數控機床技術發展現狀及趨勢初探

摘 要：進入21世紀以來，我國經濟和國際經濟發展全面接軌，各個行業迎來一個嶄新的發展時期，尤其制造業的發展取得很多驕人的成績。制造業中數控機床的出現給制造業的發展帶來革命性的變化，數控加工具有生成效率高、加工精度高、加工柔性好等優點，提高了我國制造業的經濟效益，然而和西方發達國家相比我國的數控機床發展仍存在很多問題，文章對我國數控機床技術發展狀況進行介紹，并對未來發展趨勢進行探討，以期為我國數控機床的發展提供參考。

關鍵詞：數控機床；發展現狀；趨勢

1 數控機床技術發展狀況

社會不斷進步使人們對產品零件材料和結構工藝的加工要求越來越高，為了適應時代發展要求制造業數控機床數量不斷增加，其包括的零件加工范圍也越來越廣。但是我國對數控機床性能研究起步較晚，沒有充分掌握先進機床的加工操作技術，導致在實際的生產中出現較多問題，在一定程度上影響著我國制造行業的健康發展。整體來看我國數控技術發展狀況數控裝備技術和加工工藝出現“三高、三低、一缺”現象。

1.1 數控機床技術的“三高”要求

現在使用數控機床加工零部件所占的比例越來越高，加工設備的數控化要求越來越高，對加工工藝的要求越來越高，這三部分內容即為當今數控化技術的“三高”要求。通過對部分行業的調查發現重要部件的關鍵零件通過數控機床加工率占90-100%，機床加工設備在近年來制造行業中保持穩定的增長，而且隨著科技水平的不斷進步制造行業對零件加工的精細度、加工效率以及變形控制等均提出了較高的要求。

1.2 數控機床技術的“三缺”現象

由于我國數控機床研究和應用起步較晚，在機械加工方面缺少合理的優化參數，缺乏用于實際生產指導的數據庫參數，缺少數字化制造管理平臺等。其中缺少合理的優化參數往往導致數控機床不能充分發揮最佳功能，主要表現在數控機床應用過程中準備時間較長，出現故障不能盡快的排除，影響數控機床的工作效率，不能適應高效加工的要求。切削加工工藝數據庫建設不夠完善，已經存在的數據庫使用范圍非常有限，在一定程度上影響了加工工藝的廣泛應用和推廣，缺少專門服務于制造行業的新型數控加工數據庫系統。而且很多企業沒有系統的數字化制造執行系統。這些問題對我國數控技術的發展帶來一定的阻礙。

1.3 數控機床技術的“一低”現象

數控機床技術“一低”主要指數控加工的綜合效率較低，主要表現在機床切削材料去除速率低，機床主軸功率利用率低以及主軸開動功率低。

針對目前數控機床技術出現的問題，引起了國家相關部門的高度重視，先后開展了數控機床和數控系統可靠性增長技術等一系列項目的研究并取得了豐碩的成果，為提高制造企業的技術水平奠定了堅實的基礎。

2 我國數控機床技術問題對策

經過多年的探索、實踐我國數控機床研發、生產能力取得了顯著的成果，但是面對激烈競爭的市場，尤其在技術層面上來講還存在很多問題。為了縮短與國際先進技術之間的差距，我國數控機床的發展應注重以下幾方面的問題：

2.1 重視數控機床理論探索

數控機床理論為產品的不斷創新提供有力的理論支撐，其涉及的知識范圍較廣，主要包括控制理論和工程、力學以及機械工程等方面的內容。現代數控機床理論在原有的基礎上有了進一步的擴展和延伸，主要包括機床可靠技術、機床動力力學和動態分析以及機床精度理論等。

當前我國數控機床理論研究的專業人才比較缺乏，對機床進行全面系統的研究取得的成果并不多，而且不具備完善的試驗環境。

針對我國數控機床理論上研究的落后局面，應充分發揮高校在數控機床基礎理論研究的優勢，不斷進行新產品的應用探究，并以此為前提開展“產、研、用”等方面的合作，并建立規模強大的試驗和研究機構，帶動數控機床基礎理論各個方面的探索。

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。

2.4 掌握經典加工工藝

掌握典型的數控機床加工工藝，能夠準確把握市場需求，從而不斷研發新產品，在提升產品競爭上具有重要意義，尤其最近幾年來我國機床企業對此引起了高度重視，對經典工藝的研究越來越重視。通過對經典加工工藝的研究能夠指導新工藝的開發，縮短新工藝的開發周期，樹立企業良好的形象，以此發揮企業的競爭優勢。

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。例如，它能利用已有的故障信息對新出現的故障進行快速定位。

數控機床的高精度化不僅僅局限在幾何精度上，它還包括機床各個部件運動、振動檢測等方面上，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 結束語

我國是一個制造大國，為了縮短與國外數控機床研發水平的差距，應抓住機遇不斷加強對數控基礎理論方面的探究，并在此基礎上不斷進行創新，爭取在數控機床自主研發方面取得突破性進展，從而盡早實現我國由制造大國向制造強國的轉變。

參考文獻

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