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時間：2023-09-04 16:41:52
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇國內(nèi)數(shù)控機床現(xiàn)狀范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）12-0073-02
隨著科技的飛速發(fā)展，機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在不斷加快。電子技術(shù)及計算機技術(shù)的不斷進(jìn)步帶動了數(shù)控機床迅速的發(fā)展。但我國目前擁有的數(shù)控機床總量并不多，和西方發(fā)達(dá)國家相比我國機械制造業(yè)水平相對落后，技術(shù)水平較低，陳舊的設(shè)備導(dǎo)致國際競爭力較弱，從而對生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生很大的影響。因此，當(dāng)前我國制造技術(shù)發(fā)展的趨勢應(yīng)該是逐步提高數(shù)控機床的占有率。但價格昂貴的數(shù)控機床，讓許多企業(yè)，特別是中小型企業(yè)望而卻步。而另一個現(xiàn)實是很多企業(yè)都擁有大量的普通機床，對舊機床進(jìn)行數(shù)控化改造，使其成為高效、多功能的數(shù)控車床，提高設(shè)備的先進(jìn)性及數(shù)控化率，是一個極其有效和實用的途徑，也是低成本實現(xiàn)自動化的行之有效的方法，是目前我國機械發(fā)展現(xiàn)狀下企業(yè)的必由之路。
1 數(shù)控機床在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前，我國雖然機床的產(chǎn)量居世界前列，但國際競爭水平仍然較低。在國內(nèi)市場對數(shù)控機床需求量較大的情況下，卻出現(xiàn)國產(chǎn)機床滯銷積壓的現(xiàn)象，充斥國內(nèi)市場的是國外機床產(chǎn)品，這必將嚴(yán)重影響我國數(shù)控機床的自主發(fā)展。究其原因主要是我國開發(fā)新產(chǎn)品的周期較長，生產(chǎn)的數(shù)控機床在品種、性能以及結(jié)構(gòu)等方面較落后，不能及時的給用戶提供需求的滿意的產(chǎn)品。
目前我國無論是在產(chǎn)品開發(fā)的總周期上，還是產(chǎn)品設(shè)計所占的時間比例上與國外相比都存在較大的差距，且新產(chǎn)品多基于直觀經(jīng)驗以及類比設(shè)計，經(jīng)常反復(fù)試制才能定型，從而可能錯過新產(chǎn)品推向市場的良機。
2 普通車床的數(shù)控化改造的必要性
我國目前擁有的數(shù)控機床總量并不多，多數(shù)制造行業(yè)及企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大多數(shù)使用的是傳統(tǒng)的機床，而且機床的役齡都已經(jīng)很長，和西方發(fā)達(dá)國家相比我國機械制造業(yè)水平相對落后，技術(shù)水平較低，陳舊的設(shè)備導(dǎo)致國際競爭力較弱，在國內(nèi)市場上也同樣缺乏競爭力，這必將直接影響企業(yè)的效益以及產(chǎn)品市場，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，從而對生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生很大的影響。因此，當(dāng)前我國制造技術(shù)發(fā)展的趨勢應(yīng)該是逐步提高數(shù)控機床的占有率。但價格昂貴的數(shù)控機床，讓許多企業(yè)，特別是中小型企業(yè)望而卻步。而另一個現(xiàn)實是很多企業(yè)都擁有大量的普通機床，對舊機床進(jìn)行數(shù)控化改造，使其成為高效、多功能的數(shù)控車床，提高設(shè)備的先進(jìn)性及數(shù)控化率，是一個極其有效和實用的途徑，也是低成本實現(xiàn)自動化的行之有效的方法，是目前我國機械發(fā)展現(xiàn)狀下企業(yè)的必由之路。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。把普通機床改造成數(shù)控機床大量實踐已經(jīng)證明普通機的床數(shù)控化改造既經(jīng)濟(jì)性實用，而且還具有較高的穩(wěn)定性。當(dāng)前，將現(xiàn)有機床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床是很多企業(yè)的積極選擇，投資少、見效快，多數(shù)企業(yè)正是看準(zhǔn)了這一點，用較少的資金，將普通機床升級改造為數(shù)控機床，給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
3 普通機床數(shù)控化改造技術(shù)
3.1 改造方案的確定
在進(jìn)行普通機床的數(shù)控化改造前，要全面對機床進(jìn)行檢查，先要確定機床改造后的用途是什么，也就是明確改造的目標(biāo)，之后再確定改造的方案，如圖1所示。
升級改造舊數(shù)控機床，主要是升級改造電氣控制系統(tǒng)，其機械系統(tǒng)改造較少，針對故障率高、系統(tǒng)老化、維修周期長等問題進(jìn)行改造。
3.2 改造機械系統(tǒng)
如圖2所示，對普通機床進(jìn)行數(shù)控化機械系統(tǒng)改造，其項目較多。為提高普通機床的耐磨性，提高動、靜剛度，可采用軸承鋼淬硬制成導(dǎo)軌來進(jìn)行升級改造，這主要是因為普通機床在鑄鐵床身上直接加工出導(dǎo)軌，在長時間使用的情況下，容易出現(xiàn)磨損，對加工的精度造成嚴(yán)重的影響，改造后，可將導(dǎo)軌粘貼緊固到鑄鐵床身上，再磨削粘貼好的導(dǎo)軌。為使傳動鏈縮短，對普通機床繁瑣的傳動鏈進(jìn)行改造，增加自動換刀裝置，采用步進(jìn)、DC或者AC伺服電動機相結(jié)合滾珠絲杠副的傳動形式，增加輔助功能部件，如分度工作臺、回轉(zhuǎn)工作臺等。改造升級機械部件性能良好的舊機床，除了需要清潔保養(yǎng)機械部件，進(jìn)行除銹處理外，并不需要做大的修復(fù)及更換。
3.3 數(shù)控系統(tǒng)選型及設(shè)計
不管是對舊數(shù)控機床進(jìn)行升級改造，還是對普通機床進(jìn)行數(shù)控化改造，其重要的核心步驟都是數(shù)控系統(tǒng)的選型、設(shè)計及安裝。當(dāng)前，由于多數(shù)已經(jīng)停止供貨早期型號的數(shù)控系統(tǒng)的電氣備件，在進(jìn)行改造時，對于老系統(tǒng)基本不考慮保留，如圖3所示，一般是根據(jù)實際情況，如企業(yè)資金狀況、機床的現(xiàn)狀以及產(chǎn)品生產(chǎn)的要求等，來選擇相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)。
而且，在普通機床的數(shù)控系統(tǒng)的改造過程中，要對新老系統(tǒng)替換時的差別進(jìn)行充分的考慮，還應(yīng)注意為了便于維修及管理，便于備件的購買，要盡量向一個知名廠家的型號系列進(jìn)行靠攏，并要對所選廠家在國內(nèi)的維修服務(wù)狀況清楚的了解，避免今后帶來各方面的麻煩。
