時間：2023-08-08 17:08:59
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇國內數控機床發展趨勢，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：數控技術；一體；變化；核心
數控技術是衡量一個國家制造業現代化程度的核心標志，實現加工機床及生產過程數控化是當今制造業的發展方向，機械制造的競爭其實質是數控的競爭。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》將“高檔數控機床與基礎制造裝備”確定為16個科技重大專項之一。通過國家相關計劃的支持，我國在數控機床關鍵技術研究方面有了較大突破，創造了一批具有自主知識產權的研究成果和核心技術。這主要體現在以下幾個方面：
（1）中高檔數控機床的開發取得了較大進展，在五軸聯動、復合加工、數字化設計以及高速加工等一批關鍵技術上取得了突破，自主開發了包括大型、五軸聯動數控加工機床，精密及超精密數控機床以及一大批專門化高性能機床，并形成了一批中檔數控機床產業化基地。
（2）關鍵功能部件的技術水平、制造質量逐年穩步提高，功能逐步完善，部分性能指標接近國際先進水平，形成了一批具有自主知識產權的功能部件。開發出了高速主軸單元、高速滾珠絲杠、重載直線導軌、高速導軌防護裝置、直線電機、數控轉臺、刀庫與機械手、A/C 軸數控銑頭、高速工具系統、數字化量儀等高性能功能部件樣機，其中有的品種已實現小批量生產。
（3）中高檔數控系統開發研究與應用取得一定成果。通過自主研發或與國外開展技術合作，在中檔數控系統的開發和生產上取得明顯進展。初步解決了多坐標聯動、遠程數據傳輸等技術難題；為適應數控系統的配套要求，相繼開發出交流伺服驅動系統和主軸交流伺服控制系統，并形成了系列化產品。
1、與國外的差距
1.1高檔數控機床的國內供應能力不足。盡管我國機床行業近年來取得了長足的發展，數控化率穩步提高，但機床消費和生產的結構性矛盾仍然比較突出。目前，國內對中高檔機床的需求量逐漸超過低檔機床。但國產數控機床以低檔為主，高檔數控機床絕大部分依賴進口。
1.2自主創新能力不足。長期以來，我國機床制造業的基礎、共性技術研究工作主要在行業性的研究院所進行。能力薄弱，技術創新投入不足，引進消化吸收能力差，低水平生產能力過剩，自主創新能力不高，缺乏優秀技術人才。雖然國產數控機床制造商通過技術引進、海內外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進數控技術，但缺乏對基礎共性技術的研究，忽視了自主開發能力的培育，企業的市場響應速度慢。
1.3 產品質量、可靠性及服務等能力不強。國產機床在質量、交貨期和服務等方面與國外著名品牌相比存在較大的差距。在質量方面，國產數控系統的可靠性指標MTBF 與國際先進數控系統相差較大。國產數控車床、加工中心的MTBF 與國際上先進水平也有較大差距。在交貨期方面，絕大多數企業由于任務重拖期交貨。服務體系不健全，在市場開拓、成套技術服務、快速反應能力等方面不能滿足市場快節奏和個性化的要求。
1.4 功能部件發展滯后。機床是由各種功能部件（主軸單元及主軸頭、滾珠絲杠副、回轉工作臺和數控伺服系統等）在床身、立柱等基礎機架上集裝而成的，功能部件是數控機床的重要組成部分。數控機床整體技術與數控機床功能部件的發展是相互依賴、共同發展的，所以功能部件的創新也深深地影響著數控機床的發展。我國數控機床功能部件已有一定規模，電主軸、主軸單元、數控系統等也有專門的制造廠家，其中個別產品的制造水平接近國際先進水平。但整體上，我國機床功能部件發展緩慢、品種少、產業化程度低，精度指標和性能指標的綜合情況還不過硬。目前，滾珠絲杠、數控刀架、電主軸等功能部件僅能滿足中低檔數控機床的配套需要。衡量數控機床水平的高檔數控系統、高速精密電主軸、高速滾動功能部件等還依賴進口。
2、國內數控機床的發展趨勢
根據2004年10月，完成的《數控機床產業發展專項規劃》。國內數控機床大致發展趨勢表現在以下幾方面：
2.1 智能、高速、高精度化
新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部件（如電主軸、直線電機、LM 直線滾動系統等）主軸轉速達15，000r/min 以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005 mm（ISO 標準、統計法），就是一臺高精度機床，在0.005mm（ISO 標準、統計法）以下，就是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造（CAM）系統的發展，精密度已達到微米級。
2.2 設計、制造綠色化
綠色設計是一種綜合考慮了產品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環境特性和資源效率的先進設計理論和方法。它在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，從而使得產品在整個生命周期中對環境的負面影響最小，資源利用率最高。數控機床在設計時要考慮：綠色材料設計；可拆卸性設計；節能性設計；可回收性設計；模塊化設計；綠色包裝設計等。綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源消耗的現代制造模式，通過綠色生產過程生產出綠色產品。數控機床在制造時要考慮：節約資源的工藝設計；節約能源的工藝設計；環保型工藝設計等
2.3 復合化與系統化
關鍵詞：數控機床；發展現狀；趨勢
1 數控機床技術在我國的發展現狀及存在的問題
社會經濟的不斷發展，使人們的生活水平得到了顯著提高，而對于產品的質量也有了更高要求。為了滿足消費者的需求，提高產品的質量，許多企業開始使用數控技術來輔助產品的生產與制造。與國外發達國家相比，我國關于數控機床技術的研究時間較短，技術也相對落后，對于數控機床技術在制造業中的應用還處在初級階段，無法徹底的將數控機床技術的優勢發揮出來，在實際的使用當中也存在一些問題，對我國制造業企業的發展造成了不利影響。
1.1 數控機床技術在我國的發展現狀
從我國目前的情況來看，制造業企業的競爭越來越激烈，企業除了在質量上要滿足消費者的需求以外，在生產數量上也要滿足市場的需要，否則就會出現供不應求的尷尬局面，影響企業實現經濟收益的最大化。因此，數控機床技術便被應用于制造業企業的生產當中。由于產品加工數量的不斷增多，對于產品加工工藝的要求也越來越多，對于數控加工設備的依賴也就越來越嚴重。具有關數據表明，當前我國的制造業企業生產過程中，有90%以上的零件都是采用數控技術來進行加工的，甚至有的零件數控機床加工技術的使用率達到了100%。尤其是在數控機床技術逐漸被人們所熟知的今天，該項技術的使用率越來越高，有效的提高了產品的生產質量與生產效率。
1.2 數控機床技術在發展中存在的問題
1.2.1 存在著“三缺”的問題
所謂的“三缺”是指：在數控機床技術在使用的過程中，缺乏相關的數據參數；在實踐的過程中，缺乏足夠的理論指導；在技術創新的過程中，缺乏研究發展的平臺；相關數據參數的缺乏，使得我國在使用數控機床技術進行生產制造的過程中，無法對該項技術進行更加深入的了解，無法將其的優勢完全發揮出來，產生的優勢效果有限，無法最大限度的提高企業的生產效率與經濟收益。數控機床技術作為一項高科技技術，需要擁有強大數據庫做支持。以我國目前的情況來看，數控機床加工數據庫的建立還有待于完善。因此，對于數據庫的使用范圍也是十分的有限，制約了我國數控機床技術的發展。
1.2.2 存在著“一低”的現象
所謂的“一低”指的是數控加工技術的總體效率較低，產品加工生產的質量關系到消費者對產品的購買意向，產品加工生產的效率，則關系到企業能否最大限度的實現經濟效益。數控機床技術中“一低”的現象，嚴重影響到企業的經濟效益。目前，國家已經針對該現象展開了專項研究，并取得了一定的成果。在數控機床技術未來的發展中，必將起到良好的促進作用，進一步提升我國制造業企業的經濟收益。
2 我國數控機床技術問題對策
2.1 重視數控機床理論探索
由于數控機床技術發展的時間比較短，相應的專業人才也比較短缺，使得機床技術的研究理論成果比較少，試驗的環境不夠完善。針對我國數控機床技術理論上的落后，我們必須提高這方面的投入，特別是人才的培養，在高校中設置這門學科，培養該學科的實踐能力，并能夠從實踐中總結出理論經驗，在實際的工作中，能夠利用有限的理論資源來提高生產效率，建立一定規模的研究機構，實現對機床技術各個方面的理論探索。
2.2 提高數控機床開發設計能力
數控機床是集電機、電子、機械等多個學科為一體的高科技設備，當前我國在數控機床自主研發、設計方面還有很大的差距，主要表現在設計沒有對相關零部件進行整合、以靜態設計模式為主、設計沒有充分的論證僅僅依靠以往的經驗進行定型化設計等。這種設計往往導致零件加工同質化現象嚴重，缺乏創新，有關零件細分產品較少很難滿足現代市場的需求。因此，在現代數控機床設計時應注重探索數控技術設計理論，提高機床性能和功能的創新意識，不斷優化在數控機床方面的探究和應用，逐漸實現油靜態設計到動態設計模式的轉化。
2.3 加強數控機床可靠性探究
數控機床工作性能是判定機床質量的重要指標，是用戶比較關心的重要內容。數控機床穩定性一般使用平均故障時間間隔來判定，該參數不但描述了產品質量時間度量值，而且還綜合反映了機床生產企業的綜合實力。因此，應加強數控機床可靠性方面的研究，建立和完善機床可靠性評價體系，熟悉機床故障發生的模式，在設計時采用相關措施加以避免，全面提高數控機床的可靠性能。
3 數控機床的發展趨勢
隨著制造業對數控機床的依賴程度越來越大，以及現代計算機技術水平的飛速發展為數控機床功能的擴展提供了堅實的技術支撐，使數控機床的應用范圍不斷擴大，而且逐漸向智能化、高精度化以及網絡化的趨勢發展。數控技術控制智能化主要通過執行相關算法對加工的產品進行識別，從而選擇合理的加工參數。智能化功能的實現極大的提高零件加工的精讀，提高機床的工作效率。因此，能夠在同條件下完成多個零件的加工。數控機床的網絡化是未來發展的主要特點之一，通過網絡能夠保證加工參數在各個車間進行傳遞，既能達到數據之間的共享還能對數控機床進行遠程監控，因此大大提高了機床的操作效率。
4 總結
綜上所述，數控機床技術在我國具有較大的應用市場，在未來的發展過程中，必將成為制造業企業不可獲取的技術之一。雖然，數控機床技術在實際的應用中，還存在著一系列的問題有待于完善。但是，數控機床技術對于制造業企業的重要性是不言而喻的。因此，我們要抓住世界經濟一體化的機遇，學習國外先進的技術理論，并將其應用到我國的數控機床技術創新中來，促進我國數控機床技術的發展，使我國不僅能成在制造數量上達到世界先進水平，在制造技術和質量上也達到世界先進的水平。
參考文獻
關鍵詞：龍門式數控機床；發展；研究
引言
面對市場發生的變化、面對用戶對技術進步要求的日益迫切形勢，開發新型數控產品來替代普通數控產品失去的市場份額已勢在必行。分析中國市場形勢高檔的數控產品因其價格昂貴，目前對于相當多的鄉鎮企業、私人企業、以及不十分景氣的國有企業也是可望而不可及的。而對于國外市場，由于我們的技術相對落后、生產經驗、生產能力、制造水平都存在較大差距，現在要開發高檔產品與國外廠家競爭顯然時機很不成熟。而大、中規格的經濟型數控機床盡管有關性能指標不及高檔機床，但功能類似、且價格低、操作方便使用可靠而受到廣大中國用戶歡迎。
