淺析數控機床發展與前景

作者簡介：第一作者：張小雙（1990-01-），男，漢族，河南省南陽市，遼寧工程技術大學，礦業學院，采礦工程系

第二作者：王旭剛（1991-01-），男，漢族，內蒙古鄂爾多斯市，遼寧工程技術大學，礦業學院，采礦工程系

第三作者：白前程（1989-03-），男，漢族，河南省周口市，遼寧工程技術大學，礦業學院，采礦工程系

摘 要：時代的車輪帶動科技的發展，在這樣的時代背景下機電一體化技術迅猛發展，作為機電一體化典型產品的數控機床在企業得到更廣泛的應用。在其實踐應用過程之中，我們可以清晰的窺見數控機床的改良與發展，并對其發展前景予以前瞻性淺析。

關鍵詞：數控機床，發展前景

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1006-026X（2013）01-0000-01

一、數控機床的優點與缺陷

（一）什么是數控機床

數控機床，即數字控制機床，是一種新型自動化機床。簡單來說，其以計算機程序代碼控制機床動作，批量加工零件。在運行過程中，先將記錄刀具運動軌跡信息的電子信息代碼通過程序戒指編入數控系統，后經過譯碼控制并實現刀具的規律運功，從而加工出所需工件。

（二）數控機床的優點

與普通機床相比，數控機床可加工多種不同復雜的零件。同一臺數控機床，可以通過更換不同的程序代碼完成不同種類的零件的自動加工。這使得試制零件以及普通機床無法完成的高復雜度的零件加工成為可能。

與普通機床相比，數控機床有更高的精確度。數字化自動加工很顯然避免了人為加工可能造成的誤差，使得同一批次加工出的零件型號統一性高。

無可厚非，上述優點帶來的是更廣泛的通用性與更高的自動化程度，從而能再減少人工勞動強度的同時獲得更高的產品質量。因此數控機床具有更優良的加工效率，并能為企業帶來更高的經濟效益。

由此可見，數控機床的廣泛使用在未來有越來越好的前景。

（三）數控機床的缺點

數控機床的缺點顯而易見。其一，價格昂貴，首次投資數目大。其二，由于機電一體的復雜工作程序，更換程序時的操作復雜。其三，對操作人員的知識與能力要求高。

以上種種也預示了數控機床的未來發展趨勢。

二、數控機床的發展史

（一）機床的發展變化

機床主要用于金屬加工，金屬加工主要靠車和銑。車床上安裝有擴孔鉆、鉆頭、絲錐、鉸刀、板牙和滾花工具等，運行時將待加工材料進行旋轉，從而使車刀可以將材料加工成各種形狀。由于這樣的加工方式，車床主要用于加工具有回轉表面的零件。我們下面分別從車床與銑床的優化來看機床的數控機床的發展史。

就車床來說，古代的車床主要由人力提供動力，通過手拉與腳踏使繩索牽引的工件旋轉，刀具一般不能固定而由人工手持。這種情況直到1797年英國發明家莫茲利發明了現代車床才得以改變，這種車床通過交換齒輪可以改變工件的轉速，減少了勞動強度，車床開始向機械自動化方向發展。之后的近一個世紀的時間里，車床的動力裝置不斷的改進與發展，出現了諸如磚塔車床、回輪車床、電機驅動的車床等。

20世紀開始，軍事工業、汽車工業的迅猛發展對機床產生新的要求，由此帶動其自動化進程。車床的動力裝置進一步改進的同時，車床本身的復雜度也在加大，出現了多刀車床、程序控制車床等。

就銑床來說，20世紀中期，電子技術萌生，并開始與機械結合，銑床開始走向自動化，大大的提高生產效率。數控機床也就開始出現了。

最初出現的是數控銑床，主要用于加工零件的曲線表面。世界上第一臺數控銑床出現于1952年，由麻省理工大學研制成功，其在普通銑床的基礎上加上了晶體管數控系統，實現機床的數控化。但是這種銑床運用并不廣泛，因為其體積與制造成本都是讓一般企業望洋興嘆的。

