时间：2023-08-08 17:10:30
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高档数控机床技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
数控系统是数控机床装备的核心关键部件。特别是对于国防工业急需的高档数控机床，高档数控系统是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素，而国外对我国至今仍封锁限制，成为制约我国高档数控机床发展的瓶颈。
21世纪将是我国国民经济持续稳定发展的黄金时期，国民经济建设的高速发展将进一步拉动数控机床的市场需求。预计2010年国内市场数控机床需求将达10万台以上，40％以上为中高档型，消费将达到60-70亿美元，将为国产数控系统产业创造广阔的市场空间。
二、我国数控系统产业市场的现状
（一）数控系统产业的市场细分
我国数控系统分为三种型级，即经济型、普及型和高级型。这是根据我国当前市场需求的实际情况，按技术应用不同领域和复杂程度进行的阶段性标准来划分的。
在经济型数控系统中，国产经济型数控系统由于适应我国用户的实际使用水平和机床制造企业数控技术配套要求，得到了广大用户的认同，已形成了规模优势，目前约占到我国整个数控系统市场的60%左右。
国产普及型数控系统市场占有率不断提高，但外国品牌依然占领国内市场。进入20世纪90年代以来，我国逐步形成了以航天数控集团、机电集团、华中数控、蓝天数控等以生产普及型数控系统为主的国有企业，以及北京-法那科、西门子数控（南京）有限公司等合资企业的基本力量。从技术水平上比较，国产普及型数控系统的功能、性能并不差，价格和服务方面还有较大优势，可靠性与国外系统的差距也已显著缩小，但依然是国产数控系统最难开拓的市场领域。
在高档数控系统领域，国产数控系统与国外相比，确实还存在比较大的差距。虽然国产五轴联动数控系统技术上已经取得了一定突破，但功能还不够完善，在实际应用中验证还不全面。国产高档数控系统的差距，还表现在产品的系列化不全，如伺服电机、伺服驱动从小到大各种规格，国外都有，而我们的规格有限；在高速（快速进给速度40米/分以上）、高精（分辨率0.1微米以下）、多通道数控系统的功能、性能上，国产系统与国外系统有较大差距。我国进口的数控系统基本为德国西门子（SIMENS）和日本法那科（FANUC）两家公司所垄断，这两家公司在世界市场的占有率超过80%。在国内尚无自主知识产权高端数控系统替代的前提下，西门子和发那科拥有绝对的价格优势。加上高性能数控系统具有超越经济价值的战略意义，发达国家对出口我国的数控系统始终有所限制，甚至像五轴联动以上的高性能数控系统产品绝对禁止向我国出口。
（二）我国数控系统产业的发展目标
国家“十二五”期间的目标是：建立起比较完备的数控系统自主创新体系，具有自主设计、开发和成套生产能力，使我国高档数控系统总体技术达到国际先进水平。创建国产自主品牌产品，普及型数控系统市场占有率达70%以上，具有较强的国际竞争能力；国产高档系统市场占有率达到50%以上，主要品种基本实现自给，推动装备制造业现代化。
结合我国数控系统市场与数控系统产业的发展目标，不难看出，经济型数控系统市场已趋于饱和，且竞争相当激烈，由于技术水平相差不大，因此多为价格竞争。在普及型数控系统市场已逐步形成几家大企业的垄断现象，并且国外数控系统已在市场上占统治地位，很难进入。而在国内，高档数控系统目前只占整个数控系统的约2%，市场前景相当广阔，虽然目前大部分的高档数控系统是国外产品，但依然有大片市场等待开发。竞争机会是平等的，并且有国家政策的支持与鼓励，数控系统厂商只有抓住这一契机，才能不断发展自己的技术，扩大市场，为国家高档数控系统的发展做出贡献。
三、高档数控系统市场需求分析
（一）高档数控系统的市场应用
高档数控系统可以应用于数控机床的生产，也可以对原有的数控机床或非数控机床进行系统升级、改造。其具体的应用市场为机电行业，包括机械、电子、汽车、航空、航天、轻工、纺织、冶金、煤炭、邮电、船舶等。另外，航空航天、船舶制造、大型电站设备、石化和冶金设备、汽车制造等都是我国机床业的下游产业，都离不开高档机床，为机床业的发展提供了广阔的空间。
（二）数控机床市场的现状
数控机床是利用硬件和软件相结合，是以电子控制为主的机电一体化机床，充分利用了微电子、计算机技术等高端技术。我国数控机床生产厂共有100多家，其中能批量生产的企业有42家(国有企业30家，民营企业5家，合资、独资企业7家)，平均年产量40-50台，几家重点企业年产量可达400-700台。
1、国内市场需求。我国数控机床20世纪80年代以来有了迅速发展，平均年产量增长20%以上；数控机床市场消费量从1990年的2588台增长至1996年的18000台；目前已是世界数控机床第三进口大国。进入90年代以来，我国数控机床生产企业都经历了结构调整、转变机制的艰苦磨砺过程。由于市场结构的变化，使得1997年数控机床市场消费量下降到14329台。同时由于进口减少，国产数控机床市场占有率上升到45.9%；正是由于结构的变化，才有可能形成产量下降、市场占有率提高的局面。近期，国家为扩大内需，通过加大技改投资和基础设施建设投资的措施来拉动国内市场消费。在各个主要市场看，轿车、重型汽车等重要车型的销售量从东向西逐步扩展，轿车个人购买已成为主流。这些行业的发展带动了机床工具的需求。其次是军工等需求稳步上升，在航空、兵器等领域，改造将继续增加，设备需求将进一步深化和扩大。民营企业将进一步渗透到制造业和轻工业，其技术水平和加工能力的提高依赖于装备的改善。处于“十一五”执行期的高峰，国家重点项目、重点工程、重点任务全面铺开，市场需求呈现出较高的增长，进一步拉动企业的技术改造和设备更新。近年启动和续建的重大工程有：三峡右岸的发电机组的制造，西气东输中段的全面开工及沿线各省、市的引进工程，南水北调工程，北京、上海、武汉、天津、重庆、长沙等大、中城市的地铁、轻轨工程、大化肥、大空分、西电东送等工程都会对相关产业带来市场的需求，而这些产业直接或间接都会使机床工具行业的市场增加份额和力度，为我国数控产业发展带来新的市场机遇。
2、国际市场需求。从近几年我国机床出口统计数据来看，数控机床的出口量和出口平均单价逐年上升，国际机床市场的消费主流是数控机床，目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主，这正是我国机床行业的弱项。“八五”期间，我国机床工具产品出口开始向全方位、多元化发展。近几年机床出口多元化发展趋势更加明显，由于受东南亚金融危机的影响，1998年我国东南亚出口额大幅降低，但同时开始向南美、中东、荷兰扩展，对英国、加拿大出口额也较1996年大幅度提高。美、欧、亚是目前我国机床产品出口的主要市场，占我国出口份额依次为1/4、1/5、1/6。在2005年的世界十大机床消费国（地区）中，只有我国台湾和意大利的机床消费额是负增长和零增长，其余都是正增长。2005年我国的机床消费额高达109亿美元，高出第2位的日本33.7亿美元，连续四年名列世界首位。世界机床市场整体消费的增加同时预示了数控机床市场的市场容量不断增加，为高档数控系统提供了广阔的市场投放空间。
四、市场规模预算
由于机床下游行业固定资产投资连续几年快速增长，国内机电产品市场需求年均增长30％，根据数控机床市场的预计，未来5年我国数控机床需求的年均增速在30％以上。
虽然国内市场对数控机床的需求很大，但对高档数控机床的生产和消费需求依然处于低水平，从2004年的数据看，高档数控系统占整个数控系统的产量比例为1.5%，比2002年上升了1个百分点。
另外，由于技术等方面的原因，国产高档数控系统的市场占有率非常小，2006年，国外公司在我国销售高档数控系统约占市场份额的99.5％。这就要求国产高档数控系统厂商必须生产质量可靠，价格适中的高档数控系统，才能与强劲的外国企业竞争.根据市场分析，可以做出未来五年我国高档数控系统市场规模预测如表1所示。
五、结论与建议
随着市场需求的不断扩大，科学技术的迅猛发展，21世纪将成为我国发展数控系统产业的绝佳时期，提高我国数控系统的技术性和竞争力将大力推动我国制造业的发展，这将是政府与企业共同努力的结果。
在政府政策方面，应充分利用国防军工行业与机床制造行业的合作平台，率先在军工行业推广使用自主化的高档数控系统。优先立项支持选用国产数控系统的首台首套高端数控机床装备的研制，并在项目中分配专门经费支持所配套的高档数控系统的研发，推动自主研发的高档数控系统的应用验证和市场推广。在使用财政性资金采购数控机床的项目中，标书中不要指定国外系统，给国产数控系统产品建立公平的市场竞争机制。在满足同等的条件下，应优先选用国产数控系统产品。同时，支持数控系统厂、数控机床厂和职业院校建立“数控技术培训与服务中心”，为数控机床生产者培训操作使用、工艺编程、维护维修人员。另外，政府也可以在技术改革、税收和金融政策等方面给予扶持，增强高档数控系统企业综合实力。
在企业自身方面，应加大在高档数控系统、全数字交流伺服驱动等核心关键技术领域的研发，走产学研相结合的道路，集我国家的财力支持建立由研究机构、大学、系统厂组成的技术联盟和研发平台，共同开展数控系统共性与关键技术的研发，加速制订下一代高档数控系统标准体系结构的规范和协议及相关的技术标准，并在国产数控系统行业内推广和共享，实现我国数控厂商的共同发展。
总之，国产高档数控系统的发展关系到我国的产业安全和国防安全，加速产业化步伐，增强自主创新能力，加快高档数控机床及其功能部件的研发和市场开拓，提高产品质量和服务质量，提高竞争力是我国高档数控系统产品的努力方向，我们相信在国家的政策和措施的支持下，在全行业自身的不断努力下，高档数控系统一定会有更好的发展。
参考文献：
1、孙斌,杨汝清.基于PC的数控系统的研究现状和发展趋势[J].机床与液压,2001(4).