前言：近些年來，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍越來越廣，數(shù)字化的應(yīng)用更是給人們的生活帶來便利。而將網(wǎng)絡(luò)及數(shù)字化與機械領(lǐng)域發(fā)展結(jié)合在一起，則從最大程度上能夠提升生產(chǎn)的進(jìn)步，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展。就機械制造領(lǐng)域來說，傳統(tǒng)的機械加工方法已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前的社會生產(chǎn)需要，其同樣需要計算機技術(shù)的應(yīng)用，需要通過數(shù)字化的控制，達(dá)到改善機械制造生產(chǎn)效率和質(zhì)量的現(xiàn)狀。因此，立足于數(shù)控機床當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，探究數(shù)控機床技術(shù)提升的措施，探究其未來發(fā)展的策略就顯得非常重要，只有這樣，才能夠最大化促進(jìn)機械生產(chǎn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，才能夠讓數(shù)控機床更好地促進(jìn)國家基礎(chǔ)建設(shè)。
一、數(shù)控機床現(xiàn)況
數(shù)控機床是我國工業(yè)、國防、科技等領(lǐng)域必不可少的加工工具，為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國防力量提升做出了巨大的貢獻(xiàn)。數(shù)控機床具有柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能，它代表著先進(jìn)制造技術(shù)的核心。近幾年來我國數(shù)控機床產(chǎn)量逐年爬升，持續(xù)快速發(fā)展。但是由于市場越來越多的對加工精度和高性能大型數(shù)控機床的需求增加，使得國內(nèi)市場消費份額比重下降。雖然我國的數(shù)控機床發(fā)展時間落后于西方發(fā)達(dá)國家，但是我國數(shù)控機床的發(fā)展已經(jīng)取到了不錯的成績，已經(jīng)掌握了數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機等基礎(chǔ)技術(shù)，其中一些技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。但是在一些加工技術(shù)上，我國機床技術(shù)仍存在很多問題。比如，在數(shù)控機床加工過程中一旦出現(xiàn)故障后，沒有依據(jù)來修理機床，導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降；數(shù)控機床整體的生產(chǎn)效率不高；機床在控制方面缺乏人性化的設(shè)計。所以我國數(shù)控機床技術(shù)仍有很長的路要走，未來數(shù)控機床應(yīng)該具有的特點：高速化與高精度化、驅(qū)動并聯(lián)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等等。綜上，我們必須看到，我國當(dāng)前的數(shù)控機床應(yīng)用現(xiàn)狀并沒有達(dá)到十分令人滿意的程度，市場的需求和社會的發(fā)展都對數(shù)控機床的應(yīng)用提出了新的要求，都需要全新的數(shù)控技術(shù)提升來給予更大的支持。
二、數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展策略
1.以高速化為先導(dǎo)，提高數(shù)控機床的綜合性能
數(shù)控機床的高速化發(fā)展，首先高速化要與機床的結(jié)構(gòu)和控制性能相匹配，因為主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的提高，使機床結(jié)構(gòu)和測量系統(tǒng)的熱變形和位置控制的跟蹤誤差隨之增大。數(shù)控機床的高速化是提高效柔性和高精化重要方法，在過去的數(shù)控機床高速化發(fā)展歷史中，數(shù)控機床的主軸運轉(zhuǎn)速率正以沒10年增長一倍的速率增加。因為主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的提高會引起一些負(fù)面影響，所以高速化要與機床的結(jié)構(gòu)和控制性能相匹配，應(yīng)用熱誤差補償、進(jìn)給速度前瞻控制、位置環(huán)前饋控制和加減速平穩(wěn)控制、抑制顫振的多點自動跟蹤濾波器等等一系列先進(jìn)控制信息技術(shù)，促使在高速控制條件下改進(jìn)加工精度，有效率的提高生產(chǎn)能力。所以高速化發(fā)展，提高數(shù)控機床的綜合性能是數(shù)控機床發(fā)展歷程中的必經(jīng)之路。
2.發(fā)展復(fù)合加工數(shù)控機床、縮短制造過程鏈
單一功能的數(shù)控機床由于生產(chǎn)效率低，時常要進(jìn)行換刀調(diào)動工件等麻煩，所以加快加快復(fù)合數(shù)控機床的發(fā)展速度，提高工序的集中度，使加工過程鏈集約化，可以提高多品種單件和中小批量加工的工效，也利于加工精度的穩(wěn)定。復(fù)合數(shù)控機床可以減少生產(chǎn)工序，降低下料時間。因此，復(fù)合數(shù)控機床具有明顯的技術(shù)效果。對于大重型數(shù)控機床應(yīng)用復(fù)合加工技術(shù)更有其重要作用。所以通過創(chuàng)新技術(shù)擴大功能部件的適用面來簡化結(jié)構(gòu)，發(fā)展模塊化和可重構(gòu)化的數(shù)控機床，可以避免復(fù)合機床因功能的擴展而過多地引起結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和成本的增加。因此，復(fù)合數(shù)控機床具有明顯的技術(shù)效果。對于大重型數(shù)控機床應(yīng)用復(fù)合加工技術(shù)更有其重要作用。
3.加快高性能數(shù)控功能部件的研發(fā)，提升數(shù)控機床品質(zhì)
