由于我国的数控机床发展较晚，因此对其运行可靠性管理方面与国外一些发达国家的数控机床可靠性管理之间还是存在着一定的差距的。这主要是因为：首先，现有的数控机床的可靠性运行水平与国外发达国家所使用的数控机床相比是处于绝对的劣势地位的。其中以高档加工中心的复合数控加工设备来说，其可靠性运行指标明显低于国外发达国家平均的生产水平。其次，对于与数控机床设备相配套的其它关键性部件来说，检测与报警等可靠性装置的水平与国外发达国家的水平相比相差甚远。因此也就是说，目前我国所使用的数控机床的相关一些配套的关键性部件还都必须依靠于国外发达国家所生产的零部件设备，从而造成了我国数控机床行业发展较为缓慢的现状，导致了我国经济发展水平整体下降的局面。

1.3 我国数控机床发展情况

除此之外，随着我国数控机床的发展，人们清楚地认识到我国数控机床可靠性与国外发达国家水平之间的差异性。因此在我国十一五期间，国家已经将数控机床及其关键部件可靠性研究作为了国家发展重点目标来执行，并纳入了我国经济发展的整体目标中去。同时，国家还提出：要想我国经济发展水平快速提高，其首先的一点就是要将数控机床及其关键部件的可靠性研究放于首位，并且将其列入科技发展中的专项重点内容来执行。另外，我国在研究数控机床及其关键部件可靠性时，要充分结合国外的数控机床可靠性分析内容以及国内现有的数控机床及其关键部件可靠性分析报告进行探寻，并寻找出提高数控机床及其关键部件可靠性的可行性办法及措施，从而提高数控机床及其关键部件可靠性运行的整体水平。

2 数控机床及其关键部件可靠性研究方法与现状

2.1 数控机床及其关键部件可靠性研究的方式

数控机床及其部件的可靠性研究是一个十分重要的环节，它是提高数控机床及其关键部件可靠性运行水平的关键，也是一个促进数控机床及其关键部件质量安全的评定手段。因此可以说，数控机床及其关键部件可靠性的研究可以充分地表露出产品从设计、制造到装置整体过程中的问题及缺点，从而为能够更好地设计制造出合格、高质量的产品奠定了一定的基础。另外，根据对数控机床及其关键部件可靠性研究方法的不同，可将可靠性研究分为室内可靠性研究与现场跟踪可靠性研究两种方式。所谓的室内可靠性研究主要是指将制造完成的关键部件样品在实验室内利用先进的技术与科技设备进行检测，以保证关键部件的生成密度、焊接接口、钢度及弹性度等满足数控机床的质量要求。而现场跟踪可靠性研究主要是指在数控机床及其关键部件制造生产过程中，由专业人员对制造过程及产品的安装等进行监督，从而保证了数控机床及其关键部件在制造时的质量，以此来提高其运行时的可靠性。

2.2 数控机床及其关键部件可靠性研究的综合试验法

目前我国所采用的数控机床及其关键部件可靠性研究均是综合试验法。所谓的综合试验法主要是指对数控机床进行模拟式的运行测试。首先，要根据可靠性研究的内容设置一个综合可靠性研究实验室，而后根据可靠性研究的产品制定出可行性分析方案，在得到可靠性分析结果后，根据这一结果对产品的试验环境、产品的运行条件、失效模式分析、失效数据分析、任务剖面、性能检测等进行周期性的检测。从而为产品的设计与修改提供一个最要的参考依据。另外，除了要对数控机床及其关键部件进行综合可靠性研究及试验外，还要对工程制造水平进行检测。也就是说，主要对工程设计的环境应力要求以及加载能力要求进行测试，从而对数控机床及其关键部件早期出现的问题和故障进行清除，以此来保证产品投入运行后要最大可靠性安全保障。最后，目前在数控机床可靠性研究中，对统计模型、应力水平、环境应力、加速寿命以及试验顺序的测试及研究是数控机床及其关键部件可靠性研究的重点内容。其中，在加速寿命可靠性研究中，主要目的是为了设计出最符合数控机床运行额定应力的最大值以及设计出应力极限值。同时，在试验中将一台或多台数控机床在一定的环境下加重其承载力，从而使得出的失效模拟比正常的运行模式下速度快。

