發(fā)布時(shí)間：2023-10-10 15:35:26
序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫(xiě)作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)，期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；一體；變化；核心
數(shù)控技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過(guò)程數(shù)控化是當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向，機(jī)械制造的競(jìng)爭(zhēng)其實(shí)質(zhì)是數(shù)控的競(jìng)爭(zhēng)。《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》將“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”確定為16個(gè)科技重大專(zhuān)項(xiàng)之一。通過(guò)國(guó)家相關(guān)計(jì)劃的支持，我國(guó)在數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)研究方面有了較大突破，創(chuàng)造了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果和核心技術(shù)。這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）中高檔數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)取得了較大進(jìn)展，在五軸聯(lián)動(dòng)、復(fù)合加工、數(shù)字化設(shè)計(jì)以及高速加工等一批關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，自主開(kāi)發(fā)了包括大型、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工機(jī)床，精密及超精密數(shù)控機(jī)床以及一大批專(zhuān)門(mén)化高性能機(jī)床，并形成了一批中檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化基地。
（2）關(guān)鍵功能部件的技術(shù)水平、制造質(zhì)量逐年穩(wěn)步提高，功能逐步完善，部分性能指標(biāo)接近國(guó)際先進(jìn)水平，形成了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的功能部件。開(kāi)發(fā)出了高速主軸單元、高速滾珠絲杠、重載直線導(dǎo)軌、高速導(dǎo)軌防護(hù)裝置、直線電機(jī)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、刀庫(kù)與機(jī)械手、A/C 軸數(shù)控銑頭、高速工具系統(tǒng)、數(shù)字化量?jī)x等高性能功能部件樣機(jī)，其中有的品種已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。
（3）中高檔數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究與應(yīng)用取得一定成果。通過(guò)自主研發(fā)或與國(guó)外開(kāi)展技術(shù)合作，在中檔數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)上取得明顯進(jìn)展。初步解決了多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)難題；為適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的配套要求，相繼開(kāi)發(fā)出交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸交流伺服控制系統(tǒng)，并形成了系列化產(chǎn)品。
1、與國(guó)外的差距
1.1高檔數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)供應(yīng)能力不足。盡管我國(guó)機(jī)床行業(yè)近年來(lái)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，數(shù)控化率穩(wěn)步提高，但機(jī)床消費(fèi)和生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)性矛盾仍然比較突出。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)中高檔機(jī)床的需求量逐漸超過(guò)低檔機(jī)床。但國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床以低檔為主，高檔數(shù)控機(jī)床絕大部分依賴進(jìn)口。
1.2自主創(chuàng)新能力不足。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)機(jī)床制造業(yè)的基礎(chǔ)、共性技術(shù)研究工作主要在行業(yè)性的研究院所進(jìn)行。能力薄弱，技術(shù)創(chuàng)新投入不足，引進(jìn)消化吸收能力差，低水平生產(chǎn)能力過(guò)剩，自主創(chuàng)新能力不高，缺乏優(yōu)秀技術(shù)人才。雖然國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床制造商通過(guò)技術(shù)引進(jìn)、海內(nèi)外并購(gòu)重組以及國(guó)外采購(gòu)等獲得了一些先進(jìn)數(shù)控技術(shù)，但缺乏對(duì)基礎(chǔ)共性技術(shù)的研究，忽視了自主開(kāi)發(fā)能力的培育，企業(yè)的市場(chǎng)響應(yīng)速度慢。
1.3 產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性及服務(wù)等能力不強(qiáng)。國(guó)產(chǎn)機(jī)床在質(zhì)量、交貨期和服務(wù)等方面與國(guó)外著名品牌相比存在較大的差距。在質(zhì)量方面，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)MTBF 與國(guó)際先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)相差較大。國(guó)產(chǎn)數(shù)控車(chē)床、加工中心的MTBF 與國(guó)際上先進(jìn)水平也有較大差距。在交貨期方面，絕大多數(shù)企業(yè)由于任務(wù)重拖期交貨。服務(wù)體系不健全，在市場(chǎng)開(kāi)拓、成套技術(shù)服務(wù)、快速反應(yīng)能力等方面不能滿足市場(chǎng)快節(jié)奏和個(gè)性化的要求。
1.4 功能部件發(fā)展滯后。機(jī)床是由各種功能部件（主軸單元及主軸頭、滾珠絲杠副、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和數(shù)控伺服系統(tǒng)等）在床身、立柱等基礎(chǔ)機(jī)架上集裝而成的，功能部件是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。數(shù)控機(jī)床整體技術(shù)與數(shù)控機(jī)床功能部件的發(fā)展是相互依賴、共同發(fā)展的，所以功能部件的創(chuàng)新也深深地影響著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。我國(guó)數(shù)控機(jī)床功能部件已有一定規(guī)模，電主軸、主軸單元、數(shù)控系統(tǒng)等也有專(zhuān)門(mén)的制造廠家，其中個(gè)別產(chǎn)品的制造水平接近國(guó)際先進(jìn)水平。但整體上，我國(guó)機(jī)床功能部件發(fā)展緩慢、品種少、產(chǎn)業(yè)化程度低，精度指標(biāo)和性能指標(biāo)的綜合情況還不過(guò)硬。目前，滾珠絲杠、數(shù)控刀架、電主軸等功能部件僅能滿足中低檔數(shù)控機(jī)床的配套需要。衡量數(shù)控機(jī)床水平的高檔數(shù)控系統(tǒng)、高速精密電主軸、高速滾動(dòng)功能部件等還依賴進(jìn)口。
2、國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床大致發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在以下幾方面：
2.1 智能、高速、高精度化