1.龍門式數控機床的發展趨勢
龍門式數控機床是當代機械制造業的主流裝備，是市場熱門商品。世界上工業發達的國家美國、日本等西方國家把該類產品作為戰略物質。用于大型螺旋漿空間曲面加工的龍門式五軸聯動銑床，曾引發轟動一時的美-日制裁原蘇聯的“東芝事件”。上世紀末，美國國會因當時我國進口16臺用機制造的多軸聯動舊機床，而炮制所謂要求制裁中國的考克斯報告。世界上工業發達的國家美國、日本、德國、法國、意大利、西班牙等國家的龍門式數控機床在中國銷售量很大，都為本國開發、制造龍門式數控機床制定了技術創新的環境與機制和數控機床業技術創新戰略。其代表性產品所具備先進技術及發展趨勢。
當今世界龍門式數控機床正快速向高速、高精、復合、智能、環保的方向發展。中國的龍門式數控機床產品處于落后的地位，長期依賴進口。近年來，我國每年進口數控機床的總額中有42%是用于購買龍門式數控機床。我國為發展該類產品通過購買國外產品、合資合作引進先進技術，花費了大量的資金。根據海關統計，2004年我國機床消費94.6億美元，消費了世界機床產值的五分之一，居世界機床消費的首位，其中進口59.2億美元，居世界機床進口的第一位，出口5.4億美元。我國龍門式數控機床產品的發展歷程是通過購買國外產品和合資合作引進先進技術，如：北京航天與法國FOREST―LINE公司、北京第一機床廠與德國瓦特利西靠勃公司合作，與日本大隈公司合資等。目前，我國雖然在該類型數控機床方面有了長足的發展，但與美國、德國、法國、日本、意大利、西班牙發達國家相比，最少有10年左右的差距。
龍門式數控機床的開發及產業化的實施，將具有很好的國內外市場需求前景，應用領域為鐵路、航空、航天、橋梁、汽車、軍工、造船、化工、印刷、建筑、能源、模具、機械、紡織等行業。地處東北老工業基地沈陽的沈陽機床集團是全國最大的機床制造商，對民族工業的振興肩負歷史重任，具有開發此類機床近20年的經驗，開發的GMB系列產品具有自主知識產權，填補了國家同類產品的空白。
2.國內外研究
（a）為動工作臺、動橫粱式加工中心；（b）為動工作臺，定橫粱式加工中心；（c）為定工作臺、高架橋式加工中心；（d）為定工作臺、動龍門式加工中心
圖2.1框架結構圖
隨著航天、航空、汽車、模具等行業的日益發展，龍門式加工中心已成為必不可少的設備之一。目前龍門式加工中心的種類繁多，各類型產品所適用的行業也不同。行業的不同導致了適用的龍門式加工中心的類型也有所不同，因此在概念設計階段必須正確的把握不同類型的龍門式加工中心都適用于哪些行業。
（符號注解：“”代表極好；“+”代表好；“o”代表一般；“-”代表差；“―”代表極差）
根據市場調研及對國內外同類產品的水平分析，龍門式加工中心根據框架結構的不同大體上分為如圖2.1所示的4種類型。龍門式加工中心適用的行業大致分為4種：
（1）普通行業；
（2）汽車、模具行業；
（3）航天、航空行業；
（4）船用柴油機、汽輪機行業。
適用情況如表2-1所示。
通過表2-1我們看到一些行業會有多種類型的龍門式加工中心適用于該行業，但怎樣確定最適用于該行業的龍門式加工中心變得尤為重要，因此必須了解各類型的龍門式加工中心在各性能指標上的優缺點。見表2-2。
對于適用于不同行業的龍門式加工中心在其性能指標上的側重點也是不同的。
（1）普通行業：加工的工件大多數精度要求不高、批量較大。適用的龍門式加工中心應以成本較低、裝卸工件方便、易排屑為主。
（2）汽車、模具行業：加工的工件要求精度高、效率高，但大多無復雜曲面。適用的龍門式加工中心應以快移速度高、換刀時間短、裝卸工件方便、易排屑為主。
（3）航天、航空行業：加工的工件多以細長和復雜曲面為主，要求連續加工精度高。適用的龍門式加工中心應以加速度高、CNC五軸加工為主。
（4）船用柴油機、汽輪機行業：加工的工件體積大、重量大、高度較高，加工時切削量較大。適用的龍門式加工中心應以剛性高、Z軸行程大或有W軸為主。
結論
大規格高、中檔龍門式鏜銑加工中心作為通用機床表現為市場需求量多，適應性廣。該類機床主要面向于航天、航空、汽車、軍工、能源、模具、IT產業等行業的零件加工，以加工黑色和有色金屬大中型復雜零件為對象，具有高精度、高柔性、環保型、自動化程度高等特點，特別適合多品種小批量精密加工。其性能指標和精度指標均貫徹國家標準。工件在一次裝夾后可進行鏜、銑、鉆、攻絲等多工序加工，配備角度頭可進行五面加工。通過樣機試制證明：機床的功能、精度均達到了設計的要求。開發此類機床是我廠數控機床一個質的飛躍。
關鍵詞：數控技術;高速切削;五軸聯動;智能化
引言
數控技術英文簡稱CNC，它是通過計算機以及數字化技術來實現對機床運轉的有效控制，以確保研發出一種加工過程智能化、自動化的制造技術。數控技術集信息處理、自動控制、微電子、自動檢測、計算機等于一體的高新技術，具備高效率、高精度、柔性自動化等優勢。數控技術的應用主要體現在數控機床上。當前利用數控機床可以加工出非常復雜的零件，而且加工出的零件精度高、質量穩定。并且由于數控機床進行的是自動化生產，這對提高生產效率，降低工人勞動強度也產生了非常重大的影響。因此當今世界各發達國家都在努力發展以數控技術為核心的先進制造技術，以期能進一步發展經濟、提高綜合國力。
1國內數控技術發展現狀
如今，隨著我國技術創新的不斷推進，我國對數控系統、數控主機、伺服驅動、專機及其配套件等基礎技術已經基本上掌握，并且創立了一批從事數控開發和生產制造的企業，建立了許多從事數控技術研究的研究機構，而且在許多大中院校開辦了數控專業，為社會培養了一批優秀的數控專業人才，對于推動我國數控技術的發展至關重要。目前，在數控領域我國部分企業已經初具規模，如航天數控、沈陽數控、廣州數控、華中數控等，上述企業所生產的數控系統具備普及型、經濟型、實效性等特點。同時我國研發的數控產品的質量和性能對比以前，已有了很大的提高。這些產品目前在國內已逐步得到用戶認可，并且有些已在國內站穩了腳跟，不少還出口到了國外，當然只能是出口到一些欠發達地區和國家，但這依然說明我國的數控技術已取得了長足進步。下面介紹一些近些年來，我國相關企業生產的一些較具特色的高品質數控產品：（1）華中數控研發出的華中“世紀星”數控系統要遠遠超過國外普及型數控系統，尤其是在功能和配置方面。同時，該企業生產的三維圖形顯示、大容量程序內存、開放體系結構、動態仿真、網絡功能、TET彩色薄形顯示器、多軸聯動、雙向螺距補償等配置方面所具備的水平均達到了國外高檔系統的水平。而且華中數控的數控系統要比國外同類型的便宜很多，比如其五軸CNC單價要比同類型西方生產的單價便宜四分之一。（2）廣州數控研發出的GSK983M系統屬于中高檔數控系統，其能夠實現5軸4聯動，最高加工精度達1um，移動速度可以達到24m/min,可實現高精度高速度閉環加工。同時GSK983M系統還能夠實現12種固定循環，坐標旋轉，空間螺旋線插補等等功能。這種數控系統還可實現DNC加工，并具備相關參數和程序的傳輸功能，實現了對對機床的調整和加工程序的備份。這套數控系統還具有加工穩定性高的特點，其已被國內絕大多數機床廠家認可。（3）武漢重型機床廠研發出的重型七軸五聯動車銑復合機床，最大加工直徑8000mm，最大加工高度2000mm，最大承重100t。其還具備在線測量、五軸聯動車銑復合加工等功能。這臺機床是我國首臺自行研制的大型螺旋槳數控五軸聯動加工機床，其已達到當代國際先進水平。當它加工螺旋槳時，一次裝夾，就能完成所有工序的加工。
2我國數控技術發展存在的主要問題
通過對數控機床的發展歷程進行分析發現，雖然我國數控技術取得了較快的發展，但是與國外發達國家相比，還存在著較大的差距。尤其是在高精尖數控技術方面，差距更加明顯。總的來說，我國數控技術的發展水平與國外相比的話至少落后10年。具體問題如下：2.1技術創新力度不夠，技術消化吸收不良如今，我國數控技術還在照抄國外的發展模式，大部分內容缺乏創新，而且對國外的技術依賴性很強，很多方面只能模仿、改進，一旦出現問題很多時候不能自己解決，必須要請別國的專家來解決，這在很大程度上制約了我國數控技術的發展?？偟膩碚f沒有形成自主創新能力。當前我國把引進國外先進的數控技術作為發展我國數控技術的一條捷徑，雖然目前引進了很多國外的先進數控裝備，但要從根本上提高我國數控技術的水平，就必須要對別人的技術進行充分研究，只有在此基礎上才能消化吸收別人技術，把別人的變成自己的。但我國目前的情況是，很多情況下為了追求效率，只能是在沒有充分消化的情況下求發展，結果是生產出的產品技術含量較低、質量不高、穩定性差。最終結果是：沒有強大的技術根基，最后只能越來越依賴國外的技術。2.2技術創新環境不完善任何事物的出現都離不開環境，技術創新也一樣。目前我國還未形成一套適合我國發展的技術創新環境。主要原因是因為我國經濟發展還沒有充分的市場化，市場機制不完善，一些結構性的深層次矛盾還沒有徹底解決，企業發展往往面臨法制不健全、競爭不平等等一系列問題；另一方面我國相關企業也面臨國外同行的巨大壓力。所以種種原因最后使得很多企業為了能生存，只能在一定程度上犧牲掉技術創新機制。而且大部分企業的技術創新機制長時間處于停滯狀態，因此無法獲得更好的技術成果。2.3數控系統穩定性可、靠性有待提高通常情況下，一般會選擇平均無故障時間來衡量數控技術的可靠性。國外數控技術平均無故障時間一般超過了10000h以上，而國內數控技術一般在3000~6000小時，由此可見我國數控系統在可靠性上與國外的相比差距也很大。2.4機床數控化率低目前我國是世界上擁有機床量最多的國家（統計發現接近300萬臺），但是機床數控化率只有1.9%左右，與西方發達國家的20%還存在著較大的差距。例如日本不到80萬臺的數控機床，其數控化率卻達到了20%。數控率低已經成為我國現階段制造業面臨的很突出的問題。2.5數控體系開放力度不夠目前，我國大部分企業生產的數控產品開放力度不夠，用戶接口不完善，雖然部分產品具有開放功能，但是無法形成真正的開放式系統。使用這些產品時，用戶無法根據自己經驗來進行操作，從而導致對數控技術的創新無法有效的進行。
3我國數控技術的發展趨勢