2.3 国外的数控机床及其关键部件的可靠性研究

从国外的数控机床及其关键部件的可靠性研究可以看出，国外最早是将可靠性研究技术应用于电子生产及检验领域中的。直到二十世纪七八十年代，国外一些较为发达的国家才将可靠性研究应用于数控机床及其关键部件的研究中去。例如：早在1977年，美国的联合后勤司令总就已经成立较为完善系统化的可靠性研究试验小组，对国防设备以及机械制造性能质量等进行可靠性的研究，以便能够发现机械及设备制造中的不足之处并予经修正。同时，美国可靠性研究小组还制定出了较为科学化、规范化的可靠性研究程度及标准，并随着时代有发展，在原有可靠性研究标准及规范的基础之上加以改进，从而达到可靠性研究的高要求。这也是为什么美国在数控机床及其关键部件可靠性研究领域始终处于世界首位的重要原因之一。

2.4 我国的数控机床及其关键部件的可靠性研究

国的数控机床及其关键部件可靠性研究起步较晚。并且在最初起步时，由于受国外可靠性研究的影响，也是将可靠性研究这一技术应用于科技电子产业中。直至70年代后期，我国才逐渐将可靠性研究应用于对数控机床及其关键部件的质量可靠性研究中。随着我国社会主义的建设与发展，在现阶段中，我国对数控机床的可靠性研究还停留在主要针对产品运行时早期的故障检测以及现场跟踪检测的范围中。我国对数控机床及其关键部件的可靠性研究，其主要目的就是为了能够发出数控机床设备主品早期的不安全因素，从而便于工作人员及时应对，并快速制定出解决这一不安全因素的措施与办法。而对数控机床进行现场跟踪检测，其目的主要是为了通过对现场数据及产品样本的采集，判断中现场生产作业中的产品故障，从而为可靠性研究提供准确的数据信息。

3 数控机床可靠性研究

3.1 数控机床传统设计方法与可靠性研究的思想及原理

我国自二十世纪八九十年代开始，逐渐对重工业中的设备及机械生产的可靠性研究加以重视。并且在经过了三十多年的摸索与探寻中，我国对数控机床的可靠性研究得到了快速的发展，并达到了一定的专业化水准。在我国十一五期间，国家已完全将数控机床的可靠性研究作为了国家重点级研究发展项目来对待，并要求将其纳入国家整体的经济发展建设的战略目标中去。并通过实践使数控机床可靠性研究取得了较好的成绩与效果。同年，在十一五期间，国家所提出的：“高档数控机床与基础制造装备”科技重点项目中就指出，我国要对数控机床进行大专项的实施计划。从这一点可以看出，我国对数控机床及其关键部件的可靠性研究、数控机床产品的可靠性质量与不水平等项目内容给予了高度的支持和重视。同时来讲，在国家各大高校内，对数控机床的可靠性研究，数控机床可靠性计算方法、数控机床可靠性评估方法等方面的内容提供了大量的可行性较高的研究方案。

我国科学研究者张新民对目前国内的数控机床传统设计方法与可靠性研究方法进行了思想及原理上的研究与分析。首先是从国防机械设备的工程设备理念入手，在数控机床所建立的干涉型模拟设备的基础之上，结合论述了JC法、MONTE-CARLO法等几种国防机械设备的可靠性研究。同时，国内的另一位科学研究者王元文对多维机械设备运行模式下的可靠性进行了系统性的研究，同时在研究中对机械设备运行中可能会出现的可靠性问题进行了分析和总结，并给出了问题的具体解决措施及方案。该方法首先是将多维机械设备的可靠性研究转入了一个求解非线性方程组中，然后用线性代数的求解方法对靠性数值进行计算，同时根据数值对一般数控机床设备进行可靠性设计思想及方法的研究和分析，然后根据对该可靠性数据的分析指出数控机床设计中所存在的不足之处及缺点。这也就是我们常说的这一概念最初的起源之处。另外，在王元文提出了“剩余可靠度”这一概念后，利用其可靠度之和建立了级小化目标函数。因此，也就形成了以可靠性条件及边界条件相约束的数控机床设计可靠性研究数字模型。也因函数的建立编制了计算机应用程序。这也大大方便了人们对数控机床的可靠性设计进行研究，同时还可以利用实例分析法验证数控机床可靠性研究结果的正确性。