新一代數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件（如電主軸、直線電機(jī)、LM 直線滾動(dòng)系統(tǒng)等）主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15，000r/min 以上。計(jì)算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來(lái)越大，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來(lái)了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。一臺(tái)機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005 mm（ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法），就是一臺(tái)高精度機(jī)床，在0.005mm（ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法）以下，就是超高精度機(jī)床。高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造（CAM）系統(tǒng)的發(fā)展，精密度已達(dá)到微米級(jí)。
2.2 設(shè)計(jì)、制造綠色化
綠色設(shè)計(jì)是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和回收等整個(gè)生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、制造及其活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：綠色材料設(shè)計(jì)；可拆卸性設(shè)計(jì)；節(jié)能性設(shè)計(jì)；可回收性設(shè)計(jì)；模塊化設(shè)計(jì)；綠色包裝設(shè)計(jì)等。綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過(guò)綠色生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床在制造時(shí)要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計(jì)；節(jié)約能源的工藝設(shè)計(jì)；環(huán)保型工藝設(shè)計(jì)等
2.3 復(fù)合化與系統(tǒng)化
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；數(shù)控技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；概況
0 引言
數(shù)控技術(shù)是每個(gè)國(guó)家先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，國(guó)家綜合國(guó)力的提高和國(guó)防工業(yè)的現(xiàn)代化所必不可少的重要基礎(chǔ)。美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)控機(jī)床和技術(shù)都處于世界先進(jìn)行列， 如日本山崎馬扎克公司開(kāi)發(fā)出了2種可使用長(zhǎng)鏜桿切削工件的復(fù)合加工機(jī)床。德國(guó)德馬吉（DMG）公司生產(chǎn)的CTX 310 ECO通用車(chē)床其主軸驅(qū)動(dòng)在無(wú)級(jí)可調(diào)情況下，轉(zhuǎn)速可達(dá)5000r/min，輸出功率為ll千瓦 。
而我國(guó)數(shù)控技術(shù)發(fā)展比較晚，起步比較慢。在20世紀(jì)50年代末，經(jīng)歷了封閉式開(kāi)發(fā)階段。在“六五”、“七五”間，通過(guò)吸收和引進(jìn)相結(jié)合，于“八五”期間建立國(guó)產(chǎn)體系。“九五”期間實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化階段，組建了數(shù)控研發(fā)，數(shù)控生產(chǎn)基地，初步掌握了數(shù)控發(fā)展的技術(shù)，同時(shí)培養(yǎng)一批數(shù)控專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，初步形成了國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)規(guī)模，開(kāi)拓了國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)。如圖1所示為我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售情況分布圖。其規(guī)模較大生產(chǎn)公司有華中數(shù)控、廣州數(shù)控和航天數(shù)控等具有經(jīng)濟(jì)性和普及型的數(shù)控系統(tǒng)及機(jī)床產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)50多年的大力發(fā)展，其產(chǎn)品和性能大幅度提高，并逐漸在市場(chǎng)上站穩(wěn)腳跟。但高端技術(shù)產(chǎn)品含量比較低，與國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)差距比較大，對(duì)我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還達(dá)不到主導(dǎo)和支撐作用。絕大部分高端數(shù)控產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口，如表1所示是近年來(lái)我國(guó)數(shù)控機(jī)床進(jìn)出口變化對(duì)比表。因此大力發(fā)展國(guó)產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國(guó)防的進(jìn)步和綜合國(guó)力水平的提高具有極為重要的作用。
1 數(shù)控機(jī)床與技術(shù)簡(jiǎn)介
1.1 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成
數(shù)字控制（Numerical Control ）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號(hào)對(duì)某一加工過(guò)程進(jìn)行可編程控制的自動(dòng)化方法。而數(shù)控技術(shù)（Numerical Control Technology）就是采用數(shù)字控制的方法對(duì)加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。再將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床上就演化為現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床。標(biāo)準(zhǔn)型的數(shù)控機(jī)床通常由數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)和機(jī)床本體這兩大部分組成，如圖2所示。
1.2 數(shù)控機(jī)床及技術(shù)分類(lèi)
1）按控制系統(tǒng)特點(diǎn)分，主要包括點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制數(shù)控機(jī)床。其中，點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床只要控制移動(dòng)部件的終點(diǎn)位置，對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡不作要求；直線控制數(shù)控機(jī)床不僅控制兩點(diǎn)間準(zhǔn)確位置，還要控制其移動(dòng)速度和軌跡；輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠同時(shí)控制兩軸以上的軸，并具有插補(bǔ)功能，同時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)的起、終點(diǎn)，速度和軌跡進(jìn)行精確控制來(lái)加工任意形狀的曲線和曲面。
2）按執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方式分，主要包括開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)數(shù)控機(jī)床。其中，開(kāi)環(huán)數(shù)控機(jī)床無(wú)位置反饋系統(tǒng)，加工精度低；半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床帶有位置反饋系統(tǒng)，并安裝在滾珠絲杠或電機(jī)軸上，加工精度較高；閉環(huán)數(shù)控機(jī)床不僅帶有位置反饋系統(tǒng)，而且將其安裝在運(yùn)動(dòng)部件上，加工精度最高。
3）按工藝用途分，主要包括金屬切削類(lèi)、金屬成形類(lèi)和特種加工數(shù)控機(jī)床及其他類(lèi)型數(shù)控機(jī)床。其中，金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床應(yīng)用最為廣泛，種類(lèi)最多；金屬成形類(lèi)數(shù)控機(jī)床最近幾年發(fā)展較快。
4）按數(shù)控機(jī)床的性能分，主要有高、中、低檔三種數(shù)控機(jī)床。
1.3 數(shù)控機(jī)床及技術(shù)特點(diǎn)
數(shù)控機(jī)床作為一種先進(jìn)的自動(dòng)化機(jī)床，不僅具有較高的自動(dòng)化程度，而且還具有廣泛的通用性，綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和精密測(cè)量等最新成就和技術(shù)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工制造、國(guó)防軍工產(chǎn)品生產(chǎn)、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，其主要特點(diǎn)如下：