2、杨学桐.我国数控产业的现状与发展举措[J].机电产品开发与创新,2002(3).
3、陈虎.高端数控系统的功能特征和性能特征[EB/OL].中国工控网,2007-10-19.
这几年来，机床行业向国民经济各部门提供了一大批先进适用的数控机床。向航天等国防尖端、造船、大型发电设备制造、冶金设备制造、机车车辆制造等重要用户提供了一批高质量的数控机床和柔性制造单元。如武汉重型机床厂和北京第二机床厂分别与大连理工大学合作，先后为航天部门提供了大型数字化仿形三轴联动和四轴联动控制的数控立车和数控镗铣床、为打破国外限制，发展国家航天事业作出了贡献。
研华ARK系列嵌入式工控机在数控机床系统中的应用
项目简介：采用嵌入工业计算机技术的数控机床具有广泛的适应性，利用其满足客户需求的计算能力以及具有的网络控制能力，使内嵌嵌入式工控机的机床在加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；提升加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。
趋势意义：实现数控机床联网后，将在数控程序管理和程序传输方面有了明显改善。满足客户需要的嵌入式工控机系统ARK系列将为我国制造业作出更大的贡献!
新型四轴数控车床
项目简介：根据国内外市场需求而开发的新产品MJ―860DT四轴数控车床。该机是一种采用双液压卧式回轮刀架面对面同轴线对置安装的四轴数控车床，液压尾座套筒纵向编程移动，有效解决了在车削长套筒类零件并采用内涨式夹具时的快速装夹效率问题。该机床具有强大的金属去除能力和高效加工效率，特别适宜长轴类零件和军工行业大型弹体零件的高效、精密车削。
趋势意义：以重切削、高刚性、高效率为其显著特点。该机床的开发成功填补了国内此类数控车床产品的空白。
线路板数控铣床的铣技术
项目简介：线路板数控铣床的铣技术包括选择走刀方向、补偿方法、定位方法、框架的结构、下刀点。都是保证铣加工精度的重要方面。系统介绍走刀方向、补偿方法，定位方法和下刀点，框架及下刀点等。当铣刀切入板材时，有一个被切削面总是迎着铣刀的切削刃，而另一面总是逆着铣刀的切削刃。定位方法可分为两种；一是内定位，二是外定位。定位对于工艺制定人员也十分重要，一般在线路板前期制作时就应确定定位的方案。内定位是通用的方法。所谓内定位是选择印制板内的安装孔，插拨孔或其它非金属化孔作为定位孔。下刀点和加工顺序选择的好，能使框架保持最大的强度最快的速度。选择的不好，框架容易变形而使印制板报废。
趋势意义：国内先进
机床主轴制动控制方式的改进设计
项目简介：对机床主轴制动控制方式进行了改进设计，判断主轴旋转状态，不采用延时2．5s，即认定主轴电动机停止旋转的控制方式，而是实时监控主轴旋转状态，当主轴旋转低于一定转速时，立即发出主轴停止完了信号。PLC实现主轴能耗制动的控制方法。
趋势意义：采用改进的控制方式用PLC控制机床主轴的制动，能够可靠地判别机床主轴的旋转状态，避免了机床的误动作，节约了主轴加工的辅助时间，使机床的保护性能更趋于完善。
数控刨床自动对刀和刀具磨损自动补偿方法
项目简介：研究了结构简单、操作方便的自动对刀和刀具磨损自动补偿装置。数控刨床自动对刀和刀具磨损自动补偿装置结构非常简单，由对刀块、绝缘体和底座三部分组成。整个装置由底座通过螺钉固定在工作台上。对刀装置与工作台一起通过x向的伺服电机做水平方向的移动，刀具由z向伺服电机控制做上下移动。对刀块和底座各有一个接线端。该对刀方法具有对刀装置结构简单、成本低、操作方便的特点，可以同时解决刀具的自动对刀和刀具磨损的自动补偿问题，且对刀和刀具磨损补偿的精度高。．
趋势意义：该对刀方法具有很强的使用性，在刨床数控系统中有较高的推广应用价值。该对刀方法已在作者研制的刨床数控系统中应用，并取得了很好的使用效果。
全数字总线开放式高档数控系统
项目简介：全数字总线开放式高档数控系统的主要技术指标包括：控制轴数32个；联动8轴以上，实现5坐标联动；6个通道；具有16位模拟量伺服接口等15项先进功能。全数字总线开放式高档数控系统在中国机床产业与数控系统制造技术方面创造了多个第一：数控系统的全集成配套；实际加工工件的总线式数控加工中心；完全自主知识产权和国产化；加工层管理层的网络化操作；采用最少硬件的开放式高档数控系统。
趋势意义：辽宁省科学技术厅和中国机床工具工业协会组织行业专家对上述成果作出鉴定，结论是全数字总线开放式高档数控系统具有国际先进水平，填补了国内高档机床数控系统的技术空白。
高速高精度的全功能数控车床QTNl00―Ⅱ
项目简介：采用先进电主轴技术的QTN 100―Ⅱ，主轴转速达6000rpm，可适应从低速重载切削到高速高功率的切削；它采用了平滑高增益的伺服控制和高效能的AC伺服电机以实现快速而无震动的加减速，其x轴和z轴的快速移动速度分别达30m／rain和33m／min。该机床配置高速高精度的12位刀塔，高速的刀具交换大幅提高了生产效率，其刀塔单步分度仅需0．18秒。而且，由伺服电机驱动的智能尾架，不但可以方便准确地对位置进行自动控制，还能对尾座的推力进行自动调整。?QTN 100―Ⅱ配备有刀具测量装置，可通过使用棒料送料器实现成套零件的加工、自动工件收集器等自动化功能选项。此外，机床还配置了MAZAK公司最新的MAZATROL MATRIX数控系统，采用人机对话式的编程方式，具有干涉检查、智能安全保护、震动抑制和声音提醒等功能。
趋势意义：国际先进
大型零件国产数控机床加工生产线开发研究
高档数控系统改造企业进口设备
成果介绍：该项目是针对我国国有大中型企业现状和中科院沈阳计算所高档数控技术的特点，进行的一项企业改造的系统工程。该项目投入少，产出大，符合我国国情，对促进传统产业的技术改造，加速企业的技术进步，提高生产力具有积极的意义。该项目在执行过程中，不但完成了鞍山高压容器厂的用于生产高压气瓶进口生产线的技术改造，而且完成了沈阳黎明航空发动机集团公司从日本东芝公司引进的BMC-10B(5)五坐标加工中心数控系统的改造、鞍山钢铁集团公司无缝钢管厂的进口车丝生产线的改造。
该项目控制技术，采用全新的先进的控制系统和方法，即用高档数控系统控制全液压式传动系统，其技术难度在于把传统的液压传动系统用数控系统来控制，并保证其稳定性和精度。这是一新的课题，经过努力探索出一套参数匹配与修调的规律，满足了高精度钢瓶生产的需求。这是本项目的关键技术所在。沈阳黎明航空发动机集团公司的BMC－10B(5)日本东芝五坐标加工中心数控系统更新改造，是在蓝天数控系统的基础上，针对机床工艺特点进行技术创新，解决大行程反馈控制、二轴的同步轴控制等关键技术，改造后的机床精度明显提高。该项目为黎明公司盘活企业资产，取得了明显的经济效益。因为改造的加工中心是二手设备，一台50万美元，改造费40多万元人民币，只相当数控机床现价的10％，投入生产飞机发动机的关键部件加工，每件部件就价值几十万元人民币。
NC数控系统
成果介绍：：我国制造业正面临着“挡不住，出不去”的十分严峻的形势。国外企业正在瞄准中国这个巨大市场，大量高质量、高附加值的产品严重冲击着中国市场，我国制造业正承受着国际市场竞争的巨大压力。数控系统和机床，作为国民经济制造业的重要基础装备和基础设施，在国内和国际贸易中，是个高附加值和高利润的重要高新技术产品，它是关系到国家综合国力和国家战略地位的基础产业。沈阳计算所等单位，在多年研发的基础上，在数控系统、伺服/主轴系统等方面，已具有一定的产业化规模，并出口俄罗斯，通过进一步的攻关，使国产数控系统占领国内的主要份额，并使传统的机床行业发展成高新技术的数控机床产业。
该项目是利用各自的优势进行技术合作，合作开发面向俄罗斯市场的数控产品和用于中国市场尤其是数控化改造的系列数控产品，开发NC100―6轴高档数控系统、NC110―16轴高档数控系统和NC200―4＋1轴中高档数控系统及SFC数控滑台。采用新一代开放式体系结构。
硬件平台建立在486IPC工业标准上，采用总线转换技术，实现系统主要模板、接口的标准化；软件平台建立在实时多任务操作系统上，集成PC技术、NC成熟技术以及用户扩展功能。
近年来，俄罗斯的经济开始复苏，机械行业对数控系统的需求逐年增加。世界各国的知名数控生产厂商都纷纷瞄向俄罗斯市场，计算所NC系列数控系统由于具有较好的性能价格比，在俄罗斯市场备受欢迎。同时，在国内市场，尤其是在机床数控化改造方面，NC系列数控系统已大显身手，国内需求量急剧增加。
应用范围：广泛应用于制造业。
蓝天系列高档数控系统
成果介绍：：该系统可与有关机床生产企业的高级机床配套成高档数控机床，也可直接装备有关机械加工制造业最终用户的加工中心、车削中心、数控车/铣/磨床、FMC、FMS和CIM及激光加工等，以进行高精尖产品加工，还可用于国有大中型企业的国产或进口生产设备控制装置的技术改造。
合作方式：可提品和技术，可进行技术支持与服务。
