淺析我國數控技術的現狀及其發展趨勢

摘 要：雖然數控技術已經在我國的制造產業中有了一定規模的應用，但相對于發達國家來說，我國數控技術仍存在創新力度不足、創新環境不完善、系統穩定性欠佳、數控率低、開放度不高等諸多問題，今后我國仍需加大對數控技術的研發力度，使數控技術向高精度、高速度、五軸聯動、柔性化和綠色環保等方面發展。

關鍵詞：數控技術；應用現狀；發展趨勢

引言

近年來，隨著社會經濟技術的飛速增長，數控技術在我國各類機械制造、加工企業中的應用越來越為廣泛，為提升國民經濟水平和工業現代化程度作出了重要貢獻。相對于傳統的機械制造與加工技術來說，數控技術通過應用現代化計算機、通信、傳感、控制等技術，能大大提高生產加工效率、質量，具有很大的應用前景。相對于國外發達國家，我國的數控技術起步相對較晚，其優越性雖然已被廣泛認識，各大企業為了提升市場競爭力也相繼采用了數控技術，但數控技術在我國的應用還存在諸多問題，需進一步解決。文章以下擬通過文獻調研并結合工程實踐經驗談談數控技術在我國的應用現狀及未來發展趨勢。

1 我國數控技術發展歷程

數控技術在我國的首次應用追溯到上世紀80年代，隨著1985年我國首臺數控機床的誕生，數控技術的優勢被不斷挖掘，越來越多的企業開始應用數控技術提高生產效率和產品質量。總體來說，截至目前數控技術在我國經歷了以下三個發展歷程：（1）封閉式發展階段[1，2]。該階段為20世紀80年代之前，當時由于我國科技技術水平較弱，基礎條件也不足，國家開放性也不夠，基本處于“關起門來搞研究”的階段，因此數控技術在這一階段的發展很小。（2）國產化體系階段[1][2]。上世紀80年代后，隨著改革開放春風的吹起，國家對機械制造、加工產業投入加大并大力支持發展數控機床，通過積極引進國外先進技術來研究、開放國產化的數控技術，其中標志性的成果就是由清華大學和北京第一機床廠共同研制成的我國首臺數控機床[2]。（3）市場競爭階段[1，2]。該階段我國的數控技術已逐漸成熟，數控機床的技術水平、種類、質量等方面已經有了很大的進步，特別是隨著我國加入WTO后，數控技術也逐漸被推向全世界范疇的市場競爭當中。

2 我國當前數控技術的現狀分析

2.1 技術創新力度不足

當前，我國企業應用的數控設備主要分兩種，一種是直接應用國外成品的數控機床設備，另一種則是應用模仿國外數控機床產品生產出來的國產數控設備。這樣的應用現狀就直接導致了我國當前數控技術創新力度不足情況的出現。因為對于后者，國產數控設備主要是模仿國外產品，只是單純地引進國外的技術來提高數控設備的國產化，而沒有進行過多的吸收消化，還沒有上升到自主研發新的數控設備和技術創新的層次。因此，這兩種情況都沒能從根本上解決我國數控行業對國外先進數控技術的依賴現狀。由于技術創新力量相對薄弱，因此我國當前的數控行業還沒能形成核心技術，自主創新的意識還不夠強烈。

2.2 技術創新環境尚不完善

相對于歐美等發達國家，我國數控技術的創新環境尚不完善，這主要體現為國家大環境和企業內部環境兩方面。國家大環境方面，目前我國的市場化還不完善，市場競爭機制不足，仍存在著一些市場結構深層次方面的問題有待解決，這就導致了國家大環境下的競爭壓力不足，進而影響企業的創新能動性。企業內部環境方面，由于缺乏健全的企業創新體系，在國內外同類企業的競爭壓力下，很多企業還是會選擇傳統生產加工模式，而有計劃、有組織、有規模地進行長遠的技術創新的企業很少，特別是一些中小型企業的數控技術創新環境更為惡劣。