3.1向高精度、高速度方向發展數控技術日后發展的基本方向是高速切削加工技術，因為高速切削加工可以在改善工件加工質量的同時，進一步提高生產效率。在實際操作過程中，操作人員發現如果將切削速度提高10倍，將會使其進給速度提高20倍，達到超過了傳統的切削，會誘發切削機理的改變，從而使金屬切削單位功率提升30%~40%，刀具壽命提高了70%，但是切削力會下降30%。該過程還會導致留在工件上的切削溫度不升反降，切削熱大幅度降低，切削振動消失。但要實現高速切削加工，機床上面相關的一些功能部件也必須要達到一定要求，比如：工作臺最高進給速度應該控制在40~60m/min，主軸轉速最好控制在12000~40000r/min，此外主軸還要求要穩定性好，剛度好，冷卻效果好。隨著今后制造業對產品的精度要求越來越高，實現高精度的加工也是數控機床今后發展的重要方向。在數控機床高精度加工中，美國擁有者最好的加工水平，其不僅推動了中小型精密機床的發展，而且在大型精密機床的發展上也取得了不錯的成績，這些裝備的出現使得數控機床的加工精度越來越高。近些年來，我國一直在研發超精密機床，例如北京機床研究成功研發了JCS-031型超精密銑床、JCS-027型超精密車床和JCS-035型數控超精密車床等。3.2向五軸聯動加工發展五軸聯動加工是未來數控技術的發展方向。因為現已證明如果對擁有三維曲面的復雜零件選擇5軸聯動進行加工，不僅能夠使加工后的工件符合使用要求，而且還能提高生產效率?？偟膩碚f，5軸聯動的數控機床的生產效率與2臺3軸聯動數控機床的生產效率相當，尤其是選擇立方氮化硼制成的銑刀進行零件切割和加工時，5軸聯動加工所獲得的經濟效益要高于3軸聯動加工。但是由于5軸聯動數控機床的主機結構、數控系統等極為復雜，從而使其購買價格明顯高于3軸聯動數控機床，再加上對5軸聯動的數控系統具有較大的編程難度，從而在一定程度上制約了5軸聯動數控機床的發展。如今，我國數控技術的軟、硬件系統得到了有效的改進，這使得五軸聯動數控機床的制造難度和成本大幅度降低了，這促進了5軸聯動數控機床的發展。因此5軸聯動數控機床是未來數控技術發展的主要方向。3.3向開放式、智能化、網絡化方向發展智能化一定是21世紀數控裝備的主要特點之一，也一定是我國在數控技術方面重點發展的領域。具體來說，智能化將體現在以下幾個方面：（1）為提供加工品質和加工效率時的智能化，例如工藝參數自動生成、加工過程自適應控制需要智能化；（2）提高連接方便及驅動性能時的智能化，例如電機參數的自適應運算、前饋控制、自動選定模型、自動識別負載時等均需用到智能化；（3）在簡化操作、簡化編程方面時的智能化，例如智能化的人機界面、智能化的自動編程等。目前世界大部分國家開始對開放式數控系統進行研發，主要是由于開放式數控系統可以有效解決傳統數控系統運行過程中所存在的封閉性缺陷，開放化的數控系統逐漸成為數控技術未來發展的主要方向。這里所提及的開放式數控系統主要是指各個系統的運行能夠在統一的平臺上進行，并借助增加、改變或剪裁結構對象，來使產品系統化。與此同時，其還能夠把用戶的技術訣竅和特殊應用集成到數控系統之中，從而有效的實現不同檔次、不同品種的開放式數控系統，推動我國數控技術的發展。網絡化是最近幾年發展起來的數控裝備。數控裝備的網絡化可以更好的滿足制造系統、生產線、制造企業的發展需求，同時為虛擬企業、敏捷制造、全球制造等提供全新的基礎單元。3.4向柔性化方向發展數控系統的柔性化也是今后數控技術的發展方向，其發展方向將體現在以下幾個方面：（1）發展多功能機床。目前數控機床在加工零件的過程中，存在著對時間的大量浪費的問題，比如說在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀上會浪費大量時間。為了盡可能的利用好時間，人類嘗試將各種功能的加工環節整合到同一臺機床上，這樣的加工過程中將會在很大程度上節省時間，提高加工效率。目前多功能機床發展速度很快，這種機床可以在今后實現數控加工的柔性化。（2）模塊化設計。今后數控系統會逐漸朝著模塊化的方向發展，由于借助模塊化設計具有可裁剪性強，功能覆蓋面大等功能，而且可以更好的滿足不同用戶的需求。因此今后采用模塊化設計的數控系統可以有效的實現加工過程的柔性化。（3）群控系統。由于同一群控系統可以根據其生產過程中的不同，而使信息流和物料流進行自動動態的調整，從而能實現制造過程的柔性化。3.5向綠色環保方向發展雖然當前人類工業高速發展，但也造成了一系列的環境污染問題，并且這些問題在近些年來越來越突出。所以使得目前人們的環境保護意識越來越強，對生活品質的要求越來越高。而制造業對環境的污染可以說是相當突出，并且數控加工在制造業中是最重要的一環，所以今后就要求數控加工要越來越環保。在這種情況下，裝備制造行業對數控機床提出了無液、無冷卻液、無氣味的環保要求。這樣一來使機床的除塵、排屑等設備發生了翻天覆地的變化。因此數控機床今后的發展方向會朝著越來越環保的方向發展。
4小結
本文對我國數控技術的發展現狀給予了系統的介紹。從中我們可以發現我國數控技術的發展已取得了很大進步，但要跟上數控技術的發展趨勢，尤其是能制造出有自己特色的高品質數控裝備，依然有很長的路要走。一個國家強不強大，關鍵在于實體經濟，而實體經濟的強大又取決于制造業發不發達，而數控技術是衡量制造業發不發達的一個很重要的環節。所以今后我國要想成為真正的經濟強國，就必須要大力發展與數控技術。
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關鍵詞 數控機床 技術改造 經濟分析 發展趨勢 提高精度
數控機床被廣泛應用于生產實踐中，取得了巨大的效果。目前數控機床以開始朝著基于PC的第六展方向，由于PC是一個開放性的成本，可靠性高，軟件系統應用廣泛，在應用中比較廣泛；又朝著高速化和高精度發展，這是社會高速化發展的必然要求；又朝著智能化方向發展，隨著計算機技術的發展，數控系統的智能化的程度也在不停地提高，在智能化發展趨勢中，許多企業引進自適應控制技術，引入專家系統來指導加工，引入故障診斷專家系統以及智能化數字伺服的驅動裝置等。這些發展趨勢都是可以預見的，將有助于了解數控技術。
一、數控機床的概論
數控機床是指采用數字形式信息控制機床。詳言之，凡是用數字化的代碼將零件加工過程中所需的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量等記錄在程序介質上，送入計算機或數控系統，經過譯碼、運算以及處理，控制機床的刀具與工件的相對運動，加工出所需要的工件的一類機床即為數控機床。
數控機床較好地解決了復雜、精密、小批、多變的零件加工問題，是一種靈活的、高效能的自動化機床，尤其對于約占機械加工總量80%的單件、小批量零件的加工，更顯示出其特有的靈活性。概括起來，采用數控機床有以下幾方面的好處：一是提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產品質量穩定；二是提高生產效率，一般約提高效率3～5倍，使用數控加工中心機床則可提高生產率5～10倍；三是可加工形狀復雜的零件；四是減輕了勞動強度，改善了勞動條件；五是有利于生產管理和機械加工綜合自動化的發展。
然而，數控機床畢竟是一種高度自動化的機床，技術復雜，成本較高。在實際采用時，一定要充分考慮其技術經濟效果。目前，選用數控機床時主要考慮以下三種因數：即單件、中小批量的生產；形狀比較復雜，精度要求高的加工；產品更新頻繁，生產周期要求短的加工。凡是符合這三種因素之一的情況，采用數控機床，對于改進產品質量、減輕工人勞動強度、提高經濟效益等，都會獲得顯著的效果
二、數控機床的經濟分析
（一）實用性
選購數控機床時，企業要有明確的目的和出發點，首先考慮的是數控機床的實用性。
（1）數控機床規格、精度的實用性。在選擇數控機床時，首先應確定數控機床上加工的典型零件。零件的尺寸決定機床的加工范圍；零件關鍵部位的精度決定了所選機床的精度等級。機床精度的評定指標較多，因數控機床類別而異，但共有的關鍵項目是定位精度、重復定位精度以及綜合加工精度。定位精度與傳動鏈各環節的彈性、間隙等因素有關，反映了機械系統中的扭曲、撓度、爬行、共振等諸因素造成的綜合誤差。這些指標既反映了伺服機構的剛度，也說明了位置反饋測量系統的質量。重復定位精度反映了數控軸在全行程內定位點的穩定性，傳動鏈剛性直接影響重復定位精度。綜合加工精度指最后加工出來的工件尺寸與所要求尺寸之間的誤差。選購時應避免盲目追求高精度，注意機床精度與工件精度相匹配。
（2）數控系統功能的實用性。數控系統功能可分為基本功能與選用功能， 各知名品牌數控系統的基本功能差別不大。除基本功能以外， 數控系統還為用戶提供多種可選功能。通常數控系統具備的基本功能比較便宜， 而特定選擇的功能很貴。在可供選擇的功能模塊中， 性能差別很大，價格也相差數倍，所以要根據加工要求和機床性能的需要來選擇。從控制方式、驅動形式、反饋形式、檢測、操作方式、接口形式和故障診斷等方面來衡量， 合理地選擇適合機床的可選功能，放棄可有可無或不實用的可選功能。比如，自動換刀裝置（ATC） 是加工中心的基本特征，ATC裝置的投資往往占整機的30%～50%。因此在滿足使用要求的前提下盡量選用結構簡單和可靠性高的ATC， 以提高機床的可靠性和降低整機的價格。應當注意，單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機一起供貨的附件單價，應盡可能在購買主機時一并購置部分易損部件及其他附件。
（二）經濟性
經濟性是指選用的數控機床在滿足加工要求的條件下， 所支付的“錢”最少或較為合理的。經濟性往往是和實用性緊密相連的， 機床選得實用、經濟， 可避免不必要的浪費， 避免以高代價換來功能過多而又不實用的較復雜的數控機床，避免在操作使用、維護保養等諸多方面帶來困難。
數控機床的設計使用壽命一般為7年， 主要以數控方面的使用壽命為準。同時還得考慮市場占有率， 市場占有率高的數控設備說明是旺銷產品， 已受到多數用戶的青睞和肯定， 一般不會有太多的質量問題。
選購數控機床應考慮投資回報， 能夠在短期內收回投資的機床才是好機床。因為數控機床的主要優勢是實現工序集中，從而提高生產率和加工精度，所以數控機床既適于單件小批生產，又適于大批量生產。多數中小型企業購買的數控機床用于批量生產，因為批量生產不僅節省編程、對刀等輔助時間，提高機床利用率；而且對操作者的技術要求不高，人工費用也相對較低。所以用于大批量生產的機床投資回報較快。少數產品附加值高，具有一定經濟實力的企業，為了生產組織方便而購買用于單件生產的數控機床。機床利用率較低時，不僅要考慮設備的使用費用，比如油、冷卻液、電力消耗等，還要計算設備折舊。另外一個不可忽視的因素是設備的貶值，數控機床的升級、更新較快，同配置的一臺機床，現在售價40萬，三年后可能降至35萬，這樣算起來貶值和折舊一樣不可忽視。所以沒有定型產品或產品附加值較低的中小型企業，在購置貴重數控設備之前，一定要充分研究收回投資的周期。有些企業事先確定較穩定的批量加工意向，甚至已經接到訂單，選購機床時要求機床廠為其準備工裝、編制程序、培訓工人，即所謂“交鑰匙”工程，這是投資數控機床最理想的情況。
（三）穩定可靠性
數控設備的可靠性是廣大數控設備用戶必須關心的焦點問題， 因此在選用數控設備時應注意生產廠家的規模和市場占有率， 確認其產品是否達到國家規定的平均無故障時間標準（規定為500h）。目前多數機床廠都采購成熟的數控系統和零部件進行組裝。國內應用較多的數控系統有日本FANUC、德國的西門子等。立式加工中心的床身出自昆明和南京的居多，而床身中的直線導軌、主軸又分別來自德國和臺灣等地。所以機床的主要零部件的質量一般是可靠的，需要重點考察的是數控機床組裝企業的售后服務網絡是否健全，服務隊伍的素質是否能勝任工作，服務能否及時，是否能履行承諾等。
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關鍵詞：數控機床；進給伺服系統；發展趨勢；
自20世紀末開始，我國制造業就開始了由制造大國向制造強國邁進的腳步，機床制造業也跟著取得數控機床快速增長的業績。機床是先進制造技術和制造信息集成的重要元素，既是生產力要素，又是重要商品。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。在國際貿易中，很多發達國家把數控機床視為具有高技術附加值、高利潤的主要機電出口產品。因此，對數控機床技術的發展歷程進行總結分析，將有助于推進我國數控機床技術實現跨越式發展的目標。
一、數控機床的發展進程
