時間：2023-08-04 17:26:06
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇國內數控機床現狀，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
摘要:本文對我國數控機床產業(yè)的發(fā)展現狀、產業(yè)的發(fā)展特點進行了歸納與總結,并對產業(yè)區(qū)域分布情況和代表性企業(yè)的發(fā)展情況進行了描述和分析。
關鍵詞:數控機床 產業(yè)發(fā)展 特點分析
1、我國數控機床產業(yè)發(fā)展優(yōu)勢分析
1.1 中國已成為世界機床第一大產銷國
近年來我國每年推出高端數控機床新品種數百個,數控機年產量平均遞增高達30％左右。五軸聯(lián)動數控機床、復合機床等高檔機床已經逐步實現國產化。中小型數控機床用激光器產量居全球第一位,大型工業(yè)激光器產量居亞洲第一位。國產數控軟件已經占國內總銷量的70％左右。同時,我國還涌現出了一批數控機床產業(yè)基地。依托這些基地,一批本土數控機床加工企業(yè)初步實現了跨越式發(fā)展。沈陽機床、大連機床連續(xù)多年處于世界機床企業(yè)排名前列,并逐步提高。另外,在近幾年里,沈陽機床、北一機床等國內多家大型機床企業(yè)參與國際并購,對機床強國的多家機床生產企業(yè)實現收購或控股,這對提高國產數控機床技術水平,提升中國數控機床企業(yè)的國際影響力產生了積極的影響。
1.2 數控技術實現重大突破
中國數控技術近20多年來經歷了引進、消化吸收、自主開發(fā)和產業(yè)化等階段,產品技術水平有了較大提升,尤其是數控系統(tǒng),近年來取得了重大突破,涌現出華中數控、大連光洋、廣州數控等企業(yè),形成了一系列高端產品,填補了國內的空白,使國產數控機床的技術水平實現了飛躍式發(fā)展。例如華中數控以通用工業(yè)微機為硬件平臺、以DOS、Windows為開放式軟件平臺的技術路線,從而避開了制約中國數控系統(tǒng)發(fā)展硬件制造可靠性的瓶頸,技術上取得重大突破。現在該公司具有自主知識產權的中高端數控系統(tǒng)采用基于PC 的新一代開放式體系結構,具有6 軸聯(lián)動、全閉環(huán)控制、高速高精度加工和網絡通訊等功能,并已成功配置在桂林機床股份公司的5 軸聯(lián)動數控龍門銑床上,這一重大技術突破迫使國外放松了對中國5 軸聯(lián)動數控系統(tǒng)的限制。
2、我國數控機床產業(yè)發(fā)展面臨的嚴峻形勢
雖然我國數控機床產業(yè)發(fā)展勢頭強勁,優(yōu)勢明顯,但未來產業(yè)發(fā)展所面臨的形勢依然嚴峻。
2.1 產品結構性矛盾加劇
從近幾年的行業(yè)運行數據來看,數控機床產品的結構性矛盾愈加明顯,高檔數控產品缺乏,中小型和普通機床卻已飽和。目前,市場對高檔和大型機床需求量很大,產品供不應求;與之相反的是,中小型和普通機床出現供過于求的現象,庫存有所增加。數控機床產品的結構性矛盾進一步凸現,處理好擴大產能與產業(yè)升級、產品升級的關系迫在眉睫。
2.2 核心部件和技術缺失
制約國產數控機床的快速發(fā)展的一個重要瓶頸是關鍵功能部件以及核心數控系統(tǒng)的自給不足。2007年,中國金屬加工機床進口總量雖然有所下降,但是龍門加工中心、數控齒輪加工機床、數控折彎機、數控板帶橫剪機和數控沖床等產品的進口確保持著高速增長,并且數控系統(tǒng)、零部件、工具進口依然保持了強勢增長,機床附件進口增長達到50.5%。中國目前快速發(fā)展的中高端數控機床對國外功能部件的依賴性很強,國產的功能部件和數控系統(tǒng)研發(fā)相對滯后。
2.3 技術壁壘制約我國數控機床產業(yè)發(fā)展
在出口方面,國內機床企業(yè)面臨著新的挑戰(zhàn),歐盟正在著手研究機床生產和使用中的環(huán)保問題,并擬制定相應的能耗標準,這有可能形成新的技術壁壘,對機床企業(yè)的國際貿易產生負面影響。不符合能耗或者環(huán)保要求的數控機床產品,將難以進入歐盟市場或者被征收高額關稅,甚至在使用過程中也要支付額外費用,對可能面臨的新的技術壁壘,要求企業(yè)必須在機床設計、制造和使用階段考慮能耗和環(huán)保,實施綠色制造。
3、我國數控機床產業(yè)區(qū)域特點分析
我國數控機床產業(yè)區(qū)域分布廣泛,全國各地區(qū)都有發(fā)展,下面將注重分析東北、華北、華中、華南等區(qū)域數控機床產業(yè)發(fā)展的特點。
3.1 東北地區(qū)
沈陽和大連兩市已成為全國數控車床、加工中心的最重要的開發(fā)生產基地。沈陽機床和大連機床兩家企業(yè)的機床產值占全國機床產值的26%,數控金切機床產量占全國數控金切機床的25.4%,其中數控車床占全國總產量的35%,加工中心產量約產全國產量的21%。
齊齊哈爾是我國重型數控機床的生產基地。齊重數控裝備有限公司的主導產品為大、重型數控臥式車床和數控立式車床;大、重型數控車床產量約占全國大、重型數控車床產量48%,產值約占全國大、重型數控車床產值50%。齊齊哈爾二機床集團特色產品是數控落地鏜銑床、數控龍門鏜銑床和數控多連桿壓力機,大、重型數控鏜床,產量約占全國數控鏜床產量35%,產值約占全國數控鏜床產值30%。
3.2 華北地區(qū)
北京主要發(fā)展加工中心、數控精密專用磨床、重型數控龍門銑床和數控系統(tǒng)。代表企業(yè)有北京第一機床廠、北京機電院高技術有限公司、北京二機床廠有限公司、北京凱恩帝機電技術有限公司、北京航天數控有限公司等。
山東地區(qū)主要發(fā)展以機械壓力機為主的鍛壓機械和數控車床、高速龍門銑床、龍門加工中心。濟南二機床集團有限公司重點生產薄板沖壓生產線的機械壓力機和數控高速龍門銑床。濟南捷邁數控機械有限公司重點發(fā)展數控轉塔沖床、數控激光切割機、數控液壓折彎機等板材加工設備。濟南一機床集團有限公司和威海華東數控有限公司重點發(fā)展數控車床和各種數控機床。
3.3 華中地區(qū)
華中地區(qū)數控機床發(fā)展以武漢為中心,武漢重型機床集團有限公司以重型機床為發(fā)展重點,重型機床數量占全國重型機床數量11%、產值占全國重型機床產值17%。武重機床為船舶制造業(yè)自主研發(fā)了CK53100 數控船體坡口加工機床,解決了非正圓殼體隨動加工技術,又為核電設備制造業(yè)研發(fā)了 CKX53613 數控核電加工專用機床,最近又與二重集團簽訂了一臺世界最大的DL250 型5 米超重型數控臥式車床合同。另外,武漢還是全國最為重要的數控系統(tǒng)生產基地之一,代表企業(yè)是武漢華中數控股份有限公司。
3.4 華東地區(qū)
華東地區(qū)形成我國磨床的生產開發(fā)基地,數控磨床產量占全國四分之三。上海機床廠有限公司、杭州機床集團、無錫開源機床集團有限公司3 家企業(yè)的磨床產值占全國磨床產值65%,磨床產量占全國磨床產量約42%,其中數控磨床產量占全國數控磨床產量74%。
參考文獻
關鍵詞：數控機床; 技術路線; 路線圖
機床行業(yè)建國后一直是重點發(fā)展行業(yè)之一。2008年，我國機床產值列世界第三位，數控化率達20％。然而放眼世界，我們與國際先進技術差距仍然很大。我國機床行業(yè)產量世界第一，而產值才達到第三，實是大而不強，技術上僅居世界二流水平。2008年，我國機床進口75.8億美元，居世界各國首位，而出口僅為21億美元，國產機床在國內市場的占有率僅為61％。
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(yè)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(fā)展了多坐標聯(lián)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(yè)的需要。機床行業(yè)要發(fā)展，就得增強競爭力，努力提高質量，大力發(fā)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(yè)曾提出"以質量求生存，以品種來發(fā)展"我們以此作為行業(yè)的長期發(fā)展方針。
2 數控機床技術發(fā)展的瓶頸
長久以來，我國制造業(yè)企業(yè)大多都存在著“重設計、重管理、輕工藝”的狀況，企業(yè)在設計部門投入的資金往往是工藝領域的很多倍。企業(yè)的各種資源都在向設計研發(fā)、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(yè)最核心的價值點所在。所以，目前我國制造企業(yè)工藝部門的水平和效率的低下已經成為企業(yè)發(fā)展的現實瓶頸。很多的制造企業(yè)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(yè)機器人等)的同時依然在用很傳統(tǒng)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(tǒng)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(yè)低效率工藝設計環(huán)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(fā)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(yè)嘗試著引入CAPP系統(tǒng)(計算機輔助工藝規(guī)劃)來解決工藝環(huán)節(jié)的低效率和落后手段的挑戰(zhàn)。但是，由于國內CAPP系統(tǒng)天生的制約和限制，所有國內商業(yè)CAPP系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的確幫助企業(yè)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(yè)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(yōu)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(yè)化的高速發(fā)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(yè)的數字化制造系統(tǒng)，學術上稱為MPM(制造過程管理)的工藝設計、分析優(yōu)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(tǒng)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(lián)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。“高檔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(fā)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(yè)的發(fā)展現狀和趨勢進行分析。明確產業(yè)發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，提出不同時期的發(fā)展目標；并根據發(fā)展目標，確定不同時期本產業(yè)需要開發(fā)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(fā)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(fā)電設備需求出發(fā)。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(fā)展趨勢。以及重點領域的需求，提出未來的重點發(fā)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(yè)發(fā)展的重點關鍵技術，對選擇的重點從研發(fā)基礎、研發(fā)方式、產業(yè)應用時間等方向進行分析。