3.2 利用率论的应用以及以统计学理论的数学基础知识进行研究

对数控机床的可靠性研究，其本身就是一个较为定性的概念，因此在研究中可以通过对概率论的应用以及以统计学理论的数学基础知识对数控机床的可靠性研究进行量化式的计算。例如：在采用概念计算法对有限元边值进行求解时。首先从数控机床可靠性研究的数据中推导出了许多周期系统参数稳定性与灵活度的可靠性计算公式。同时推算出了这些随机数据参数对数控机床设备运行转数的影响，从而从根本上避免或解决数控机床运行时可能会出现的可靠性安全总理。另外，目前国内的各高校也不断地对数控机床的可靠性进行研究与分析。例如：东北大学就对数控机床中的五轴加工中习运动学进行了可靠性研究，并且在研究中运用蒙特卡洛法判断出五轴加工在数控机床运动中的可靠性数学计算模型。同时，东北大学通过对数控机床的点估算与跟踪估算验证了运动学可靠性分析研究的效果。这一研究结果大大提高了数控机床的设备加工质量及精准度，并对延长数控机床工作年限有着十分重要的作用。

4 数控机床关键部件的研究

一般来讲，数控机床是属于一种全新的具有高技术含量的产业及设备，而数控机床内的关键部件则是高技术含量设备中的一个独立的单元技术载体。这些关键部件对数控机床的运行稳定性起着至关重要的作用。在数控机床设备中，其关键部件主要包括了：数据控制系统、主轴单元、滚珠丝杠、直线导轨、NC工作台、伺服电机、刀库及换刀装置、防护装置等。同时来讲，数控机床关键部件是数控机床设备中最为重要的组成部分，因此对关键部件的可靠性研究更显其重要性。首先来讲，关键部件的可靠性研究方法与数控机床的可靠性研究方法有着很大的不同之处，因此要对关键部件进行研究时是不能够按照数控机床的研究方法来进行的。

目前而言，我国现存的对数控机床关键部件的可靠性研究主要包括用平均故障间隔法、用平均修复时间法、用固有可用度及精度保持时间法等对关键部件的可行性进行研究。例如：吉林大学的宗立华教授就指出：运用平均故障间隔时间法对数控机床的刀架部件进行可靠性研究，可以更为全面地对数控刀架的可靠性进行评定。同时，由于数控机床中刀架故障的产生与其转位时换刀次数及过程有着很大的关联，但同时，在刀架工作过程中，其也不一定是始终保持在转动状态下的。因此，利用平均故障间隔法根据刀架转动的次数来分析其可靠性，是较为准确的一种方法。另外，目前随着科技的发展以及可靠性研究技术的发展，在对关键部件进行可靠性研究时可以通过计算机软件以及PLC系统对可靠性指标进行控制，从而实现换刀设备的自我检测功能。最后，对于数控机床设备中的滚动功能部件的可靠性研究中，可通过对指标的确定以及验证失效分析等方法，对关键部件的可靠性进行评定与分析，从而达到数控机床关键部件功能最优的目的和效果。

5 结语

综上所述可知，数控机床及其关键部件的可靠性研究对提高数控机床设备的整体运行能力都具有着十分重要的作用。因此，在进行数控机床及其关键部件右靠性研究时，要根据其特点及实际的运行规律为出发点，进行分层次地研究，从而达到排除预防故障发生，提高数控机床整体运行能力的最终目的。

参考文献：

[1]杨兆军，陈传海，陈菲.数控机床可靠性技术的研究进展[J].机械工程学报，2013，49（20）：130-139.

[2]赵仲琪.关于高档数控机床关键功能部件可靠性技术研究的探讨[C].第二届数控机床与自动化技术专家论坛论文集，2011：50-52.

第11篇

当前数控技术在国内外广泛应用，在汽车制造、工程机械、农业器具、航天等机械制造领域当中随处可见。另外，数控化技术的应用方面还有很多，包括畜牧业、化学、生物学、物理学等多方面。

1.1国外机械制造数控技术发展世界第一台数控铣床在美国诞生，距今已经有60年，数控技术与机械制造已经融为了一体，数控技术所控制的数控车床，通过车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工等形式，制造出来种类多样的机械产品。每年世界上新增的数控机床数量约为10~20万台，装置的功能和质量也不断提高。夕阳产业的制造业，在数控机床的诞生下，又才一次焕发了活力。以德国为代表的高水平数控技术，将机械与数控的融合发挥到了机制，德国也出现了以汽车为领先行业的机械制造业，其所制造的机器在全世界范围内享有盛誉。