自上世紀50年代以來，世界數控機床主要經歷了數控NC(NumericalControl)和計算機數控CNC(ComputerNumericalControl)2個階段。數控NC階段主要經歷了以下3代：第1代數控系統，始于50年代初年，系統全部采用電子管元件，邏輯運算與控制采用硬件電路完成。第2代數控系統，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應用于數控系統為標志。第3代數控系統，始于60年代中期，由于小規模集成電路的出現，使其體積變小、功耗降低，可靠性提高，推動了數控系統的進一步發展。計算機數控CNC階段也經歷了3代：第4代數控系統，始于70年代，當首個采用小型計算機的CNC裝置在芝加哥展覽會上露面時，標志著CNC技術的問世；第5代數控系統，始于70年代后期，中、大規模集成電路技術取得成就，促使價格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片的產生，并逐步應用于數控系統；第6代數控系統，始于90年代初，受通用微機技術飛速發展的影響，數控系統正朝著以個人計算機(PC)為基礎，向著開放化、智能化、網絡化等方面進一步發展。數控機床通常由控制系統、進給伺服系統、檢測系統、機械傳動系統及其他輔助系統組成。其中進給伺服系統作為數控機床的重要功能部件，其性能是決定數控機床加工性能的極其重要的技術指標。因此提高進給伺服系統的動態特性與靜態特性的品質是人們始終追求的目標。接下來主要介紹一下進給伺服系統和機械傳動系統的發展歷程。
1、進給伺服系統
進給伺服系統是以運動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統，它是一個很典型的機電一體化系統，主要由位置控制單元、速度控制單元、驅動元件(電機)、檢測與反饋單元和機械執行部件幾個部分組成。根據系統使用的電動機的不同，進給伺服系統分為4大類伺服系統：步進伺服系統，直流伺服系統，交流伺服系統，直線伺服系統。
步進伺服系統。在20世紀60年代以前，步進伺服系統是以步進電機驅動的液壓伺服電動機或是以功率步進電機直接驅動為特征，伺服系統采用開環控制。步進伺服系統接受脈沖信號，它的轉速和轉過的角度取決于指令脈沖的頻率或個數。由于沒有檢測和反饋環節，步進電機的精度取決于步距角的精度，齒輪傳動間隙等，所以它的精度較低。而且步進電機在低頻時易出現振動現象，它的輸出力矩隨轉速升高而下降。又由于步進伺服系統為開環控制，步進電機在啟動頻率過高或負載過大時易出現“丟步”或“堵轉”現象，停止時轉速過高容易出現過沖的現象。另外步進電機從靜止加速到工作轉速需要的時間也較長，速度響應較慢。但是由于其結構簡單、易于調整、工作可靠、價格較低的特點，在許多要求不高的場合還是可以應用的。
60~70年代后，數控系統大多采用直流伺服系統。直流伺服電機具有良好的寬調速性能。輸出轉矩大，過載能力強，伺服系統也由開環控制發展為閉環控制，因而在工業及相關領域獲得了更加廣泛的運用。但是，隨著現代工業的快速發展，其相應設備如精密數控機床、工業機器人等對電伺服系統提出越來越高的要求，尤其是精度、可靠性等性能。而傳統直流電動機采用的是機械式換向器，在應用過程中面臨很多問題，如電刷和換向器易磨損，維護工作量大，成本高；換向器換向時會產生火花，使電機的最高轉速及應用環境受到限制；直流電機結構復雜、成本高、對其他設備易產生干擾。
交流伺服系統針對直流電動機的缺點，人們一直在努力尋求以交流伺服電動機取代具有機械換向器和電刷的直流伺服電動機的方法，以滿足各種應用領域，尤其是高精度、高性能伺服驅動領域的需要。但是由于交流電機具有強耦合、非線性的特性，控制非常復雜，所以高性能運用一直受到局限。自80年代以來，隨著電子電力等各項技術的發展，特別是現代控制理論的發展，在矢量控制算法方面的突破，原來一直困擾著交流電動機的問題得以解決，交流伺服發展越來越快。直線伺服系統永磁同步直線電機在推力、動態性能、定位精度方面比其他直線電機更具優越性，因而PMLSM越來越多的用于直線伺服系統中。但由于直線伺服系統存在很大的參數攝動和負載擾動，此外還存在“邊端效應”等問題，因此，采用傳統的比例(P)或比例積分(PI)位置調節器的矢量控制系統很難滿足高性能伺服系統的要求。
2、機械傳動系統
機械傳動系統由數控機床的主傳動系統，進給運動系統，回轉工作臺與導軌組成。數控機床主傳動系統的作用就是產生不同的主軸切削速度以滿足不同的加工條件要求。主傳動系統組成包括主軸電動機、傳動系統和主軸組件等。其中動力源部分包括：電機；傳動系統包括：定比傳動機構、變速裝置；運動控制裝置包括：離合器、制動器；執行件包括：主軸等。進給運動是以保證刀具與工件相對位置關系為目的，被加工工件的輪廓精度和位置精度都受到進給運動的傳動精度、靈敏度和穩定性的直接影響。進給運動是數字控制系統的直接控制對象。對于閉環控制系統，還要在進給運動的末端加上位置檢測系統，并將測量的實際位移反饋到控制系統中，以使運動更準確?；剞D工作臺的作用：按照數控裝置的指令做回轉分度或連續回轉進給。導軌的作用：起導向及支承作用，它的精度、剛度及結構形式等對機床的加工精度和承載能力有直接影響。為了保證數控機床具有較高的加工精度和較大的承載能力，要求其導軌具有較高的導向精度、足夠的剛度、良好的耐磨性、良好的低速運動平穩性，同時應盡量使導軌結構簡單，便于制造、調整和維護。數控機床常用的導軌按其接觸面間摩擦性質的不同可分為滑動導軌和滾動導軌。在數控機床上常用的滑動導軌有液體靜壓導軌、氣體靜壓導軌和貼塑導軌。
1)液體靜壓導軌：在兩導軌工作面間通入具有一定壓力的油，形成靜壓油膜，使導軌工作面間處于純液態摩擦狀態，摩擦系數極低，多用于進給運動導軌。
2)氣體靜壓導軌：在兩導軌工作面間通入具有恒定壓力的氣體，使兩導軌面形成均勻分離，以得到高精度的運動。這種導軌摩擦系數小，不易引起發熱變形，但會隨空氣壓力波動而使空氣膜發生變化，且承載能力小，故常用于負荷不大的場合。
3)貼塑導軌：在動導軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其它化學材料組成的塑料薄膜軟帶，其優點是導軌面的摩擦系數低，且動靜摩擦系數接近，不易產生爬行現象；塑料的阻尼性能好，具有吸收振動能力，可減小振動和噪聲；耐磨性、化學穩定性、可加工性能好；工藝簡單、成本低。滾動導軌的最大優點是摩擦系數很小，一般為0.0025~0.005，比貼塑料導軌還小很多，且動、靜摩擦系數很接近，因而運動輕便靈活，在很低的運動速度下都不出現爬行，低速運動平穩性好，位移精度和定位精度高。滾動導軌的缺點是抗振性差，結構比較復雜，制造成本較高。近年來數控機床愈來愈多地采用由專業廠家生產的直線滾動導軌副或滾動導軌塊。這種導軌組件本身制造精度很高，對機床的安裝基面要求不高，安裝、調整都非常方便。
3、數控機床加工程序的結構
數控機床程序分成程序開始、程序內容和程序結束三部分。
第一部分程序開始部分。主要定義程序號，調出零件加工坐標系、加工刀具、啟動主軸、打開冷卻液等方面的內容。數控程序主軸最高轉速限制定義G50S2000，設置主軸的最高轉速為2000RPM，對于數控車床來說，這是一個非常重要的指令。坐標系定義如不作特殊指明，數控系統默認G54坐標系。返回參考點指令G28U0，為避免換刀過程中，發生刀架與工件或夾具之間的碰撞和/或干涉，一個有效的方法是機床先回到X軸方向的機床參考點，并離開主軸一段安全距離。刀具定義G0T0505M8，自動調5號左偏刀5號刀補，開啟冷卻液。主軸轉速定義G96S150M4，恒定線速度S功能定義，S功能使數控車床的主軸轉速指令功能，有兩種表達方式，一種是以r/min或rpm作為計量單位；另一種是以m/min為計量單位。數控車床的S代碼必須與G96或G97配合使用才能設置主軸轉速或切削速度。G97：轉速指令，定義和設置每分鐘的轉速。G96：恒線速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一樣的。
第二部分程序內容部分。程序內容是整個程序的主要部分，由多個程序段組成。每個程序段由若干個字組成，每個字又由地址碼和若干個數字組成，它表示數控機床要完成的全部動作。常見的為G指令和M指令以及各個軸的坐標點組成的程序段，并增加了進給量的功能定義。F功能是指進給速度的功能，數控車床進給速度有兩種表達方式，一種是每轉進給量，即用mm/r單位表示，主要用于車加工的進給；另一種和數控銑床相同采用每分鐘進給量，即用mm/min單位表示。主要用于車銑加工中心中銑加工的進給。
第三部分程序結尾部分。在程序結尾，需要刀架返回參考點或機床參考點，為下一次換刀的安全位置，同時進行主軸停止，關掉冷卻液，程序選擇停止或結束程序等動作?；貐⒖键c指令G28U0為回X軸方向機床參考點，G0Z300.0為回Z軸方向參考點。停止指令M01為選擇停止指令，只有當設備的選擇停止開關打開時才有效；M30為程序結束指令，執行時，冷卻液、進給、主軸全部停止。數控程序和數控設備復位并回到加工前原始狀態，為下一次程序運行和數控加工重新開始做準備。
二、數控機床的發展趨勢
進入21世紀，我國經濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發展的新時期。機床制造業既面臨著機械制造業需求水平提升而引發的制造裝備發展的良機，也遭遇到加入世界貿易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數控機床的發展是解決機床制造業持續發展的一個關鍵。隨著制造業對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發展以更適應生產加工的需要。數控機床正向高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、網絡化、多軸化、綠色化等方面發展。
高速化。新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部件(如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統等)主軸轉速達15，000r/min以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。
高精度化。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005mm(ISO標準、統計法)，就是一臺高精度機床，在0.005mm(ISO標準、統計法)以下，就是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造(CAM)系統的發展，精密度已達到微米級。
功能復合化。工件一次裝夾，能進行多種工序復合加工，可大大地提高生產效率和加工精度，是機床一貫追求的。由于產品開發周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發展。機床已逐漸發展成為系統化產品，用一臺電腦控制一條生產線的作業。產品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復合化已是不可避免的發展趨勢。