加快高性能數(shù)控功能部件的研發(fā)是提高數(shù)控機床品質(zhì)的主要手段。目前國內(nèi)常用的數(shù)控機床在其制造裝備的功能上儲備通常比較多，但是當(dāng)數(shù)控機床需要加工的產(chǎn)品根據(jù)市場需求的變化，需要作出很大的更改時，這樣就耗費大量資金還有精力。所以，國內(nèi)主要是借鑒國際上的做法，獲得了不小得成就。國際上于1995年開始研究的在可重構(gòu)制造技術(shù)支持下，構(gòu)建具有適應(yīng)大批量高效柔性化生產(chǎn)的快速重組制造系統(tǒng)是一個值得注意的發(fā)展動向。其核心為制造系統(tǒng)能物理組態(tài)，即根據(jù)加工對象的變化方便地進(jìn)行布局和設(shè)備配置的調(diào)整。高性能的功能部件將具有智能化接口，能與整機協(xié)調(diào)匹配，并與數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成分布式控制，因此加強為主機廠的核心高性能數(shù)控部件研發(fā)，來提供滿足主機的個性化需求，以便于提高其競爭力。發(fā)展能對多變的市場需求作出合理的配置規(guī)劃和易于調(diào)整的布局方式、適應(yīng)重構(gòu)的控制軟件、開放式控制系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)化接口以及能快速提升系統(tǒng)重組后制造質(zhì)量的診斷系統(tǒng)等技術(shù)，使其具有專用生產(chǎn)線的高效性能和適用的柔性以取得更佳的經(jīng)濟(jì)性。目前看來，國內(nèi)已在數(shù)控加工中取得了初步成功。功能部件向功能多樣化、運行高可靠性化和結(jié)構(gòu)緊湊化的發(fā)展也將促進(jìn)數(shù)控機床復(fù)合化加工的擴展并推動新一代可重構(gòu)機床的出現(xiàn)。
4.發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元，推進(jìn)企業(yè)制造能力的高效柔性化
隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，工業(yè)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)不足為奇，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化的制造單元，能夠推進(jìn)企業(yè)制造能力的高效柔性化，實現(xiàn)高效的柔性化生產(chǎn)。數(shù)控機床多發(fā)的故障率一直是影響我國數(shù)控機床品質(zhì)的一個重要問題，因此發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元可以提高故障修復(fù)的時間，在最短的時間內(nèi)更換網(wǎng)絡(luò)制造單元，以降低生產(chǎn)成本，加快生產(chǎn)節(jié)奏。目前國際上普遍都采用先進(jìn)的企業(yè)管理系統(tǒng)如ERP、PDM、CRM、SCM等與數(shù)控機床技術(shù)向集成管理，解決其中出現(xiàn)的矛盾和問題，提高機床的利用率，從而實現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)。
結(jié)語：
綜上所述，數(shù)控技術(shù)在機械領(lǐng)域中的應(yīng)用依然存在很多問題，其提升的空間依然非常廣泛。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)積極探索數(shù)控技術(shù)發(fā)展的方式，探究其提升的路徑，并注重與先進(jìn)國家或者技術(shù)的溝通和交流，才能夠真正提升數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍，才能夠讓數(shù)控技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展，才能夠讓數(shù)控技術(shù)日益完善，從而為國家機械制造業(yè)的發(fā)展增磚添瓦。
參考文獻(xiàn)：
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引言
數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是各個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。我國數(shù)控技術(shù)與世界先進(jìn)國家。相比還有一定的差距，因此了解數(shù)控技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r對我國數(shù)控領(lǐng)域的發(fā)展有非常重要的意義。
數(shù)控技術(shù)（簡稱NC即NumericalContro1）應(yīng)用于生產(chǎn)中已有二十多年的歷史了，它使傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了質(zhì)的變化，尤其是近年來.微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展給NC技術(shù)帶來了新的活力。數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的主流設(shè)備，是體現(xiàn)現(xiàn)代機床技術(shù)水平、現(xiàn)代機械制造業(yè)工藝水平的重要標(biāo)志，是關(guān)系國計民生、國防尖端建設(shè)的戰(zhàn)略物資。因此世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。
1.數(shù)控車床的發(fā)展趨勢
根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃》。國內(nèi)數(shù)控機床大致發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾方面：
1.1智能、高速、高精度化
新一代數(shù)控機床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部（如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統(tǒng)等）主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15，000r/min以上。計算機技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來越大，計算機系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來了機床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡化，數(shù)控機床的智能化程度日趨提高。
1.2設(shè)計、制造綠色化
綠色設(shè)計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計理論和方法。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)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機床在設(shè)計時要考慮：綠色材料設(shè)計;可拆卸性設(shè)計;節(jié)能性設(shè)計;可回收性設(shè)計;模塊化設(shè)計;綠色包裝設(shè)計等。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過綠色生產(chǎn)過程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。
1.3復(fù)合化與系統(tǒng)化