4 結束語
應用技術的開發(fā)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。
參考文獻
關鍵詞：數控機床 操作技能 培訓模式
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0238-01
數控技術已被世界各國納入到重點發(fā)展的技術行列中，是經濟全球化下各國科技競爭的重要手段。所以，數控技術的水平和其推廣應用程度，已經成為衡量一個國家綜合國力和科技發(fā)展水平的重要標志。為了迎合這一時展的要求，國內的各大職業(yè)技術學院都開始注重加強對數控人才的培養(yǎng)。但是由于各個學校教學理念、教學方法以及師資力量的不同，培訓模式和學生的技能水平也就各有差異，筆者結合自身的教學經驗，針對數控機床操作技能的培訓提出以下幾點建議。
1 改善教學條件，配置多功能一體化的機床設備
隨著科學技術的進步與發(fā)展，數控機床的功能逐漸完善，精確度和自動化程度也在不斷提高，并且，數控機床更新的速度也變得越來越快。許多職業(yè)技術學院因為資金短缺、技術限制等因素，將更多的資金用于普通機床的改造方面、模擬設備或者已經過時的系統(tǒng)上，一味地追求數量，而不知道注重質量的提升。盡管著這種方法能夠幫助解決眼前問題，但是這類機床的技術含量過低，難以滿足現代數控教學的要求，其早晚都會被淘汰，到時候不但浪費了資金，而且不利于學生數控操作技能的提升，從而使得學生在就業(yè)時難滿足企業(yè)對數控人才的需求。筆者認為，學校應該以長期發(fā)展為立足點，將現有的資金投入到多功能一體化的先進設備的采購中，寧愿要質量的提升，也不要盲目追求數量。因為各職業(yè)技術學校的經濟層次不同，所以在資金投入比重上也有所差異，對于缺少足夠資金配置多功能數控機床的學校，可以完善學校基礎理論課程的教學，采用仿真軟件進行操作模擬，然后在條件較好學校進行聯(lián)系，安排學生過去進行技能培訓，確保學生數控機床操作技能的提升。
2 重視基本技能的掌握，抓好基本操作訓練
相對于普通機床而言，數控機床具有一定的先進性，但是在實際操作中，數控機床和普通機床還是存在許多相同之處的。比如在刀具角度、加工工藝、工件裝夾方法以及夾具設計等方面，數控機床和普通機床都是采用同種操作方法。倘若學生對普通機床的操作技能還未掌握，就直接上手操作數控機床，很容易還導致因操作方法不當而損壞數控機床，一旦數控機床受到損壞，其維修費用將比普通機床高得多，對于學校來說，這是一筆不小的經濟支出。況且現在是大部分的職業(yè)技術學校是普通機床較多，而數控機床的數量的則很少，學校倘若在教學中充分發(fā)揮了普通機床的作用，先讓學生熟練掌握普通機床的操作技能，再動手操作數控機床，由此而來便會在很大程度上節(jié)省數控機床的投資資金，大大縮減了教學成本。因此，學校在對學生進行數控機床操作技能培訓之前，必須要先讓學生熟練掌握普通機床的操作技能，在國外，一些發(fā)達國家的職業(yè)技術學校就采取這種培訓模式，即在數控機床培訓之前先加強普通機床的操作技能培訓，必要時為學生提供一次實習的機會。這樣學生在操作數控機床的安全性能就明顯提高多了，學習效率也會得到提高，并且還在一定程度上降低了實習成本。
3 培訓要與實際生產相結合，緊跟時展步伐
目前，大多數的職業(yè)技術學校為學生提供技能培訓的場地就是學校內部的實習車間，這不論是工作環(huán)境還是技術含量，都要比工廠的實際生產要差的多。以往的職業(yè)技術學校對學生進行考核都是采用60分及格制，為此，學生在操作時都存有僥幸心理，認為只要達到60分這個產品便合格了，盡管有些部分的尺寸不精確也沒有關系。而在實際生產中，產品的合格率需達到百分之百，所有的產品制作都要按照圖紙要求，尺寸大小要十分精準。但事實上，學校的數控培訓通常只重視學生的編程能力，只要零件加工的單大體輪廓滿足要求便可，而忽視零件的尺寸設計、形位公差以及藝術加工等方面的要求，更不會注重實際生產中生產效率的提升了。所以，在此種模式下培養(yǎng)出來的數控專業(yè)的學生是難以滿足企業(yè)實際生產的需要的。另外，數控機床的操作技能培訓要迎合科學技術發(fā)展的需求。當下，國內的許多職業(yè)技術學校對學生的技能培訓還只停滯在手工編程中，所有的程序都是通過手工輸入，這種方法只適用于簡單的零件，而對于復雜零件則很難發(fā)揮作用，所以，職業(yè)學校的數控培訓有必要提高編程的自動化程度，應用圖形交互自動編程系統(tǒng)，將計算機與機床有機結合起來，這在很大程度上節(jié)約了學生的操作時間，培訓效果也比較顯著。
4 加強師資隊伍建設，提高數控專業(yè)教學質量
對于任何一門課程來說，教學質量得以提升的基礎是擁有一支較強的師資隊伍，數控專業(yè)課程也不例外。因為數控技術是多種學科的結合體，所以數控教學對師資要求就相對更高。職業(yè)技術學校的數控專業(yè)的教師不僅要熟練掌握一定的數控原理、機電控制以及計算機等方面的知識，而且要有一定實際生產操作經驗。只有同時具備這兩種條件，才會對學生數控機床操作產生有效的課程指導作用。并且教師掌握一定的數控機床維護知識，有助于及時發(fā)現并解決學生在進行數控機床操作中所遇到的問題。但是在現實教學中，指導老師或許不具備這么多的條件，但是在數控操作技能培訓中，必須要有一定的理論指導、實際操作以及機床維護等內容，從而保障培訓體系的完整性。與此同時，教師對學生進行數控機床操作培訓時要遵照循序漸進的原則，同其他教學內容一樣，數控培訓也是一個不斷積累的過程。除了上文所述要注重基本操作技能的培訓，還需要從簡單到復雜展開數控機床的操作技能培訓，要確保培訓知識能夠被學生們有效吸收，從而提高培訓的效率。
隨著社會經濟水平的不斷提高，數控機床在我國的應用越來越廣泛，數量也在不斷增長，企業(yè)對數控人才的需求量也越來越大。為了促進數控機床技術的進一步發(fā)展，關鍵是要培養(yǎng)一大批適應時展需求的數控專業(yè)人才。因此，國內的各大職業(yè)技術學院必須要積極創(chuàng)新教學方法，提升數控機床的培訓效率，加強學生數控操作技能的培養(yǎng)。
參考文獻
[1] 陸燕冰.提高數控專業(yè)學生實踐技能的對策[J].職業(yè)教育研究，2007（6）.
【關鍵詞】維修實驗臺；數控機床；基本組成；存在問題；發(fā)展方向
1、引言
隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，數控裝備被大量的使用，涉及數控機床、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）等一大批高科技的產品。數控裝備給企業(yè)提供了強大的加工手段和技術支持，提高了生產效率和加工精度。在使用數控設備的過程中，由于使用不恰當、維護不好而造成故障頻頻發(fā)生，且維修又不及時很容易造成設備停機，損失巨大。另一方面，大量企業(yè)對數控設備的維護和維修能力偏低，缺乏專業(yè)數控維修人員。因此，加強數控設備的維修和管理直接關系到發(fā)揮數控設備優(yōu)勢，關系到企業(yè)的經濟效益。因此數控維修人員培養(yǎng)問題迫在眉睫，完備的數控維修人才培養(yǎng)模式應該具備有數控維修經驗的教師團隊，有配套的教材、教學方法、教學手段、考核方法和政策支持，有配套的數控維修實訓設備和校內外實訓基地。但是，目前用于數控維修人員學習、培訓的專業(yè)實訓設備不多。即使有，也價格也是非常昂貴的，而且也并不一定適合現階段各個企業(yè)和職業(yè)院校的需要。
2、數控維修實驗臺的基本組成
數控維修實驗臺是以數控機床為基礎，并能充分揭示數控機床各部分功能的實驗設備。
3、國內外現狀
現代企業(yè)隨著社會的發(fā)展，數控設備以及數控設備的工作狀態(tài)都直接關系到企業(yè)的進步和發(fā)展。由此數控設備的維護和修理工作就顯得尤為重要了。所以說在現代企業(yè)中不公需要會操作數控設備的高科技人員，同時維修數控設備的操作工作也是同樣需要。而傳統(tǒng)企業(yè)維修人員的培養(yǎng)模式都是師傅帶徒弟的模式，這樣都是遠遠不能滿足現代企業(yè)發(fā)展的需求的。為了適應企業(yè)需要，現在有很多職業(yè)院校，都開設〈數控機床維修〉這門課程，注入大量的師資力量，來培養(yǎng)專業(yè)人才。盡管目前各個學校級別上還存在一定的差距，但是要想培養(yǎng)出合格的數控設備操作和維修人員，必須理論結合實際。
通過對于市場的調查顯示，用于數據維修的國外系統(tǒng)的實驗臺比較少，這種國外系統(tǒng)價格較貴，并且這些系統(tǒng)也不符合我國現階段的發(fā)展要求；而國內有華中數控模擬實驗臺、廣數數控原理機、成都天川教學儀器、南京巨森自動化設備等實驗臺。據調查研究分析，證實這些實驗數控臺在用于培養(yǎng)維修人才時有以下缺點：
1）現有數控設備維修實驗臺， 價格卻比數控機床還要貴， 且故障模式相對固定，只適合簡單的出廠檢測，與真正意義的綜合維修測試水平還有比較大的差距。
2）沒有設備故障的講解和展示，一些常見的機械和電器故障發(fā)生的原因、位置、處理都沒有讓培訓人員了解透徹。
3）無總線配置故障診斷功能。
4）在計算機技術使用上存在不足，只起到簡單的輔助功能，未發(fā)揮計算機技術的優(yōu)勢。
4、發(fā)展趨勢
隨著數控機床的高速發(fā)展，網絡化、智能化、綜合性等功能的不斷增強，這些都影響了數控維修技術的發(fā)展，受這些因素影響，數控機床故障診斷維修實驗臺走向網絡化、集成化就成為一種趨勢，且在不久的將來，數控機床故障維修實驗臺將會出現出以下特點：
1）智能化，具有很高的自診斷功能。只要給出機床故障的特點，機器馬上就可以分析出機床故障的位置以及怎樣調整等信息；
近年來我國數控機床數量大幅增加，但數控機床的功能和利用率得不到充分發(fā)揮的現狀，研究面向制造業(yè)數控編程人員的數控加工仿真系統(tǒng)關鍵技術，旨在開發(fā)出包含數控機床、刀具、夾具、毛坯等幾何實體在內的、具有刀具軌跡和機床運動雙重仿真功能的面向用戶的數控加工仿真系統(tǒng)。在現代的制造業(yè)中，數控技術標志著裝備工業(yè)技術水平和機械現代化水平，是發(fā)展新興機械高端技術的最基礎和最基本的裝備。數控技術包含了微電子，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，柔性化，自動化和集成化的特點，在現代工業(yè)生產中起著非常重要的作用，是當今制造業(yè)最核心的技術。