控制智能化。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統，使自診斷和故障監控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術與制造技術融為一體。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現快速制造、快速檢測和快速響應的有效途徑，已形成將測量、建模、加工、機器操作四者融合在一個系統中，實現信息共享，促進測量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統。
體系開放化。計算機技術的飛速發展，推動數控技術更快地更新換代。許多數控系統生產廠家利用Pc機豐富的軟硬件資源開發開放式體系結構的新一代數控系統。開放式體系結構使數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易地實現智能化、網絡化。開放式體系結構可以大量采用通用微機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結構的新一代數控系統，其硬件、軟件和總線規范都是對外開放的，數控系統制造商和用戶可以根據這些開放的資源進行系統集成，同時它也為用戶根據實際需要靈活配置數控系統帶來極大方便，促進了數控系統多檔次、多品種的開發和廣泛應用，開發生產周期大大縮短。同時，這種數控系統可隨CPU升級而升級，而結構可以保持不變。
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。
并聯機床作為一種新型的加工設備，已成為當前機床技術的一個重要研究方向，受到了國際機床行業的高度重視，被認為是“自發明數控技術以來在機床行業中最有意義的進步”和“21世紀新一代數控加工設備”。
極端化(大型化和微型化)。國防、航空、航天事業的發展和能源等基礎產業裝備的大型化需要大型且性能良好的數控機床的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰略技術，需發展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機床包括微切削加工(車、銑、磨)機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。
信息交互網絡化。對于面臨激烈競爭的企業來說，使數控機床具有雙向、高速的聯網通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現網絡資源共享，又能實現數控機床的遠程監視、控制、培訓、教學、管理，還可實現數控裝備的數字化服務(數控機床故障的遠程診斷、維護等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個稱為信息塔(e-Tower)的外部設備，包括計算機、手機、機外和機內攝像頭等，能夠實現語音、圖形、視像和文本的通信故障報警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨立的、自主管理的制造單元。
新型功能部件。為了提高數控機床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動機與主軸部件的集成，具有體積小、轉速高、可無級調速等一系列優點，在各種新型數控機床中已經獲得廣泛的應用；直線電動機：近年來，直線電動機的應用日益廣泛，雖然其價格高于傳統的伺服系統，但由于負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關鍵技術的應用，機械傳動結構得到簡化，機床的動態性能有了提高。如：西門子公司生產的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯機床以及動態性能和運動精度要求高的機床等；德國EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅動均采用兩個直線電動機；電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數控機床的結構，具有傳動環節少、結構緊湊等一系列優點。
高可靠性。數控機床與傳統機床相比，增加了數控系統和相應的監控裝置等，應用了大量的電氣、液壓和機電裝置，易于導致出現失效的概率增大；工業電網電壓的波動和干擾對數控機床的可靠性極為不利，而數控機床加工的零件型面較為復雜，加工周期長，要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數控機床有高的可靠性，就要精心設計系統、嚴格制造和明確可靠性目標以及通過維修分析故障模式并找出薄弱環節。國外數控系統平均無故障時間在7~10萬小時以上，國產數控系統平均無故障時間僅為10000小時左右，國外整機平均無故障工作時間達800小時以上，而國內最高只有300小時。
加工過程綠色化。隨著日趨嚴格的環境與資源約束，制造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環境問題尤為突出。因此，近年來不用或少用冷卻液、實現干切削、半干切削節能環保的機床不斷出現，并在不斷發展當中。在21世紀，綠色制造的大趨勢將使各種節能環保機床加速發展，占領更多的世界市場。
多媒體技術的應用。多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對用戶界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。除此以外，在數控技術領域應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，應用于實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等，因此有著重大的應用價值。
三、數控機床發展中所存在的問題
由于我國的技術水平和基礎工業相對其他發達國家比較落后，數控機床的性能、水平和可靠性與工業發達國家相比差距還很大。因此，加速進行中國數控系統的工程化、商品化攻關，盡快建成與完善我國數控機床和數控產業成了我國的主要任務。目前，我國在發展數控機床業中存在的主要問題主要有以下幾點：
缺乏實事求是的科學精神，忽視了數控機床本身的技術特點、發展規律，沒有實事求是地制定數控機床發展的規劃，盲目性大。
缺乏系統深入的科研工作難以對各種技術資料進行積累，設計方法陳舊，僅靠類比模仿進行產品設計，既缺乏機床創新的基本理論，又缺乏豐富的生產實際經驗，對高效自動化機床、數控機床的剛度、振動、熱變形、噪聲、精度補償等基礎技術缺乏深入研究，對各類機床加工工藝、布局、結構、導軌、卡軸、卡具等應用技術又缺乏認真試驗，難以創新設計出優質適銷的先進產品。
沒有合理地運用資源，這主要表現在兩點：第一，對于所涉及到的研究所、廠房等沒有綜合應用、取長補短，往往見到的是他們孤軍作戰，而且各單位忙于生存，普遍缺乏深入系統的科研工作，更沒有做到生產一代、研制一代、預研一代等可持續的發展；第二，機床行業人員素質低，缺乏各方面人才，而且各研究單位、企業、人才流失嚴重，科研、設計力量十分虛弱，往往呈現低效運行狀態。
我國制造業大環境的制約。由于沒有在全國范圍內發展大量大批生產自動化，對高效自動化機床的卞機設計的基本功較差，而機床的品種結構發展，全靠主機設計本領加以變化，因此，依靠引進和合作生產來發展各類卞機，至今我國許多高性能、新結構的數控機床大都為合作產品，基本處于仿制階段。缺乏吸引高層次、高素質人才創新創業的環境，高速、柔性、精密機床配套技術的自主研發能力低。對國外技術重引進、輕消化吸收的問題仍很突出?！跋痹谡麄€資金投入中所占的比例相對其他工業發達國家來講太低。
四、數控機床的發展策略
從上世紀80年代起，我國機床制造業對數控技術和數控機床一直給予較大的關注。但是由于我們的數控技術與其他工業發達國家差距較大，與國外一些先進產品相比，仍存在著很大劣勢，使得我們總是處于技術跟蹤階段。面對這種情況，為了加速振興我國的機床制造業，提高我國的數控機床技術，應當加強以下幾個方面的研究工作：
1、以高速化為先導，提高數控機床的綜合性能
數控機床的高速化是提高其高效、柔性和高精化的一個重要措施。分析中型加工中心的高速化與高精化的發展歷程，可以得出，作為表征其切削運動高速化的主軸最高轉速和最大進給速度，大致持續地以每10年增長1倍的比率上升，而表征壓縮機床輔助時間的快移速度(指以滾珠絲杠和旋轉伺服電機驅動)和自動換刀/工作臺轉位速度，基本上以每12~15年翻一番的速度增長，1993年后逐步推廣用直線電動機直接驅動的新技術，使加工中心的快移速度比用滾珠絲杠副驅動時又提高了1倍。高速化的發展還要多注意2個問題：從先進適用出發確定高速范圍；高速化要和機床的結構和控制性能相匹配。
2、推進μm工程，研制高效精密數控機床
目前國內生產的數控機床尚缺少高效、高可靠性且加工精度達微米級的產品。為此，需研發一些能兼顧高效化和高精化的數控制造裝備以適應汽車制造業加工關鍵零件的需求。由于這些數控制造裝備的加工精度主要在微米級(μm)范圍內，因此可稱為μm級制造裝備及技術研究，簡稱“μm工程”。
3、發展復合加工數控機床、縮短制造過程鏈
加快復合數控機床的發展步伐，提高工序的集中度，使加工過程鏈集約化，可以提高多品種單件和中小批量加工的工效，也有利于加工精度的穩定性。復合數控機床可以減少在不同數控機床間進行工序的轉換而引起的待工以及多次上下料等時間。通常這些時間占零件整個生產周期的40%~60%，即使在信息管理良好的情況下，仍將占20%左右。因此，復合數控機床具有明顯的技術效果。為了避免復合機床因功能的擴展而過多地引起結構的復雜化和成本的增加，還需要探求兩個問題：通過創新技術擴大功能部件的適用面來簡化結構；發展模塊化和可重構化的復合機床。
4、高效柔性化的新一代制造系統
1995年開始研究的在可重構制造技術支持下，構建具有適應大批量高效柔性化生產的可重組制造系統(RMS)是一個值得注意的發展動向。其核心為制造系統能物理組態，即根據加工對象的變化方便地進行布局和設備配置的調整，發展了能對多變的市場需求做出合理的配置規劃和易于調整的布局方式、適應重構的控制軟件、開放式控制系統和規范化接口以及能快速提升系統重組后制造質量的診斷系統等技術，使其兼具專用生產線的高效性能和適用的柔性以取得更佳的經濟性，已在生產中取得了初步成功的應用。
5、發展網絡化制造單元，推進企業制造能力的高效柔性化
當前，國內外一些機床和數控系統制造企業在從分布式網絡化聯盟制造的角度出發研究相適應的制造單元，強化其自治管理能力，能與企業的資源計劃(erp)，產品數據管理(PDM)和計算機輔助設計/計算機輔助制造/計算機輔助工程(CAD/CAPP/CAM)的信息集成，進而通過與客戶關系管理(CRM)和供應鏈管理(SCM)的聯系做出智能決策，實施并行工程、可視化監控等以提高機床利用率，實現高效的柔性生產。
6、開展可靠性設計，加強全面質量管理，保證數控機床的可靠性增長
為了保證數控機床有高的可靠性，設計時不僅要考慮其功能和力學特性，還要進行可靠性設計，根據可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標，在配套件采購和制造過程中重視質量要求，加強全面質量管理以求可靠性的不斷增長。