工件一次裝夾，能進(jìn)行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機床一貫追求的。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應(yīng)提高，機床也朝高效能發(fā)展。機床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。
1.4數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展
隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ埽胰藱C界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。
1.5數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其他控制系統(tǒng)或上位計算機進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部，這就是所謂的Intranet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造，又稱“E一制造”，是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國際先進(jìn)機床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進(jìn)口數(shù)控機床時要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。
1.6數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展
隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的日趨廣泛，數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標(biāo)。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在99%以上，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間（MTBF）就必須大于3000h。如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：l（數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級），數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于3h，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于105h。對整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。
1.7數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展
在零件加工過程中，有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升速、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此具有復(fù)合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。柔性制造范疇的機床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數(shù)控加工程序自動進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。
1.8數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展
加工自由曲面時，三軸聯(lián)動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參與切削，進(jìn)而對工件的加工質(zhì)量造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率。因此多軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個開發(fā)熱點。
2.結(jié)語
目前，數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅(qū)動化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化已成為數(shù)控機床發(fā)展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優(yōu)勢，而在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應(yīng)該抓住機會不斷發(fā)展，努力發(fā)展自己的先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培訓(xùn)力度，提高企業(yè)綜合服務(wù)能力，努力縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距。力爭早日實現(xiàn)數(shù)控機床產(chǎn)品從低端到高端、從初級產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造、從制造大國到制造強國的轉(zhuǎn)變。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號：TH11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（c）-0227-01
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，它是傳統(tǒng)機械制造技術(shù)、計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)等于一體的現(xiàn)代制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。數(shù)控技術(shù)水平高低和裝備擁有量的多少是衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。現(xiàn)對國內(nèi)外數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，并對產(chǎn)業(yè)競爭力和戰(zhàn)略發(fā)展進(jìn)行研究。
1 國外數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
從世界范圍來看，數(shù)控機床發(fā)展的強國首推德國和日本。德國的數(shù)控機床精度高，穩(wěn)定性好，自動化程度高，出口遍及世界。而日本十分重視發(fā)展批量生產(chǎn)自動化，并大力發(fā)展中小批柔性生產(chǎn)自動化的數(shù)控機床。
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，主要體現(xiàn)幾個方面。
1.1 智能、高速、高精度化
隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，使得機床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)簡化，數(shù)控機床的智能化程度日趨提高。如果重復(fù)定位精度能達(dá)到0.005 mm，為高精度機床，在0.005 mm以下，是超高精度機床。高精度的機床，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。
1.2 設(shè)計、制造綠色化
綠色設(shè)計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計理論和方法。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)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應(yīng)環(huán)保趨勢，加大綠色設(shè)計與制造的研制，將是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要要素之一。
1.3 復(fù)合化與系統(tǒng)化
根據(jù)數(shù)控機床具有數(shù)字化控制機床運動的這一特點，可實現(xiàn)工件一次裝夾，完成多種工序復(fù)合加工，從而大大提高生產(chǎn)效率和加工精度。產(chǎn)品開發(fā)周期的縮短，制造速度也得到相應(yīng)提高。而且隨著產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。
2 國內(nèi)數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1958年我國研制出第一臺數(shù)控機床，隨后經(jīng)歷五個發(fā)展階段，直至21世紀(jì)，數(shù)控機床發(fā)展速度遠(yuǎn)高于機床工具工業(yè)平均發(fā)展速度，我國數(shù)控機床實現(xiàn)了超高速、飛速發(fā)展。
當(dāng)今世界機床制造業(yè)的水平集中表現(xiàn)在數(shù)控機床的開發(fā)、生產(chǎn)能力上，數(shù)控機床已成為制造業(yè)的主流設(shè)備，一個國家所擁有的數(shù)控機床多少、水平高低已成為衡量一個國家綜合實力的重要標(biāo)志。要實現(xiàn)我國從一個機床大國轉(zhuǎn)變?yōu)闄C床生產(chǎn)強國的目標(biāo)，必須加快調(diào)整步伐，加大新產(chǎn)品開發(fā)力度，必須關(guān)注機床產(chǎn)業(yè)相關(guān)的新技術(shù)及發(fā)展趨勢。
隨著信息技術(shù)的日新月異，高新技術(shù)日趨成熟并廣泛應(yīng)用到機床上，高速、高效、高精度、復(fù)合加工、環(huán)保是今后機床產(chǎn)品發(fā)展的主流。數(shù)控機床替代普通機床，機床技術(shù)的復(fù)合化、智能化生產(chǎn)的日趨成熟，極大提高生產(chǎn)效率和機床生產(chǎn)的自動化水平，縮短交貨周期，降低生產(chǎn)成本，并且能夠快速反應(yīng)市場。例如：在產(chǎn)品復(fù)合技術(shù)方面，具有代表性的德國WFL公司研制的MILLTURNS系列車銑復(fù)合加工中心，該機床可完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、滾齒、磨削等多道工序加工。德國TBT公司的MULTI.CRANK，最多有十個控制軸，可完成復(fù)雜曲軸類零件的復(fù)合加工。
3 我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略選擇與實施
雖然目前市場對高檔和大型機床需求量很大，但是中小型和普通機床已出現(xiàn)庫存跡象。因此對于這兩種供需矛盾的突出問題，必須通過加快調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來解決。企業(yè)要針對市場需求和本企業(yè)特色、產(chǎn)品特色進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。逐步增加大型重型以及多軸控制，高柔性、高自動化程度機床制造能力和市場占有比重，同時不斷完善內(nèi)部管理機制，培養(yǎng)人才，提高勞動生產(chǎn)率，重視產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)，在提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性上下功夫；同時，完善管理機制，提高管理水平也是企業(yè)增強競爭力的必備條件。
目前國內(nèi)排名在前列的主要機床制造企業(yè)均為國有企業(yè)，如沈陽機床集團(tuán)，大連機床集團(tuán)，北京第一機床等等。這些國有大型企業(yè)機床產(chǎn)量占據(jù)國內(nèi)機床總產(chǎn)值的70%以上，處于絕對主導(dǎo)地位。并且這些企業(yè)占有國家更多的資源，容易得到國家扶植。在這些企業(yè)的國有企業(yè)股權(quán)結(jié)構(gòu)中，國有股比重過高。股權(quán)過于集中，不利于股權(quán)分散和公司產(chǎn)權(quán)獨立化，不利于投資主體多元化和形成多元產(chǎn)權(quán)主體制衡機制。因此，合理配置股權(quán)，優(yōu)化股權(quán)結(jié)構(gòu)是完善國有企業(yè)治理結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
從2009年至今，中國機床產(chǎn)值已穩(wěn)居世界第一，但其中經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床占比相當(dāng)大，高檔數(shù)控機床與國外仍有很大差距。因此，必須提高開發(fā)能力，發(fā)展高檔數(shù)控機床。而且我國重型機床行業(yè)雖然取得了可喜的成就，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，還存在不小差距。目前，國產(chǎn)重型機床與世界一流水平的差距主要是可靠性和制造工藝等方面，要加速縮小與國外的差距，不斷提高國產(chǎn)重型機床的水平，就要不斷提高自主創(chuàng)新能力，開發(fā)自己的核心技術(shù)。
目前，我國龍頭機床制造商已經(jīng)形成了并正在擴大自己產(chǎn)業(yè)集群。如大連機床在大連高新區(qū)構(gòu)建其產(chǎn)業(yè)集群等等，并積極引入國際高端機床零部件制造企業(yè)及機床配套供應(yīng)企業(yè)，提高產(chǎn)品供應(yīng)效率，與供應(yīng)商共同合作增強企業(yè)研發(fā)能力，最終達(dá)到增強產(chǎn)業(yè)鏈條，提高綜合競爭實力的目的。
4 結(jié)論