产品性能：蓝天系列高档数控系统，主要包括LT-7500、LT-8500、LT-9500和LT-3200四个系列十几个型号，其中LT-8500和LT-3200系列是在国家“八五”重点科技攻关和中科院重大项目中取得的重大科技成果。该系统是数控机床的控制系统，是高精度、高效率、高柔性的控制器，可自动实时地控制各种高级机床进行各类复杂零件的加工。该系统解决了先进的缩小化系统设计、软件自主版权和高可靠性等长期困扰我国数控机床的关键技术，不但使我国的高档数控技术从无到有，而且达到国际先进水平。系统的兼容性指标符合国家有关部门验收条例的要求，并且达到国际IEC1000-4标准。
该系统可根据需要自动生成，多过程（≤5）、多轴控制（≤17）、多轴联动（≤8）、多种工艺（T、M、G）、多CPU（主、轴、网络）配置，PMC和网络软件。具有多种先进的插补算法、丰富的编程手段和很强的网络功能。
以LT-8520/8530高档数控系统为例，其主要性能和技术指标是：1.多CPU功能分布。可多至4个（系统总线主设备），一个SYS CPU，3个 NC CPU，80286/80287芯片；2.多过程。可多至5个同时性独立加工过程，过程间可同步；3.多轴控制：按目前13槽机箱，每一过程可控制多至15个轴（8个坐标轴、6个点到点轴、1个主轴）；4.多轴联动：每一过程可多至8个联动轴（8个坐标轴）；5.最大编程尺寸：±99999.9999mm；6.最小编程分辨率：±0.0001mm；7.最大编程快速进给率：100m/min；8.最大切削进给率：48/min（当1μm时），4.8/min(当0.1μm时）。
进口机床的数控化技术改造
成果介绍：：针对引进的大型进口立式车床多年使用情况和机床本身的机械、电气、液压特点，实现数控化更新改造，用先进的CNC控制技术提高机床的质量和档次，用CNC集成编程技术开发ATC等软件提高机床的自动化程度，针对机床不同的工艺特点进行技术创新。
国内数控机床数控化市场潜力很大。机床数控化改造，能够达到少投资，见效快的目的，是一项新兴起的行业，具有极大的市场前景。
合作方式：提品与技术服务。
产品性能：主要包括：基于原机床X、Z轴机械部分采用齿轮齿条传动，采用感应同步尺作为全闭环位置反馈元件，接口方式选用鉴相式动尺激励定尺反馈，脉冲当量0•25μm；手动操作和数控操作相互独立、可以任选一种方式，即手动操作可以不依赖于数控系统；开发机床刀库运动及换刀等辅助动作的软件逻辑程序，实施一次装卡多次换刀切削。改造后机床的整体技术性能改进很大，达到同类进口新机床水平。
主要技术指标：控制系统蓝天7501数控系统；CNC控制X、Z轴，控制精度0.1μm，脉冲当量0.25μm ；X轴定位精度：在全行程2100mm为0.01mm，Z轴全行程为0•01mm；12位刀库的随机交换，重复换刀精度小于0.01mm；GTL 、G代码、参数编程。
SFC系列数控滑台
成果介绍：SFC系列数控滑台，通过省部级技术成果和新产品鉴定，获国家专利授权，被列入2001年度国家级重点新产品。被誉为是“填补了国内空白，处于国内领先水平”的高新技术产品。
可广泛应用于各种普通机床、钻床、六角车床和管子车床的数控化改造。普通机床安装数控滑台后，可加工圆锥表面、圆弧曲线表面、高精度锥螺纹等各种形状复杂的零部件。
产品性能：SFC系列数控滑台，是根据国内大批普通机床设备数控化更新改造的需要而开发出的新产品。该产品是一种独立的机电一体化控制装置，是用于普通机床进行数控化改造的配套设备。该产品采用模块化设计，具有淬火的钢导轨和由滚珠丝杠传动的X轴、Z轴滑板等功能，精度高，刚性好，寿命长。安装、调试和使用简便。一台普通机床安装该装置后，既是手动的普通机床，又是简易的自动数控机床，不但实现了“一机两用”，而且性能高、成本低、无风险。是机床数控改造中的一种创新设计。
SS-9501T经济型数控机床控制系统
成果介绍:SS-9501T经济型数控机床控制系统，用于控制经济型数控机床。系统处理速度快、控制精度高，具有快速定位、两轴直线/圆弧插补，公英制单头、多头螺纹加工，机械原点、相对原点/坐标变换，绝对、增量或混合编程方式，手动、自动加工方式和空运行方式，刀具补偿、丝杠间隙补偿等功能；同时具有实时倍率修调、坐标位置保持、柔性齿轮比、标准RS-232通讯和系统I/O状态显示等功能。系统硬件上的信号传递全部实现硬连接，首次采用4个CPU，设计合理可靠性高，机械结构简单，可维护性好。软件采用模块化设计，流程清晰，便于增加或裁减系统功能，以满于不同的控制需要。系统的电磁兼容性指标符合国家有关部门验收条例的要求，并且达到国际IEC1000-4标准。该系统可与经济型数控机床配套，也可直接装备工业企业的经济型数控机床。
该系统性能价格比和工程化及商品化程度较高，控制功能完全可以满足经济型数控机床的实际需要，在国内市场具有竞争力。
统及数控加工中心开发
该成果包括：(1)开放式数控系统硬件平台的系列化研究。由于国内高中档数控机床绝大部分依赖进口控制器，其中95%来自国外，这一现状限制了国内高档数控系统的发展。本开发团队数控系统的工作虽取得成效，但是产品的系列化程度远未满足市场需求，因此，我们将其列为首要的研究内容。
(2)开放式数控系统软件平台的系列化研究。软件平台的研究最重要的就是保证控制系统体系结构的平台无关性，并且要满足网络化、智能化要求。
(3）高度开放式控制器体系结构研究。追踪和研究美国开放式模块化结构控制器(OMAC)标准规范,同时参考美、日、欧的流行标准，如SOSAS和OSACA等，提出我国的开放式数控系统体系结构和标准规范，并用面向对象（OO）的理论、方法及特定领域的软件体系结构（DSSA）开发方法建立其软件参考模型。
(4)加工过程的智能控制理论与方法。采用先进的实时自适应自动调节控制技术（A3ART），实时地控制机床的进给速度与主轴速度，在最佳状态满足高速与高精度要求，防止进给率变化引起的机械振动，发挥机床的最大生产率。采用模糊控制、专家系统、神经网络、遗传算法等人工智能技术（AI）技术，在人机界面、加工过程、诊断过程等方面提高CNC系统的智能化程度，提高生产率。例如，自动生成最佳的CNC系统配置、工艺参数配置与PLC配置的关键参数；实时补偿加工过程，因机床运动、周围环境条件和各类其它因素变化引起的误差；减少机床空转，发挥最大生产效率，减少生产成本；增加自学习功能等。该成果在多家企业应用。
高速高精镗铣加工中心用数控系统及设备开发
1.开放式控制器体系结构研究
追踪和研究美国开放式模块化结构控制器(OMAC)标准规范,同时参考美、日、欧的流行标准（如SOSAS和OSACA等）以及我国正在制定的相关标准，提出开放式数控系统体系结构和标准规范，并用面向对象（OO）的理论、方法及特定领域的软件体系结构（DSSA）开发方法建立其软件参考模型。
2.开放式数控系统软硬件平台的研究开发
工业标准总线和现场总线技术研究
工业标准模板开发与配置：标准工控 CPU模板，SOC技术及基于SOC的控制模板，数控接口设备板等。
数控软件系统的模块化、组件化设计与实现方法
应用程序接口（API）及人机界面生成软件等
典型加工工艺应用软件：如M（铣），T（车）加工工艺软件，镗铣（加工中心）工艺软件，TC（车削中心）工艺软件等。
3.嵌入式实时控制系统开发环境的研究开发。基于嵌入式实时操作系统及开发环境来开发嵌入式的工业控制系统已经成为当前数控和其他工控系统的主流开发模式。
4.构建高速高精度运动控制算法库。核心算法构件化，实现算法软件的组件化，通过构件库的建立，减少传统控制器设计中的重复开发，实现软件复用，缩短新产品的开发周期，降低开发成本，探索一种新型控制器软件的生产模式。
【关键词】 机床工业；现状；发展规律；驱动因素
中国作为全球的制造业大国，装备制造业在国民经济中占有很大的比重。伴随中国的工业化、城镇化进程，装备工业有了迅猛发展，作为装备制造业的核心和基础，机床行业备受重视，机床工业无论地位、产值、技术、市场等各个方面均有了飞速发展，但和国际机床行业强国德国、日本比较还有一定差距，伴随我国科学、技术进步和工业化、城镇化的发展，机床行业具有光辉的发展前景。本文主要从中国机床工业的发展规律及驱动因素上分析机床工业的发展前景。
一、国际机床行业的发展规律和现状
1、机床工业的生产状况
全球28个主要机床生产国家和地区2012年产值为932亿美元，中国约占30%，位居第一位。机床生产前8位国家和地区依次是中国、日本、德国、意大利、瑞士、美国、韩国和中国台湾。进入世界机床产值最大20家企业中，日本和德国最多，分别达6家，中国、美国和韩国排在其后，分别有2家，瑞士1家排在第6位。美、德 、日仍然是美、欧、亚三洲机床生产强国。
2、全球机床行业的消费情况
中、德、日、美、意是世界机床重点消费大国，占全球消费总量的73%。2013年中国机床消费381亿美元，涨幅近12%，占全球消费量的30%，仍然居世界第一，其中中国金属加工机床消费则占据全球市场的45%。美国、德国、日本机床消费增长已成定势，而且以中高档数控机床为消费主流。以欧元计算，各地区占比基本未变，亚洲占全球机床产值的57.7%，欧洲占比为34.7%，美洲占比为7.6%。其中2012年前十位机床消费国占全球市场80%。
3、全球机床行业的特点和分布格局