7、提高技術人員的綜合素質。
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，有效的深化改革、改組、改制，切切實實加強科學管理，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，科學知識作為重要生產要素的機床，其作用將更加突出。
關鍵詞：數控機床；電氣系統；可靠性
1 簡介
數控機床一般是由系統，電氣系統，刀庫，CNC系統，防護裝置，液壓系統，主傳動系統，冷卻系統，主軸組件，進給系統等組成。數控機床的電氣系統是指控制著機床各部件進行工作并協調完成機床加工任務的核心系統。它是由大量的繼電器來組成非常復雜的邏輯控制電路，通過接受來自操作面板及機床其他各部分位置開關所傳來的信號并經過邏輯運算的信號，從而控制機床的運行狀態。電氣系統通常指的是數控機床除了CNC系統和電源外的所有電氣元件和線路連接的部分傳感器件，例如電磁閥，變頻器，繼電器，開關等。
數控系統是整個數控機床的控制中樞，在實際的使用和運行過程中表現優劣，直接關系到數控機床整體設備是否能夠正常運行，完成加工任務。因此，數控系統的可靠性是廣大數控機床用戶在選購產品時最為關注的質量屬性之一，在越來越激烈的市場競爭中，國外發達國家的數控巨頭憑借他們所擁有的先進技術和生產工藝尤其是在電氣系統方面對我國的數控行業形成合圍之勢。數控機床可靠性的好壞已經成為我國民族數控產業能否繼續發展的關鍵所在。
2 數控系統可靠性低的原因
近幾年來數控機床企業界有了一些新的認識，數控機床毛病最多的是電氣控制部分，其次才是機械部分。電氣部分故障率高的是數控系統部分，其他部分出現故障的概率很少。通過對數控機床的故障統計分析得知，電氣系統故障絕大多數是國產機電元件質量差所引起的。其中國產元件存在質量問題最多的包含機械觸點繼電器、開關、按鍵、鍵盤、接插器、屏蔽電纜、電容、連接器、交流插座等。
根據一項國外的統計，計算機的故障中90%是電源本身的故障和來自電源對干擾的傳導，往往強電設備對電源系統是存在一定的影響的，強電在使用中會產生很強的脈沖噪聲，通過各種途徑傳導影響電子設備的正常運行。根據電磁兼容性（EMC）原理，首先把電源搞好，從電源系統抑制干擾更有效。因為電源系統往往是噪聲的“媒體”通過饋線傳播干擾。近年來，雖然電網供電質量有較大提高，但是各地工廠的具體情況差別很大，部分工廠電壓波動超過士15%，這時往往伴隨著種種噪聲干擾，系統會時好時壞，故障率明顯增加。
3 提高可靠性的措施
數控機床電氣系統的可靠性水平從根本上說是在設計階段決定的，是通過實際的制造和生產管理實現的。凡是為提高產品可靠性水平而采取的設計技術都稱為可靠性設計。目前由于數控機床電氣系統產品缺乏真實可用的可靠性數據，無法實現在真正意義上進行可靠性的預計和分配。但我們可以采取多種實用的可靠性設計措施，如制訂可靠性設計準則、可靠性設計檢查表，實行可靠性設計評審，在故障分析基礎上進行可靠性改進設計等?？煽啃栽O計準則，被日本的企業界認為是產品可靠性設計的三大法寶之一。它是在對產品進行故障模式、危害度和影響分析的基礎上，選用更加可靠的零件、元器件，采用簡化設計、優化設計、降額設計、熱設計、冗余設計、環境設計、人機工程設計等技術，從而保證產品的可靠性。
經過大量的研究實驗和實踐，我們必須認識到要想把CNC做好，首要問題是解決電源的問題，確定提高數控機床電氣系統可靠性要以供電電源為突破口，切實提高電源的電網適應能力和電磁兼容性能力。首先大膽采用降額設計技術，重點是選擇功率器件（大功率三極管、快恢復二極管等）以及低通電源濾波器，電解電容等。降額設計的使用應包括電流、電壓和功率等電學應力降額，也應包括像振動、溫度、沖擊等環境應力方面的降額。在進行設計時不僅要充分考慮穩態性能，還要兼顧脈沖狀態以及環境變化時所引起的供電波動、浪涌和干擾等情況。因此，在進行數控機床電氣系統的設計階段要留有足夠的余量。當進行環境設計時也應考慮抗振設計和熱設計的加固技術。數控機床電氣系統的安裝好壞對數控機床的可靠性和穩定運行是至關重要的。
數控系統的可靠性設計值，要通過制造和裝配過程予以保證和實現。低劣的制造和裝配工藝，可靠性設計值就成為根本不能兌現的空話，因此對關鍵的制造工序和裝配工序要建立可靠性保證體系。制造和裝配工藝水平落后，過多的手工操作和人為參與是國產數控系統可靠性的軟肋。對于國產數控系統這種小批量生產的產品，現有的工藝水準，很難從硬件制造的角度保證系統的可靠性。國際名牌數控系統的大批生產，采用機器人焊接，實現全自動制造，減少人為參與，避免了由于人為不慎所造成的失誤。數控機床電氣系統一般沒有齊全的技術資料，系統一旦出現故障，別人很難從源代碼解讀，只有原編者才能修改。因此要加緊建立軟件可靠性保證體系，對軟件的研制、測試、運行和維護各階段進行計劃、組織、監督控制和指導。對開發的數控機床電氣系統軟件要進行可靠性論證，制定軟件的可靠性考核辦法，以便有效提高軟件可靠性。
[參考文獻]
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?；蛘咄瑯有吞柕臄悼貦C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?？梢詧孕?，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?？紤]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?？紤]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。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！
作者簡介
周凱男，1954年生。清華大學（北京市100084）精密儀器與機械學系副教授、工學博士。主要從事數控技術、機電控制工程、制造科學與制造系統等方面的研究工作。取得科研成果15項。70余篇。
參考文獻
1楊皖蘇，嚴鴻和.機械科學與技術,1997，26(4):1～6
關鍵字：機械數控加工技術；機械加工；影響
怎樣更好的利用機械數控加工技術是當前很多企業關注的問題。目前很多的企業中存在不能完好利用數控機床技術、操刀的位置以及次數不合理、編程的技巧仍不夠強等問題，所以解決這些問題的辦法就變得非常重要了。但是我們需要事先說明什么數控加工技術。
一、什么是數控加工技術
數控加工技術指的是使用數字控制技術來實現更高效率、更高精度的機械加工。數控加工技術具體指的是，在對產品進行機械加工時，充分的對數字控制技術加以利用，以增強機械加工的質量。
數控加工技術改變了機械加工的概念以及工作方式。而且數控加工技術有效的融合了傳統技術以及自身的特有技術，傳統技術有計算機技術、機械加工技術、傳感檢測技術、網絡通信技術、光機電技術等等；自身的特有技術有高效率和高精度的加工技術、自動化技術等等。
由此可見，數控加工技術主要是對計算機技術加以利用來進行控制與管理，按照提前設置好的工作方式以及程序來有效的對機械設備加以控制，并讓機械設備提前設置好的工作方式以及程序來對各種工件進行加工。與機械傳統的加工方式相比，數控加工技術的靈活性更高，而且操作也更便捷。與此同時，因為現在的微電子技術的發展進程十分快，我們在數控加工技術中應用微電子技術，會使其加工質量、工作穩定性、工作模式、工作效率等等所具有的功能全部得到更高的提升?，F在，數控技術的理念已經得到了大部分工業行業的推崇以及認可，機械加工領域也一樣。在今天，隨著數字控制技術、計算機技術、微電子技術、數據編程理論與技術的不斷完善和成熟，數控加工技術在機械加工領域的發展將會更好，而我們也要為其做出努力。
二、對數控機床加工有影響的因素
（一）操刀的位置以及次數不合理
在使用數控車床批量生產時，尤其是進行大批量生產時，可以在保證加工生產產品質量以及加工穩定性的前提下，增強加工的效率是非常有效的一項得到更多經濟效益的方法。在使用數控車削進行產品加工時，可以選擇使用簡便的換刀方式，這也是減少加工成本、縮短換刀輔助時間以及減低機床磨損的一項非常有效的方法和途徑。對換刀點設置進行改進是達到以上目的所進行的比較有效的嘗試之一。所以，在選擇夾具、安排走刀路線、刀具排列的使用順序以及位置等方面都得進行優化設計，精細分析。對換刀點設置進行改進，有利于降低運行成本，增強加工效率。
（二）不能完好的利用數控機床
我國當前的機械制造業已經應用了很長一段時間的機械數控加工技術了，而且大部分的企業所購置的機械數控加工設備，比如說數控機床等等都因為環境因素或者是人為因素在一定程度上造成了機械的折舊。并且不管操作工人怎樣遵守設備相關的操作規范或者是做好設備的保養、維修工作，這種折舊都是存在的，都會在一定程度上促使設備的精密度降低，從而阻礙了機械數控加工技術正常的發揮。
所以，為了確保機械數控加工技術所生產產品的質量，定期的檢修機械數控設備就變得極為重要了。只要定時或者是不定時的對設備進行檢修，設備的加工精密度才可能得到保障，機械數控設備本身的工作效率才有可能提高最高，械數控加工技術本身的實用優越性才能夠被充分的利用出來。
（三）編程的技巧仍不夠強
機床的工作效率會受到程序效率的影響，因此對編程質量進行優化是一項非常好的數控機床提高工作效率的方法。第一，熟悉機床所的指令，對機床的功能進行充分的開發，尋找效果高的加工、編程方法。第二，積極地推廣計算機編程，提高程序自身的可靠性，提高計算機的切削模擬，進而取消或者是減少數控銑床所花費的調試程序時間。第三，合理的編程，減低機床走空刀的幾率。
三、促使數控機床加工效率提升的措施
（一）科學化管理數控機床
如今所使用的數控機床與常規機床是有很大差別的，因此這二者應當區別開來，而且這兩者的管理經驗與方法也應當分開，否則就會給數控機床帶來毀滅性的損害。通過多家企業的數控機床管理經驗，我們可以總結出：通常企業可使用集中式管理辦法來管理數控機床，有條件的企業還可以使用一些比較先進的手段，比如說計算機集中式管理手段。計算機集中式管理方法指的是使用計算機技術采集以及整合數控機床加工生產作業的相關信息，然后再通過網絡進行共享，則數控加工技術人員就可以在網絡上進行會議、辦公以及交流了，大大的降低了生產加工前所需的準備時間，提高了企業的生產效率，優化了物流路線。
（二）選擇合適的削刀具也可以增強機械數控加工技術的效率與水平。國內外大部分的數控機床正在向著大功率化、高速化以及高剛性化的方向發展，這種趨勢提高了對數控機床刀具本身的要求，需要達到承受住速度非常快的切削加工作業但是自身不能有比較大的性能損傷要求。因此，在對刀具進行選擇時，可以選擇硬質合金刀具替代高速鋼刀具。而且經濟能力比較強的企業可以與實際情況相結合選擇立方氮化硼刀具、陶瓷刀片等耐磨性能比較強的刀具。只要刀具的性能得到了保證，機械數控加工技術自身的效率以及水平才可以得到更大的提高。
總結：尋求增強械數控加工技術效率以及水平的方法，不但有利于提高企業自身的生產效率，拓寬企業的發展前景，還有利于制造行業向著高效化、科技化以及高新化的方向發展，進而增強綜合競爭力。所以我們一定要定期的維修和養護機械數控加工設備、提高編碼的技巧、合理的選擇刀具、科學化管理數控機床等等，這有這樣，制造企業才能夠真正的降低生產成本、增強加工效率，進而增強競爭力。
參考文獻：
[1]謝國明.基于NX3的平面銑削優勢編程策略及應用[J].制造技術與機床.2006（06）.