21世紀的數控技術將是一個具有人工智能化的系統(tǒng)，它包括數控系統(tǒng)中為增加加工效率和加工質量智能化等的各個方面。數控機床作為一種高附加值的產品，它的產生帶來了制造業(yè)的一次革命性的變革。隨著數控機床產量的逐年飛速增長，如何提高數控機床的利用率、充分發(fā)揮數控機床的功能成為數控技術應用領域函待解決的問題。目前在我國制造業(yè)中存在著為數眾多的具有豐富理論和實踐經驗的工藝技術人員，但由于數控機床本身及其對數控程序要求的特殊性，致使本應由工藝師編制的數控程序，在制造企業(yè)中大多數是由數控機床操作人員編制、調試和試切的，這不僅占用數控機床大量的加工時間，而且受工人技術水平的限制，使得數控機床的功能得不到充分發(fā)揮。即便在某些具有專業(yè)編程工藝師的企業(yè)，由于數控編程時間和數控加工時間以及零件試切時間和零件加工時間比值之大，也是導致我國數控機床開工率低的主要原因。有專家統(tǒng)計，一個零件的編程時間與機床實際加工時間之比約為30：1，這還不包括在機床上的試切驗證時間。
自1958年數控機床出現到現在，國內隨著數控技術發(fā)展迅速，現在數控加工已成為計算機輔助設計中重要的一部分。國內也有許多高校、科研機構在數控仿真方面開展了研究工作，取得了一些成果。并在早期時候開發(fā)出了一些二維數控仿真軟件系統(tǒng)，利用二維動畫圖形仿真來進行NC程序加工過程。隨著國內數控仿真技術研究的深入以及技術水平的逐漸成熟，數控仿真也二維仿真轉向真實感較好的三維仿真系統(tǒng)。
數控加工仿真是研究數控機床加工過程在虛擬環(huán)境中的映射，集機械制造技術、數控加工技術、計算機技術和虛擬現實技術于一體，在計算機上建立和真實機床完全一致的虛擬加工環(huán)境，在數控機床進行實際加工之前，在虛擬環(huán)境中對零件的數控加工程序進行檢驗，檢查數控程序的正確性、合理性，對數控加工工藝的優(yōu)劣做出評估與優(yōu)化數控仿真系統(tǒng)不但能夠應用于企業(yè)的生產實際，也可以縮短零件從設計到加工的時間，并檢驗零件設計的正確性、工藝規(guī)程的有效性和數控程序的正確性，提高零件加工的質量，減少制造成本。另外數控仿真系統(tǒng)還可以應用于學校的數控教學培訓，滿足數控人才培訓的要求。
數控加工仿真是一門進行數控加工實驗研究的綜合性課題，對于數控仿真系統(tǒng)的開發(fā)是一個系統(tǒng)工程，必須遵循一定的開發(fā)步驟或流程，最重要的是要實現數控仿真系統(tǒng)的各項功能，所以，一個優(yōu)秀的數控仿真系統(tǒng)應該包含以下幾個功能要求：滿足仿真要求：綜合或設計一個數控仿真系統(tǒng)。是為了實現數控加工預定的目的，也就是說仿真系統(tǒng)具有目的性。因此，任何一個仿真系統(tǒng)最基本的要求就是能夠實現其基本的加工功能，因此對于我們的數控仿真系統(tǒng)，其基本加工功能包括了加工過程的幾何動態(tài)仿真、數控操作面板的模擬操作、加工過程中碰撞干涉的檢驗和報警等;數控仿真系統(tǒng)具有整體性，它的各部分既相對獨立，又是不可分割的。所以對于整個仿真系統(tǒng)的設計是把它劃分為幾種功能模塊進行設計，各模塊之間相互聯(lián)系、相互作用。因此，各仿真模塊之間的接口技術非常重要，它能夠實現數控仿真系統(tǒng)的整體化;它是利用實際系統(tǒng)的數學模型來仿真實驗，因為實際系統(tǒng)與數學模型總是存在著各種各樣的差距，所以，如何將其差異控制在一定的范圍內，這就是可靠性問題。
衡量仿真系統(tǒng)的一個重要指標就是可靠性。如果在仿真系統(tǒng)中，不能實現仿真效果的可靠性，那么仿真系統(tǒng)的設計就是失敗的。對于數控加工仿真系統(tǒng)，一定要實現仿真的動態(tài)畫面、仿真的圖形與設計和干涉檢驗等的可靠性;仿真是數控加工過程中的一個重要的問題，如果數控加工仿真建模和其算法太過復雜、并且程序冗長，那么在有限的計算機資源下，勢必影響系統(tǒng)仿真的速度和效率。因此，必須進行數控仿真優(yōu)化設計，主要是要優(yōu)化數控加工仿真建模和算法、數據結構等來保證仿真系統(tǒng)的有效性;數控加工軟件開放性就意味著軟件可以實現系統(tǒng)的二次開發(fā)。它可以修改系統(tǒng)和優(yōu)化系統(tǒng)的性能，而不是一種封閉的、不可變動的系統(tǒng)。所以數控仿真系統(tǒng)正朝著開發(fā)式數控仿真系統(tǒng)的方向發(fā)展，所以其應具備可擴展性能夠為后續(xù)的功能升級和二次開發(fā)提供接口。首先，對數控代碼進行預處理。它包括語法糾錯、格式轉換等，以此生成統(tǒng)一的代碼;在數控仿真系統(tǒng)中建立刀具庫，同時向用戶提供刀具選擇界面，庫內保存常用的銑刀工具，主要是平底銑刀，球頭銑刀，圓鼻銑刀等;在數控仿真系統(tǒng)建立常用毛坯庫，同時向用戶提供毛坯選擇界面，庫內保存常用的工料毛坯，對銑床加工而言，主要是板料;數控仿真系統(tǒng)核心模塊。根據用戶輸入（NC代碼、刀具信息、毛坯信息），生成動態(tài)加工仿真效果，主要包括刀具軌跡仿真，碰撞干涉檢測，工件加工仿真。
數控技術是制造業(yè)實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎。國內的數控行業(yè)最近發(fā)展的比較迅速，但是相對于發(fā)達國家還是有很大的距離，國家最近也不斷提出發(fā)展數控的口號，提倡數控應用化。數控加工仿真是CAM的重要組成部分，是CAM到實際數控加工的檢查環(huán)節(jié)，本課題研究的數控仿真系統(tǒng)是真實數控機床在計算機上的精確、完整映射，具有和真實機床完全一致的數控代碼驅動功能。編程人員可以利用數控加工仿真軟件來有效驗證CAM生成的NC代碼的有無過切，碰撞等干涉現象，對編制的數控程序進行仿真、查誤、修改、驗證，保證NC代碼的正確性。減少了加工過程中的試切時間，縮短了生產周期，更加充分發(fā)揮數控機床的作用，提高了生產效率和產品質量，給企業(yè)帶來更多的效益。
關鍵詞：數控技術 機械制造
引言
近年來，隨著工業(yè)化、信息化的快速發(fā)展，現代制造技術對機械產品提出了高精度、高復雜性和高效率的要求，同時對加工設備的通用性和靈活性提出了更高的要求[1～2]。在這些要求的促使下，傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)生了革命性的變化，由一般的機械加工向智能化，高速、高精度化，復合化，系統(tǒng)化的方向發(fā)展。這就為數控機床的應用創(chuàng)造了廣闊的施展空間，也大大的促進了數控加工技術的發(fā)展。數控加工技術的應用是機械制造業(yè)的一次技術革命，使機械制造業(yè)的發(fā)展進入了一個嶄新的階段。
1 國內數控技術的發(fā)展現狀
1.1數控系統(tǒng)的發(fā)展現狀
改革開放以來，國家對數控技術和數控機床的發(fā)展十分重視，通過引進技術和科技攻關，經歷了“六五”、“七五”引進消化吸收、“八五”開發(fā)自主版權數控系統(tǒng)，“九五”的商品化、產業(yè)化三個階段[3～5]。此三階段的研究、使用經驗為數控加工技術的產業(yè)化奠定了良好的基礎，也使數控加工技術取得了長足的進步。
在引進消化吸收階段，我國從日、德、美、西班牙先后引進數控系統(tǒng)技術，進行合作、合資生產、科技攻關，解決了數控機床可靠性和穩(wěn)定性的問題，數控機床開始正式生產和使用，并逐步向前發(fā)展。在開發(fā)自主版權數控系統(tǒng)階段，通過合作生產先進數控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距；通過利用國外先進元部件、數控系統(tǒng)配套，開始能自行設計及制造高速、高性能的數控機床，供應國內市場的需求，但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。商品化、產業(yè)化階段，我國數控產業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004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%；從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國；但是，國內數控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。
目前，我國數控技術已由研究開發(fā)階段向推廣應用階段過渡，也是由封閉型系統(tǒng)向開放型系統(tǒng)過渡的時期。現已有一批能成批量生產數控機床和數控系統(tǒng)的企業(yè)。在數控技術軟件上，一些單項技術已達到國外水平。
1.2 數控機床的發(fā)展現狀
20世紀中期，隨著電子技術的發(fā)展，自動信息處理、數據處理以及電子計算機的出現，給自動化技術帶來了新的概念，用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制，推動了機床自動化的發(fā)展[6]。
由于中國技術水平和工業(yè)基礎還比較落后，數控機床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達國家相比，差距還是很大，尤其是數控系統(tǒng)的控制可靠性還較差，數控產業(yè)尚未真正形成[7]。因此加速進行數控系統(tǒng)的高速、高精度化、復合化、系統(tǒng)化、智能化、商品化攻關，盡快建成完善的數控機床和數控產業(yè)成為當前的主要任務。目前面臨的主要問題有：核心技術嚴重缺乏；數控功能部件質量差，急需技術攻關；技術創(chuàng)新和成果轉化與市場脫節(jié)，市場定位不明確；項目安排帶有盲目性，缺乏先進的管理機制。
1.3 刀具的發(fā)展現狀
刀具的發(fā)展在人類進步的歷史上占有重要的地位。早在公元前20世紀，我國就已出現黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質刀具。在18世紀后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)明，1783年，法國的勒內首先制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。 1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒和懷特發(fā)明了高速工具鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質合金。1949～1950年間，美國開始在車刀上采用可轉位刀片，不久即應用在銑刀和其他刀具上。1972年，美國通用電氣公司生產了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片，同年，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)現了物理氣相沉積法，在硬質合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質層，這種復合材料具有更好的切削性能。