欧美机床企业集团化趋势加强，控制着机床行业高端技术。美国企业重点发展高精尖机床技术，生产飞机、宇航、汽车工业所需高精度、高效、高自动化、高性能机床。德国企业对加工工艺研究投资不遗余力，尤以重型机床、大型精密机床著称，精度及使用寿命最好。瑞士机床企业以中小精密机床技术著称于世，擅长将现代电子技术应用于机床系统。意大利机床企业擅长生产单台定制，个性化显著的机床，机床的柔性化程度高。韩国、日本、台湾擅长生产经济实用性较强的中高档机床，其中日本企业对机床寿命设计有特别的独到技术。
4、机床行业在全球进行技术转移
产业转移的重要理论依据是比较优势，由于各个国家的劳动力成本、产业配套、法律法规、教育体系等各个方面的不同，同样的产品在各个国家中成本有明显差异，而发展中国家在制造业和一些低端产品具有明显优势，成为产业转移的理想目的地。发达国家将传统成熟产业有计划、有步骤地向发展中国家转移。造船行业、港口机械、工程机械等劳动密集型产业由于技术含量较低、运输成本高、环保压力大等因素成为发达国家的主要转移领域。中国机床行业由于中国的第一消费大国地位和生产成本、人员工资、工业配套等因素成为机床产业转移的第一大国。高端制造主要集中在发达国家，高端装备制造不但体现在技术档次高、系统复杂成套、大型重型化、高速精密等科技水平和技术参数，更体现在售后服务复杂和更新换代快。总体表现为：投入巨大、成套复杂，规模庞大、研发周期长等方面。所以国内在重型设备等方面进步明显，比如港口机械、船舶、发电设备等，而精密机械等方面突破较慢。
二、我国机床行业的现状和发展趋势
在国家经济增长的拉动和国内市场国际化促动下，中国机床行业从2002年（入关后）起，机床消费总量呈加速增长趋势，“十五”以来，我国市场机床消费总额、进口额已连续居世界第一，数控机床更是以两位数以上的增长速度快速发展，成为排名第一的机床消费大国。2012年机床全行业总产值为8000亿元。预计2015年年消费额将近8500亿元左右。国内机床消费市场竞争国际化，世界机床制造基地移地中国化成为大趋势，国家建立装备制造业基地如上海、沈阳、大连、浙江等。目前我国机床行业产品覆盖国民经济的各个领域，满足各个行业的基本需求，在我国经济发展中需要的装备制造业机床，我国均能自行生产，基本没有空白。
1、我国机床工业的历史发展规律
中国机床消费总量呈加速增长趋势，消费的增长导致了进口的快速增长，消费增长主要是受到固定资产投资增长、产业升级和跨国公司加大对中国投资建厂和合资生产的影响。这也是我国装备制造业的产业升级的路线图和升级进化过程，作为制造业核心的机床也经历了同样的发展历程，随着经济和科技的发展，机床行业形成了低端到高端的历史发展进程。
2、我国机床产业的技术现状及存在问题
国内机床行业面临的产品结构不合理问题突出。首先是粗加工机床占总产量的40%以上，机床产值数控化率低（32.7%），其次，数控机床低档产品所占比例高（75%），数控化水平与国际差距较大。国产数控机床高、中、低档比例为3：22：75。国产经济型数控机床基本满足了国内需求，中档数控机床具备了一定的生产能力，小批量的国产高端数控机床已投入使用。
国内机床行业存在的问题是：机床精度普遍较低，缺少刚度实验，很少采用软件补偿、温度变形补偿、高速主轴系统动平衡技术等保证定位精度，仅有少数几种产品可达欧洲标准定位精度；基础材料性能弱，很少普及高强度密烘铸铁（树脂砂技术），无重大新材料开发；机床结构开发性能差，高速机床需要强化结构刚性，减轻移动件重量，机床整体结构突破传统结构的能力差；技术差距大，国外普及的远程服务技术、交钥匙工程、高速机床硬切削、干切削及其机理研究空白，基本无切削软件包供应；关键配套件性能不足，电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精度数控系统，高精度位置检测系统等普遍处于低水平状态。
3、机床行业的市场分析
（1） 普通制造业。普通机械加工业中五金、电力设备、模具加工、矿山机械、冶金设备、建材设备、石油化工设备是带动机床消费增长的主要因素。
（2）汽车行业。汽车工业对机床装备的需求具有多层次、宽领域、快节奏、高质量、数量大的特点，柔性加工生产线、各种数控专用机床将是日后国内机床工业向汽车工业领域渗透的重点。中国汽车零部件配套行业的实力与主机厂的需求差距还相当大，汽车配套企业必须扩充、提高装备能力，才能谋求其未来的生存发展。
（3）航空、航天、船舶、军工行业。航空、航天、船舶、军工产业是高端机床市场需求的大户。随着国家综合国力的增强和国防现代化的升级，国家将会加大对国防装备的投入（预计由目前占国内生产总值的2.5%提高到2025年的5%）。
（4）电子信息产业。电子信息产业是精密机床的主要市场。电子信息技术水平是国家现代化程度的重要标志。我国电子信息行业近几年固定资产投资规模以年均16%速度增长。
4、数控机床是机床发展的主流
国内数控机床可供品种超过1500余种，特别是五轴（及以上）联动数控机床已经成功开发，包括最关键的万能自动镗铣头在内，只是精度、性能与国际水平还有差距。技术差距主要体现在整体加工精度、高速运行稳定性、持续无故障运行时间、后勤远程维护等与国外产品有较大差距。核心部件数控化率不高，自动化程度低。数控机床的性能主要由关键功能件所决定，数控机床价值的60%由关键功能件所决定，国内数控机床功能件产业规模小，集中度小，产品性能水平与国外差距较大。国内数控机床产品刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口，中高档机床用的数控系统、滚珠丝杠、高速电主轴、刀库机械手、全功能数控刀架、数控回转工作台和高速防护装置等，很多是以进口为主。
三、机床行业发展的驱动因素
1、国家的产业政策支持
机床工业是装备制造业的基础和核心，2010年10月，国务院出台的《加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也明确指出，要积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备，其中高档数控机床成为了发展的重中之重。在“十二五”规划中，明确提出要重点发展四大主机（金属切削机床、金属成型机床、铸造机械、木工机床）。高端装备制造业升级换代，和工业化、重工化的历史发展机遇将在很大程度上推动机床行业快速增长。到2020年，航空航天、船舶、汽车、发电设备制造等相关行业所需要的高档数控机床的大部分供应将立足国内，未来我国机床行业发展空间十分广阔。
2、随着装备制造业和工业化、信息化的兴起，机床行业发展后劲十足，前景广阔
经过多年的积累和技术进步，我国工业特备是装备制造业获得快速发展，中国目前已经成为世界主要的机械装备生产国和消费国家，技术含量和工艺水平大大提高，产品质量仅次于美国、日本和德国，领先于意大利和英国。我国装备制造业的快速发展和国家崛起，必然导致基础工业机床行业的快速发展。
3、机床行业高速发展具有一定稳定性
随着高速、高效、高精度机床的技术成熟和大批量生产，欧美、日本、韩国等发达国家和地区机床更新换代加速，中国经济的持续高速发展和世界制造业向中国的转移，未来国内产品方向重点是高度数控化、高效、精密、大型化、功能复合化。预计十二五期间，国内数控机床增长率保持在30%以上，国内市场占有率达到70%以上。中高档数控机床将成为市场消费的主流。机床行业的重点用户分布在电力工业、航空、航天工业、造船工业、铁路机车工业、国防工业、机械工业和汽车工业七大行业领域，随着中高档数控产量提高，该行业收益水平将进一步提高。同时随着机床行业体制改革和国家政策支持力度加大，行业赢利水平必将大幅度提高。同相关行业比较，机床行业的毛利率较高，尤其高于普通机械加工行业水平。随着机床产品数控化率的提高，该行业收益水平将进一步提高，机床用户分布广泛，各个国家工业发展的差异化、各个行业发展的差异性、机床产品的差异性和技术更新的快速性，使得机床行业的发展保持较高的稳定性。中国机床不会出现明显的行业跟随周期。目前约有30%机床提供给汽车、工程机械等相关行业，20%供给军工、轮船、IT等行业，50%供给通用机械加工行业。机床用户分布广泛，各个行业发展的差异性和不均衡性将使得中国机床行业发展保持较高的稳定性。
4、大规模的基本建设是机床工业高速发展的保证
中国大规模的港口建设，特别是集装箱港口建设推动中国的集装箱、集装箱起重机行业快速崛起，并一举奠定了全球行业的主导地位。目前国内集装箱港口吞吐量跃居全球首位。在十二五期间，中国国内投资仍然非常旺盛，主要包括：高速公路、高速铁路、城市轨道交通、机场、港口、场馆、住宅建设仍将是全球最活跃的区域，工程项目难度大，相应的消耗施工机械强度将保持稳定。超高压输变电项目、铁路提速、国油国运、航空航天领域国家采购等使得国内需求仍构成了全球需求中举足轻重的部分。固定资产投资和汽车、航空航天、模具等工业的发展是刺激机床行业起飞的主要因素。我国固定资产每投入100亿元，将会带动0.8―1.1亿元的机床市场消费额，轿车产量每增减1%，数控机床消费量就变动0.54%。发电设备、船舶、冶金等大型和重型工业也是机床的主要消费者。
【参考文献】
[1] 中国机床商务网[OL].2010-2013.http：//.