[2]武欣竹，楊繼盛.傳統加工與數控加工的合理銜接[J].裝備制造技術.2008（09）.
【關鍵詞】機械數控加工技術水平 影響因素有效策略
中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：
機械數控加工技術因其能完成較復雜的機械加工作業，且具有一些能夠彌補普通機床不足的特有優勢，而被廣泛運用于不少機械制造企業。但隨著時代的發展和科技水平的不斷提高，目前機械數控加工技術已不能適應制造業的發展需要，其技術水平迫切需要得到提高。只有有效提高了機械數控加工技術水平，才能從根本上保證機械制造企業的持續穩固發展，才能使這些企業在市場競爭中不斷完善自身，處于不敗之地。
現階段影響機械數控加工效率的主要因素
1、對操刀相關問題的把握不科學
應用機械數控加工技術加工大批量的零部件時，確保加工質量、維持加工工序的穩定是提高工作效率的重要途徑，而選擇合適簡便的換刀方法則是維持數控加工過程穩定性的可靠保障。通過對換刀方式的合理選擇，可以盡量減少換刀的輔助時間，減小數控機床的精密度損失，并降低加工工序的支出成本。要提高機械數控加工設備的工作效率，必須在改進換刀點設置方面下功夫，以盡量減少設備工作成本。要對換刀的各方面因素，如走刀線路的布置、刀具位置和順序的具體安排等問題進行精密分析，力求解決一切因對數控加工技術操刀工序把握不科學引起效率低下問題。
2、對數控機床的應用不到位
在我國的機械制造業中，對機械數控加工技術的應用已有相當長的時間了，很多企業的機械數控加工設備如數控機床等都由于人為因素或環境因素有了一定的折舊。無論操作工人是否嚴格遵守設備操作規范要求以及設備的維修保養工作是否按時進行，這種折舊都是不可避免的，且或多或少地會降低設備的精密度，從而影響機械數控加工技術作用的正常發揮。為了嚴格保證機械數控加工產品的質量，對機械數控設備進行定期檢修非常重要。正所謂“磨刀不誤砍柴工”，只有定期檢修以保障設備的基礎加工精密度，才能將機械數控設備的工作效率提升到最高，才能更好地實現機械數控加工技術的實用優越性。在面對一些大批量的零件加工訂單時，我們一定要分清零件是屬于粗加工還是精加工的范疇。加工類型不同對設備的要求也不同，粗加工零件不同于精加工，不需要那么高的加工精度，只需保證短時間、快速度及高去除率，這會嚴重損壞一般數控設備的精密度。所以，一般使用一些精密度差、長期使用過的設備去進行粗加工，而把新購置的、精密度良好的設備作為精加工專用設備，并對其進行仔細維護、定期檢查。將不同的設備用于不同的工序，既能保證資源的合理配置，又能將加工工序對機械數控設備的損傷降到最低，以保證其使用壽命，同時還能提高機械數控加工設備的工作效率。
3、程序編寫不專業
提高機械數控加工效率的另一個有效方法是對現有程序編寫方式進行優化，因為機床程序編寫的專業與否直接影響到數控機床的工作效率。優化編程方式可從以下幾方面著手：（1）熟悉數控機床的相關指令，這樣才能充分了解和開發機床的一些內部隱藏功能，從而使得編寫程序和依照程序進行加工的機床效率最大化。（2）大力推廣計算機編程技術，善于利用計算機模擬技術進行數控機床的切削模擬演練，以保證優化后的程序具有實地可操作性，并有效減少該套程序在數控機床實際運行中的調試時間，從而提高數控機床加工效率。（3）根據機床實際情況來編寫程序，以保證程序的可靠性和實用性，避免機床走空刀現象的發生。
提高機械數控加工技術水平的有效策略
1、數控機床的科學化管理
常規機床跟數控機床是有很大差別的，二者不可一概而論，因此其管理方法和管理經驗也不能混為一談，否則極有可能會對數控機床造成毀滅性的損害。根據多家使用數控機床企業的實際管理經驗，我們分析總結出以下結論：一般可應用集中式管理手段來對數控機床進行管理，更先進的手段還有計算機集中式管理，具備一定條件的企業可采用后一方式。計算機集中式管理手段是用計算機技術對數控機床生產作業加工的相關信息進行采集并整合，再通過信息共享的方式讓數控加工技術相關人員實現網上交流、網上辦公、網上會議，從而有效減少生產加工前的準備工作時間，優化物流路線，提高生產效率。此方法將機械數控加工技術和計算機技術進行了有機融合，是有效提高加工技術水平的重要策略之一。
2、人才的培養
人在提高機械數控加工技術水平的層面起到了至關重要的作用。數控機床的編程工作和運行工作都離不開相關人員的操作，如果沒有專業性強的編程人員，那么優化數控編程的工作就無從下手；如果沒有專業性強的操作人員，那么數控機床加工方式就不會達到最佳水平，合格產品的數量也不會達到相關標準，機床的實際性能和使用壽命也會大大縮短。所以，總的來說，要想從根本上提高機械數控加工技術水平，就必須嚴把人才關，盡最大努力培養出一大批專業人才，這樣既能保證一切提高機械數控加工技術水平的措施順利實行，又可為企業自身囤積相當數量的人才資產，對企業的長遠發展是非常有利的。
切削刀具的合理選擇
合理選擇切削刀具也能有效提高機械數控加工技術水平，是需要重點注意的環節。國內外許多種數控機床的發展趨勢是高速化、高剛性化和大功率化，這種趨勢對數控機床刀具的要求非常嚴格，要求其必須能承受住高速強力的切削加工作業且自身不能有太大的性能損傷。所以在選擇刀具時，要優先采用硬質合金刀具來代替高速鋼刀具，如果制造企業具備更好的條件，還可根據實際情況選擇使用陶瓷刀片、立方氮化硼刀具等耐磨性能好的刀具。刀具的性能保證了，機械數控加工技術水平才能得到有效提高。
機械數控加工技術的發展趨勢
智能化、開放式、網絡化
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；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、自動識別負載自動選定模型、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。
更加高速、高精
隨著機械制造業的發展，對數控加工技術的要求越來越高。機械加工需要更高效率、高質量加工技術的支持。數控加工技術要不斷完善自身的技術能力，具備高效率、高質量的工作能力。高速度、高質量的數控加工技術發展，可以滿足現代機械制造業的需求，提高機械加工的效率，提高機械制造品的質量，減少了機械加工的時間，節省了機械加工的成本，為機械制造業帶來了很好的經濟效益。
總結
現如今，許多制造類企業都對能夠提高機械數控加工技術水平的有效策略很感興趣，因為這可以提高企業生產效率，使整個企業的發展前景更加廣闊，同時也有助于我國制造行業整體向科技化、高新化、高效化的方向發展，提升綜合競爭力，形成良性循環。
參考文獻
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關鍵詞:數控技術;現狀;發展趨勢
引言
數控技術主要是通過數字信息來達到機械運動與工作行程相關操作做對應的操控技術，這種技術是將傳統機械制造人工相關技術、現代操控技術、計算機技術、傳感檢測技術、光機電技術與網絡通信技術得到高度結合后產生的現代性的制造業技術，其操作具有較高的精確性、高效性、智能化等特點，因此可以達到制造業操控的更高水平。數控技術在一定程度上是實現自動化制造的基礎條件，同時也是現代制造業發展的關鍵之處，對于一個國家與企業的工業現代化水平而言，可以通過其數控技術相關水平與裝備數量做對應衡量。
1我國數控技術發展現狀
當下我國數控相關產業基地已經形成，例如華中數控與航天數控都屬于當下具有相當規模的大批量生產的數控系統廠商，在相關研究結果與技術的商品化發展之上構建了大量的數控廠。相關生產廠家構成了我國當下的數控產業生產研發基地，數控技術的發展在我國當下已經初具規模。同時對于數控技術而言，大部分技術已經掌握，同時已經做好了商業化、產業化開發利用的狀態，為企業與相關產業的發展贏得了利潤與發展動力。整體的產業發展已經進入一種常規的商業運作的循環狀態。
2我國數控技術發展問題
2．1數控系統與功能部件水平落后
當下數控技術相關產業的發展受到數控系統與功能部件水平落后的現狀而出現發展前進的強大制約。國產中檔型數控系統在國內的整體市場中占比為35%，高檔型占比95%，其他需要進口來有效支持。功能部件在國內市場中的總體份額占比為30%，中高檔型占比相對更低，臺灣產占比50%，歐盟與日本等占比20%。
2．2高檔數控機床技術有待提升
高速、復合、智能與高精等典型性的高檔數控機床技術在一定程度上雖然獲得的一定的發展，相關新產品與技術也得到了推進，但是與國際高水平對比，目前我國的高檔數控機床技術仍舊處于較為滯后的狀態，部分高精尖技術仍舊沒有得到充分地掌握，而多數掌握的技術都屬于較為基礎的技術。對于動態綜合補償技術、高速高精運動控制技術、智能技術、復合加工技術與高精度直驅技術等都存在技術水平的較大差異，與產業化發展仍舊有較大距離。同時也沒有建立起以企業為主題、市場為導向以及產學研用一體的研發體系，相關行業自主創新發展仍舊沒有高新技術作支撐。