1）加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高；
2）加工過(guò)程無(wú)需人工干預(yù)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；
3）當(dāng)零件發(fā)生改變時(shí)，只需改變數(shù)控程序，即可繼續(xù)加工，節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，提高生產(chǎn)率；
4）能實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)加工，能加工各種形狀復(fù)雜的零件，加工范圍廣；
5）適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件和小批量復(fù)雜工件；
6）有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的現(xiàn)代化管理。
2 數(shù)控機(jī)床及技術(shù)的發(fā)展概況
數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，中國(guó)是世界制造大國(guó)，但不是制造強(qiáng)國(guó)。創(chuàng)新能力不強(qiáng)，基礎(chǔ)薄弱，主要以低端產(chǎn)品為主，而制造業(yè)的發(fā)展主要依賴于機(jī)床業(yè)的發(fā)展。為此，國(guó)家于2005年制定了《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，同時(shí)將“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”確立為16個(gè)科技重大專(zhuān)項(xiàng)之一。通過(guò)國(guó)家計(jì)劃支持，在數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)方面取得較大突破，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
1）關(guān)鍵部件的技術(shù)水平和質(zhì)量逐步提高，功能日趨完善，部分零部件的性能指標(biāo)逐步達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。開(kāi)發(fā)出了高速主軸控制單元、重載導(dǎo)軌、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、A/C軸數(shù)控銑頭、機(jī)械手和刀庫(kù)裝置和數(shù)字化量?jī)x等部件和樣機(jī)，并實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)規(guī)模。
2）中高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)取得了一定的成果。通過(guò)自主研發(fā)與國(guó)外合作，在中檔數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)上取得很大進(jìn)展。解決了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的關(guān)鍵難題，相繼又開(kāi)發(fā)了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，形成了系列化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。
3）中高檔數(shù)控機(jī)床研發(fā)有了較大的突破，在復(fù)合加工、五軸聯(lián)動(dòng)、高速加工和數(shù)字設(shè)計(jì)等方面取得了重大進(jìn)展。
但與國(guó)外先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距還很大，還有很長(zhǎng)的路要走，其不足主要有以下幾點(diǎn)：
1）自主創(chuàng)新能力還不足，創(chuàng)新成分少，吸收和消化能力差。就目前情況來(lái)看，我國(guó)只是停留在掌握已有國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)上和提高國(guó)產(chǎn)化率上，沒(méi)有形成自主研發(fā)和自主創(chuàng)新能力。要改變這種局面，不僅借助國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)作引導(dǎo)，還必須增強(qiáng)消化吸收能力，否則會(huì)更加依賴于國(guó)外技術(shù)。
2）功能部件發(fā)展滯后。由于數(shù)控機(jī)床是由若干功能部件在立柱和床身上進(jìn)行組裝而成。其整體和功能部件之間是相互依賴，相互發(fā)展的，這些功能部件的發(fā)展也在一定程度上限制了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。
3）產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性不高。進(jìn)口機(jī)床的平均無(wú)故障時(shí)間約為10，000小時(shí)以上，國(guó)產(chǎn)為3000-6000小時(shí)左右。這種差距在一定程度上影響了國(guó)產(chǎn)機(jī)床在市場(chǎng)上的占有率。
4）網(wǎng)絡(luò)化水平和技術(shù)較低。目前應(yīng)用較多的還是NC傳輸、串口通訊技術(shù)和紙帶閱讀器，而遠(yuǎn)程故障排除、集成化和網(wǎng)絡(luò)化水平有限。
5）產(chǎn)品可靠性、服務(wù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量等方面不強(qiáng)。國(guó)產(chǎn)機(jī)床的交貨期、服務(wù)和質(zhì)量等方面與國(guó)外的著名品牌差距較大，其數(shù)控系統(tǒng)的平均無(wú)故障時(shí)間差距也很大。另外，服務(wù)體系不完善，快速反應(yīng)能力和成套技術(shù)服務(wù)滿足不了現(xiàn)在的多元化市場(chǎng)要求。
6）高檔數(shù)控機(jī)床的需求量較大。尤其對(duì)高端數(shù)控機(jī)床的需求量較大，每年大約有60%的固定資產(chǎn)用于購(gòu)買(mǎi)機(jī)床。在“十二五”期間，隨著汽車(chē)、高鐵、航天工業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)投資增速、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，對(duì)中高端數(shù)控機(jī)床需求量將繼續(xù)增大。據(jù)分析，到2020年低中高檔數(shù)控機(jī)床之比將達(dá)到20：60：20，中高檔數(shù)控機(jī)床年需求量在12萬(wàn)臺(tái)左右。
7）體系結(jié)構(gòu)不夠完善和開(kāi)放。用戶接口不夠完善，少數(shù)開(kāi)放功能的產(chǎn)品，只停留在試驗(yàn)和試制階段。
8）創(chuàng)新環(huán)境不完善。我國(guó)還未形成有利于企業(yè)創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，創(chuàng)新動(dòng)力和創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)。
3 數(shù)控機(jī)床及技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)控技術(shù)不僅對(duì)傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來(lái)了巨大的變革，而且成為工業(yè)化的象征。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大，對(duì)國(guó)際民生的重要行業(yè)產(chǎn)生了極為重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及裝備的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
3.1 高精度化、高速化、高效性、高可靠性
世界各工業(yè)國(guó)家從精密到超精密加工，從微米級(jí)到亞微米級(jí)，再到納米級(jí)發(fā)展，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。通過(guò)高速化縮短切削時(shí)間，來(lái)提高生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)高效發(fā)展。高的可靠性可以大大降低機(jī)床故障率，提高機(jī)床壽命。
3.2 開(kāi)放式、智能化、網(wǎng)絡(luò)化