1.2国内机械制造数控技术的发展我国数控技术是起步于20世纪中期，经过多年的发展，目前较具规模的有广州数控等。我国现在数控机床生产厂家有100多家，生产数控产品多种多样，有几千种以上。目前我国占据的市场的产品主要集中在经济型上，而中高档产品市场的比例仍然非常小，与国外的先进产品相比，在稳定性和精度等方面均存在较大的差距。目前我国是全世界拥有机床最多的国家，但我们机床的数控化率在2%以下，这与发达国家一般能达到20%以上有较大的差距。

2、数控技术的发展方向

科学技术的发展，数控技术向着高速度、高精度化、多功能化和智能化发展。计算机技术三维技术发挥为数控技术的进步提供了强大支撑，同时数控机床的系统设备更新与更换，也让数控技术演绎的更加完美。

2.1高速度、高精度化国际生产工程学会(CIRP)将高速度、高精度化确定为21世纪的中心研究方向之一。三维曲面加工是数控加工技术的一大突破，通过64位CPU实现CAD/CAM，简化操作指令，简明操作界面，人性化的UI界面，让加工指令的输入更加轻便，同时计算机技术的提高，对加工精度提高发挥了重要作用。另外，“零传动”直线伺服已经被广泛应用，直线电动机的劣势在现在数控优化下成为了其优势所在。该伺服系统对速度和位置的控制软件，将图像和实际加工对应起来，高分辨率的位置检测装置，对工件状态信息的收集和处理效果明显。高速CPU和显卡，加上内置微处理器，让工件图片信息的分辨率大大提高，对随时发出操作指令有重要作用。

2.2多功能化当前机械制造行业当中数控机床，往往能够达到一机多能的效果，合理进行加工动作执行，配备较多的冗余，保证设备的较高的利用率。例如，自动换刀是当前全自动数控机床上运用最为广泛的系统，自动换到系统配备了铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹，甚至磨削的道具，保证这些工序能够迅速切换。将机床的前后台分割开来，通过高速计算CPU对机床运转过程进行全面控制。实现机床前台工作后台编辑的指令的要求，指令编辑后能够立即进行动作调整，这又有赖于高速DNC接口，保证信号传递的高效率，甚至可以连接多个机床对同一大型工件进行立体加工。

2.3智能化数控技术的另一个发展趋势是加工过程的智能化。自适应控制（AC，AdaptiveControl）是最近在国际上流行的道具控制系统，该系统能够根据进给、切削用量等参数，自动调整道具的夹紧状态和受力状态，以保证加工过程中的道具效率切削效率最高，达到加工精度和光滑度的要求。另外，数控机床的故障自诊和自我修复功能，采用了CNC系统，该系统在数控机床启动的同时，也随机启动，对数控机床工作当中的参数进行监控，当数控机床参数便利预定波动范围之外，将自动修正，还会对硬件设备状态进行监控，提醒机械操作人员相应的保养工作，例如刀面磨损和刀具温度过高等都会有相应的指示灯。

3、结束语

第12篇

近几年来，中国已成为世界机床第一消费大国，但国内生产数控机床的高性能部件主要依赖于进口，其中刀库产品，特别是大型、非标刀库产品在国内的研发生产远远满足不了市场的需要。

关键词：刀库 技术 国内 国外 发展

1.国外及台湾地区刀库产品现状

国外发达国家的企业，刀库普遍自制，如DMG、MAZAK、HASS等。专业刀库制造主要集中在台湾，知名品牌有吉辅和德大等，它们均有20年以上的经验和技术。

目前，国内主要的刀库主机用户北京一机床、沈阳机床、大连机床、海天数控、汉川机床、桂林机床、昆明机床等企业加工中心的刀库主要由台湾厂家生产，全国60工位以上大型链式刀库的使用量在500台左右，目前在大陆销售的链条式刀库几乎全部是台湾品牌，尤其以吉辅和德大为代表，这两个厂家的链式刀库在中国市场占80%左右。

1.1.台湾吉辅：自1979年开始进入刀库领域，是最早的刀库专业制造厂家，已经成为亚洲地区的行业领先者，2009年该公司在大陆的营业额已接近1.3亿元人民币。吉辅的链式刀库品种齐全，容刀数量从32把到120把，刀数不等，刀柄形式有BT、CAT、HSK等规格，如其典型刀库CAT50-120CH，刀库数量120把，最大抓刀重20Kg，换刀时间13sec。

