關于數控車床的發展現狀和未來趨勢

楊玉芳

摘要：數控車床和數控技術在整個機械加工工業中已占有舉足輕重的作用，也代表著機械工業的發展水平。本文通過對我國數控車床的現狀以及發展趨勢進行闡述，因此為我國數控車床發展提出一些建議。

關鍵詞：數控車床；現狀；發展趨勢

引言

車床是機械加工中加工量大而面廣的重要設備，而傳統車床普遍存在車削加工工步長，輔助時間多，利用率低等問題。隨著數控技術的發展，數控裝置為數控車床的開發進入全盛時代奠定了基礎。數控車床的普及和應用，打破了傳統的車床類界限，將普通車床、六角車床、單軸自動車床等多種車床的全部或部分工序工作融為一體。極大提高了加工精度，其極強的適應能力也深受用戶歡迎。數控車床和數控技術在整個機械加工工業中已占有舉足輕重的作用，也代表著機械工業的發展水平。

一、我國數控車床的現狀

數控車床是機電一體化的典型產品，是集機床、計算機、電機及其拖動、自動控制、檢測等技術為一身的自動化設備。目前我國的機床制造技術呈現出品種多樣化、功能專門化、結構模塊化等技術趨勢，這與數字控制器功能的發展和機床自身機構、制造工藝以及加工精度等方面的改進密切相關。同時，數控機床的發展也在逐步適應環境保護和安全方面的發展要求。如今數控技術已被世界各國制造業廣泛采用，大力發展以數控技術為核心的車床制造也已成為各國加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

20世紀30年代，世界上第一臺電子計算機產生，隨著新技術革命的開始，數控車床也隨之誕生。1952年美國研制出第一臺數控機床，幾年后日本成功研制出第一臺數控車床。此后，車床產業步入了數控化。

我國數控車床的發展始于20世紀70年代初。通過30多年的發展，由國內生產的經濟型臥式數控車床成為我國當前的主流產品，以其實惠的價格和較少的設備投入費用，贏得了國內企業的信賴。除此之外，2軸控制的臥式數控車床和立式數控車床等國產產品也受到了用戶的認可，基本能滿足用戶的需要。目前，國產數控車床的品種、規格較為齊全，質量基本穩定可靠，已步入全面發展階段。但是，畢竟我國的數控車床產業與國外相比還不夠成熟，一些較為先進的車床品種的開發與制造與較成熟的國家相比還存在很大差距。因此，我國各大機床廠家則采取與國外著名機床廠家合作、合資、技術引進、樣機消化吸收等措施來提高我國的機床制造水平。于是，對于車削中心等3軸控制以上的中高檔數控車床，國內用戶大部分選用進口產品或合資、獨資企業所生產的產品。經過以上各種發展方式，近幾年，我國在數控技術與裝備的發展方面進行高度重視，取得了較大進步。在通用微機數控領域，特別是以PC平臺為基礎的國產數控系統走入了世界的前列。同時也開發了多個中高檔數控車床新品種。

縱觀我國數控車床的發展歷程，盡管取得了不少成績，但同時也存在不少問題。主要問題有：科技基礎薄弱、自主創新能力不強；低檔產品產能過剩，高檔產品產能不足；產品質量以及可靠性服務能力不足，功能部件發展滯后等。總的來說，目前我國數控車床技術產業大而不強，需要加大機床主機以及重要元器件的創新力度，同時加大數控系統的開發力度，不斷完善和提高機床加工精度和自動化效率，努力追趕世界先進水平。

二、我國數控車床未來發展趨勢

隨著數控系統集成度的增強以及網絡化技術和信息化技術的不斷發展，我國數控車床產業呈現出以下發展趨勢。

（一）高速化與高精度化

高速化、高精度化主要體現在主軸轉速、進給率、運算速度及換刀速度的高效率。目前一些歐洲的高速加工中心主軸轉速已經達到60000r/min，而轉速高達160000r/min的超高速主軸也在研制開發中。因為高速、高精加工技術可極大地提高效率、產品質量和檔次，同時縮短生產周期，從而提高市場競爭能力。

（二）高性能

隨著數控技術的不斷完善，數控車床也實現多臺集中控制，甚至遠距離遙控。利用計算機技術和網絡通信技術，機床制造商可以建立機床遠程技術支持體系，實現工況信息的傳輸、存儲、查詢和顯示以及遠程智能診斷。為了擴大機床的使用范圍、提高效率，應實現一機多用、一機多能，進一步提高機床的生產效率。

（三）多軸聯動加工和復合加工

高速高精加工的實現需要配套功能部件的同步支持。因此電主軸、直線電機等也需快速發展。采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，可大幅度提高效率。當前電主軸的出現使得5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，制造難度和成本大幅降低，數控系統的價格差距縮小。從而促進了復合主軸頭類型機床的發展。

（四）高柔性化

柔性是指數控設備適應加工對象變化的能力。我國數控車床將向自動化程度更高的方向發展，將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統。我國的數控車床對加工對象的變化適應能力強，在提高單機柔性化的同時，朝著系統柔性化方向發展。從點（數控單機、加工中心和數控復合加工機床）、線（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段車間獨立制造島、FA）、體（CIMS、分布式網絡集成制造系統）的方向發展。如出現了PLC控制的可調組合機床、多軸數控加工中心、換刀換箱式加工中心。此外，還應兼顧應用性和經濟性方向發展。

（五）綠色化

隨著人類環境保護意識的逐步加強，各行各業在經濟和效益發展的同時也密切關注著其對環境的影響。因此，當下的數控車床發展必須把環保和節能納入考慮范疇，即要實現切削工藝的綠色化。為了節約資源，減少對環境的破壞，近年來出現了不用或少用冷卻液的干切削或半干切削的數控車床，這類產品節能環保，不僅為用戶所歡迎，更贏得了社會各界的認可。因此，綠色制造是數控車床發展的大趨勢，抓住這一方向，將使我國節能環保車床發展迅速并占領更多國際市場。

結語

綜合上述對我國數控車床發展現狀和趨勢的分析，可知我國數控車床產業大而不強的狀況仍十分明顯。各大企業應抓住“十二五”的發展機遇，不斷改進和完善數控技術，加大創新力度，增強國產數控車床的核心競爭力，樹立自主創新的品牌意識，實現我國數控機床產業由生產大國向生產強國的轉變。

參考文獻：

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[3]江崇民、荀洪偉，數控車床技術發展現狀及趨勢，制造業信息化，2012年第4期endprint