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)能在一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)上，面向廠家和用戶，通過(guò)增加、剪切和改變結(jié)構(gòu)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的系列化。智能化主要是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、驅(qū)動(dòng)性能、編程、人機(jī)對(duì)話、智能控制、智能診斷等方面實(shí)現(xiàn)智能化。網(wǎng)絡(luò)化是近年來(lái)的一大亮點(diǎn)，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)可極大滿足制造系統(tǒng)和制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，實(shí)現(xiàn)虛擬制造和敏捷制造等。
3.3 五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合快速加工
采用五軸聯(lián)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維曲面零件的加工，效率高、加工質(zhì)量好。但價(jià)格較高，編程難度較大，從而限制了五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。由于當(dāng)前電主軸的快速發(fā)展，使五軸聯(lián)動(dòng)的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，制造難度和成本降低，促進(jìn)了五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床的迅速發(fā)展。我國(guó)復(fù)合加工機(jī)床剛剛起步、國(guó)內(nèi)首臺(tái)復(fù)合加工機(jī)床是由沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)與德國(guó)MAX-MULLER公司合作生產(chǎn)的車(chē)銑復(fù)合中心。
3.4 環(huán)保化
隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，環(huán)保的要求也越來(lái)越高。不僅在制造過(guò)程中不污染環(huán)境，在使用中也不產(chǎn)生二次污染。在這種環(huán)境下，裝備制造領(lǐng)域?qū)C(jī)床提出了無(wú)液、無(wú)冷卻液、無(wú)氣味的環(huán)保要求。歐洲已有10%-15%的加工實(shí)行了干切削或準(zhǔn)干切削，如德國(guó)HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技術(shù)；美國(guó)HARDING的QUEST系列車(chē)床；日本原洲公司加工中心采用了液氮冷卻技術(shù)；日本富士公司的數(shù)控車(chē)床采用了冷風(fēng)冷卻技術(shù)。
3.5 新技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的建立
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的適應(yīng)性、擴(kuò)展性、通用性和柔性。美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛開(kāi)始對(duì)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)新技術(shù)規(guī)范的研究和制定，這預(yù)示著數(shù)控技術(shù)的又一個(gè)新的變革時(shí)期的到來(lái)。我國(guó)在2000年也開(kāi)始對(duì)中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范進(jìn)行研究和制定。
4 結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)是制造和生產(chǎn)大國(guó)，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移。一方面，要努力掌握世界先進(jìn)制造核心技術(shù)，縮短與先進(jìn)國(guó)家之間的差距。重視數(shù)控人才的培養(yǎng)，加大對(duì)數(shù)控高端科技領(lǐng)域的拓展，加大經(jīng)濟(jì)的投入，實(shí)現(xiàn)由制造大國(guó)到制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。另一方面，制造業(yè)還是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè)，可緩解當(dāng)前就業(yè)的壓力，提高人民的生活水平，保障社會(huì)的穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)：
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（南京理工大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院，江蘇 南京 210094）
0前言
數(shù)控系統(tǒng)是決定機(jī)床裝備的性能、功能、可靠性和成本的關(guān)鍵因素，而國(guó)外對(duì)我國(guó)仍進(jìn)行封鎖限制，成為制約我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展的瓶頸。近年“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專(zhuān)項(xiàng)通過(guò)重點(diǎn)扶持，為我國(guó)數(shù)控技術(shù)行業(yè)創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境，特別是針對(duì)航空航天、汽車(chē)制造等領(lǐng)域?qū)嵤┝藝?guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床應(yīng)用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)示范工程，提高了國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控裝置的市場(chǎng)占有率，但用戶仍然對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)信心不足，我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)一大部分依舊依賴國(guó)外產(chǎn)品。
“十三五”是全面完成國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)的沖刺五年，是落實(shí)中央全面深化科技體制改革、實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略等系列決策部署的關(guān)鍵五年，因此總結(jié)過(guò)去，做到四個(gè)聚焦（聚焦關(guān)鍵、聚焦重大、聚焦長(zhǎng)遠(yuǎn)、聚焦能力），意義重大，時(shí)不我待。
1目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)存在的問(wèn)題
通過(guò)“十二五”規(guī)劃的實(shí)施，我國(guó)機(jī)床行業(yè)技術(shù)水平明顯提升。數(shù)控系統(tǒng)、功能部件及數(shù)控刀具與主機(jī)產(chǎn)品配套研發(fā)，實(shí)現(xiàn)與中高檔機(jī)床的批量配套。高檔數(shù)控系統(tǒng)的多通道、多軸聯(lián)動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)已基本達(dá)到國(guó)際主流系統(tǒng)先進(jìn)技術(shù)水平，但在性能、成套性、可靠性、批量生產(chǎn)穩(wěn)定性和品牌等方面與國(guó)外先進(jìn)水平還存在較大差距，主要存在以下問(wèn)題：
1.1測(cè)試驗(yàn)證不足
國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)雖有大批量應(yīng)用，但大都集中在低端市場(chǎng)，中高端市場(chǎng)占有率仍然較低。數(shù)控系統(tǒng)軟件的可靠性和精度保持性較低，故障率較高，“S”件試切還達(dá)不到指標(biāo)要求，其中一些隱性問(wèn)題還沒(méi)有完全暴露出來(lái)，特別是軟件的魯棒性問(wèn)題。為此“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專(zhuān)項(xiàng)“十二五”期間已經(jīng)安排了部分產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和示范工程，并取得了一定的成果，但還需經(jīng)過(guò)大量和長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證后逐步完善，以此保證數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
1.2功能配置不全