2．3缺乏自主開發與自主品牌競爭力
當下我國數控機床骨干技術的研發條件較為薄弱，資金運用率較低，可持續性的投入能力缺乏，沒有關鍵性的技術與技術突破做支撐，人才結構配置不科學，零部件支撐能力相對較弱，沒有形成較為完善的產業研發體系。
3我國數控技術未來發展趨勢
3．1高速與高精尖技術與裝備發展
為了提升企業與相關產業在國內與國際市場上的競爭力，優化產業結構，提升產業所帶來的實際經濟效益與社會效益，需要不斷地縮短技術裝備生產周期，進而有效地提升產業與企業在市場中的競爭實力。其操作主要是通過提升產品所在的檔次與質量來完成，高速與高精性加工技術可以在一定程度上有效地提升生產效率。
3．2智能化、開放性與網絡化的發展
雖然當下的數控技術已經逐步朝著智能化、網絡化等趨勢發展，但是在一定程度上其技術運用的廣泛性與深度性還有待加強。產業與企業自身為了獲取更高的利潤，在先進技術的運用上仍舊處于滯后狀態。其原因在于先進技術的運用所節省的成本遠遠低于其采用傳統人力成本更高。特別是先進技術使用所帶來的設備采購成本與日常技術維護保養成本，并不能達到更優于傳統人工操作成本效益。智能化、網絡化與開放性所帶來的實際作用遠遠高于當下我國數控技術發展的水平。相關的研發也是市場所需的必然趨勢，雖然目前應用尚且不廣泛，但是也不能否定其發展的未來價值。智能化系統主要是包括智能診斷、監控等技術方面，可以有效地便于系統的診斷與維修保養。智能化自動變成與人機界面等技術，可以有效地將變成與操作更加的智能化;驅動性與使用連接也能達到智能化操作;在加工效率與質量水平上也可以通過智能化來有效控制生成。開放式數控技術主要是在系統的開發上可以放在統一性的運行平臺上操作，可以達到一定特性的品牌產品。開放性可以在變化、擴充與裁剪數控功能等方面展開對機床廠家與客戶端用戶的服務，完成系列化與快速，達到不同品種與檔次開放式數控系統的展現，可以依據用戶個性化應用與技術訣竅做有效集合來生成其控制系統。網絡化主要是可以有效地達到生產線、制造系統與制造企業在信息集成方面的需要。在國外著名相關單位已經得到了有效的應用，已經形成一定未來發展趨勢。
4結語
數控技術當下在我國發展水平較低，需要充分依據實際情況，做產業結構的調整，注重高精尖技術的開發運用，提升生產效率與質量，從而獲得市場的認可。
參考文獻:
［1］李國巍，王盼，孫凱旋，等．數控技術現狀與發展趨勢［J］．黑龍江科學，2016，7(7):14－15．
【關鍵詞】機電一體化；微電子技術；發展趨勢
引言
當前，科學技術對于機械工業的推動作用是不可小覷的，在某種意義上來說，科學技術是機械工業發展的推動力和源泉。機電一體化技術作為該領域的重要技術在全球各國都得到了重視。在我國，隨著計算機技術以及微電子技術的發展，其在機械工業領域的應用也日益廣泛，隨之而來的即是機電一體化技術，該技術的出現改變了機械工業的產品功能以及結構等，同時也給其生產方式和管理系統帶來了較大的變化。
1 機電一體化核心技術
在機電一體化技術中，包括硬件技術和軟件技術兩個方面。其中，硬件的組成包括：機械設備、傳感器、驅動單元以及信息處理單元等。對機電一體化技術的核心進行分析，包括以下幾個方面：（1）機械設備技術。對于機械設備本身，應該致力于改善其性能，減輕其質量，改進其結構，充分利用非金屬復合材料。只有有效降低機械設備的自身重量，才能使驅動系統實現小型化，機械設備的響應速度也會得到改善，工作效率也會隨之提高。（2）傳感技術。目前，對于傳感器而言，其技術關鍵在于可靠性的提高，靈敏度的改善以及精確度的提高等。要想提高傳感器的可靠性，需要提高其抗干擾的能力，對此，光纖電纜傳感器開始出現。（3）信息處理技術。微電子技術和信息化技術與機電一體化是密不可分的，有效提高信息化處理的可靠性，即：模數轉換設備的可靠性，分時處理的可靠性以及輸入輸出的可靠性等，可以提高相應的處理速度，有效解決抗干擾問題。（4）驅動技術。驅動結構普遍采用的是電機，其存在的主要問題是響應速度問題以及效率問題。對此，一些電機中開始裝入編碼器，相應的伺服驅動單元也開始出現。（5）接口技術。為了實現與計算機的順利通信，數據傳遞過程中的格式標準化和規格化是非常重要的。采用統一標準規格的接口便于信息的傳遞，維修起來也十分方便，另外，還能夠簡化設計過程。當前，低成本、高速度的串行接口成為人們關注的重點，它能夠有效解決光耦器的小型化和標準化問題。（6）軟件技術。在機電一體化技術的發展中，不僅要關注硬件發展，軟件也應該同步發展。為了降低研制軟件的成本，將生產維修的效率提高到新的水平，需要不斷推行標準化的軟件。
2 機電一體化技術前景
對機電一體化的技術前景進行分析，體現在以下幾個方面：（1）人工智能方面。智能化技術的重要應用體現在：數控機床的智能化和機器人的智能化上。在新的世紀，智能化是機電一體化發展的重要趨勢，但值得注意的是，智能化的產品無法具備同人一樣的智能，其智能是相對的；它也沒有必要實現同人一樣的智能。（2）部件的標準化方面。在機器的生產過程中，機電一體化的產品規格無法實現嚴格的把控，分析其原因，是因為該類產品具有較為復雜的構成，對產品各類接口研制以及開發由于廠家眾多而變得十分困難，這些接口包括：環境接口、動力接口、電氣接口以及機械接口等。在開發新產品時，很大程度上會依賴于標準單元的產生，如：要想研制一種動力單元，需要將其與電機和智能調速相結合。但由于經濟利益的原因，這些標準很難被制定出來，只能由相關企業進行組建。標準化以及系列化的電氣產品對于機電一體化單元的企業所帶來的發展前景是不可估量的。（3）計算機家電集成系統方面。在日常生活中，網絡技術的應用能夠有效解決很多問題。網絡技術的發展也使得各類消息發展了很大變化。通過網絡的連接，全球經濟聯系得更加緊密，全球性的企業競爭也隨之而來。如果能夠研制出機電一體化的新產品，能夠實現功能和質量上的突破，它必然會在全球范圍內暢銷。各類遠程控制以及監視也因為有了網絡而得到普及和發展，其中的遠程控制終端設備就屬于機電一體化產品，家電產品因為有了現場總線技術的發展也實現了網絡化，通過網絡連接，家電產品可以形成一個集成家電系統。（4）超精密技術的使用方面。微電子機械主要是指機電一體化產品中的幾何尺寸在一厘米范圍內的產品，隨著時代的進步，它還會向著微米和納米的方向發展。小體積、低功耗和運動靈活是這種產品的主要特點，因此，它在信息、軍事以及醫療等領域得到了廣泛的應用。這種技術的瓶頸在于微型技術和精細加工技術。（5）綠色產品方面。當前，人們越來越重視環境保護，對環境資源進行合理利用，保護自然成為人們追求的目標，綠色產品自然也是其中的內容之一。所謂機電一體化綠色產品是指在進行產品的設計、制造以及使用時按照環境保護以及人類健康的要求進行，盡可能的減少對環境的危害，提高資源利用率。
3 機電一體化產品的發展趨勢
針對機電一體化產品，對其未來的發展趨勢進行分析，體現在：（1）數控機床。當前，我國的數控機床數量在世界上是處于第一位的，但就國內的數控機床比例而言，只占全部機床的5%，并且大部分是普通機床。為了適應加工技術的發展需求，應該致力于以下幾個方面的內容：高速化。高速加工技術的普及使得機床各方面的性能都得到了提高，如：車床主軸轉速得到了提高，銑床以及加工中心主軸的轉速得到了提高等等。高精度化。對于數控機床而言，其精度已經定位到由原來的0.01-0.02mm上升到0.008ram左右；對于亞微米級機床而言，其精度定位在0.0005ram左右；對于納米級的機床而言，其精度定位在0.005-0.01Hil。新結構化。復合加工技術的發展使得數控機床的結構出現了新的變化，如出現了：五軸五面體復合加工機床、五軸五面動加工各類異形零件。（2）自動機以及自動生產線。機電一體化技術在國民經濟中的應用還體現在：各類自動機械設備、自動生產線等的廣泛應用。這些設備大量使用電子技術和傳感技術，如：PLC、變頻調速器、各類智能控制系統等。
4 結束語
總之，機電一體化不是獨立存在的，其出現涉及到很多學科，是科學技術綜合發展的產物，同時也是推動社會發展的源泉。本文重點對該技術的發展趨勢進行了分析，當然，與機電一體化技術相關的技術遠遠不止本文中提及的幾項，將更多的技術融入其中也是未來的發展趨勢。
參考文獻：
[1]安紅杰.機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012（1）.
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