[2] 中国统计年鉴网[OB/OL].2010-2013.
[3] 工业统计年报.2010-2013.
关键词：关键功能部件；可抗性；数控机床；作用
前言
随着我国科技与企业的不断发展，极大地促进了我国国民经济的稳步上升，基于这种趋势，对于关键功能部件管理又有了新的定义，令其变成不仅是所有管理机制内在有机联系的核心，更是影响和决定着其他管理类型发展的主要因素。但由于我国目前的数控机床项目技术发展较快，关键功能部件管理的革新难以跟上时代变化的步伐，导致对于关键功能部件管理主要概念理解的空白化和偏解化，也因此牵制了数控机床项目技术的规划。本文通过对关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的作用进行讨论，以期在解决数控机床可靠性评估方面的问题时提供相应的帮助，进一步促进企业乃至国家的长久发展。
1.关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的重要意义
数控机床产业是为国防军提供基础装备和装备制造业的战略产业，在装备制造业中占有着相当重要的地位，目前的世界综合制造实力竞争中，数控机床的性能水平的高低以及数控机床的拥有量成为了最主要的竞争项目之一，它的发展水平对一个国家乃至民族来说，为国民经济的发展以及国家安全的稳定都有着一定的现实意义，其作为新时代下的制造业主流加工设备，已经深程度的影响到了国家机械工业的综合竞争力[1]。
由于我国的数控机床产业链条到目前来说还并不是很完善，对于其关键功能部件的制造技术水平还比较低，并且精度保持性以及性能可靠性还不够高，而关键功能部件的行业企业规模普遍较小，在技术设备与生产上力量还比较薄弱，这就导致了产品的可靠性难以提高，进而影响到了数控机床评估的可靠性。
2.关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的作用
与关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的重要意义相比，关键功能部件管理在数控机床可靠性评估中的作用又有着不同之处，其主要表现在以下三点：
2.1关键功能部件的合理化管理可以有效地确定可靠性指标
关键部件的合理化管理对于数控机床可靠性指标的确定有着相当重要的影响，在国内，目前还没有建立起数控机床评价可靠性指标的体系，主要表现在没有明确的给出针对产品的相关可靠性定义。只有设立关键功能部件的可靠性指标，才能够实现数控机床评估的可靠性，为此必须建立起科学完整的可靠性指标确立方法以及指标体系[2]。
2.2关键功能部件管理能够完善数控机床可靠性评估系统
在进行数控机床可靠性评估的时候，需要对关键功能部件进行调查，在这一过程中，就显示出了科学合理关键部件管理的重要性了，只有对这些关键功能部件进行合理的统计以及计算，才能够将实际的数据传达到数控机床的可靠性评估系统中，进而完善数控机床可靠性评估系统。
2.3合理的关键功能部件管理能够减少数控机床可靠性评估的误差
由于关键功能部件管理的系统化以及规范化，能够完全呈现出实际数控机床工作运行的证实情况，这就减少数控机床可靠性评估的误差。
3.关键功能部件管理的发展前景
现今，我国关键功能部件管理体制正处于新旧交替的中间地带，主要有两个较为明显的特点。第一点，不同的数控机床企业体制的发展，标志着关键功能部件管理的基础初步形成以及自主化程度的提高，其运行体制的特点是在新时代的首要条件下作为运行主体的政府仍然起着较为重要的指导和管理的作用，虽然数控机床相关的各个企业得到了较为长足的发展，但由于关键功能部件管理手段的不够合理以及管理权限的不够明确，加之这些企业及机构之间缺乏横向的合作与联系，使得在运行中的某些程度上表现出自我发展的无序性，特别是在较大型的数控机床产业上，不得不依靠于政府相关部门的技术支持与管理帮助，以管理客体的方式存在于基层企业数控机床管理体系中，在某些程度上极大地限制了我国数控机床产业中关键功能部件管理方面的发展[3]。第二点，在建国后的长期计划经济体制为背景的前提下，形成了政府包办数控机床关键功能部件管理的做法和单位制的关键功能部件管理形式，依然以较大的惯性影响着整个关键功能部件管理体系；但现今我国已经意识到这个问题的严重性，并且采取了相应的措施，这就使得数控机床关键功能部件管理具有更加良好的发展前景。
4.结论
关键功能部件的管理是现今数控机床最重要的依据，其实现了理论与实际的和谐统一。坚持合理科学的关键功能部件管理模式，把使用和培养具有综合素质的人作为整个管理活动的中心，并在现实实践中，将相关管理人员的综合素质进行全面的提高使得关键部件管理模式得到进一步完善，进而有效的提高数控机床可靠性评估的准确率以及合理性，实现工业企业数控机床可靠性评估和企业管理机构的的二者和谐统一，对于全面推进企业的管理工作发展都有着重要的实际意义和理论意义，为我国工业方面的发展打开了一个良好的开端。
参考文献：
[1]李南，卢晓红，韩鹏卓，武文毅.数控机床及其关键功能部件可靠性研究综述[J].组合机床与自动化加工技术，2012（11）：105-108.
关键词：数控系统；发展过程；趋势；应用分析
中图分类号： TG659 文献标识码： A
现代数控技术的发展具有高精度、高效率等特点，拥有微电子、计算机、信息处理、自动检测及控制技术的功能，为了在越来越激烈的全球巿场竞争中立于不败之地，各发达国家均对不同的工业项目投入巨资，以发展自己的数控技术。而我国数控技术的发展在现代制造业的转型过程中起到了基础性的作用，是国家工业和国防工业的重要手段，关系到我国在世界上的战略地位，更体现了我国的综合国力水平。
1、数控技术概念及发展现状
1.1国际数控技术的发展现状
所谓数控技术，是一种集机、电、液、光、计算机、自动控制技术为一体的知识密集型技术，它是制造业实现现代化、柔性化、集成化生产的基础，同时也是提高产品质量，提高生产率必不可少的物质手段。数控技术还是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低直接关系到国家战略地位。数控机床随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展，早已成为一个国家综合竞争实力的重要标志，工业发达国家对数控机床的发展高度重视，竞相发展高精、高效、高自动化的数控机床，以加速工业和国民经济的发展。
1.2我国数控机床的发展现状
目前我国生产的数控机床可以大致分为经济型机床、普及型机床、高档型机床三种类型。经济型机床基本都是开环控制；普及型机床采用半闭环控制技术，分辨率可达到1微米；高档型机床采用闭环控制，同时具有高精度、高速度、复合化，具有各种补偿功能、新控制功能、自动诊断，分辨率可以达到0.1微米，计算机能够代替人进行编程。
自2000年，在市场需求的拉动下，国内数控机床以年均30%的速度增长，从2003年开始，中国连续7年成为全球最大的机床消费国，目前是世界上最大的数控机床进口国。同时中国也是世界最大的数控机床生产国。在2010年，世界28个机床生产国的产值超过660亿美元，其中中国、日本、德国位列全球机床生产的前三位，分别占全球市场份额的32%、18%和15%。在国内应用的经济型数控机床基本都是国内产品，国内产品不管是从质量上还是从可靠性上都可以满足大部分机床用户的需要。
2、数控机床的发展趋势
2.1追求高速高精度控制是数控技术发展永恒的目标
数控机床的应用与发展对数控系统提出了更高要求，其中高速高精度运动控制成为现代数控系统的关键技术，已得到国内外的普遍关注，并从理论方法到实际应用进行了大量的研究和实践，有效推动了高档数控机床的技术进步，满足了现代航空、汽车以及模具制造业等对零件形状、加工精度、表面质量和加工效率等不断提高的要求，高速高精度数控加工已成为主流切削加工方式。
为达到高速高效加工，如何保证在机床运动平稳的前提下，实现以过渡过程时间最短为目标的最优加减速控制规律，使机床具有满足高速加工要求的加减速特性，是加减速研究的关键问题。加减速控制方法可以归纳为传统加减速法和柔性加减速法：传统加减速法有梯形加减速法和指数加减速法等方法；柔性加减速法有三角函数加减速法、S曲线加减速法和多项式加减速法等。传统的梯形和指数加减速由于存在加速度突变而影响运动平稳性，柔性加减速由于加速度连续，在高速加工中倍受关注。
另外伴随着电子技术的高速发展，采用高性能CPU、存储器等集成化标准化模块，改善了机床动态、静态特性，提高系统的快速响应能力、提高反馈和控制环节的数据分辨率等，保障了机床的高速高精高效化。
2.2柔性化是提高数控加工效率的有效手段
柔性化分为两方面，数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。这两方面都可以降低生产成本，大幅度提到产品的加工效率。
2.3智能化、数字化、网络化已占据了数控技术的主导
数控机床发展到今天，软件在其中的作用已越来越显著，然而研发消耗的精力与消耗的成本也越来越高，由于数控系统中的软件大多都是嵌入式软件，与硬件有着紧密关系并且运行在特定的硬件环境中，使得整个数控系统的性能、智能化水平的高低及可靠行的优劣等都是由硬件环境及软件共同决定的，更好的开发与完善软件的性能，也是挺高数控机床品质的重要环节。
2.4环保节能成为新的课题
随着人们环境保护意识的加强，对环保的要求越来越高。不仅要求在机床制造过程中不产生对环境的污染，也要求在机床的使用过程中不产生二次污染。在这种形势下，装备制造领域对机床提出了无冷却液、无液、无气味的环保要求，机床的排屑、除尘等装置也发生了深刻的变化。绿色加工工艺愈来愈受到机械制造业的重视。目前在欧洲的大批量机械加工中，已有10％一15％的加工实行了干切削或准干切削。我国在改造自然和社会发展方面取得了辉煌的成就，但与此同时，生态破坏与环境污染对国民的生存和我国的发展已构成了很大的威胁。因此保护和改善生态环境，实现国民经济的稳定和持续增长，是个紧迫而艰巨的任务。数控行业也正朝着更加高效和环保的方向发展，为我国的环境保护事业承担起一份应尽的责任。
3、我国数控机床的发展方向
我国数控机床在过去十几年的发展中进步是巨大的，然而事实上，由于国内数控系统生产企业的起点都很低，导致了企业的技术水平相对落后，再加上数控技术发达国家的技术封锁和低价倾销的竞争策略，使国内数控系统生产企业在设计原理、元器件及应用技术上与发达国家相比差距较大，但迫于企业生存的压力，有两方面桎梏束缚了我国数控技术前进的步伐，其一低端产能过剩，另一方面高端产能明显不足。
数控机床的水平、品种和生产能力，直接反映了国家综合实力。在制造业向数字化和智能化转型过程中，对于设备组成部件的性能有了更高的要求，包括精密性、表面质量等，尤其是在一些高新技术产业领域，如航天、通信等。市场技术需求的转变，对数控机床行业的发展提出了新的挑战，迫使我国数控机床技术在高速化、复合化、精密化、多轴化等方面取得大的突破，不断增强我国高端数控机床的竞争力，才能牢牢抓住制造业转型中的良好机遇。
提高我国数控机床的竞争力，笔者认为应做好如下三方面：
3.1注重人才培养，提高研发能力。
数控机床行业是具有高技术含量的行业，对于我国高端数控机床竞争力不强的局面，很大程度在于基础研究不够，很多企业只关心制造机床，却没有研发能力。我国现在工程教育的非工程化，使得我们培养出来的人才，工程实践知识较少，创新能力较弱，从技术上就受制于人。
3.2开发核心技术，增强竞争力。
目前很多机床制造企业在遇到市场压力下，首先想到的是降价，而不是去想办法提高产品附加值。过分追求降低成本，造成配套品质下降，恶性价格竞争，企业效益不好，赢利有限，使企业减弱再发展能力。
3.3加大政策扶持，提供专项帮助。
数控技术直接反映了国家的综合实力，国家政策对于数控机床行业的技术发展有着重要影响。虽然国家分别在2005年和2011年就数控机床行业发展出台了专项规划，但支持力度仍明显不足，因此，国家政策的扶持力度还有待进一步加强。
4、结束语
当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是其中相对薄弱的环节。只有跟上发展先进数控制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
参考文献：
[1] 陈成．实现高速数控加工关键技术的研究．机械工程与自动化，2009.