2.3 數控系統穩定性欠佳

平均無故障時間是目前國際上用來表征數控系統穩定性的關鍵指標。調查發現，目前國外數控系統的平均無故障時間在一萬小時以上，而國內數控系統的平均無故障時間僅有三千至六千小時。因此，與國外數控技術相比，我國的數控系統穩定性還相對不足。

2.4 數控技術應用率低，開放度不高

雖然我國時當今世界上機床擁有量最大的一個國家，但我國現有機床的數控率很低，不到2%，而一些發達國家的機床數控率是我國的10倍以上。例如，日本現有的機床數量雖然只有我國的1/3不到，但其機床數控率是我國的近10倍之多。由此可見，我國機床領域的數控率明顯不足，這將嚴重影響我國制造業的進一步發展，進而影響國民經濟的有效發展。

此外，我國很多企業現有的數控產品自動化開放程度并不高，這主要體現在兩方面。一是還未能實現全部產品的數控開放功能；二是即使有部分數控產品實現了開放，但大多處于半開放狀態，還未實現全面開放。

3 我國數控技術未來發展趨勢

3.1 高精度、高速度的數控技術

精度和切削速度是衡量數控機床生產質量和生產效率的主要指標。因此，為更好地提高數控設備的生產質量和生產效率，高精度和高速度是我國數控技術未來發展的主要趨勢。

一方面，隨著制造業的進一步發展，市場對產品制造、加工的精度要求會越來越嚴格，這就必然要求提高數控技術的精度。近年來，我國已經著手在研發一系列高精度的數控機床，如北京機床研發的 JCS-027、031、035型超精密車床、銑床等。

另一方面，研究發現高速切削數控加工技術通過改變切削紋理不僅能大大提高產品生產效率，還能提高切削刀具的使用壽命，降低切削溫度，消除切削振動，提高數控機床的使用壽命，具有優良的技術經濟效益。但要實現高速度切削，不僅需要提高數控機床工作臺的進給速度，還應保證主軸具有足夠的剛度、穩定性和制冷效果。

3.2 五軸聯動加工的數控技術

實踐發現，相對于三軸聯動的數控機床來說，五軸聯動的數控機床不僅能大大提高產品的生產效率，還更能保證產品生產質量。調查發現，1臺五軸聯動的數控機床效率相當于2臺三軸聯動數控機床的生產效率，特別是在用立方氮化硼制成的銑刀切割零件時，五軸聯動數控機床的優越性更為顯著。但是，相對于前者，后者在主機結構、數控系統編程等方面較為復雜，單價高，這是目前制約五軸聯動數量加工技術發展的主要因素。

但是，隨著我國數控軟硬件技術的進一步發展，上述制約因素將被逐一克服，五軸聯動加工的數控技術將成為我國數控技術的主要發展趨勢。

3.3 柔性化的數控技術

柔性化的數控技術主要是指發展集全過程多功能于一體、模塊化設計和群控系統的數控技術。柔性化數控技術一方面可以大幅度降低產品加工時間，提高數控機床的利用效率；另一方面可以更好地滿足客戶對數控產品的加工要求；再者還可以實現信息流和物料流進行自動動態的調整，從而能實現產品制造、加工全過程的柔性化控制和管理。

3.4 綠色環保的數控技術

數控加工作為未來制造業生產的重要環節和手段，其環保性能如何將直接關系到制造業未來對環節污染的比重。因此，數控技術必須向綠色環保方向發展，如可以使用無潤滑液、無冷卻液、無氣味的環保材料，提高數控機床除塵、排屑能力。

4 結束語

綜合以上可以看出，數控技術在我國已經有了一定程度的應用，但仍然存在一些問題。為了繼續壯大我國生產制造業，振興國家經濟，需要進一步加大技術創新，實現制造業全面、高效的數控化生產。

參考文獻

[1]潘雙超.淺析我國數控技術的發展現狀及趨勢[J].機電信息，2012（3）：118.

[2]陸斌.我國數控機床技術的發展與現狀[J].山東工業技術，2016（9）：84.