數(shù)控機床作為實現(xiàn)機械制造自動化的關(guān)鍵，直接影響到一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。機床行業(yè)要進(jìn)一步深化改革，適應(yīng)市場需求，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，加速數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化步伐，增強自主創(chuàng)新能力，加快高檔數(shù)控機床和大型重型機床及其功能部件的研發(fā)和市場開拓，從而提高市場競爭力，在國家的政策和措施的支持下，機床產(chǎn)業(yè)競爭力將會得到迅速的提升。
參考文獻(xiàn)
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機床是裝備制造業(yè)中的基礎(chǔ)性產(chǎn)品。我國機床業(yè)技術(shù)附加值較低，尤其自主研發(fā)的高端數(shù)控機床成果寥寥，這與“中國制造”以往在國際分工中的低端定位有關(guān)。而近年來，中國產(chǎn)業(yè)升級步伐加快，高端數(shù)控機床需求大增，但市場卻主要被進(jìn)口貨占據(jù)，國產(chǎn)高端數(shù)控機床發(fā)展仍步履艱難。
種種跡象顯示，這與國內(nèi)該領(lǐng)域高端技術(shù)人才缺失有關(guān)。數(shù)控機床市場規(guī)模發(fā)展越快，人才短缺的瓶頸效應(yīng)越凸顯。對國內(nèi)數(shù)控機床行業(yè)而言，這仿佛是個難以自拔的尷尬境地。
發(fā)展陷入怪圈
在此次展會上，當(dāng)各展臺的業(yè)務(wù)人員都在熱切期待自己的客戶時，記者卻在大連機床集團(tuán)展臺旁，看到一個小伙子和一位白發(fā)蒼蒼的老人為了機床行業(yè)人才缺失的問題展開熱烈的討論。小伙子就是張成，老者是中國機床工具工業(yè)協(xié)會高級工程師、原高級顧問陳循介。
“我國機床行業(yè)之所以會出現(xiàn)今天這個現(xiàn)狀，很重要的原因是人才缺失。”作為老一輩機床專家，陳循介憂慮地對記者說，國內(nèi)機床行業(yè)的高端技術(shù)人才中，比他年輕一點的有不少，可再年輕點的就很少見了。機床行業(yè)在人才上出現(xiàn)了斷代。
張成也認(rèn)為，我國大量高端機床領(lǐng)域的技術(shù)人才流失，關(guān)鍵是用什么來吸引人才的問題。國內(nèi)機床企業(yè)還不能給高精尖人才提供一個良好的環(huán)境。
記者注意到，和其他裝備制造業(yè)一樣，目前我國數(shù)控機床行業(yè)處于難得的戰(zhàn)略機遇期。傳統(tǒng)工業(yè)，如汽車、機械、家電、紡織、農(nóng)機、環(huán)保等行業(yè)的技術(shù)改造，對數(shù)控機床的需求繼續(xù)攀升；電子信息、生物工程、新能源新材料等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又為精密、高效、專用數(shù)控機床開辟了新的需求市場。
另一方面，我國東部產(chǎn)業(yè)的升級、東北等老工業(yè)基地的振興和中西部開發(fā)步伐的加快，為數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了潛力巨大的國內(nèi)市場；國際金融危機以來，國際資本和產(chǎn)業(yè)向中國的轉(zhuǎn)移、國際技術(shù)和人才的交流，又為我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了外部環(huán)境。
有數(shù)據(jù)顯示，10年前國內(nèi)數(shù)控機床年產(chǎn)量只有2萬臺左右，如今已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)量20多萬臺；國產(chǎn)機床數(shù)控化率由“十五”末的35.5％，提高到“十一五”末的51.9％。然而，這些數(shù)據(jù)卻不能反映目前機床行業(yè)發(fā)展面臨的諸多深層次矛盾。
“大而不強、廣而不精是國產(chǎn)數(shù)控機床的通病，重點行業(yè)需要的高檔機床日前仍需靠進(jìn)口。”齊齊哈爾二機床總工程師程鳳蘭說。
武漢重型機床集團(tuán)有限公司(下稱武重機床)總工藝師、副總工程師張文橋也指出：“我們采取的是先做大、再做強的策略。目前，機床的功能是達(dá)到了，可精度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”
“從某種程度上說，機床業(yè)的發(fā)展陷入了一個怪圈。”湖南杰克數(shù)控有限公司董事長、湖南大學(xué)隨動磨削研究所所長胡惜時對記者說，機床業(yè)相當(dāng)于制造業(yè)中的“農(nóng)業(yè)”，利潤低導(dǎo)致技術(shù)人才待遇低，待遇低又導(dǎo)致機床業(yè)人才缺失，人才缺失又影響產(chǎn)品的創(chuàng)新，這又進(jìn)一步制約了企業(yè)的利潤空間。
人才待遇不高
杰克機床是杰克控股集團(tuán)旗下的第二大企業(yè)，現(xiàn)在在浙江、江西和湖南擁有3家機床制造工廠=其在湖南工廠的高級技術(shù)員自加入企業(yè)第二年后就基本上能拿到3000多塊錢。雖然也有年薪十幾萬的工程師，但公司對用人成本有嚴(yán)格控制，基本上不會超過總成本的15％。
胡惜時告訴記者，技術(shù)人才流失，跟這個行業(yè)的工資待遇不高確實有很大關(guān)系。“現(xiàn)在哪怕一個洗腳妹也能拿到3000塊錢工資。一個技術(shù)員才拿3000塊錢，他就感覺吃虧了。”
加拿大的ICAM公司是數(shù)控機床行業(yè)的國際知名公司。該公司工程師李榮華向本刊記者介紹，跟中國比，該公司給技術(shù)人才的待遇確實要高出一大截，盡管中國一些機床企業(yè)已經(jīng)在給員工漲薪水。
然而，國內(nèi)機床企業(yè)目前還是無法滿足工程師們的迫切愿望。這其中的一個很重要原因是國產(chǎn)數(shù)控機床賣不出好價錢。同樣型號的產(chǎn)品，國產(chǎn)的價錢要比國外企業(yè)的產(chǎn)品便宜很多，以至于業(yè)內(nèi)人士不看產(chǎn)品參數(shù)，只看價錢就能判斷出是國產(chǎn)貨還是進(jìn)口貨。
另一方面，國內(nèi)企業(yè)管理層似乎沒有深刻意識到高端技術(shù)工程人員的重要性。工程師做銷售
張成在大連機床搞技術(shù)研發(fā)已經(jīng)5年。不過，從今年開始，他要開始跑銷售。記者注意到，在CIMT2011展會上，很多“銷售經(jīng)理”名片的頭銜后面都跟著三個字――工程師。
對此現(xiàn)象，浙江天通吉成機器技術(shù)有限公司銷售二部部長張亞寧解釋說：“我們國家的機床行業(yè)是市場導(dǎo)向性非常突出的行業(yè)，只有市場需要的，機床企業(yè)才去研發(fā)生產(chǎn)，市場不需要的就一定不會有哪家企業(yè)會去研發(fā)生產(chǎn)。”
武重機床是國內(nèi)生產(chǎn)重型、超重型機床規(guī)格最大、品種最全的大型骨干企業(yè)。該公司總工藝師、副總工程師張文橋表示，從他們機床廠家來說，也想用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，但這最終還是取決于用戶的選擇，一般用戶不愿意使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。沈陽機床黨委宣傳部的一位楊姓副部長也曾向記者表示，如果企業(yè)一心研發(fā)新產(chǎn)品，到頭來卻賣不出去，那企業(yè)怎么生存?