[2] 邹庆华．数控高效加工理论研究．机电产品开发与创新，2010.
关键词：数控机床 传动结构 直线电机
直线电动机是近些年来国内外积极研究的新型电机之一。它是一种不需要中间转换装置，而能直接作直线运动的电动机械。如今，直线电机驱动技术不断的更新，已达到成熟的阶段，被广泛应用于高档数控机床，这是因为技术具有精度高、无磨损、噪音低、效率高、响应速度快、节省空间的优点，而且使机器布置更加紧凑，结构多变，易于实现高刚性，提高了机床的整体性能而倍受人们关注。随着高速加工技术的快速发展，要求越来越高的驱动和控制系统，促使直线电机驱动技术的研究力度在逐步加快。因此，本研究不仅是符合直线驱动技术向更高、更快的发展趋势，又能满足市场广大的需求，带来更大的经济效益。直线驱动机床是未来发展的必然趋势，所以我们应加紧步伐追赶。
1.直线电机在数控机床上应用的现状
为了提高生产率和提高产品的质量，高速和超高速加工技术已成为机床发展的一大趋势，直线电机具有反应灵敏，速度快，重量轻，传动系统速度可提高到40～ 50m/min以上的优势。传统的“旋转电机+滚珠丝杠”传输方式可达30m/min最高速度，加速度仅为3m/s2。直线电机驱动的工作台，它的速度比传统的传输模式快30倍，加速比是传统的传输模式的10倍，最大为10g；刚性升高了7倍；无反向工作死区是直线电机的最大特点；因其电机惯量小，所以由它构成的直线伺服系统可以达到更高的频率响应。
1993年，一台型号 HSC 240的加工中心是世界上第一台由直线电机驱动工作台的高速加工中心，由德国Z公司研发而成，其主轴转速已达到24000r/min，60m/min的进给速度更是让人惊讶，加速度则是达到的1g，当进给速度保持在20m/min时，轮廓精度可保持为0.004mm。其后，日本也成功制造出包括超高速小型加工中心、超精密镜面加工机床等[1]。
在中国，以清华大学、浙江大学、中国科学院等为代表的多家院校及研究所也一直致力于研发更快更好的直线驱动技术，通过校企联合等模式应用实践中，为此项技术在我国的应用与发展做出了不可磨灭的贡献，并取得了很大的进展。但我们也必须正视自己存在缺陷，与国际先进水平相比，当前中国的经济型机床行仍然是太多，产品技术含量不高，具有较高技术含量的高档数控机床较少，技术水平与世界先进国家还有很大的差距。因此，我们需要增加对机床基础技术和关键技术的研究工作，以赶上国际先进水平，制作出适合中国国情的高档直线电机及其控制系统和其他附属产品，以满足高端数控机床产品的需求，提高自身的综合竞争力。
2.应用难点的分析
2.1.如何防磁抗干扰
由于直线电机的磁场是敞开式的，金属粉尘、切屑粉末等各种磁性材料很容易被电机磁场吸入而干扰其正常工作，甚至损坏电机，所以要对其进行隔磁处理。此外，还需要考虑机床冷却液，油，电缆的保护，信号线屏蔽，负载扰动和系统控制。由于直线电机驱动系统省去了中间传动环节，所以电机直接承受着各种干扰力，同时，该直线电机的端部效应也为系统的控制增加了一定的难度，因此控制器必须有较强的抗干扰能力和良好的稳定性[2]。
2.2.发热问题
在工作状态下的直线电动机，由于线圈的功率损耗，将产生很多的热量，如果空间的驱动部分很小，将使电机动子温度急剧升高，而动子通常在机床导轨附近，过多的热量会导致导轨温度变化大，导致轨道变形，从而影响机床的工作精度。因此，我们必须采取有效措施来冷却，将温度控制在可接受的范围内，保证电机的正常使用。
2.3.减少磁力
目前，直线电机的定子大多数是稀土永磁体，而稀土永磁体对铁磁性材料的吸力及其强大，且对铁磁性材料有极高的磁化能力。实验结果证明，直线电机的永磁定子法向磁力为电机可以提供连续的推力的10倍，并且定子的磁力与电机动子是否通电无关。磁吸力存在于定子与动子之间及定子与安装件之间。平行的导轨是单马达装置经常使用的方式，此方法使磁吸力大部分集中在导轨上，产生更大的变形，影响数控机床的加工精度，又导致了导轨和滑块之间的压力，增大了滑动摩擦力，会影响推力的不稳定，影响机床动态性能。因此，合理降低电机的磁场力将是一个突出的问题。
3.优化直线电机在数控机床中的应用
3.1.冷却方式优化
常用水冷却措施，将液体注入直线电机动子内，液体经过动子线圈绕组旁的冷却水套迂回流出，将动子产生大量的热带走，达到冷却。在实际应用中，具体冷却参数的确定将视电机参数及其要求来确定。
3.2.加强隔磁与防护
避免直线电机的磁效应强带来不利影响，必须采取隔离磁处理。把防护罩安装在定子表面，或由直线电机磁场的折叠密封保护套完全封闭起来；也可以在驱动部分安装在内部喷气装置，从内到外喷射空气，从而达到灰尘、切屑粉末不被吸入的效果。此外，其它部件所需信号电缆及动力电缆等虽然具有屏蔽膜，仍要远离直线电机磁场区域，避免磁场给控制系统带来干扰。为了使控制系统保持稳定性，其设计必须使用闭环控制。
3.3.保证定子和动子的间距
定子动子的间距小，并且表面要求平行，当行程较远时，在加工中很难保证。因此，可在动子与移动部件间加装 10～20mm 厚垫片，不仅可以降低磁吸连接部件的动力，同时调整方便，采用配磨法进行调整，保证定子与动子间的平行及间隙。
4.小结
从机床的未来的发展方向，直线电机无论作为功能部件还是其相关技术在机床中的应用，都应重视起来。相关领域的研究应是企业或相关部门根据实际情况而定，从全局角度考虑发展直线电机及其驱动控制的机床产品，并逐步形成产业，占领高档数控机床的重要制高点。
参考文献：
[1]郭瑶瑶.机床进给系统采用永磁直线电机法向吸力的研究[J].中国机械工程，2007（10）：1174-1177.