近年來，數控刀具的科技成果主要體現在研發(fā)一刀多切削功能和提高刀刃切削性能的方面，數控刀具材料集中應用在高速（超高速）、硬質（含耐熱、難加工）、干式、精細（超精）數控機加工技術領域。刀具材料新產品的研發(fā)在超硬材料（金剛石、表面改性涂層材料、TiC基類金屬陶瓷、立方氮化硼、Al2O3、Si3N4基類陶瓷），W、Co類涂層和細顆粒（超細顆粒）硬質合金基體及含Co類粉末冶金高速鋼等領域進展速度較快。
2 機械制造中的數控技術
隨著經濟的全球化，尤其在我國加人WTO以后，國際經濟競爭將進人短兵相接的階段。在新的形勢下，我國的機械制造業(yè)有強烈的危機感、緊迫感，以只爭朝夕的精神，全力提高機械制造技術水平、降低生產成本，發(fā)展先進制造技術，促進產品升級換代，提高整體競爭能力，迎接新世紀的機遇和挑戰(zhàn)。
20世紀50年代初第一臺數控機床的出現，使機械制造技術的發(fā)展出現了日新月異的變化，數控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)的應用技術和裝備，又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國機械制造業(yè)廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力，大力發(fā)展以數控技術為核心的先進制造技術，已成為世界各發(fā)達國家加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
2.1數控加工技術在機械制造業(yè)中的作用
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，是制造業(yè)實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎，是提高產品質量、提高勞動生產率必不可少的物質手段，是國防現代化的重要戰(zhàn)略物質，是關系到國家戰(zhàn)略地位和體現國家綜合國力水平的重要基礎性產業(yè)。
近年來，數控技術以其加工精度高、生產率高、柔性好等特點而日益受到重視，大力發(fā)展以數控技術為核心的先進制造技術，已成為世界各國加速經濟發(fā)展的重要途徑。目前，世界各國制造業(yè)廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。大力發(fā)展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家提高綜合國力和國家地位的重要途徑。世界上各工業(yè)發(fā)達國家采取各種重大措施來發(fā)展自己的數控技術及其產業(yè)，將數控技術及數控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資。數控技術集智能化，柔性化，高速、高精度化，復合化，系統(tǒng)化于一身。這在現代制造技術的發(fā)展中有著不可替代的作用。
2.2 數控加工技術在機械制造業(yè)中的意義
數控機床綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅動、精密檢測與新型機械結構等方面的技術成果，具有高柔性、高精度與高度自動化的特點，提高了機械制造業(yè)的制造水平，解決了機械制造中常規(guī)加工技術難以解決甚至無法解決的復雜型面零件的加工，為社會提供了高質量、多品種及高可靠性的機械產品，已取得了巨大的經濟效益。
數控加工技術具有較強的適應性和通用性，能獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質量，具有較高的生產效率、能獲得良好的經濟效益，能實現復雜的運動，能改善勞動條件、提高勞動生產率，便于實現現代化的生產管理。同時，數控加工技術的發(fā)展對提高國家戰(zhàn)略地位和國家綜合國力水平有著不可替代的作用。
結語
我國數控技術的發(fā)展由簡單的機械加工過渡到高速、高精度化、復合化、系統(tǒng)化、智能化、柔性化的現代機械加工，發(fā)展主要經歷了三個階段。數控加工技術具有加工精度高、生產率高、柔性好等特點，具有較強的適應性和通用性，其加工精度高，生產效率高，能實現復雜的運動，能改善勞動條件，在現代機械制造業(yè)中有著不可替代的作用和意義。
參考文獻
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作者簡介：董麗梅（1979-），女，工學碩士，現為蘭州城市學院培黎石油工程學院老師，講師，研究方向：機械化保護性耕作技術及機具研究。
關鍵詞：數控機床;先進技術;未來機床
前言
數控機床是裝備制造業(yè)的工作母機，其技術水平的高低代表了一個國家制造業(yè)的發(fā)展水平。數控機床是復雜的機電液系統(tǒng)，與其它電子產品和機械制造業(yè)不同的是，它已經具備了相對成熟的理論和可靠技術。數控機床的先進技術已經運用到了精密高速復合加工機研發(fā)制造領域，此后隨著科學技術的飛速發(fā)展和完善，其功能也將會越來越多，操作方法越來越簡單，穩(wěn)定性越來越好，數控機床的性價比也會越來越好，應用和發(fā)展空間廣闊。
1.數控機床的概念和特點
數控機床就是采用了數控技術的機床，包括主機、數控裝置、驅動裝置、輔助裝置。數控機床發(fā)展以及經歷了三個階段，一個是上世紀50年代的初級階段，一個是上世紀90年代的中級階段，第三階段是上世紀末，數控機床普遍用于生產，柔性單元、柔性系統(tǒng)、計算機中央集成制造系統(tǒng)開始應用[1]，數控技術產業(yè)化進入成熟階段。在未來的發(fā)展過程中，數控機床技術會出現五大特點：智能化、網絡化、數字化、集成化和微型化。這將會給制造業(yè)帶來可觀的經濟效益。
2.數控機床的先進技術
不管是國內國外，先進的數控機床都會應用到企業(yè)的核心技術，力求生產出高技術、高效益的數控機床，并根據企業(yè)自身的特點，用最低的成本生產出最高效益的產品。還必須有科學的管理和應用，才能發(fā)揮這種技術高密度集合的數控機床的最大價值。
我國的數控技術已經形成了開放的結構體系，機床制造商通過開放平臺增加自己需要的硬件和軟件。目前的先進數控技術主要有可重構技術、軟件伺服驅動技術、CNC系統(tǒng)互聯(lián)網技術和自適應技術[2]。
2.1可重構技術
可重構技術使數控機床成為以用戶為中心的模塊化機床，用戶可以根據所生產產品的變化對機床的結構、布局和加工功能進行轉變，提高數控機床的生產效率，滿足了不同的加工工業(yè)的需求，克服了實際批量生產過程中的數控機床功能利用低的缺點，具有很強的經濟性。
2.2軟件伺服驅動技術
數控系統(tǒng)中另一個重要組成部分是軟件伺服驅動技術。就是通過計算機控制算法采用的伺服裝置。這項技術具有幾大優(yōu)點值得我們重視，穩(wěn)定;基于數值計算、精度高;通過參數設定、調整減少;ASIC電路容易形成。伺服技術對于現代數控系統(tǒng)而言已經取得了重大突破，突破的結果產生了數字交流驅動系統(tǒng)。隨著電力電子驅動技術及控制理論、微電子技術的發(fā)展、軟件運算及處理能力的提高，系統(tǒng)的運算速度有了很大的提高，伺服技術可靠性提高、調試方便、柔性增強，推動了高精密高加速加工技術的發(fā)展。
2.3CNC系統(tǒng)聯(lián)網技術
網絡的主要任務就是通信、共享信息。通信聯(lián)網及現場設備生產、運行數據采集等功能，能夠保證現場設備高質量完成任務，并將現場設備生產的數據傳送到管理層，管理層得到數據后會下達生產管理及調度的命令。因此，CNC系統(tǒng)聯(lián)網是實現工廠自動化的基礎。
2.4自適應技術
自適應技術借助高動態(tài)控制技術，使機床部件具有自動適應性，能夠自主地適應加工過程和外界環(huán)境等，反應更快、更加精確也更堅實更靈活，通常情況下，它能夠有效地消除振動、變形、噪聲等內部干擾，加工更穩(wěn)定更經濟，具有一定的智能化。
3.數控技術未來發(fā)展趨勢
數控機床以后的發(fā)展前景會更加廣闊，在結構體系、功能方面、性能方面都會有很大的改革和轉變。具體有以下幾方面的內容：
3.1高速化與高精度化
數控機床一直追求的是高效率、高質量。提高產品的質量和生產效率的前提是高速度和精準的加工技術。縮短生產周期，企業(yè)才能在市場競爭中獲得優(yōu)勢。
3.2智能化
數控技術已經智能化了，并且智能化會滲透到數控機床的各方面。為了驅動方便更多人性化的設計也會出現，會出現智能診斷、智能監(jiān)控系統(tǒng)和感應裝置，系統(tǒng)出現問題時候會得到及時的反饋和維護，減少了查找故障的時間，為數控產業(yè)的規(guī)模發(fā)展提供了機會。
3.3驅動并聯(lián)化
并聯(lián)驅動機床通過機床主軸和機座之間采用多桿并聯(lián)機構驅動，控制桿系中桿的長度使得桿系支撐的平臺獲得相應自由度的運動。多坐標聯(lián)動數控加工、裝配和測量多種功能都會得到實現，同時能夠實現更加復雜的加工，具有重量輕、速度快等優(yōu)勢。
3.4網絡化
數控機床網絡化發(fā)展是一個必然趨勢。機床依靠網絡技術實現統(tǒng)一管理和在線監(jiān)測功能，同時方便對機床進行程序的修改。數控機床聯(lián)網后會有幾個能力：可靠性、隨時性、穩(wěn)定性、在線性，方便采集數據，程序交換，實現電腦監(jiān)控的執(zhí)行。
總的來說，數控機床的未來發(fā)展趨勢很好。首先在功能方面，將來的用戶界面會出現圖形化，通過三維的立體式的動態(tài)圖來展現，非專業(yè)人員也能很好的操控，方便用戶使用。將來的計算可視化也會用于自動的編程和預處理等多個方面，數控技術也會加入多媒體技術，使機床能夠綜合處理圖像、文字、聲音等混合信息。在結構方面，未來機床會出現結構模式化、數控功能專門化、數控技術智能化。將來機床智能化會自動適應控制技術，自動檢測的環(huán)境，智能發(fā)出指令指使機床工作，自行檢測發(fā)生的故障，在未來也會自行修復產生的故障。智能化驅動裝置會分析機床的數據自動調整系統(tǒng)參數，使機床具有更好的運動效果。智能化將成為未來生產廠家必爭的技術和核心。
4.結束語
國家的發(fā)展離不開制造業(yè)，制造業(yè)離不開數控機床，數控機床技術又是發(fā)展制造業(yè)的基礎。面對市場的需求，數控機床會實現智能化、網絡化、微型化、數字化[3]，隨著計算機和科學技術的發(fā)展，機床也會得到很大的發(fā)展和提高。
參考文獻：
[1]張羽，王潤波.數控機床技術的應用與發(fā)展研究[J].科技向導，2014，20：241.