來自中國機床工具工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示：2010年我國機床工具產(chǎn)品進(jìn)口總額為157.2億美元，同比增長62.0％，超過歷史最高的2008年的27.8％。其中，普通機床超過90億美元，數(shù)控機床接近80億美元。
對此，有機床行業(yè)專家分析指出，進(jìn)口大幅增長的原因，一方面是國家鼓勵先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)裝備進(jìn)口，進(jìn)一步擴大高檔機床工具產(chǎn)品的進(jìn)口，另一方面也說明，國產(chǎn)中、高檔機床工具與國外還有較明顯差距，還不能完全滿足國內(nèi)市場需求。
1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類創(chuàng)造了可增強和部分代替腦力的勞動的工具。6年后，即在1952年，計算機技術(shù)應(yīng)用到了機床上，在美國麻省理工大學(xué)研制了第一臺數(shù)控機床。從此，傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。
二、我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為三個階段：第一階段從1958～1979年，即封閉式發(fā)展階段。由于國外的技術(shù)封鎖和我國基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。第三階段是在國家“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50%，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10%。目我國數(shù)控機床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)較成熟，并已有成熟產(chǎn)品走向市場。同時，我國也已進(jìn)人世界高速數(shù)控機床生產(chǎn)國和高精度精密數(shù)控機床生產(chǎn)國的行列。在CIMT2003上，中國內(nèi)地共展出機床700多臺，在600多臺金屬切削機床和近100臺金屬成形機床展品中，數(shù)控機床分別占75%和54%。這既體現(xiàn)了中國機床市場的需求趨勢，也反映了中國在數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化方面取得了突破性進(jìn)展。目前我國占據(jù)市場的產(chǎn)品主要集中在經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品上，而在中檔、高檔產(chǎn)品上市場比例仍然很小，與國外一先進(jìn)產(chǎn)品相比，在可靠性、穩(wěn)定性、速度和精度等方面均存在較大差距。
三、數(shù)控系統(tǒng)中的新技術(shù)
（一）網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)平臺
1.網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)平臺的基本結(jié)構(gòu)。
（1）系統(tǒng)軟件。機床網(wǎng)聯(lián)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可以在任何一臺機床上對其他機床機進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。通過開放式的CNC同環(huán)球網(wǎng)的連接，車間能夠從跟蹤到收集機床生產(chǎn)情況等更多的信息。Pro/Engineer北航海爾CAXA等CAD/CAM軟件能夠依據(jù)零件CAD輪廓生成相應(yīng)的加工軌跡，生成數(shù)控代碼程序。這些代碼通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)給機床進(jìn)行加工。網(wǎng)絡(luò)數(shù)控通過網(wǎng)絡(luò)將制造單元和控制部件相連，活將制造過程所需要資源（如加工程序、機床、工具、監(jiān)測監(jiān)控儀器等）共享。
（2）系統(tǒng)硬件。系統(tǒng)硬件包括組成的各種物理實體。系統(tǒng)硬件對外部的表象和接口可以是一致的，也可以通過設(shè)備驅(qū)動程序使之與操作系統(tǒng)分隔。系統(tǒng)硬件各部分通過信息管理網(wǎng)絡(luò)和開放設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)互連，傳遞命令和數(shù)據(jù)信息，并行完成數(shù)控任務(wù)。對于數(shù)控系統(tǒng)硬件來講，開放性主要是指其計算機、網(wǎng)絡(luò)、伺服系統(tǒng)及I/O邏輯控制等單元應(yīng)該具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以實現(xiàn)互換性。要使其硬件具有互換性，全球所有數(shù)控系統(tǒng)制造商都認(rèn)為應(yīng)該采取現(xiàn)場總線技術(shù)。
2.未來數(shù)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢。一種基于移動通信技術(shù)的人機協(xié)同的新型數(shù)字化制造模式，它把無線移動通信技術(shù)引進(jìn)來，創(chuàng)建一種以人為中心的能充分發(fā)揮“人的智能”和“及其智能”的分布式人機系統(tǒng)工作模式。車間數(shù)字助理（Shop Floor PDA）和新型數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成了這種新型制造模式的兩個核心環(huán)節(jié)。這種專業(yè)化的數(shù)控PDA可以通過無線局域網(wǎng)和上網(wǎng)，獲得車間或單元服務(wù)器乃至CAD/CAM技術(shù)中心的支持，因而極大地增強了數(shù)控系統(tǒng)的功能。