經(jīng)過(guò)前期的攻關(guān)，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了很多功能，解決了有無(wú)的問(wèn)題，但很多功能是“形似而神不似”。目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的功能滿足80%的用戶需求，但其余的功能開(kāi)發(fā)難度和工作量較大，同時(shí)產(chǎn)品的宜用性不好，與主機(jī)融合度不高，針對(duì)性不強(qiáng)，一些輔助調(diào)試工具不全，特別是系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輔助面板上的按鍵標(biāo)識(shí)大多是固定，不能更改，不利于機(jī)床廠進(jìn)行系統(tǒng)的擴(kuò)展開(kāi)發(fā)，并且國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在多軸多通道或者多軸單通道控制功能方面不能實(shí)現(xiàn)任意幾軸之間的插補(bǔ)加工，這些都在一定程度上影響了國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的推廣。
1.3性能表現(xiàn)不佳
國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在性能上和主流的進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)還有差距，特別是在高速高精控制方面。伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)的性能比較薄弱，且差距較大，比如伺服的參數(shù)自適應(yīng)控制、電機(jī)的高速、高剛度、高精度、高加速度、功率體積比等方面與國(guó)外主流產(chǎn)品還存在差距，后續(xù)的性能提升難度大，伺服電機(jī)的工藝制作水平不高，數(shù)字化制造水平低，造成產(chǎn)品一致性差，規(guī)格系列不全，成套性不足，這些在一定程度上拖了數(shù)控系統(tǒng)的后腿。
1.4系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一
國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如總線標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，系統(tǒng)內(nèi)部通訊協(xié)議不統(tǒng)一，不利于工廠實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化智能制造，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一致使各個(gè)廠家之間的伺服和系統(tǒng)無(wú)法混用，調(diào)試監(jiān)控軟件互相不兼容，不利于加工企業(yè)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化智能制造，也不利于機(jī)床制造企業(yè)進(jìn)行機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化批量調(diào)試。
2國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)
自1952年美國(guó)研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速，數(shù)控系統(tǒng)也由原先的硬連接數(shù)控發(fā)展成為今天的計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)，目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)正在由專(zhuān)用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。
2.1信息化
隨著制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床不再是一個(gè)獨(dú)立的加工單元，數(shù)控機(jī)床和人、數(shù)控機(jī)床之間的交流都離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)。面向制造自動(dòng)化集成的網(wǎng)絡(luò)功能數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具有與上層信息管理系統(tǒng)交換信息功能，這些必要的交換信息包括制造加工任務(wù)計(jì)劃，數(shù)控系統(tǒng)及底層執(zhí)行裝置的工作狀態(tài)及故障信息等。同時(shí)基于新一代云服務(wù)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)挖掘等變得越來(lái)越重要，這些都離不開(kāi)高速、可靠地網(wǎng)絡(luò)信息功能。
2.2智能化
智能化是制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向，隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透，研制智能數(shù)控系統(tǒng)必將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。例如：研制開(kāi)放式智能化數(shù)控系統(tǒng)，支持溫度、振動(dòng)、RFID等傳感器介入的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)；研制基于高級(jí)語(yǔ)言的智能化數(shù)控系統(tǒng)解釋器；研究基于開(kāi)放式智能化數(shù)控系統(tǒng)智能加工技術(shù)，如智能化加工路徑控制、進(jìn)給率自適應(yīng)、故障診斷，監(jiān)控與設(shè)備的自動(dòng)維護(hù)等。
2.3開(kāi)放化
利用豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)是當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)的趨勢(shì)之一。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)具有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可以較容易的實(shí)現(xiàn)智能化、信息化。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)可以采用通用的計(jì)算機(jī)技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級(jí)和更新變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)可以根據(jù)資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，促進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用，縮短開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
3國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)用戶需求和技術(shù)要求
數(shù)控系統(tǒng)和主機(jī)及終的端用戶的聯(lián)系是密不可分的。因此以用戶需求為牽引，加強(qiáng)示范應(yīng)用格為重要。
3.1開(kāi)展面向智能化控制的高檔數(shù)控系統(tǒng)擴(kuò)展模塊開(kāi)發(fā)
支持用戶自主研發(fā)的共性技術(shù)或智能化技術(shù)通過(guò)程序模塊（軟件）或者通過(guò)總線功能模塊（硬件）等多種方式與數(shù)控系統(tǒng)集成，縮小模塊的體積，增強(qiáng)可維修性模塊，并且處理好各模塊之間的耦合等內(nèi)部結(jié)構(gòu)問(wèn)題。開(kāi)發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的指令域采樣數(shù)據(jù)的分析工具、機(jī)床加工過(guò)程功率控制、數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償與加工過(guò)程智能監(jiān)控技術(shù)等功能模塊，以滿足國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)對(duì)高性能零件加工工藝的適應(yīng)性要求。
3.2數(shù)控系統(tǒng)與伺服驅(qū)動(dòng)、電機(jī)等協(xié)同發(fā)展
伺服性能與電機(jī)性能已經(jīng)是制約數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵因素，應(yīng)針對(duì)機(jī)床需求，注重?cái)?shù)控種類(lèi)、產(chǎn)品規(guī)格及性能差距，改善伺服驅(qū)動(dòng)、電機(jī)性能，開(kāi)發(fā)伺服系統(tǒng)優(yōu)化工具，開(kāi)發(fā)廣泛適應(yīng)各種用途的伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和主軸電機(jī)。同時(shí)也對(duì)高精度絕對(duì)光柵尺、編碼器等關(guān)鍵部件展開(kāi)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，使之定位提升，協(xié)同發(fā)展。
3.3優(yōu)化編程軟件