1.1 數控系統(tǒng)發(fā)展簡史
1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類創(chuàng)造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質的飛躍，為人類進入信息社會奠定了基礎。6年后，即在1952年，計算機技術應用到了機床上，在美國誕生了第一臺數控機床。從此，傳統(tǒng)機床產生了質的變化。近半個世紀以來，數控系統(tǒng)經歷了兩個階段和六代的發(fā)展。
1.2國內數控機床狀況分析
1.2.1國內數控機床現狀
近年來我國企業(yè)的數控機床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數控機床中，除少量機床以FMS模式集成使用外，大都處于單機運行狀態(tài)，并且相當部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。 2001年，我國機床工業(yè)產值已進入世界第5名，機床消費額在世界排名上升到第3位，達47.39億美元，僅次于美國的53.67億美元，消費額比上一年增長25%。但由于國產數控機床不能滿足市場的需求，使我國機床的進口額呈逐年上升態(tài)勢，2001年進口機床躍升至世界第2位，達24.06億美元，比上年增長27.3%。 近年來我國出口額增幅較大的數控機床有數控車床、數控磨床、數控特種加工機床、數控剪板機、數控成形折彎機、數控壓鑄機等，普通機床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等。出口的數控機床品種以中低檔為主。
1.2.2 國內數控機床的特點 ：
(1) 新產品開發(fā)有了很大突破，技術含量高的產品占據主導地位。
(2) 數控機床產量大幅度增長，數控化率顯著提高。
2001年國內數控金切機床產量已達1.8萬臺，比上年增長28.5%。金切機床行業(yè)產值數控化率 從2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。
(3) 數控機床發(fā)展的關鍵配套產品有了突破。
1.3 數控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1.3.1繼續(xù)向開放式、基于PC的第六代方向發(fā)展
基于PC所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，更多的數控系統(tǒng)生產廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機，來處理人機界面、編程、聯(lián)網通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔數控的任務。PC機所具有的友好的人機界面，將普及到所有的數控系統(tǒng)。遠程通訊，遠程診斷和維修將更加普遍。
1.3.2向高速化和高精度化發(fā)展
這是適應機床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。
1.3.3向智能化方向發(fā)展
隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展，數控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。
(1)應用自適應控制技術
數控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息，并自動調整系統(tǒng)的有關參數，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。
(2) 引入專家系統(tǒng)指導加工
將熟練工人和專家的經驗，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數數據庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。
(3) 引入故障診斷專家系統(tǒng)
(4) 智能化數字伺服驅動裝置
可以通過自動識別負載，而自動調整參數，使驅動系統(tǒng)獲得最佳的運行。
1.4機床數控化改造的必要性
1.4.1微觀看改造的必要性
從微觀上看，數控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。
(1) 可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。
由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。
(2) 可以實現加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3～7倍。由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現自動化。數控機床只要更換一個程序，就可實現另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產得以自動化，故被稱為實現了"柔性自動化"。
(3) 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要"修配"。
(4) 可實現多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。
(5) 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償等多種自律功能，因而可實現長時間無人看管加工。
(6) 由以上五條派生的好處。
如：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產品試制周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應等等。
1.4.2宏觀看改造的必要性
從宏觀上看，工業(yè)發(fā)達國家的軍、民機械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應用數控機床。由于采用信息技術對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)方面比發(fā)達國家約落20年。如我國機床擁有量中，數控機床的比重（數控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達20.8％，因此每年都有大量機電產品進口。這也就從宏觀上說明了機床數控化改造的必要性。
數控化改造的市場空間
機床的數控化改造是一個方興未艾的行業(yè)，從各種統(tǒng)計數字上看前途應該是十分光明的，例如："在美國，日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造能作為新的經濟增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及數控技術的不斷進步，機床改造是一個"永恒"的課題。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進入到以數控技術為主的新的行業(yè)所以不難看出：`
(1) 國內的市場
我國目前機床總量380余萬臺，而其中數控機床總數只有11.34萬臺，即我國機床數控化率不到3％。近10年來，我國數控機床年產量約為0.6～0.8萬臺，年產值約為18億元。機床的年產量數控化率為6％。我國機床役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機床中，自動/半自動機床不到20％，FMC/FMS等自動化生產線更屈指可數（美國和日本自動和半自動機床占60％以上）。可見我們的大多數制造行業(yè)和企業(yè)的生產、加工裝備絕大數是傳統(tǒng)的機床，而且半數以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數控化率。
(2) 進口設備和生產線的數控化改造市場
我國自改革開放以來，很多企業(yè)從國外引進技術、設備和生產線進行技術改造。據不完全統(tǒng)計，從1979～1988年10年間，全國引進技術改造項目就有18446項，大約165.8億美元。
這些項目中，大部分項目為我國的經濟建設發(fā)揮了應有的作用。但是有的引進項目由于種種原因，設備或生產線不能正常運轉，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響，嚴重的使企業(yè)陷入困境。一些設備、生產線從國外引進以后，有的消化吸收不好，備件不全，維護不當，結果運轉不良；
有的引進時只注意引進設備、儀器、生產線，忽視軟件、工藝、管理等，造成項目不完整，設備潛力不能發(fā)揮；有的甚至不能啟動運行，沒有發(fā)揮應有的作用；有的生產線的產品銷路很好，但是因為設備故障不能達產達標；有的因為能耗高、產品合格率低而造成虧損；有的已引進較長時間，需要進行技術更新。種種原因使有的設備不僅沒有創(chuàng)造財富，反而消耗著財富。
這些不能使用的設備、生產線是個包袱，也是一批很大的存量資產，修好了就是財富。只要找出主要的技術難點，解決關鍵技術問題，就可以最小的投資盤活最大的存量資產，爭取到最大的經濟效益和社會效益。這也是一個極大的改造市場。
機床改造的效益分析
提高機床數控化效率有兩個途徑：一是購買新的數控機床；二是對舊的機床進行改造而對于一個機床擁有量大，經濟財力又不足的發(fā)展中國家來說，采用舊機床改造來提高設備的先進性和數控化率是一個極其有效和使用的途徑，采用第二種方法有以下的優(yōu)點：
a) 減少了投資和交貨的期限
同購置新的數控機床相比，一般可以節(jié)省60%到80%的費用，改造的費用大大減低。
b) 機械的穩(wěn)定性可靠
機床的床身，立柱等基礎件都是重而堅固的鑄鐵構件，而鑄件越久自然失效充分，內應力的消除使得比新的鑄件更穩(wěn)定，這些鑄件的使用又可以節(jié)約社會資源，又減少了鑄鐵件生產時對環(huán)境的污染。
c) 熟悉了解設備結構性能，便于操作維修，購買的新設備，事先很難前面了解機床的結構性能，以至很難預算是否完全適合加工要求，而改造則完全可以避免這種情況，并且大大縮短了對數控機床在使用和維修方面的培訓時間，機床一旦改裝完成，很快就可以投入使用，見效較快。
d) 可以充分利用現有的條件
可以充分利用現有的地基，不必像購新機時重新構筑新基，同時工夾具、樣板和外設備也可以在利用。
e) 可更好的因地制宜合理篩選功能
購買現成的通用型機床，往往對一個具體的生產加工有一些多余的功能，又可能缺少某一個專用的特殊功能，如向機床制造廠提出特殊定貨要求，增加某些特殊的加工要求，往往費用大，交貨的日期又長。而采用改造方案就可以根據生產加工要求，采用組合的方法再某些部件設計改造成專用的數控機床。
f)可及時采用最新技術，充分利用社會資源
