淺談數控機床發展現狀

摘 要：簡述了國內數控機床近些年來的發展。最近這幾年國內數控機床發展迅猛，產量不斷增加，但高端產品數量太少，無法與國外數控機床競爭。而國外數控機床發展相當不錯，尤其是西門子和發那科則占據了絕大部分世界市場。國內外間的差距是有縮小的趨勢的，但是還存在諸多問題有待解決。我國高端機床領域，發展起步較晚，還有許多問題有待突破。數控機床行業如今面臨的一個嚴峻問題，就是高端數控機床進口占主導。

關鍵詞：數控機床；發展現狀

1 數控機床簡介

數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。

2 數控機床的組成

主機，他是數控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件；數控裝置，是數控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶瀏覽機等）和相應的軟件，用于輸入數字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算和實現各種控制功能；驅動裝置，他是數控機床履行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給單元、主軸機電及進給機電等。他在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工；輔助裝置，指數控機床的1些必要的配套部件，用以保證數控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和藹動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數控轉臺和數控分度頭，還包括刀具及監控檢測裝置等；編程及其他附屬裝備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。

機床是先進制造技術的載體和裝備工業的基本生產手段，是裝備制造業的基礎設備，主要為汽車、軍工、農機、工程機械、電力設備、鐵路機車、船舶等行業服務。我國已連續幾年成為世界最大的機床消費國和機床進口國，是世界第三大機床生產國。

3 數控機床分類

1. 按工藝用途分類

切削加工類：數控鏜銑床、數控車床、數控磨床、加工中心、數控齒輪加工機床、FMC等。

成型加工類：數控折彎機、數控彎管機等。

特種加工類：數控線切割機、電火花加工機、激光加工機等。

其它類型：數控裝配機、數控測量機等。

2.按控制功能分類

（1）點位控制數控系統

僅能實現刀具相對于工件從一點到另一點的精確定位運動；

對軌跡不作控制要求；

運動過程中不進行任何加工。

適用范圍：數控鉆床、數控鏜床、數控沖床和數控測量機。

（2）輪廓控制數控系統

輪廓控制（連續控制）系統：具有控制幾個進給軸同時諧調運動（坐標聯動），使工件相對于刀具按程序規定的軌跡和速度運動，在運動過程中進行連續切削加工的數控系統。

3. 按聯動軸數分：2軸聯動，3軸聯動，4軸聯動，5軸聯動及6軸聯動。聯動軸數越多數控系統的控制算法就越復雜。

4. 按進給伺服系統的類型分類

按數控系統的進給伺服子系統有無位置測量裝置可分為開環數控系統和閉環數控系統。

4 數控機床發展現狀

我國的數控機床無論從產品種類、技術水平、質量和產量上都取得了很大的發展，在一些關鍵技術方面也取得了重大突破。據統計，目前我國可供市場的數控機床有1500種，幾乎覆蓋了整個金屬切削機床的品種類別和主要的鍛壓機械。這標志著國內數控機床已進入快速發展的時期。

有人指出，“十五”期間，我國機床行業發展迅猛的主要原因這正是市場需求旺盛。固定資產投資增速快，汽車和機械制造行業發展迅猛，外商投資企業增長速度加快所致。與機床迅猛發展的現狀相比，作為機床“心臟部件”的數控系統，2005年銷量雖然超過3萬臺，但處于低檔的經濟型數控系統占據較大比重。

長期以來，國產數控機床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進展緩慢，高檔依靠進口的局面，特別是國家重點工程需要的關鍵設備主要依靠進口，技術受制于人。究其原因，國內本土數控機床企業大多處于“粗放型”階段，在產品設計水平、質量、精度、性能等方面與國外先進水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技術方面的差距則達到了10-15年。同時我國在應用技術及技術集成方面的能力也還比較低，相關的技術規范和標準的研究制定相對滯后，國產的數控機床還沒有形成品牌效應。同時，我國的數控機床產業目前還缺少完善的技術培訓、服務網絡等支撐體系，市場營銷能力和經營管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創新能力，完全擁有自主知識產權的數控系統少之又少，制約了數控機床產業的發展。

5 總結

智能化、開放性、網絡化、信息化將成為未來數控系統和數控機床發展的主要趨勢。向高速、高效、高精度、高可靠性方向發展以及向模塊化、智能化、柔性化、網絡化和集成化方向發展是未來的方向。向PC—based化和開放性方向發展，出現新一代數控加工工藝與裝備，機械加工向虛擬制造的方向發展，信息技術（IT）與機床的結合，機電一體化先進機床將得到發展，納米技術將形成新發展潮流，并將有新的突破。節能環保機床將加速發展，占領廣大市場。

參考文獻

1. 制造技術與機床 2016 第11期 數控機床的分類

2. 劉曉玲，齊慶國 數控機床 北京：冶金工業出版社 2014 p233

3. 謝競成 數控機床操作實訓教程 西安：西北工業大學出版社 2015

作者簡介

潘棟（1996-），男，漢族，鄭州大學機械工程學院機械工程專業2014級學生。