台湾德大：是台湾目前最大的刀库专业生产厂，其生产品种繁多，如盘式、链式、斗笠式等，产品种类齐全，在台湾市场占有率约50%。除了盘式、斗笠等常规刀库外，在链式刀库方面拥有32、40、60、90、120等多种规格，且适用于BT、CAT、HSK等刀柄。

1.2. 德国KTC公司：生产ATC90/HSK-A100K-GF-H刀库。基本参数：链速：30m/min，容量：90，刀柄型号：HSK-A100，刀具重量 30Kg 。

（3）自动换刀装置发展现状：

自动换刀装置在刀库系统中是最重要的组成部分，刀库系统的速度主要取决于换刀装置的速度，因此换刀装置性能在刀库系统中占重要地位。国内使用的换刀装置除国内自己生产的外，主要是日本和台湾，如日本的三共（Sankyo）、台湾的德士（Teshin），但受价格影响尤以台湾居多。

台湾德士，目前德士换刀装置月产量约1800台，占台湾生产量的90%，德士除了在台湾是各大工具机的供应厂外，也外销到韩、日等，例如大宇、现代等韩国厂。

2. 国内刀库产品现状

国内作为专业生产刀库的企业很少，主要有哈量集团、常州亚星等。一些大型主机厂，也在参与制作大链式刀库，但仅作为自产自用，满足本企业单机的使用，没有形成批量和产业化。

国内生产凸轮式自动换刀装置的有南方动力（湖南株洲）、北京第一机床厂、温岭华驰等，其中，北京第一机床厂生产的凸轮式换刀装置属于高档的，完全达到日本的水平，其换刀速度达到1.3s左右，现已经在日本大隈机床厂和国内生产的高档机床上得到应用。

呼和浩特众环集团自2005年开始生产刀库，种类较多，是目前国内最大的刀库专业生产厂，在国内外市场占有重要地位。

2010年6月众环集团的“大型刀库及自动换刀装置的开发”项目参与刀库课题的竞标并获得通过。几年来，我公司完成大型刀库及自动换刀装置基型产品的关键技术研发，形成了系列化定型产品，掌握了相关核心技术与批量制造技术，并得到批量生产应用验证。可靠性和精度稳定性达到国际同类产品的先进水平。

众环刀库产品简介：

圆盘机械手刀库系列产品：

主要规格有BT40-16＼20＼24＼32P；BT50-20＼24P；BT50（W）-20＼24P此类刀库分度机构采用弧面分度凸轮机构。用户有：沈阳机床、宝鸡机床、云南CY集团、颖元科技、北京机电院、北京北一等30多家主机厂。

盘式斗笠刀库系列产品：

主要规格有BT30-10＼12；BT40-12＼16＼20＼24；BT50-16＼20等。此类刀库采用分度凸轮机构，刀库自身无自动换刀装置，由加工中心主轴主动抓刀。用户有：沈阳机床、宝鸡机床、云南CY集团、广州机床、银川大河等30多个主机厂。

链式刀库系列：

主要规格有：BT40-20L；LB63020；BT50-32/40L等。此类刀库使用链条作为刀具的传送机构，具有刀具容量大，适用刀柄有BT、CAT、HSK等，已有北京机电院、机床、沈阳机床等主机厂安装使用。

立车刀库系列：

主要规格有CL-12G、ZCL-12、TCL-12等。此类刀库主要适用于大型立式车床。用户有：齐重数控、沈阳机床、宝鸡机床、新乡日升、华东数控等厂家安装使用。

新开发产品：

目前，大型刀库及自动换刀装置已成为综合切削加工机床关键的功能部件，为提高主机性能起到越来越大的作用，而国内大型刀库的研发却几乎是个空白。随着重型机床如落地铣镗床、龙门机床等需求量的增大及复合加工机床的快速兴起，大型及高档刀库的需求量也大幅度增加。

2012年，众环集团成功开发3种大型刀库，分别是BT50-80LSY带液压式自动换刀装置大型链式刀库、BT50-80LSD带凸轮式自动换刀装置大型链式刀库、BT50-48P高速盘式刀库。技术指标大型链式刀库及换刀机械手：换刀时间5～10s；单刀最大重量30kg；刀库输送速度20～30m/min；刀库数量>80把； 高速盘式刀库：换刀时间5～6s；单刀最大重量30kg；刀库数量>48把。