目前市場(chǎng)上大部分是采用通用的CAD/CAM編程軟件，對(duì)特定工件加工的工藝知識(shí)考慮不是很多，今后需集成有特定工件的切削工藝知識(shí)的專(zhuān)用CAM軟件，如在生成刀具軌跡時(shí)再考慮到機(jī)床的切削力，使生成的加工程序質(zhì)量得以高度提升，同時(shí)隨著機(jī)器人的使用越來(lái)越普及，基于動(dòng)力學(xué)的機(jī)器人離線編程軟件的需求也會(huì)越來(lái)越廣。
3.4支持先進(jìn)技術(shù)集成性開(kāi)發(fā)
加大輔助功能的研發(fā)，配置更友善的交互界面以及與主機(jī)融合的宏程序，做到可“私人訂制”。深入研究二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)（下轉(zhuǎn)第134頁(yè)）（上接第115頁(yè)）技術(shù)，提高數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)放性，為第三方開(kāi)展不同層次的二次開(kāi)發(fā)提供方便而完整的移植方案，形成加工處理數(shù)據(jù)鏈（CAD/CAM/CAPP/CNC）。
3.5形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系
在未來(lái)進(jìn)行的數(shù)控系統(tǒng)、伺服單元、主軸電機(jī)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)、直驅(qū)主軸的定子轉(zhuǎn)子、力矩電機(jī)、直線電機(jī)等在機(jī)械接口方面應(yīng)該形成一種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系，統(tǒng)一規(guī)格，在同一規(guī)格下應(yīng)統(tǒng)一接口尺寸，統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口形式，便于用戶進(jìn)行維修與更換。并需具有與國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主流數(shù)控系統(tǒng)和自動(dòng)化控制裝置接口的聯(lián)接能力，注重與第三方應(yīng)用的互連，完善總線的標(biāo)準(zhǔn)化以及通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。
3.6健全綜合配套能力
數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)生產(chǎn)廠家要成為數(shù)控機(jī)床的工藝和控制應(yīng)用專(zhuān)家，研制階段應(yīng)充分了解主機(jī)的各種性能，提高產(chǎn)品的性能和水平，不斷增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，并建立一支優(yōu)秀的研發(fā)隊(duì)伍、跟蹤隊(duì)伍、維護(hù)隊(duì)伍，為用戶提供良好的綜合配套服務(wù)。另外系統(tǒng)廠家還應(yīng)逐漸提供綜合成套技術(shù)，使數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸電機(jī)、進(jìn)給電機(jī)、力矩電機(jī)等進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)好后一起成套供應(yīng)。
3.7建立應(yīng)用反饋機(jī)制，以數(shù)據(jù)支撐產(chǎn)品持續(xù)改進(jìn)
現(xiàn)代生產(chǎn)管控對(duì)數(shù)控設(shè)備提出了更多的要求，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控掌握數(shù)控設(shè)備的工作狀態(tài)，記錄零件加工過(guò)程中的大量數(shù)據(jù)，加強(qiáng)應(yīng)用過(guò)程中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，有計(jì)劃地安排預(yù)防性維修和保養(yǎng)，能夠快速診斷解決設(shè)備故障，這些方面均需要數(shù)控系統(tǒng)廠家進(jìn)行強(qiáng)力的技術(shù)支持。
3.8推廣和應(yīng)用數(shù)控機(jī)床刀具壽命跟蹤管理技術(shù)
隨著設(shè)備增加，刀具數(shù)量相應(yīng)增多，若日常管理不當(dāng)，刀具壽命跟蹤不準(zhǔn)確，將造成極大的浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)刀具信息層的管理，比如刀具全生命數(shù)據(jù)管理、刀具修磨管理刀具壽命監(jiān)控等技術(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)機(jī)床刀具的數(shù)據(jù)化使用和維護(hù)，將有效縮短出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)的排查時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
4數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展在專(zhuān)項(xiàng)管理中的啟示
4.1充分發(fā)揮創(chuàng)新平臺(tái)的作用，提升企業(yè)創(chuàng)新能力
“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專(zhuān)項(xiàng)前期安排了不少創(chuàng)新平臺(tái)的課題，應(yīng)充分借鑒“十二五”成果，繼續(xù)加強(qiáng)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，通過(guò)平臺(tái)確實(shí)提升企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，健全產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的機(jī)制和體系，摸索出一套適合企業(yè)自身發(fā)展的創(chuàng)新之路。
4.2緊跟市場(chǎng)需求，提升企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)能力
市場(chǎng)是配置資源的重要因素，企業(yè)應(yīng)緊盯市場(chǎng)發(fā)展需求，根據(jù)自身特點(diǎn)，利用有限的資源，走差異化發(fā)展道路。不能只停留在共同完成扶持項(xiàng)目的層面，研發(fā)滿足客戶需要的產(chǎn)品，從而引導(dǎo)消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)“雙贏”提升國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化水平，占得市場(chǎng)先機(jī)，從機(jī)床制造、人才培養(yǎng)、用戶使用等多個(gè)角度做工作，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床、系統(tǒng)、用戶企業(yè)三方共贏，形成系統(tǒng)與機(jī)床企業(yè)穩(wěn)定、長(zhǎng)效的批量配套產(chǎn)業(yè)鏈，建立市場(chǎng)化互動(dòng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)配套應(yīng)用示范工程，提升企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
4.3加強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)可靠性，建立數(shù)控系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系
可靠性是企業(yè)的生命，嚴(yán)格開(kāi)展數(shù)控系統(tǒng)可靠性測(cè)試驗(yàn)證（數(shù)據(jù)采集）工作，要在產(chǎn)品出廠時(shí)保證產(chǎn)品出產(chǎn)質(zhì)量，切不可將機(jī)床廠和最終用戶作為系統(tǒng)功能的試驗(yàn)驗(yàn)證地，為企業(yè)提供一個(gè)放心可用的產(chǎn)品，并在應(yīng)用中對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)做出評(píng)價(jià)，建立新的數(shù)控系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系，保證專(zhuān)項(xiàng)目標(biāo)的完成。
4.4加快數(shù)控機(jī)器人發(fā)展