由于技術進步和我國機床功能部件專業(yè)化生產的發(fā)展，目前已有眾多的疏忽資源支持機床方面的改造 ，如隨意采購各種尺寸的滾珠絲杠副，且交貨期短；采用貼塑導軌新技術，可使傳統(tǒng)的滑動導軌的摩擦系數降低五至十幾倍來防止爬行，還可以使得刮研極容易，等等例子說明有一大批社會資源，可根據技術更新的發(fā)展速度，及時地采用最新技術來提高生產設備的自動化水平和效率，提高設備質量和檔次，將舊機場改造成當今水平的機床。
2 普通車床數控改造的可行性論證
對于普通車床的經濟型數控改造，在考慮總體設計方案時，應遵循的原則是：在滿足設計要求的前提下，對機床的改動應盡可能的少，以降低成本。
2.1 車床的數控改造
2.1.1數控機床工作原理及組成
(1) 數控機床工作原理：
數控機床加工零件時，首先應編制零件的加工程序，這是數控機床的工作指令。將加工程序輸入到數控裝置，再由數控裝置控制機床主運動的變化、起停，進給運動的方向、速度和位移量以及其它如刀具選擇交換、工件夾緊松開和冷卻的開、關等動作，使刀具與工件及其它輔助
2-1
2.1.2設計內容及任務
普通車床（C6163）的數控改造設計內容包括：總體方案的確定和驗證、機械改造部分的設計計算（包括縱向、橫向進給系統(tǒng)的設計與計算）、主運動自動變速原理及改造后的機床傳動系統(tǒng)圖的設計、機床調速電動機控制電路的設計。
本設計任務是對C6163臥式車床進行數控化改造，實現微機對車床的數控化控制。利用微機對車床的縱向、橫向進給系統(tǒng)進行數字控制，并要達到縱向最小運動單位為0.01mm/脈沖，橫向最小運動單位0.005mm/脈沖，主運動要實現自動變速，刀架要改造成自動控制的自動轉位刀架，要能自動的切削螺紋。
2.1.3 數控部分的設計改造
(1) 數控系統(tǒng)運動方式的確定
數控系統(tǒng)按其運動軌跡可分為：點位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點位控制系統(tǒng)只要求控制刀具從一點移到另外一點的位置，而對于運動軌跡原則上不加控制。連續(xù)控制系統(tǒng)能對兩個或兩個
以上坐標方向的位移進行嚴格的不間斷的控制。由于C6163車床要加工復雜輪廓零件，所以本微機數控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。
(2)伺服進給系統(tǒng)的設計改造
數控機床的伺服進給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。
閉環(huán)控制方案的優(yōu)點是可以達到高的機床精度，能補償機械傳動系統(tǒng)中的各種誤差，消除間隙、干擾對加工精度的影響。但他結構復雜、技術難度大、調式和維修困難、造價高。
半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調速范圍寬，過載能力強，又采用反饋控制，因此性能遠優(yōu)于以步進電動機驅動的開環(huán)控制系統(tǒng)。但是，采用半閉環(huán)控制其調式比開環(huán)要復雜，設計上也要有其自身的特點，技術難度較大。
開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路，因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差，但其結構簡單，易于調整，所以常用于精度要求不高的場合。
經過上序比較，由于所改造的C6163車床的目標加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。
(3) 數控系統(tǒng)的硬件電路設計
數控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是控制系統(tǒng)的基礎，性能的好壞直接影響整體數控系統(tǒng)的工作性能。
數控裝置的設計方案通常有：
a) 可以全部自己設計制作
b) 可以采用單板機或STD模塊或工控機改制
c) 可以選用現成的數控裝置作少量的適應化改動
跟據本次設計的要求采用第一種設計方案。
2.1.4機械改造部分的設計
(1) 主傳動部分的改造設計
將原機床的主軸電動機換成變頻調速電動機，無級調速部分由變頻器控制。將原機床的主軸手動變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機構。改造后使其主運動和進給運動分離，主軸電動機的作用只是帶動主軸旋轉。
(2) 進給機構的改造
將原機床的掛輪機構、進給箱、溜板箱、滑動絲杠、光杠等全部拆除。縱向、橫向進給以步進電動機作為驅動元件經一級齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動。
關鍵詞： 數控機床 制造強國 發(fā)展趨勢
數控技術是先進制造技術中的一項核心技術，由數控機床組成的柔性化制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)機械加工裝備產業(yè)、構建數字化企業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直備受制造業(yè)的關注，其設計、制造和應用的水平在某種程度上代表了一個國家的制造業(yè)水平和競爭力。近年來，國內機床設備和技術的發(fā)展在市場需求旺盛的情況下，設備以滿足市場和用戶需求為主，在高性能加工的設備和技術上并沒有進行很好的研究和技術儲備，在市場趨于平穩(wěn)的時期，我國的機床工業(yè)勢必會更加缺乏競爭力。因此，國家將數控機床作為重點支持的產業(yè)項目，在發(fā)展規(guī)劃中明確了發(fā)展高速、高精度數控加工設備作為主要的支持發(fā)展方向，將提升裝備水平和核心技術放在重要的位置。
“機床是裝備制造業(yè)的工作母機，實現裝備制造業(yè)的現代化，取決于我國的機床發(fā)展水平。振興裝備制造業(yè)，首先要振興機床工業(yè)，要大力發(fā)展國產數控機床”。振興裝備制造業(yè)，機床工業(yè)需先行，這是一條經濟發(fā)展的客觀規(guī)律。在國民經濟快速發(fā)展的拉動和國家產業(yè)政策的正確引導下，中國機床工業(yè)行業(yè)發(fā)展迅速，產銷兩旺，行業(yè)綜合水平落后的面貌得到改變。進入21世紀以來，隨著我國國民經濟實力的快速增長，我國制造業(yè)在國際上的地位日益提高。目前，我國正處在工業(yè)化的中期階段，制造業(yè)仍然是國民經濟的主體和支柱。但從總體上看，我國制造業(yè)與先進國家的差距還比較明顯。有人坦言：“無論今后科學技術怎樣進步，發(fā)展先進的制造業(yè)將是人類社會永恒的主題，制造業(yè)也將永遠是人類社會的‘首席產業(yè)’。”在當今世界上，高度發(fā)達的制造業(yè)和先進的制造技術已經成為衡量一個國家綜合經濟實力和科技水平的最重要標志。制造業(yè)最重要的基礎是裝備制造業(yè)。現在我國已是制造業(yè)大國，但并不是制造業(yè)強國。目前我國的裝備制造業(yè)水平有限，以至于不能很好地滿足現代化機械生產的需要。而現代制造業(yè)發(fā)展的主要方向體現在信息化制造方面，其中自動化、智能化制造則是裝備制造業(yè)中的主導技術，這對于高速、高精度、低消耗的產品制造來說尤為重要。
數控機床是近展起來的具有廣闊發(fā)展前景的新型自動化機床，是高度機電一體化的產品。隨著科學技術的發(fā)展，機械產品的結構越來越合理，其性能精度和效率日趨提高，因此對加工機械產品零部件生產設備――機床也相應提出了高性能高精度與高自動化的要求。大批量的產品，如汽車拖拉機與家用電器的零件，以及航空航天、內燃機、軍工、汽車、船舶等行業(yè)需要的重要加工設備，尤其是高剛性、高精度、高穩(wěn)定性、高復合型的精密數控臥式銑鏜床更是航天和軍工企業(yè)急需的關鍵設備。
“十一五”期間，國家對裝備制造業(yè)提出要求：變“制造大國”成為“制造強國”，調整產業(yè)結構，重點開發(fā)高檔數控機床，提升行業(yè)水平。自主開發(fā)高速精密臥式機床，研究其相關的設計和制造技術并取得突破，對國家在高端裝備領域擁有自主知識產權和核心競爭力，將起到至關重要的影響。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，各行各業(yè)對高速數控機床的需求也越來越多。2010年9月8日國務院召開常務會議審議并原則通過《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》，高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術、生物、新能源、新材料和新能源汽車七個產業(yè)作為重點領域將集中力量加快推進，國家將加強財稅金融等政策扶持力度。國務院發(fā)展研究中心產業(yè)部部長馮飛預計，未來十年將是戰(zhàn)略性新興產業(yè)蓬勃發(fā)展的十年，到2020年，戰(zhàn)略性新興產業(yè)占工業(yè)增加值比重可望達到20%以上。機床工業(yè)由于技術含量和工藝要求極高，屬于技術和資本密集型產業(yè)，行業(yè)壁壘很高，無論在國內還是全球范圍，行業(yè)格局變化都比較緩慢。機床本屬于機械行業(yè)，而機械行業(yè)與下游行業(yè)固定資產投資密切相關。下游行業(yè)每年固定資產投資中，約60%用于購買機械產品。設備工器具購置在固定資產投資中的比例保持在20％左右，并長期保持穩(wěn)定。因此在機床行業(yè)下游產業(yè)中，固定資產投資的主要部分都是用來購買裝備制造工具――機床。通過統(tǒng)計發(fā)現，機床下游行業(yè)固定資產投資增速遠快于全社會平均增速水平。數控機床的需求來自于下游的機械行業(yè)固定資產投資，2011年汽車及零部件、航空航天設備、高速列車、軍工、電子信息、電力設備、船舶、工程機械、模具等高端裝備業(yè)崛起，行業(yè)產能高速擴張，繼續(xù)帶動數控機床消費的高速增長。羅百輝表示，2011年高端裝備自主創(chuàng)新勢頭將更為強勁，繼續(xù)帶動機械工業(yè)15%以上的增速。目前我國正處于重化工業(yè)化時期，這是超脫于經濟短期波動、在近幾十年里對中國經濟產生巨大影響的因素，對我國機械工業(yè)的發(fā)展也起著促進作用。它與長期向好的中國宏觀經濟一樣，成為機械工業(yè)近30年來持續(xù)快速發(fā)展的最好注解。所謂重化工業(yè)化時期，也就是工業(yè)化的中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設經濟強國轉變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產、建材、機械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，構成了對機床市場尤其是數控機床的巨大需求。中國已經超過德國，成為世界第一大機床市場。數控機床已成為機床消費的主流。預計2015年數控機床消費將超過60億美元，臺數將超過10萬臺。數控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是：①平臺數字化。②運行高速化。③加工高精化。④功能復合化。⑤控制智能化。⑥伺服驅動高性能控制。中高檔數控機床的比例會大幅增加，經濟型數控機床的比例不會有太大變化，而非數控的普通機床的需求將會大幅度減少。