关键词：数控机床 控制技术
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。随着科学技术的高速发展，机电一体化技术迅猛发展，数控机床在企业普遍应用，对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。
一、数控机床的优点与缺点
(一)数控机床的优点
对零件的适应性强，可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上，只需更换加工程序，就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面)，数控机床也能实现自动加工。
加工精度高，加工质量稳定。目前，数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm，而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差，使数控机床达到很高的加工精度。此外，数控机床的制造精度高，其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。
生产效率高。由于数控机床结构刚性好，允许进行大切削用量的强力切削，从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此在加工时可选用最佳切削用量，提高了数控机床的切削效率，节省了机动时间。与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2—3倍。
良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省直接生产费用；同时还能节省工装设计、制造费用；数控机床加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。此外，数控机床还可实现一机多用，所以数控机床虽然价格较高，仍可获得良好的经济效益。
自动化程度高。数控机床自动化程度高，可大大减轻工人的劳动强度，减少操作人员的人数，同时有利于现代化管理，可向更高级的制造系统发展。
(二)数控机床的缺点
数控机床的主要缺点如下：价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时。手工编程的工作量大。
二、数控机床的种类
数控机床的种类很多，主要分类如下：
按工艺用途分类。按工艺用途，数控机床可分类如下。普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。
按运动方式分类。按运动方式，数控机床可分类如下：点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。
按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。
按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类，数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全，价格较贵。
三、数控机床控制技术的发展
机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前，继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代，出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制，由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善，而且减少了机械设备和占地面积，耗电少，效率局，完全取代了交磁放大机—电动机控制系统。
在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。
随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，井进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。
综上所述，机械设备控制技术的产生，并不是孤立的，而是各种技术相互渗透的结果。它代表了正在形成中的新一代的生产技术，已显示出并将越来越显示出强大的威力。
四、数控机床控制技术的发展趋势
关键词:数控机床 控制技术
数控机床是机电一体化的典型产品,数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术。随着科学技术的高速发展,机电一体化技术迅猛发展,数控机床在企业普遍应用,对生产线操作人员的知识和能力要求越来越高。
一、数控机床的优点与缺点
(一)数控机床的优点
对零件的适应性强,可加工复杂形状的零件表面。在同一台数控机床上,只需更换加工程序,就可适应不同品种及尺寸工件的自动加工,这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利,特别是对那些普通机床很难加工或无法加工的精密复杂表面(如螺旋表面),数控机床也能实现自动加工。
加工精度高,加工质量稳定。目前,数控机床控制的刀具和工作台最小移动量(脉冲当量)普遍达到0.0001mm,而且数控系统可自动补偿进给传动链的反向间隙和丝杠螺距误差,使数控机床达到很高的加工精度。此外,数控机床的制造精度高,其自动加工方式避免了生产者的人为操作误差,因此,同一批工件的尺寸一致性好,产品合格率高,加工质量稳定。
生产效率高。由于数控机床结构刚性好,允许进行大切削用量的强力切削,从主轴转速和进给量的变化范围比普通机床大,因此在加工时可选用最佳切削用量,提高了数控机床的切削效率,节省了机动时间。与普通机床相比,数控机床的生产效率可提高2—3倍。
良好的经济效益。使用数控机床进行单件、小批量生产时,可节省划线工时,减少调整、加工和检验时间,节省直接生产费用;同时还能节省工装设计、制造费用;数控机床加工精度高,质量稳定,减少了废品率,使生产成本进一步下降。此外,数控机床还可实现一机多用,所以数控机床虽然价格较高,仍可获得良好的经济效益。
自动化程度高。数控机床自动化程度高,可大大减轻工人的劳动强度,减少操作人员的人数,同时有利于现代化管理,可向更高级的制造系统发展。
(二)数控机床的缺点
数控机床的主要缺点价格较高,设备首次投资大;对操作、维修人员的技术要求较高;加工复杂形状的零件时。手工编程的工作量大。
二、数控机床的种类
数控机床的种类很多,主要分类
按工艺用途分类。按工艺用途,数控机床可分类如下。普通数控机床:这种分类方式与普通机床分类方法一样,铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。加工中心机床:数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床,它可在一次装夹后进行多种工序加工。
按运动方式分类。按运动方式,数控机床可分类点位控制数控机床。数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。直线控制数控机床:数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外,还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线,而且对移动的速度也要进行控制。这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。轮廓控制数控机床:数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制,使合成的运动轨迹能满足加工的要求。这类机床主要有数控车床、数控铣床等。
按伺服系统的控制方式分类。按伺服系统的控制方式,数控机床可分类如下。开环控制系统的数控机床。闭环控制系统的数控机床。半闭环控制系统的数控机床。
按数控系统的功能水平分类。技功能水平分类,数控系统可分类如下。经济性数控机床。经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜,适用于自动化程度要求不高的场合。中档数控机床。这类数控机床功能较全,价格适中,应用较广。高档数控机床。这类数控机床功能齐全,价格较贵。
三、数控机床控制技术的发展
机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前,继电器—接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代,出现了交磁放大机—电动机控制,这是一种闭环反馈系统,系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管——晶闸管控制,由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善,而且减少了机械设备和占地面积,耗电少,效率局,完全取代了交磁放大机—电动机控制系统。
在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序,结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用,在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境,由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点,故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。
随着计算机技术的迅速发展,数控机床的应用日益广泛,井进一步推动了数控系统的发展,产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段,可实现产品从设计到制造的全部自动化。
综上所述,机械设备控制技术的产生,并不是孤立的,而是各种技术相互渗透的结果。它代表了正在形成中的新一代的生产技术,已显示出并将越来越显示出强大的威力。
四、数控机床控制技术的发展趋势
国外机床平均无故障时间（MTBF）都在1000小时以上，而国产的大多在500小时徘徊。
国产机床在品种、质量、可靠性等方面存在着较大的差距和不足，与进口机床难以分庭抗礼。
机床行业是国民经济和国防工业的基础行业，目前我国机床消费和进口均是世界第一。随着我国经济快速稳步发展，“中国制造”的旋风愈刮愈烈，投资和出口的浪潮方兴未艾，我国机床市场的容量扩张历历在目，可以预见的未来，世界第一机床消费大国的地位仍将牢不可破。
这两年，日本、我国台湾省、欧洲、美国、韩国的数控机床品牌已对国内机床市场发出了咄咄逼人的攻势。据统计，2004年自日本进口的机床就达到19.7亿美元，增长58.8%，自台湾进口12.1亿美元，排在第二位，仅从上述两个市场进口的机床就占到当年进口总值的53.7%。另外自德国进口8.6亿美元，增长51.6%，自美国进口4.8亿美元，增长75.3%。
巨大的市场容量并没有练就出一流的生产能力，随着进口机床持续快速增长，我国机床行业脆弱的竞争力一览无余。1999年我国机床进口为15.1亿美元，之后直线上升，到2004年进口值已达到59.2亿美元，是1999年的4倍;而2004年出口值只有5.4亿美元，不及当年进口的十分之一，进出口逆差达到53.8亿美元，比2003年又增加了16.3亿美元。逆差不断扩大一方面表明我国机械制造业固定资产投资产生的需求在不断升温，技术改造的力度在不断加大;另一方面也反映了国产机床在品种、质量、可靠性等方面与进口机床难以分庭抗礼，存在着较大的差距和不足。
机床的逆差背后透视差距，机床行业的进出口状况，折射出了我国机床行业面对经济全球化的浪潮，难以高枕无忧，行业本身核心竞争力的水平难以跟上整体国民经济发展的需求。我国的机床技术指标、加工精度和可靠性在国际竞争中处于下风是不争的事实:
一是结构差距。国内数控机床的产业集中度低，普及型数控机床的生产能力小，生产中低档数控机床的企业多，生产高档数控机床的少，功能部件发展滞后，产业化程度低。我国进口机床以技术含量较高的数控机床和加工中心唱主角，出口则以普通机床为主。2004年，我国共进口立、卧式加工中心7168台，价值7.9亿美元，分别增长59.2%和50.1%;进口数控车床4.6亿美元，是普通车床的5.8倍;进口数控铣床3亿美元，是普通铣床的5.1倍;进口数控镗床是普通镗床的6.2倍。与此相反，2004年出口的立、卧式加工中心只有101台，仅262万美元，不及进口金额的千分之三;出口数控车床0.3亿美元，不及普通车床出口的三分之一;出口数控铣床175万美元，只相当于普通铣床出口的9%;出口数控镗床只相当于普通镗床的40%。
二是价格差距。我国进口机床的均价远远高于出口均价。2004年数控车床的进口平均价格为5.7万美元/台，是同期出口数控车床均价的4倍;数控铣床进口均价为8.5万美元/台，是同期出口数控铣床均价的5倍;立式加工中心进口均价为7.4万美元/台，是同期出口立式加工中心均价的2.7倍。
三是技术差距。虽然近年来我国数控机床产业的一些关键技术取得了重大突破，但是总体技术、工艺和性能仍然落后。国外机床平均无故障时间（MTBF）都在1000小时以上，而国产的大多在500小时徘徊。我国汽车及零部件制造业、航空制造业、模具制造业的快速发展是机床消费增长的主要动力。国内目前以数控机床为代表的高技术产品无论在品种、性能、质量和可靠性上都远远满足不了用户的需要，造成国产机床竞争力不强，市场占有率不断下降。
正视差距，才能迎头赶上。要想中国的机床发展能够高枕无忧，必须因地制宜地打造自己的竞争优势。一是要稳扎稳打，继续发挥现有的比较优势，加大普通机床和普及型数控机床的发展;二是要边学边打，通过引进国外先进的技术和管理经验，让更多的外国机床厂商在我国建厂或设立代表处，凭借“技术外溢”效应提高我国机床行业的发展潜能;三是要猛追狠打，依靠科学技术改造传统产业，进一步提高数控机床的质量和产业化规模，提高机床产品质量、可靠性和服务水平，积极开拓新市场，创立自己的品牌。
【关键词】：数控 机床 管理 维修
随着我国制造企业技术装备的升级，中、高档数控机床设备的应用越来越广泛了。随之而来的是如何充分保证设备的有效利用率，设备出现故障时，要尽快将设备恢复正常使用。因此，在日常车间管理中，数控机床设备管理与维修就变得越来重要了。数控机床管理是一项十分丰富的综合工程，既要有科学的设备管理，又要有好的设备维修。
数控机床的主体机构有以下特点：1）由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2）为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3）为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。
一、需要复合型人才对数控机床进行管理与维修
数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术，其控制系统复杂、价格昂贵，因此它对设备管理与维修人员素质方面提出了比普通设备更高的要求。
数控系统的说明书一般都较多，有操作、连接、编程、功能说明、冗编程、安装调试、维修手册等。要认真学习与维修有关的部分，同时由于配套的说明书、资料往往使用原文资料，数控系统的报警文本显示亦以外文居多。这就要求维修人员必须掌握一定的专业外语基础。
维修人员必须能熟练的操作数控机床，在维修过程中，维修人员有时要进入一般操作者无法进行的特殊操作方式，如：进行机床参数的设定与调整、利用？编程器监控、通过计算机以及软件联机调试等。此外，分析判断故障原因过程中，往往还需要编制相应的加工程序，对机床进行必要的运行试验与工件的试切削。因此，从某种意义上说，一个高水平的管理与维修人员，其操作机床的水平应比操作人员更高，运用编程指令的能力应比编程人员更强。
二、加强数控机床的基础管理和技术管理
对于企业来说，数控机床的拥有是企业的竞争实力体现，最大限度地利用数控机床，对企业提高效率和竞争力都是十分有益的。只有保持完好的技术状态，才能充分发挥数控机床的效用。制定相应的管理制度，使设备管理更加规范化和系统化，建立建全数控设备维护档案及交接班记录，将数控机床的运行情况及故障情况详细记录，特别是对设备发生故障的时间、部位、原因、解决方法和解决过程予以详细的记录和存档，以便在今后的操作、维修工作中参考借鉴。
对于新购置的数控机床，在安装、调试和验收时要严格把关，对照合同、技术协议逐项检查。机床调试完成后，利用接口对机床参数进行数据传输做为备用，以防机床参数丢失。对数控机床的操作者、管理及维修人员进给培训，培训方式可以采取多种形式，如参加权威部门举办的学习班，内部办学习班，以及到数控机床的生产厂家进行设备操作技术和维修保养技术培训。
三、加强数控机床的日常维护与保养
在数控机床的日常管理中，预防性维修是一项十分重要而积极的工作。正确使用数控机床是减少设备故障、延长使用寿命的关键，它在预防性维修中占有很重要的地位。据统计，有三分之一的故障是人为造成的，而且日常性维护是由操作者进行的，因此必须提高操作者的维护意识，加强技术培训，提高素质，尽快掌握数控机床的性能，严格执行设备操作规程和维护保养规程，使设备运行在合理的工作状态之中。
操作者为了保证数控机床的正常运行，每天应该检查所有的防护板、罩壳和门操作是否适当、在整个行程中步进每一个轴，观察运行是否平滑、确保所有轴的限位开关正常工作并调整到相应的限位位置、检查导轨是否有划伤或过度磨损的迹象、检查导轨清洁器没有被损坏、触摸导轨检查是否适当。数控机床的比普通设备复杂得多，对它的维护、保养工作要求也比较高。积极做好故障和事故预防，若发现异常应及时解决，这样做才有可能把故障消灭在萌牙状态之中，从而可以减少一切可避免的损失。
四、数控机床的常用检修方法
数控机床维修是一项很复杂、技术含量很高的一项工作，数控机床与普通设备有较大的差别。一般数控系统都有自诊断功能，根据系统自诊断各种报警信息，通过说明书进行分析以确定故障范围，定位故障元器件。数控系统的软故障是指控制系统的系统软件和札程序。有的系统把它们写在中插在主机板上，有的驻留在硬盘上。当故障发生后，维修人员一般不要急于动手，先与操作人员进行充分的沟通，再仔细询问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否是误操作，故障能否再现等，这样有助于维修人员快速分析和判断故障原因。
五、结束语
数控机床是现代加工车间最重要的装备，它的发展是信息技术与制造技术结合的结果，要充分发挥数控机床的高效性，就必须正确的操作和精心的维护保养，及时、定期的检修，以保证设备的正常运行，才能提高企业的效率。
参考文献：
关键词 数控机床；刀具选型；加工效率
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）58-0063-02
数控机床是我国国民经济的重要支柱产业。经过多年来的发展，我国的数控机床已经形成规模宏大、门类齐全、具有一定技术水平的产业体系。尤其在“十一五”期间，数控机床得到长足发展，重大技术装备自主创新能力进一步提高，部分产品技术水平和市场占有率已经跃居世界前列，国际竞争力显著提升。但是，不可否认的是，作为数控机床大国，产业大而不强、基础制造水平滞后、自主创新能力薄弱等问题依然存在。这种状况，已经不可避免地对我国机械工业近期运行态势产生了消极影响：今年上半年，机械工业运行呈现明显增速回落现象，主营业务收入同比下降，前五个月产销增速趋缓，对外贸易出现持续逆差。机械工业上述这些发展新动向，市场内在机制传递的这些新信号，前瞻性地预警：我国要在“十二五”期间实现发展方式的转变，变“制造大国”为“制造强国”，必须加快产业转型升级，增强自主创新能力，大力发展高端装备。
1 制约数控机床加工效率的因素分析
目前制约我国数控机床发展的主要因素，一是产品的技术性能指标与世界先进水平相比有明显差距，主要表现在自动化和智能化的程度不高，适应极端环境如超高（低）温、超高压、超高速、高腐蚀、高辐射、高磨损的能力不强；二是产品质量与世界先进水平相比有明显差距，突出表现在质量保障体系不完善，产品质量稳定性、可靠性差，某些产品在性能指标上技术含量较高但成熟度低，不能满足用户要求，可信度差。
1.1 数控机床应用水平不高
数控设备在中国制造业中已经有了较长的使用时间，虽然，有严格的数控机床操作规范、良好的机床维护保养。但是其本身的精度损失是不可避免的，为了控制产品的加工质量，我们定期对数控设备进行检测维修，明确每台设备的加工精度，明确每台设备的加工任务 、对于大批量成批生产的零件加工工厂，应严格区分粗、精加工的设备使用，因为粗加工时追求的是高速度、高的去除率、低的加工精度，精加工则相反，要求高的加工精度。而粗加工时对设备的精度损害是最严重的，因此我们将使用年限较长、精度最差的设备定为专用的粗加工设备，新设备和精度好的设备定为精加工设备，做到对现有设备资源的合理搭配、明确分工，将机床对加工质量的影响降到了最低，同时又保护了昂贵的数摔设备，延长了设备的寿命。
1.2 操刀次数及位置不合理
我们在用数控机床生产大量的机械部件的过程中，都是在确保了实际所加工的所有部件的质量的前提下，才不断地提升整个生产效率，以保证整个加工过程中的可持续性和稳定性。在铣削数控批量生产的过程中，一定要选择一个相对比较简便适宜的换刀方式，这样就能够节约具体换刀的时间。同时还能缩少机床的磨损率，从而进一步地降低了整个生产的成本。
2 提高数控加工效率的措施
2.1 优化数控加工工艺基础
要提高数控机床的加工效率不可能一蹴而就，必须下大力气提高基础材料、基础工艺、基础元器件研发以及系统的集成水平，加强高新技术的成套装备研发与产业化，重点要突破高档工作母机、高端测控系统、关键基础零部件、特种专用以及优质原材料这四个关键环节，进一步地提高铸造、焊接、锻压、热处理等一些比较基础的工艺水平，例如高端液压件的毛坯铸造技术等等。同时还要强化核心关键技术研发，强化行业基础共性技术研究，集中力量开发并实施科技攻关重大专项，提升重大技术装备集成创新能力。通过自主创新攻克重点领域技术难题，掌握核心关键技术。
2.2 加大投资力度促进产业升级
加大投资调结构、促升级、求发展，决定了数控机床的明天和未来。据统计，近年来全国数控机床企业用于自身发展所完成的全部固定资产投资中，90%左右是自筹资金，国家预算仅占不到0.5%。但是，在这些固定资产投资过程中，存在着重外延扩张轻内涵提升、重加工制造轻研发试验、重成套主机轻配套基础、重眼前利益轻长远发展以及跟风趋同多、注重特色少等严重问题。所以，使用自筹资金发展高端装备，调整产业和产品结构，必须慎之又慎，切忌盲目投资，一哄而上。毕竟提高数控机床加工效率的条件要求很高，盲目发展的风险很大，一定要根据自身能力，扬长避短，突出重点。
2.3 成组技术原理提高生产率
最近这两年，成组技术逐渐成为了数控机床提高生成效率的一条可选之路。当一些生产厂家已实现了所用零部件的编码与分组，就完全可以为所有的数控机床进行具体的零件分组，从而形成一个统一的检索指令，之后通过这些具体的检索指令，就能够从诸多的零件中准确地检索出一些具体能够适于加工的部件或组件。加工中心也比较适合一些多品种、中小批量的零件生产，加工中心有一个很大的刀库容量，因为刀库中的刀具比较繁杂，其型号、材料、规格各有不同，每一种道具都有着自己的固定位置，什么时间开始更换，具体更换哪种刀具，所有这些都会直接影响到生产加工的整个效率。为了缩短更换刀具的周期和次数，为进一步提高数控机床的实际使用寿命，最好的办法就是给每一组的工件配备一个独特的成组刀具。成组刀具具体加工的不在是一种单一的零件，而是有多种不同的零件进行组成，这样就可以大大减小换刀时间。
2.4 提升和改进传统产业素质
提高机床加工效率的本质是传统产业的升级，在高端装备制造业的强力牵引拉动下，传统机床加工的发展方向将会更加明确。传统机床加工的发展不仅为数控机床的发展提供了系统配套条件和环境的支撑，而且将加速全行业的由大变强。因此，发展新兴产业与提升传统产业必须统筹协调、相互促进，两者不可偏废。无论是数控机床还是传统产业，都必须把大力提高产品质量的可靠性作为企业发展的重中之重。
3 结论
综上所述，随着数控技术的快速发展，想要提高数控机床的加工效率。应从多方面着手，比如采用新型性能优良的切削液和高效率的冷却、方法，降低切削力和切削温度，改善刀具的受热情况，延长刀具寿命，以及采用新材料刀具，优化加工性能等各种渠道及方法来提高加工效率。
参考文献