1940年，美國(guó)的密執(zhí)安（即現(xiàn)在的密歇根州）飛機(jī)制造公司為了加工飛機(jī)葉片輪廓框架，設(shè)計(jì)了加工軌跡和進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，由此產(chǎn)生了早期的數(shù)控思想。1952年，Parsons公司和M.I.T（麻省理工學(xué)院）合作研制了世界上第一臺(tái)三座標(biāo)數(shù)控機(jī)床，它的電子元器件是電子管，體積龐大，硬接線電路，這臺(tái)數(shù)控機(jī)床的研制具有劃時(shí)代的歷史意義，因?yàn)樗捎昧讼冗M(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)，綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量、新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是一種新型的機(jī)床，開(kāi)辟了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的新紀(jì)元。1955年，第一臺(tái)工業(yè)用數(shù)控機(jī)床由美國(guó)Bendix公司生產(chǎn)出來(lái)，在此以后，從1960年開(kāi)始，其他一些工業(yè)國(guó)家，如德國(guó)、日本都陸續(xù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。從1952年至今，NC機(jī)床按NC系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了五代，第一代：1955年NC系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大；第二代：1959年NC系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板，跨入了第二代（晶體管）；第三代：1965年NC系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路作為硬件，其特點(diǎn)是體積小，功耗低，可靠性進(jìn)一步提高。以上三代NC系統(tǒng)，由于其數(shù)控功能均由硬件實(shí)現(xiàn)，故歷史上又稱(chēng)其為“硬線NC”；第四代：1970年NC系統(tǒng)采用小型計(jì)算機(jī)取代專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其部分功能由軟件實(shí)現(xiàn)，它具有價(jià)格低，可靠性高和功能多等特點(diǎn)；第五代：1974年NC系統(tǒng)以微處理器為核心，不僅價(jià)格進(jìn)一步降低，體積進(jìn)一步縮小，使實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)電一體化成為可能。人們習(xí)慣上將第四代、第五代統(tǒng)稱(chēng)為CNC――軟件數(shù)控。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著國(guó)際上計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著運(yùn)行高速化、加工高精化、功能復(fù)合化、控制智能化、體系開(kāi)放化和交互網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，最近30年，CNC性能和功能不斷發(fā)展，CNC機(jī)床向綜合自動(dòng)化方向發(fā)展。所以機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)。
我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過(guò)“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國(guó)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績(jī)。特別是最近幾年，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998年~2004年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長(zhǎng)率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開(kāi)始，中國(guó)連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó)，2004年中國(guó)機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯，在我國(guó)，目前不要說(shuō)系統(tǒng)，就是國(guó)內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點(diǎn)的數(shù)控機(jī)床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進(jìn)口的，主要是買(mǎi)日本的，我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命等方面都有或多或少的問(wèn)題，技術(shù)還不夠成熟。目前國(guó)內(nèi)的各大機(jī)床廠，數(shù)控系統(tǒng)大部分是由國(guó)外進(jìn)口，各廠家一般都買(mǎi)日本FANUC、三菱的系統(tǒng)，占80%以上，也有德國(guó)西門(mén)子的系統(tǒng)，但比較少。德國(guó)西門(mén)子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國(guó)系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng)，我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠，西門(mén)子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來(lái)西門(mén)子系統(tǒng)改進(jìn)了不少，價(jià)格方面還是略高。德國(guó)人很不重視中國(guó)，所以他們的系統(tǒng)漢語(yǔ)化最近才有，而日本很早就有漢語(yǔ)化版的。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之問(wèn)的差距。
近年來(lái)隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使世界一些主要機(jī)床廠商引起他們的重視，在2000年，最大的日本機(jī)床制造商“馬扎克”在中國(guó)銀川建立了數(shù)控機(jī)床合資廠，制造水平相當(dāng)先進(jìn)，號(hào)稱(chēng)“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠并且與世界同步。日本大隈公司在北京也建立了年產(chǎn)1 000臺(tái)數(shù)控機(jī)床控股公司，德國(guó)的一家企業(yè)也在我國(guó)上海建立工廠。步入21世紀(jì)的今天，隨著行業(yè)規(guī)模不斷壯大，國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床明顯進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)取得重大突破，這些都充分說(shuō)明，中國(guó)數(shù)控機(jī)床整體水平全面提升。在數(shù)量不斷上升的同時(shí)，數(shù)控機(jī)床質(zhì)量在追趕世界的進(jìn)程中也在飛速發(fā)展。同時(shí)，作為數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也在這樣的變化中取得了重大突破與進(jìn)步。
由于國(guó)家把高端裝備制造業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育，在“十二五”期間加大了該項(xiàng)重大專(zhuān)項(xiàng)投入。我國(guó)每年重大專(zhuān)項(xiàng)有效帶動(dòng)本國(guó)機(jī)床行業(yè)增加研發(fā)投入達(dá)到100億以上，使國(guó)家中央財(cái)政投入大幅提升至30億元。高檔數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)和功能部件核心技術(shù)將是本次資金投入的主要方向，有國(guó)家的重點(diǎn)扶持和重視，相信我國(guó)在不久的將來(lái)數(shù)控技術(shù)將會(huì)步入國(guó)際先進(jìn)行列。
參考文獻(xiàn)
[1]中投顧問(wèn).2011-2015年中國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)投資分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告.
關(guān)鍵詞：龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床；發(fā)展；研究
引言
面對(duì)市場(chǎng)發(fā)生的變化、面對(duì)用戶對(duì)技術(shù)進(jìn)步要求的日益迫切形勢(shì)，開(kāi)發(fā)新型數(shù)控產(chǎn)品來(lái)替代普通數(shù)控產(chǎn)品失去的市場(chǎng)份額已勢(shì)在必行。分析中國(guó)市場(chǎng)形勢(shì)高檔的數(shù)控產(chǎn)品因其價(jià)格昂貴，目前對(duì)于相當(dāng)多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、私人企業(yè)、以及不十分景氣的國(guó)有企業(yè)也是可望而不可及的。而對(duì)于國(guó)外市場(chǎng)，由于我們的技術(shù)相對(duì)落后、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)能力、制造水平都存在較大差距，現(xiàn)在要開(kāi)發(fā)高檔產(chǎn)品與國(guó)外廠家競(jìng)爭(zhēng)顯然時(shí)機(jī)很不成熟。而大、中規(guī)格的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床盡管有關(guān)性能指標(biāo)不及高檔機(jī)床，但功能類(lèi)似、且價(jià)格低、操作方便使用可靠而受到廣大中國(guó)用戶歡迎。