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先來看這樣一組數據：中國社會固定資產設備投資的三分之二依賴進口；中國裝備制造業(yè)產品每年的外貿逆差高達數百億美元；中國機械制造業(yè)中有近60%產品產業(yè)化是在引進技術的基礎上完成的……
然而、簡單的“拿來主義”并沒有產生預期的效果，中國裝備制造業(yè)仍然在“引進―落后―引進”的怪圈中四顧茫然。在諸多的國際裝備制造業(yè)博覽會上，國內產品與國外產品立眼分明，差距是明擺著的。
這樣的現實讓中國裝備企業(yè)不停地打著寒顫。眾多有識之士在問自己也問別人：未來的路怎么走？
這個問題也同樣橫在南京工藝裝備制造廠的面前，并由此拉開了其發(fā)展?jié)L動功能部件產業(yè)化專項規(guī)劃的序幕。
為什么要產業(yè)化？
國際制造業(yè)向中國轉移，使中國基礎裝備市場的競爭驟然升級。中國數控機床市場也在不經意間目睹了前所未有的熱鬧，并繼而體驗到了前所未有的壓力。
數控高端技術產品代表著國家經濟、政治、軍事實力，是國家經濟安全的支柱。正因為如此，數控高端技術一直是國內外數控機床企業(yè)競爭的焦點，但這恰恰也正是國內企業(yè)的軟肋。這種差距甚至懸殊得使中外企業(yè)無法在一個平臺上平等對話。顯然，中國企業(yè)試圖依賴引進，通過合資、合作的途徑取得高端技術從而發(fā)展高檔產品的道路是走不通的。因此，國內機床工具行業(yè)形成了這么一個共識：必須選擇一些基礎較好的企業(yè)，加快建設具有國際競爭力的數控機床產業(yè)化基地，掌握核心技術，開發(fā)具有自主知識產權的產品。
數控機床的發(fā)展需要高水平、專業(yè)化、規(guī)模化生產的功能部件作為支撐。可以說，數控機床的產業(yè)化，關鍵在于包括數控系統(tǒng)、滾動功能部件等功能部件的產業(yè)化。長期以來，功能部件一直是發(fā)展國產數控機床的瓶頸，我國中高檔數控機床配套所需的功能部件基本依靠進口。
為此，中國機床工具工業(yè)協(xié)會一直在向有關方面建議將關鍵功能部件產業(yè)化攻關項目列入國家發(fā)改委重要支持計劃。讓所有機床工具行業(yè)人士備受鼓舞的是，最近，、黃菊、曾培炎等國務院領導對發(fā)展國產數控機床作了重要批示，國家發(fā)改委也正在編制數控機床、功能部件產業(yè)化的專項規(guī)劃。這對于南京工藝裝備制造廠來說，無疑是個難得的發(fā)展機遇。
南京工藝裝備制造廠作為中國規(guī)模最大的滾動功能部件生產基地，備受國家發(fā)改委以及中國機床工具工業(yè)協(xié)會等部門的高度關注。其實，從1999年開始，企業(yè)就一直在積極探索滾動功能部件產業(yè)化的道路，而這與國家要求重點培育滾動功能部件產業(yè)基地的想法不謀而合。企業(yè)意識到必須抓住機遇，躋身于滾動功能部件發(fā)展的“國家隊”，瞄準國際先進技術，摸索一條持續(xù)、穩(wěn)定、高效、快速發(fā)展的成功之路，做大做強國產滾動功能部件產業(yè)。
搭建一個怎樣的框架？
“滾動功能部件產業(yè)化”的概念，在南京工藝裝備制造廠廠長張建平腦子里由來已久。早在五年前，張建平和南京工藝的其他領導者就已經開始琢磨產業(yè)化的發(fā)展思路，并制定了總體目標，為產業(yè)化發(fā)展描繪了一副清晰的輪廓。
張建平這樣描繪南京工藝產業(yè)化的發(fā)展思路：以創(chuàng)新的觀念引領企業(yè)的快速發(fā)展，以創(chuàng)新的管理引領企業(yè)深入市場，以創(chuàng)新的制度引領企業(yè)高速運行，以創(chuàng)新的技術引領企業(yè)走向國際。對于其中所提到的“創(chuàng)新的觀念”，張建平有自己獨特的理解與感悟。張建平說，國家體制改革是靜態(tài)、物質化的，是試圖通過物質化的改變，讓企業(yè)在物質交換中被迫轉變思想。但事實是，對于企業(yè)而言，資產置換不能解決一切問題。體制與機制只是土壤，比如在鹽堿地里，莊稼是長不好的，但是經過改良后也是可以長出好莊稼的。所以，重要的是轉變觀念，找到切入點。
除此之外，被南京工藝人津津樂道還有這樣幾句話：以國產滾動功能部件為本，加速數字機器產業(yè)化進程；高品質、高精度、高性能，產業(yè)化；全品種、全規(guī)格、全系列、全精度、全面解決方案。第一句話解決的是南京工藝的產品定位問題，“三高一產”表達了南京工藝預備做“高端”的決心，而“五全”則是試圖在總量、結構、功能上最大限度地滿足國內市場的需求。
應當說，重復建設與重復引進是我國裝備業(yè)面臨的一個嚴重問題。比如，我國國產經濟型數控機床、普及型數控機床與高檔型數控機床的結構比例是75∶22∶3。大家都盲目地發(fā)展經濟型，有些企業(yè)甚至拼價格、拼資源。這種惡性競爭行為對于行業(yè)而言，無疑是摧毀性的破壞。因此，南京工藝提出的“三高一產”顯然追求的是非實物量的產業(yè)化，而是兼顧質與量的產業(yè)化，除了解決“有多少”的問題，還要解決“有多好”的問題。
針對我國國產數控機床結構比例不協(xié)調的問題，南京工藝也制定了自己的目標，即將經濟型、普及型與高檔型的比例調整為30∶40∶30。同時，根據我國機床行業(yè)的總體趨勢，即到2010年，我國數控金切機床年產量將達到10萬臺，年銷售額為30億~35億美元，國產數控機床國內市場占有率將達到60%，南京工藝也相應制定了到2010年滾動功能部件年產量25萬套，年產值5億元的發(fā)展目標。
如何細化操作？
作為中國規(guī)模最大的滾動功能部件生產基地，南京工藝在長期的發(fā)展過程中形成了自己獨特的技術優(yōu)勢、裝備優(yōu)勢、品牌優(yōu)勢、規(guī)模優(yōu)勢。此外，不斷創(chuàng)新的企業(yè)文化與不斷提升的組織學習能力也使得南京工藝在業(yè)界一直獨占鰲頭。藝工牌滾動功能部件已經獲得全國用戶滿意產品、江蘇省名牌產品稱號，企業(yè)也獲得全國用戶滿意企業(yè)、南京市質量管理獎，并已通過ISO9001質量管理體系認證。南京工藝表示將在此基礎上，產品力創(chuàng)中國名牌，企業(yè)管理創(chuàng)江蘇省質量管理獎，繼續(xù)保持行業(yè)第一，并達到國內領先、國際知名。
面對接下來的專項規(guī)劃，南京工藝制定了進一步弘揚企業(yè)優(yōu)勢的措施。首先是要提高產品檔次，拓展并優(yōu)化產業(yè)結構。一方面不斷提高滾動功能部件的技術水平，增加產品技術含量，優(yōu)化產品結構；另一方面在滾動功能部件產品品種、規(guī)格、產量、質量及精度方面趕上世界先進水平，在滿足國內市場需求并逐步替代進口的情況下，積極參與國際市場的競爭。
其次，采用先進工藝裝備，確保產品精度，提高產品性能。有效利用現有恒溫生產廠房，將有限的積累投入到關鍵設備上，并在充分利用現有工藝設備的基礎上，在設備選型方面突出重點，增加必要、關鍵、高效、自動化程度高的設備，加強和提高產品精密檢測、測試能力，添置高性能精密檢測設備和測試儀器，以確保產品的檢測質量。在技術水準達到或接近國際化的前提下，南京工藝還積極與國內著名機床企業(yè)聯(lián)合解決大型數控機床關鍵設備的“首臺、首套”國產化問題，以形成大型數控機床關鍵設備的國產化，實現工藝裝備國產化的突破。比如，3米、4米、8米數控螺紋磨床，4米、6米數控直線導軌專用磨床，6米絲杠導程精度動態(tài)測量儀，數控螺母磨削中心等。
此外，南京工藝積極提高產品開發(fā)能力和技術水平，進一步強化產品的設計能力，提高產品開發(fā)能力，縮短(產品)設計周期，提高企業(yè)信息化集成水平。其五年規(guī)劃中也明確表示要重點發(fā)展8米整根磨制滾珠絲杠副、線速度60m/min的高速滾珠絲杠副、6米整根滾動直線導軌副、線速度100m/min的滾動直線導軌副。
裝備制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家經濟實力的重要標志。國外發(fā)達國家在搶占了技術制高點，取得品牌效應后，又開始圖謀市場份額。危機就在眼前，更何況，隨著發(fā)達國家進一步加強對知識產權的保護，以往一些國內企業(yè)通過簡單仿制來提高競爭力的路也將逐步被堵死。接下來的路，只有靠自己踏踏實實一步一步往前走。
對此，張建平看得很透徹，“跨國公司的重點已經從貿易和技術轉讓變成建立生產基地，由商品輸出變?yōu)橘Y本輸出和品牌輸出。大量進口功能部件產品，就意味著用別人的功能部件生產終端產品，使我們的產品附加值低，賺的只是勞動力價值，不是技術價值和品牌價值。”他意識到，必須充分利用國內現有企業(yè)與科研機構的能力，采取多種形式的聯(lián)合，實現優(yōu)勢互補，提升國產功能部件檔次，否則單純依靠自身力量，就可能成為跨國公司的配套廠，而國內的成套技術與能力可能被分解，并逐步喪失整體設計、成套的自主能力。就此而言，作為行業(yè)重點企業(yè)的南京工藝，任重而道遠。
長期以來，有一個聲音始終在我們耳邊響起：“中國裝備，裝備中國！”日復一日，氣勢磅礴。然而，這還僅僅只是一個催人奮進的口號而已，恰如張建平所總結的那樣，我們所面臨的事實是：“中國裝配，裝備中國！”裝備與裝配，僅僅只是一字之差，但恰恰是這一個字，不停地叩問我們：誰來裝備中國？如何裝備中國？
無數次的叩問之后，強烈的憂患意識與民族感情促使作為配套行業(yè)龍頭企業(yè)之一的南京工藝挺身而出，開始尋求解題思路，并喊出了振興中國配套業(yè)的最強音。
如何解決眼下的難題？如何避免未來的核心技術空心化？南京工藝結合實際制定了滾動功能部件五年發(fā)展規(guī)劃并已上報國家有關部門。在這個規(guī)劃中，記者透過枯燥的數字，感到了南京工藝裝備制造廠每一個員工發(fā)展國產高檔、高性能滾動功能部件的情懷。南京工藝每一臺設備的購買、每一位人才的引進、每一個產品的設計、每一種工藝的改進，都與國家發(fā)展數控機床產業(yè)的規(guī)劃息息相關。在南京工藝人心里，他們的目標不僅僅是“跟進”，還要“引領”。因為他們覺得，中國數控機床產業(yè)的落后，有自己的責任，而發(fā)展中國數控機床產業(yè)的重擔，也將落在自己的肩上。
關鍵詞：數控機床；管理；維護
數控機床是利用數字化信號對機床的運動及其加工進行控制的機床，是數控技術與機床技術相結合的產物，它有加工精度高、質量穩(wěn)定可靠、生產效率高、對零件加工的適應性強等優(yōu)點，使其應用日益擴大，已經成為機械制造業(yè)的標志性裝備。
我國目前的現狀是：國內數控技能人才嚴重缺乏，阻礙了我國制造實力的提高，教育部等六部委啟動了“制造業(yè)和現代服務業(yè)技能型緊缺人才培訓工程”，對高技能型人才的培養(yǎng)提出了具體的方案。許多高職院校根據自身特點、結合市場需要，開設了數控技術專業(yè)，為滿足實踐教學，除設置實訓基地外，還相繼配備現代化的數控機床等設備。數控機床是精密的機電一體化產品、價格昂貴，其管理和維修要求嚴格，如何管理和維護好這些數控機床，使之更好地滿足教學需求，最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢，已經成為各個學校普遍關注的問題。本文經對各校教學實訓基地的調研，根據數控機床的結構原理及使用特點，結合設備管理方面的實踐經驗，分析了教學用數控機床使用中出現的問題，并提出了改進措施，以供同行參考。