这些大型刀库的研发成功为加速我国高档数控机床功能部件的国产化率、推进高档数控机床进入国际市场创造条件，为大型刀库的国产化及产业化，同时也为众环集团又好又快发展奠定了坚实的基础。

3.总结：

第13篇

关键词：数控机床 多体系统 运动建模

0 引言

近年来，随着数控机床在机械制造领域的应用越来越广泛，我国在数控机床研究和发展方面取得了长足进步，一些制约数控机床发展的关键技术取得了突破。但是由于我国对数控机床研究起步晚，投入低，相关技术的研究相对落后，故其总体发展水平仍与国际先进水平有较大的差距。国内的数控机床在性能、加工精度、稳定性和可靠性等方面都很难与国外高档产品相比。

加工精度是数控机床性能的主要标志之一。为了提高机床的加工精度，必须对机床的误差进行补偿。而误差补偿系统的性能主要取决所建立的误差模型。关于数控机床误差建模的研究很多，主要的方法有三角几何法、误差矩阵法、神经网络法、矢量描述法、刚体运动学法及多体系统理论法等。

本文通过分析数控机床误差来源及各运动副的误差运动学原理，在此基础上研究三轴数控机床的综合误差建模方法，并以多体系统为例，说明误差建模的方法和步骤。

1 影响数控机床精度因素分析

在数控加工中，影响加工质量的因素很多，即工艺系统中的各组成部分，包括机床、刀具、夹具的制造误差、安装误差以及刀具使用中的磨损等都直接影响工件的加工精度。也就是说，在加工过程中整个工艺系统会产生各种误差，各种误差源作用在工件的成形过程中，改变刀具和工件在切削运动过程中的相互位置关系，从而影响零件的加工精度及质量。按照误差来源进行划分，误差可分为内部误差和外部误差。其中内部误差源主要包括几何误差、热误差、切削力误差、摩擦力及加工原理误差等。

大量研究统计表明几何误差和热误差占总误差的主要部分，对这两项误差的补偿研究已经取得了成效，而切削力误差对机床精度的影响作用也日益显著。图1为机械加工工艺系统中各种误差所占的比例图。

基于以上的数据统计，在建立数控机床的综合误差模型时，需要综合考虑几何误差、热误差和切削力误差的影响。下面分别对这三项误差进行分析。

2 数控机床误差项分析

2.1 几何误差 三轴数控机床的运动坐标包括X、Y、Z三个移动坐标轴。理想情况下与机床每个运动副相关的自由度只有一个。但是由于制造和装配误差的影响，机床在实际运行过程中每个运动副往往存在6个自由度，分别是三个平移误差及三个转动误差。图2所示的是沿X轴平动时的6项运动误差。

因此，3个移动副共有18项几何误差，加上单元间姿态误差3项及主轴误差5项，共26项几何误差。具体如表1所示。

2.2 热误差 对于三轴数控机床来说，各运动轴及主轴的热误差共14项，分别为：X轴、Y轴、Z轴和主轴原点在三个方向的热漂移误差，以及两个方向的转角误差。具体如表2所示。

2.3 切削力误差 切削力误差是指数控机床加工时产生的切削力导致刀具、工件、机床部件等变形，从而使实际切削位置与理论切削位置发生偏移而产生的误差。三轴数控机床的各运动轴及主轴的切削力误差共23项，分别为：X轴、Y轴、Z轴在三个坐标轴方向的切削力误差及转角误差；主轴在三个方向的移动误差及两个转角误差。具体如表3所示。

3 数控机床综合误差建模分析

关于数控机床误差建模问题，经过多年的研究，目前已经发展成了多种不同的建模方法。最早的是由Humphries等人提出的用三角关系建立三轴机床的几何误差模型，用来分析多轴机床的空间误差。之后矢量表达方法、傅里叶变换法、刚体运动学及机构学方法陆续被用于建立数控机床的几何误差、位置误差及空间误差模型。2000年以来，基于齐次坐标矩阵建立多轴数控机床的准静态误差综合空间误差模型取得了很大的成效。近年来，针对复杂机械系统的运动误差，发展起来了一种多体系统理论。

多体系统是指由多个刚体或柔体通过某种形式联结而成的复杂机械系统。多体系统理论和方法具有通用性和系统性，非常适合于进行空间误差建模，目前己经在机器人、机床、坐标测量机等复杂机械的运动分析与控制中得到成功应用，并且应用领域正在不断扩大。它是对一般复杂机械系统的完整抽象和有效描述，是分析和研究复杂机械系统的最优模式。因此目前在对数控机床的运动误差进行建模分析时，大多采用多体系统理论。下面将对多体系统误差建模的具体步骤进行介绍。