1.龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備，是市場(chǎng)熱門(mén)商品。世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家美國(guó)、日本等西方國(guó)家把該類(lèi)產(chǎn)品作為戰(zhàn)略物質(zhì)。用于大型螺旋漿空間曲面加工的龍門(mén)式五軸聯(lián)動(dòng)銑床，曾引發(fā)轟動(dòng)一時(shí)的美-日制裁原蘇聯(lián)的“東芝事件”。上世紀(jì)末，美國(guó)國(guó)會(huì)因當(dāng)時(shí)我國(guó)進(jìn)口16臺(tái)用機(jī)制造的多軸聯(lián)動(dòng)舊機(jī)床，而炮制所謂要求制裁中國(guó)的考克斯報(bào)告。世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、意大利、西班牙等國(guó)家的龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床在中國(guó)銷(xiāo)售量很大，都為本國(guó)開(kāi)發(fā)、制造龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床制定了技術(shù)創(chuàng)新的環(huán)境與機(jī)制和數(shù)控機(jī)床業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略。其代表性產(chǎn)品所具備先進(jìn)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。
當(dāng)今世界龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床正快速向高速、高精、復(fù)合、智能、環(huán)保的方向發(fā)展。中國(guó)的龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品處于落后的地位，長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。近年來(lái)，我國(guó)每年進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的總額中有42%是用于購(gòu)買(mǎi)龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床。我國(guó)為發(fā)展該類(lèi)產(chǎn)品通過(guò)購(gòu)買(mǎi)國(guó)外產(chǎn)品、合資合作引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，花費(fèi)了大量的資金。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2004年我國(guó)機(jī)床消費(fèi)94.6億美元，消費(fèi)了世界機(jī)床產(chǎn)值的五分之一，居世界機(jī)床消費(fèi)的首位，其中進(jìn)口59.2億美元，居世界機(jī)床進(jìn)口的第一位，出口5.4億美元。我國(guó)龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的發(fā)展歷程是通過(guò)購(gòu)買(mǎi)國(guó)外產(chǎn)品和合資合作引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，如：北京航天與法國(guó)FOREST―LINE公司、北京第一機(jī)床廠與德國(guó)瓦特利西靠勃公司合作，與日本大隈公司合資等。目前，我國(guó)雖然在該類(lèi)型數(shù)控機(jī)床方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但與美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本、意大利、西班牙發(fā)達(dá)國(guó)家相比，最少有10年左右的差距。
龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施，將具有很好的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求前景，應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殍F路、航空、航天、橋梁、汽車(chē)、軍工、造船、化工、印刷、建筑、能源、模具、機(jī)械、紡織等行業(yè)。地處東北老工業(yè)基地沈陽(yáng)的沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)是全國(guó)最大的機(jī)床制造商，對(duì)民族工業(yè)的振興肩負(fù)歷史重任，具有開(kāi)發(fā)此類(lèi)機(jī)床近20年的經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)的GMB系列產(chǎn)品具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了國(guó)家同類(lèi)產(chǎn)品的空白。
2.國(guó)內(nèi)外研究
（a）為動(dòng)工作臺(tái)、動(dòng)橫粱式加工中心；（b）為動(dòng)工作臺(tái)，定橫粱式加工中心；（c）為定工作臺(tái)、高架橋式加工中心；（d）為定工作臺(tái)、動(dòng)龍門(mén)式加工中心
圖2.1框架結(jié)構(gòu)圖
隨著航天、航空、汽車(chē)、模具等行業(yè)的日益發(fā)展，龍門(mén)式加工中心已成為必不可少的設(shè)備之一。目前龍門(mén)式加工中心的種類(lèi)繁多，各類(lèi)型產(chǎn)品所適用的行業(yè)也不同。行業(yè)的不同導(dǎo)致了適用的龍門(mén)式加工中心的類(lèi)型也有所不同，因此在概念設(shè)計(jì)階段必須正確的把握不同類(lèi)型的龍門(mén)式加工中心都適用于哪些行業(yè)。
（符號(hào)注解：“”代表極好；“+”代表好；“o”代表一般；“-”代表差；“―”代表極差）
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及對(duì)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平分析，龍門(mén)式加工中心根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的不同大體上分為如圖2.1所示的4種類(lèi)型。龍門(mén)式加工中心適用的行業(yè)大致分為4種：
（1）普通行業(yè)；
（2）汽車(chē)、模具行業(yè)；
（3）航天、航空行業(yè)；
（4）船用柴油機(jī)、汽輪機(jī)行業(yè)。
適用情況如表2-1所示。
通過(guò)表2-1我們看到一些行業(yè)會(huì)有多種類(lèi)型的龍門(mén)式加工中心適用于該行業(yè)，但怎樣確定最適用于該行業(yè)的龍門(mén)式加工中心變得尤為重要，因此必須了解各類(lèi)型的龍門(mén)式加工中心在各性能指標(biāo)上的優(yōu)缺點(diǎn)。見(jiàn)表2-2。
對(duì)于適用于不同行業(yè)的龍門(mén)式加工中心在其性能指標(biāo)上的側(cè)重點(diǎn)也是不同的。
（1）普通行業(yè)：加工的工件大多數(shù)精度要求不高、批量較大。適用的龍門(mén)式加工中心應(yīng)以成本較低、裝卸工件方便、易排屑為主。
（2）汽車(chē)、模具行業(yè)：加工的工件要求精度高、效率高，但大多無(wú)復(fù)雜曲面。適用的龍門(mén)式加工中心應(yīng)以快移速度高、換刀時(shí)間短、裝卸工件方便、易排屑為主。
（3）航天、航空行業(yè)：加工的工件多以細(xì)長(zhǎng)和復(fù)雜曲面為主，要求連續(xù)加工精度高。適用的龍門(mén)式加工中心應(yīng)以加速度高、CNC五軸加工為主。
（4）船用柴油機(jī)、汽輪機(jī)行業(yè)：加工的工件體積大、重量大、高度較高，加工時(shí)切削量較大。適用的龍門(mén)式加工中心應(yīng)以剛性高、Z軸行程大或有W軸為主。
結(jié)論
大規(guī)格高、中檔龍門(mén)式鏜銑加工中心作為通用機(jī)床表現(xiàn)為市場(chǎng)需求量多，適應(yīng)性廣。該類(lèi)機(jī)床主要面向于航天、航空、汽車(chē)、軍工、能源、模具、IT產(chǎn)業(yè)等行業(yè)的零件加工，以加工黑色和有色金屬大中型復(fù)雜零件為對(duì)象，具有高精度、高柔性、環(huán)保型、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，特別適合多品種小批量精密加工。其性能指標(biāo)和精度指標(biāo)均貫徹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。工件在一次裝夾后可進(jìn)行鏜、銑、鉆、攻絲等多工序加工，配備角度頭可進(jìn)行五面加工。通過(guò)樣機(jī)試制證明：機(jī)床的功能、精度均達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。開(kāi)發(fā)此類(lèi)機(jī)床是我廠數(shù)控機(jī)床一個(gè)質(zhì)的飛躍。