一、教學用數控機床的特點
教學用數控機床與生產用數控機床相比主要有下列特點：1）使用目的不同。生產用數控機床的主要目的是提高生產效率，創(chuàng)造更多的經濟效益，以生產為主。教學用數控機床主要是用于滿足教學工作，將學生的理論知識通過實際操作轉變?yōu)橹庇^認識的機床，是一種以試驗為主的機床。2）操作人員不同。生產用數控機床的操作人員，一般是具有豐富實踐經驗的工人。教學用數控機床的操作人員，大部分是新手——學生，第一次將理論知識轉化為實踐的操作，經驗很少，所以故障率較高。3）維修和管理方式不同。
生產用數控機床往往配有專業(yè)的維修人員，一般都是有計劃、系統(tǒng)性的管理和維修。教學因數控機床缺少專業(yè)人員進行管理和預防性維護，往往是故障發(fā)生后再去彌補，很少將故障消除在萌芽狀態(tài)。4）使用效率不同。與生產用數控機床相比，教學用數控機床作為一種演示型機床，大部分時間處于停工狀態(tài)，機床的利用率不高，可能造成資源浪費。
二、存在問題
通過兄弟院校相關人員間的教學交流，結合我們的教學實踐經驗，教學用數控機床在管理和使用的問題概括為：1）機床運行中事故較多，例如撞車、撞刀、超程等現象頻繁發(fā)生，導致機床精度下降。2）機床發(fā)生故障后，不能及時得到有效處理，機床帶病、帶傷工作情況較多，最終導致機床發(fā)生破壞性的故障，造成巨大損失。3）管理方面存在漏洞，對機床的維護缺少系統(tǒng)性、計劃性，不能起到預防故障的作用。4）機床操作人員和維護人員責任性不強，當出現問題時，不是積極地去處理，而是相互推卸責任，直接影響正常的教學工作。5）維修不及時，學生上課時間不合理、甚至出現沖突時，有些教師責任心不強，為了圖省事趕課時，將多個小組合并上課時，出現多名學生圍著一臺機床的現象，教學效果很差。6）通過調查，學生反映實訓效果不太好，與預期目標相差很大，從而得不到應有的教學效果。
以上諸多原因導致機床“停工”現象嚴重，學生學不到實質性的東西，使數控機床不能發(fā)揮應有作用，造成了資源的浪費；
三、原因分析
教學用數控機床的管理和維修方面存在的問題，其原因雖多種多樣，但可歸納為：1）管理人員沒有經過專門培訓，缺少設備管理方面的專業(yè)知識，對數控機床沒有制定嚴格的點檢、維修計劃，又礙于面子不去向別人請教，導致維修人員不能及時排除故障，延誤了故障的排除，直接影響正常的教學。2）管理人員缺乏責任心，對機床了解不夠，工作沒有計劃性，是造成機床維護缺少系統(tǒng)性、預期性的主要原因。3）維修人員自身責任性不強，技術水平低，不能及時處理工作中出現的故障，是機床帶病工作的主要原因。4）學生在實訓前準備不充分，操作時粗心大意，不按規(guī)定的步驟操作等，是導致機床運行過程中發(fā)生撞刀、撞車、超程現象的主要原因。5）教師自己缺乏實踐經驗，對機床的結構、原理理解不夠深入，講課缺少靈活性，對一些結構、原理性的問題解釋不清楚。學生實踐經驗本來就較少，學習主動性又較差；是學生感到難以接受的主要原因。6）教師和學生對實訓工作不夠重視，只求單純完成任務，很少考慮教學效果，是影響教學效果的主要原因。
四、改進措施
根據以上分析，結合實際情況，提出如下改進措施：1）聘請專業(yè)人員對設備進行管理，制定科學的管理方法。根據各類數控機床的不同特點，結合自己的實際使用情況，參照機床說明書，制訂出合理、規(guī)范的數控機床管理和維護制度，對設備的保養(yǎng)維護做到三定，即定期、定級、定人。2）要重視“雙師型”教師隊伍的建設。數控機床是集機、電、液、氣于一體的機電產品，具有技術與知識密集的特點；要求數控機床的操作與維修人員，不僅要具備各方面的知識，也要具有豐富的經驗和較強的動手能力；建設技術全面的教師隊伍是科學管理，合理維護數控機床的前提。3）提高操作人員的責任心，出現問題時要積極的去處理，實在解決不了的要及時找別人幫忙解決，防止機床帶傷、帶病工作，以免影響正常教學工作。4）選拔責任心強的教師進行定期專業(yè)培訓。實踐證明經過培訓學習，是能在相對較短時間內達到數控機床操作和維護要求的。
5）在教學和維修之間靈活安排工作，做到教學、維修兩不誤，例如可利用教學期間機床利用率不高的時間，對機床進行一些常規(guī)維護和檢修。6）實訓之前，要對學生進行安全教育，學習操作規(guī)程，強調嚴格按照規(guī)程操作的重要性；如果有條件的話，可先讓學生在計算機上進行仿真模擬練習，用以防止撞刀、撞車等事故的發(fā)生。
五、結束語
1）數控機床的管理和維護是一項很重要的工作。數控機床管理及維護人員，不僅要掌握機械、電氣、氣動、液壓、控制、檢測等方面的知識，還要熟悉伺服驅動、計算機、PLC的工作原理及PLC編程，還應具有相應的專業(yè)英語水平。
2）只有對數控機床做到科學的管理，合理、及時的維護，才能保證機床的正常運行，使之更好地為教學服務。
3）不管是教師還是管理、維修人員，都應有高度的責任心，才能充分發(fā)揮數控機床的作用，培養(yǎng)出更多的高素質高技能型人才，為我國的裝備制造業(yè)作出更大貢獻。
參考文獻：
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[2]呂勇主編。數控車削編程與加工技術[M]。北京：國防科技大學出版社，2009。
[3]安勝。談我國數控機床的發(fā)展趨勢[J]。農機使用與維修，2007(6)：9-10。
【關鍵詞】數控機床；教學；改進
引言
數控機床是機電一體化的高科技產品，綜合了機械技術、計算機技術、電氣技術、液壓技術、氣動技術、信息處理和光電技術，它以其高精度、高效率、加工對象適應性強和自動化等特點，使得工業(yè)制造飛速發(fā)展。然而目前勞動力市場數控應用型人才短缺，這就需要職業(yè)技術學院等技工學校，探討教學方法，快速培養(yǎng)人才，以適應社會需要。
根據對40多所技工類學校調查，目前數控機床教學中普遍存在以下主要問題：教師隊伍的水平較低、教學方法不當，學生厭學情緒、接受能力差，教學用設備陳舊、故障率高等，制約著數控機床的教學提高。
1.教學中存在的問題
（1）教師隊伍方面存在問題
教師隊伍的知識水平（個別老師專業(yè)不對口）和教學方法已經跟不上數控機床的發(fā)展。有些學校較長時間沒有更新教師隊伍，一部分老師知識沒有及時更新，制約著數控機床教學提高，這就需要老師不斷學習，學校及時補充教師隊伍，不斷探討教學方法。
（2）學員方面存在問題
一部分學員厭學情緒較重，究其原因有：一是老師講課缺少藝術性，不生動、不形象，有的甚至照本宣科；二是學校不重視，寄希望于到企業(yè)實習完成主要課程；三是因為老師自身原因不能深入講解，使學生聽的稀里糊涂。
（3）教學用設備方面存在問題
教學用數控機床設備陳舊、老化：出于經費緊張或對設備了解不夠等種種原因，學校不投入，沒有及時更新設備，致使設備老化、陳舊，故障率高，也影響教學。
2.解決對策
2.1創(chuàng)新教學模式
（1）講練結合。將“教、學、做”融一體。教師在講清基本概念、基本理論與方法之后就布置學生進行實踐訓練。例如在數控編程課中老師在講清了幾種基本程序設計方法之后，就由學生應用編程模擬器編制加工程序，然后仿真模擬檢驗編制得是否正確。
（2）問題探究。教師提出幾個綜合性的問題，然后逐個加以分析，按設定條件提出解決辦法，使學生從中領會思路，學會解決問題的辦法。
（3）討論式教學。這種模式是教師在課堂上提出幾個討論題，學生分組準備并派出代表在班上發(fā)言，不同觀點之間可以展開爭論，最后教師進行歸納總結，如果統(tǒng)一不了，不同的觀點可以允許存在，以后繼續(xù)討論，甚至保留。例如對零件加工工藝方案設計的討論。
（4）案例教學。生產一線的情況是千變萬化的，案例教學為學生提供了一種模仿、借鑒和引伸的范例。這種教學模式的最大特點是師生互動性強，體現了以學生為主的教育思想。如對某種典型零件的加工工藝方案的分析等。
（5）虛擬環(huán)境。數控設備價錢昂貴，資源畢竟是有限，虛擬環(huán)境教學模式是解決這一矛盾的有效方法。我們用CAD/CAM軟件進行刀具路徑仿真加工，用華中數控仿真軟件進行數控機床的操作仿真，即可解決實訓設備不足的問題，有可保證數控機床設備的安全性，培養(yǎng)學生的安全文明生產的良好習慣。
2.2教學方法創(chuàng)新
（1）通過教學實踐，總結出“懸念法”和“倒敘教學法”教學，收到良好效果。“懸念法”即是：老師要把每一節(jié)課作為一種藝術，精心設計，一節(jié)課不但有精彩的開始，而且結束時還要有扣人心弦的懸念。我們常聽到說書人一句口頭禪：欲知后事，且聽下回分解。總讓學員有一個懸念，引導下一次學習積極性。“倒敘教學法”：文學作品中，常是先出來一個故事情節(jié)，然后才介紹其中人物。先出來結果，再介紹原因。常規(guī)教學是采用理論教學而后實踐教學，教學中不妨可以先上實驗課，學生會感到有很多問題要問，然后再上理論課，這樣就會和學員的求知欲合拍，達到事半功倍效果。同時，在理論課中要多用圖片，盡可能把實驗課中的圖片搬到課堂，互相印證。
數控機床維修課程可以少安排或不安排，把這些盡可能放到去廠礦企業(yè)實習中，讓企業(yè)員工做老師為學員講解，一方面這些員工可以用自己的語言簡潔傳授，再者學員在這樣的環(huán)境下可以激發(fā)濃厚興趣，甚至還會深層次追問。
另外，也可以打破教材的順序，老師在備課時可以針對學員接受能力和興趣，優(yōu)先選取最易接受的課程講授。
（2）讓學生帶著問題聽課，注重實效，把課堂搬到工廠車間，就會打破學生認為“數控機床課程枯燥”的僵局。講課時還要穿插講出國內外數控機床發(fā)展現狀和未來前景，激發(fā)學生學習、創(chuàng)造性；旁征博引，開闊視野，激發(fā)興趣：在講機床電氣與PLC時，可以講PLC在工礦機電設備和紡織行業(yè)、冶金行業(yè)應用很廣。而紡織行業(yè)對小型PLC尤其是微型PLC應用遠遠超過其他行業(yè)。
同時講出加工某個工件的用途，激發(fā)學習興趣；從安全人機工程學角度，在機床外觀顏色等選擇考慮，以滿足學生審美需要而激發(fā)學習興趣；少講理論多實踐，如公差配合可以簡單講一下基本定義，最多的要在實際公差測量操作過程中理解概念。
實踐課可以采取“競賽法”，即分為幾個小組，每個小組加工同一部件，看誰加工所用時間短，加工精度高。這樣既培養(yǎng)了小組團隊意識，又增強了取勝的喜悅。實際教學中發(fā)現，兩個“互動”調節(jié)課堂氣氛，教學效果良好，即是：教師與學員的互動（學員教學員，老師監(jiān)督），學員與學員的互動。
2.3設備選擇的適用
應該看到先進設備具有的經濟性，教學的有效性，對日益競爭激烈的教育業(yè)，這些是提高學校知名度和提高教學質量必須的。
針對數控機床涉及知識面廣、學時少的特點，給學生提供了并聯(lián)運動機床、高速機床、數控機床故障維修、數控編程、數控機床操作等方面大量的參考資料和相關學習網站，鼓勵學生根據自己的興趣進行選擇性自學，從而有效的拓展了學生的知識面，提高了數控技術教學的完整性和系統(tǒng)性。
3.結語
要想提高數控機床教學質量，必須從教師隊伍、學員學習動態(tài)、數控機床設備的更新等方面入手，不斷更新教師隊伍和知識，探討科學的教學方法，才能確保教學質量。