1959年，銑床發展為加工中心，這種銑床可以完成多工序的自動加工。它有一個儲存多種刀具的刀庫，機器手根據具體指令選擇不同的刀具并自動完成安裝，從而節省了人工改換刀具的時間。1960年開始，除最先研制出數控機床的美國外，數控機床開始在包括日本、德國在內的許多國家中研制成功并投入生產。數控機床的高效率使得人們加大了對其研制的力度，因此不久又出現了更加簡便的點位控制的機床。這種機床在60年代中后期是應用最為廣泛的一類。1967年柔性制造系統在英國研制成功，70年代以后計算機數字控制機床也開始投入使用。

與普通機床相比，數控機床減少了勞動力數量，發展到現在集成制造系統，已經不需要大量的人員投入，只需要幾人看管即可。精確度的提高顯而易見，人工造成的誤差可以被有效的避免，批量生產統一零件成為可能。隨之而來的效率提高極快，曾經需要不同的頂級工匠花長時間完成的復雜工件可以在短時間內被制造出來。高度的自動化也降低了對勞動者的技術要求，曾經很少人可以掌握的復雜工藝現在全部由自動化機械代替完成，勞動者只需輸入程序即可，大大縮短了培養一個技術人才的時間。

由此可見數控機床技術的發展并不是孤立的，而是以多種技術的綜合發展為前提的，它的發展程度很好的反應了現代生產技術的力量。

（二）我國數控機床的發展現狀

數字化生產的確為制造業帶來了極大的便利。其實早在60年代我國就自主研制出了第一代數控機床，僅僅比美國落后十年不到，此時我們還算走在世界前列。然而經過十年動蕩，改革開放以后再來看世界水平，我們就落后一大截了。就我國目前的情況來看，自主創新能力不強，數控技術跟不上世界水平，從而導致無法研制出領先的數控機床。即使是生產出的較好的數控機床，其核心零配件主要是進口的，自主生產的零配件無論是從質量、精密度到壽命都不可與進口零配件同日而語。零配件如此數控系統就更不用說全部是外購，主要進口自日本。

目前我國面臨的問題就是自主研制能力差，主要靠進口，因此即使制造了一些高級數控機床，主體利潤還是由外國人拿走。中國經濟的不斷發展當然也引起了一些機床生產領先國家的注意，不少外資廠商到中國進行合資生產，但畢竟目前還是少數，并且沒有自己的技術支撐始終只能依靠外商。對于這一情況政府也制定了一些緩解政策，比如大力扶植本土機床制造廠，然而僅有的制造廠不可能滿足高速發展中的工業的需求。

所以，加大力度培養數控系統研發的頂尖技術人才，進行自主研發是當務之急。畢竟過快的發展腳步沒有自主技術支撐是不可能走穩的。

三、數控機床的未來發展前景

我們知道科技發展的日新月異，人們要求的提高與變化使得未來的產品更新換代十分的快速。另外現在數控機床的運用已經不局限于軍事工業，其簡便化使之更廣泛的走進中小企業。而目前的中小型企業多采用多品種小批量的生產方式。為了迎合以上改變數控機床應當有如下的發展前景。

首先，高精度化是必然走向。從其發展歷程可知，數控機床的改進是不斷的追求精密化的，這也是它的傳統優勢之一。

其次，控制系統將會向簡便小型發展。從一開始只能用于軍事的晶體管式的大型控制系統到如今的在中小型企業中得到廣泛應用的現代集成化數控機床，簡便小型是數控機床發展的必然走向。如果想實現其普遍的應用，必然要實現成本的降低與體型的縮小，因此未來的控制系統將會向小型發展。

最后，多功能與智能化是其可預知的未來面貌。因為要適應中小型企業的多品種生產，并完成更復雜零配件的加工，所以多功能化將會是必然趨勢。而為了進一步提高效率智能化也是必不可少的。

結語

從數控機床的發展走向我們可以看出其未來的發展前景。數控機床一起高效率、高復雜度、高精準度、高回報滿足著日新月異的工業需求。數控機床的發展同時也對生產線勞動者的知識能力水平有了新的要求。針對我國數控技術薄弱的現狀，我們應當做的就是提高自主創新能力，培養尖端科技人才，施行合理開放政策，從而實現我國數控技術的高度發展。

參考文獻：

[1] 李元，《數控機床發展史》，南華大學學報，2003。

[2] 沈新宇，《數控技術改造》，遼寧工程技術大學學報，2010。