4 多体系统误差建模步骤

采用多体系统理论对数控机床进行误差建模时，需要用拓扑结构将研究对象进行抽象，通过求解运动特征矩阵，得到刀具成形点的空间位置误差和刀具姿态误差。其具体步骤如下：

4.1 描述多体系统拓扑结构。方法有两种，分别是基于图论的描述方法和低序列阵列描述法。由于后者简单方便，因此目前多被采用。用低序列阵列描述拓扑结构中各体之间的关联性，得到三轴机床的低序体阵列表。

4.2 根据三轴机床的低序体阵列表，求出相邻体之间的运动特征矩阵。包括体间理想静止、理想运动特征矩阵及实际静止、运动误差特征矩阵。

4.3 在求出相邻体之间的运动特征矩阵之后，为了完成三轴机床的综合误差建模，需要求解刀具的理想成形函数和实际成形函数，结合运动特征矩阵，得到刀具成形点的综合空间误差及刀具姿态误差。

以上就是采用多体系统进行误差建模的具体步骤。

5 结论

本文对数控机床结构特征进行了分析，并对数控机床的具体误差项进行了深入分析，在此之后介绍了数控机床运动误差建模理论的发展，并以目前广泛应用的多体系统理论方法为例，说明了采用多提系统理论对三轴数控机床进行综合误差建模的方法和步骤。该建模方法为后续的机床误差分离及误差补偿提供了依据。

参考文献：

[1]杨建国.数控机床误差综合补偿技术及应用[D].上海：上海交通大学，1998.

[2]A.K，Srivastava，S.C，Veldhuis. Modelling geometric and thermal errors in a five-axis CNC machine tool. International Journal of Machine Tools and Manufacture，1995，35(9)：1321-1337.

[3]李圣怡，戴一帆等.精密和超精密机床精度建模技术[M].长沙：国防科技大学出版社，2007.

[4]辛立明，徐志刚，赵明扬等.基于改进的多体系统误差建模理论的激光拼焊生产线运动误差模型[J].机械工程学报，2010，46(2)：61-68.

[5]李晓丽.面向多体系统的五轴联动数控机床运动建模及几何误差分析研究[D].成都：西南交通大学，2008.

第14篇

信息技术与数控技术融合

当前，随着先进制造业成为各国竞争的焦点，作为先进制造业的基础的高端数控机床更成为焦点中的焦点。机械制造业是我国的支柱产业，数控机床则是整个工业的生产母机，高端数控机床之所以“高端”，除了由先进的机械工艺决定之外，先进的“大脑”也起到决定性作用，这个“大脑”就是数控系统。日前，国内机床的数控化率只有10%，相比发达国家还有相当大的差距，国外品牌高档数控系统在我国的市场占有率仍然保持在98%以上，几乎垄断国内数控机床市场，实现国产数控系统高端突破迫在眉睫。

广州数控以振兴民族数控为己任，进过20余年的技术创新，发展成为国内极少数具备为用户提供“三位一体”（即机床控制系统、交流伺服驱动装置和伺服电机、主轴伺服驱动装置和主轴电机）数控产品配套能力的企业。数控系统是两化融合的典型产品，广州数控将其多年积累沉淀的数控技术不断向前延伸，融入到工业机器人、全电动注塑机等终端产品研发生产，成为公司推进两化融合的重要举措。

多年来，广州数控自主研制工业以太网、总线控制、PLC逻辑控制等技术，将数控机床、工业机器人、自动输送线等设备通过信息与网络技术运用到机械加工车间，实现智能化车间的生产管理解决方案，完成了数控技术、计算机技术、网络技术、数据库技术的综合运用。在广州数控的智能化车间里，以中央控制塔为总控平台，操控人员通过一台管理计算机输入控制命令，经过电脑处理、伺服驱动带动机械操作，在设备之间按序传输作业，实现了从投料到产出品，完成产品在流水线上的全自动生产。智能化的一个生产车间只需要两三个人就可以胜任，达到准无人化生产的车间管理目的。

广州数控董事长兼总经理何敏佳表示，生产装备智能化水平的提高，能够提升装备制造业的产能，促进老旧企业的技术升级改造，增强了传统企业的竞争力。与此同时，企业加大对生产技术研发的投入，增强创新力度，这反过来又促进了信息化技术的进步。这样的作用与反作用的过程，即是两化融合的过程，也是传统工业进行战略转型的全新改造模式。

目前数控技术与信息技术的融合已是大势所趋。数控技术集机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、电力电子技术、信号处理技术等多种技术于一体，特别是以高速高精度轨迹运动控制为核心的中高档数控系统更是实现了误差补偿智能控制、过程适应控制、远程监控、故障自诊断和智能维护，实现了开发网络化、信息化和智能化管理。据了解，国外数控产品不仅能够与现场设备集成，而且能够与PDM等外部信息系统进行无缝集成，实现对加工产品整个生命周期的信息覆盖。数控系统不仅仅作为一个加工工具，同时也作为外部系统的一个信息收集器，为整个系统提供实时的产品信息。

数字智造提升国际竞争力

由于国内数控系统生产企业的起点都很低，导致了企业的技术水平落后，目前国内数控系统生产企业在设计原理、元器件及应用技术上差距比较大。而随着中国工业转型升级进程的加快，大多数工业用户都在追求设备的更新换代，在这一过程中，单一的自动化设备替换已经不能满足工厂的需要，而集成、融合程度高的全厂一体化“数字智造”成为现阶段业内关注的焦点。为了赶超国外高端产品，广州数控选择了“数字智造”这一突破口。

何谓“数字智造”？即在数字化技术和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。一方面体现在制造工艺上，应用信息化技术极大提高各种设计制造工艺的精度和效率，大幅度提升制造工艺水平；另一方面体现在生产过程中，比如数字化车间乃至数字化工厂，生产系统向着具有感知、决策、执行能力的智能化系统发展。

第15篇

计算机数控技术特征

数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。目前是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。

数控技术在机械制造行业的运用

工业生产工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上，或者运用于复杂恶劣的劳动环境下，完成人类难以完成的工作，很大程度上改善了劳动条件，保证了生产质量和人身安全。在实际操作中，控制单元是由计算机系统组成，指挥机器人按照写入内核的程序向驱动单元发出指令，完成预想的操作，同时同步检测执行动作，一旦出现错误或发生故障，由传感系统和检测系统反馈到控制单元，发出报警信号和相应的保护动作。而执行机构是由伺服系统和机械构件组成。有动力部分向执行机构提供动力，使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作。

煤矿机械现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。

汽车工业汽车工业近20年来发展尤为迅猛，在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现，不仅如此，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。

计算机数控技术的发展历史和前景

上个世纪五十年代第一台数控装置诞生以来，数控技术经历了大概四个阶段的发展，以流水线技术作为核心的自动化生产程序，以数控技术为中心的柔性制造生产技术，以信息技术为核心的集成系统制造技术，还有就是现代的以虚拟技术为中心的数字控制技术，也就是真正意义上的数控加工技术。历经60多年的不断革新发展，前两个阶段属于传统式的数控加工系统，主要运用较为封闭保守的机械加工生产系统进行加工制造，一旦形成固定模式化生产结构，就很难改变其加工流程、方向，包括系统检修与维护都很难进行。后一阶段则显示出了他特有的可变式系统，采用电子信息集成模块进行操纵，可以随时根据不同的需要，改变加工生产链条，对操作中出现的故障进行快捷的修复，同时也可以解放大量的劳动力，只需要少量的相关技术工作人员即可。它给加工生产所带来的便捷是前者无法相比拟的。我国上世纪八十年代数控技术以及中高档数控机场虽然发展较为迅猛，但是仍然落后于同一时期的西方国家，我们的制造生产设备以及加工产品的质量工艺都远远赶不上可比较的其他国家，那时候，中国制造业中数控机床的应用整体处于追赶层面，我国第十一个五年规划期间，国家有关部门把数控技术与数控机床制造明文划入重点建设项目，我国我的数控机床发展突飞猛进，在高精尖端数控设备上均有较大的进步，一些国外走在前沿的数控科研技术者主动与我国申请合作，共同开发和利用最新的科技产品，当下，我国的数控技术在机械制造行业中已经全面的知晓并且掌握的重要的数控加工技术，一举冲出了他国对先进成果的垄断，但值得警醒的是，相关数据表明我国进口中高档的数控机床数量仍然呈上升趋势。

结束语