車間數(shù)字化是企業(yè)制造數(shù)字化和信息化的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是我們所面臨的一個難點。企業(yè)排除人的參與，完全依靠計算機和自動化技術(shù)實現(xiàn)制造業(yè)數(shù)字化和信息化是不現(xiàn)實的。只有通過把當(dāng)前無線與移動通信技術(shù)引入到制造業(yè)中，實現(xiàn)隨時隨地的信息獲取和人機溝通，把人的智能和及其的智能無縫的結(jié)合起來，形成以一個人為中心的人機協(xié)同的制造模式，將為實現(xiàn)這種嶄新的制造模式打下堅實的基礎(chǔ)。
（二）數(shù)控機床智能控制技術(shù)
中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（a）-0138-01
縱觀現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，集成科技對于數(shù)控技術(shù)的推動作用不容忽視。無論是微電子技術(shù)還是自控監(jiān)測技術(shù)都對數(shù)控機床的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響，這對國內(nèi)機械制造業(yè)的整體水平提升意義重大。機械制造作為國民經(jīng)濟(jì)的支撐產(chǎn)業(yè)，與當(dāng)前國防建設(shè)領(lǐng)域休戚相關(guān)，數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)更是從實用性角度提升了人才的市場競爭優(yōu)勢。由此可見，關(guān)于數(shù)控機床的實踐教學(xué)開設(shè)是極為重要且有必要的。學(xué)生在數(shù)控技術(shù)方面實際操作水平的提高依賴于實踐課程的開展，同時實踐教學(xué)過程也能夠讓學(xué)生更好地接觸到數(shù)控機床的實訓(xùn)內(nèi)容，為今后的崗位工作打下扎實的實踐基礎(chǔ)。實踐教學(xué)同時也需要理論教學(xué)作為支撐，這一點也應(yīng)當(dāng)引起實踐教學(xué)人員的足夠重視。
1 我國數(shù)控機床實踐教學(xué)的主要內(nèi)容與實施現(xiàn)狀
實踐教學(xué)內(nèi)容在我國數(shù)控教育領(lǐng)域的滲透無疑是對機械控制技術(shù)的有效補充，這對今后數(shù)控技術(shù)的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。伴隨當(dāng)前數(shù)控機床實踐教學(xué)課程的深入開展，必將為我國數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域儲備和輸送更多的專業(yè)型技術(shù)人才，進(jìn)而推動國內(nèi)機械制造水平的不斷提升。人才進(jìn)步與科技創(chuàng)新密切相關(guān)，實踐技能的提升必定能夠推動數(shù)控產(chǎn)業(yè)朝著更加高速發(fā)展的方向邁進(jìn)。實踐教學(xué)至關(guān)重要，然而當(dāng)前我國數(shù)控機床在實踐教學(xué)過程中涌現(xiàn)出的一系列問題也是不容忽視的。
1.1 數(shù)控機床實踐教學(xué)的主要內(nèi)容
關(guān)于數(shù)控機床的實踐教學(xué)主要是培養(yǎng)學(xué)生基本的調(diào)適與應(yīng)用能力，能夠在基礎(chǔ)操作中理解必要的數(shù)控機床管理與維護(hù)知識，并且在此基礎(chǔ)之上利用各種調(diào)適技術(shù)來實現(xiàn)對模擬編程信息的有效分析。一般實踐教學(xué)課程由數(shù)控機床操作和仿真實驗兩部分組成，其中以實驗課作為實踐教學(xué)的核心內(nèi)容。具體教學(xué)內(nèi)容方面，實踐課程大致涵蓋了三個方面的主要內(nèi)容：（1）數(shù)控機床的基本操作原理與組成結(jié)構(gòu)；（2）數(shù)控機床的具體操作步驟；（3）數(shù)控機床的編程與實踐操作環(huán)節(jié)。
1.2 實踐教學(xué)中存在的問題分析
數(shù)控機床實踐教學(xué)過程中存在的問題主要表現(xiàn)為四大方面：其一，實踐教學(xué)硬件設(shè)施不夠到位。數(shù)控機床實訓(xùn)基地的建設(shè)需要大量的資金和技術(shù)投入，無論是其中的教學(xué)設(shè)備還是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都與成本密切相關(guān)。然而出于經(jīng)濟(jì)目的考慮不少學(xué)校在實訓(xùn)建設(shè)領(lǐng)域僅僅依靠一些陳舊的數(shù)控設(shè)備，自然影響到實踐教學(xué)質(zhì)量的提高。其二，實際操作過程失誤頻頻發(fā)生。學(xué)生對于實踐教學(xué)充滿好奇心，因此在操作過程中并沒有認(rèn)真聽取教師建議，導(dǎo)致設(shè)備事故頻發(fā)。其三，安全問題令人揪心。不少學(xué)生在實踐教學(xué)過程中擅自將身體置于防護(hù)欄之外，嚴(yán)重忽視了實踐教學(xué)中最為重要的安全問題。其四，不夠規(guī)范的實踐操作和設(shè)備應(yīng)用。數(shù)控機床的操作及編程問題需要嚴(yán)格遵守必要的程式化規(guī)定，這也是當(dāng)前實踐教學(xué)過程中所缺少的。
2 優(yōu)化數(shù)控機床實踐教學(xué)效果的策略探討
從當(dāng)前數(shù)控機床實踐教學(xué)過程中存在的諸多問題我們不難分析，提升實踐教學(xué)課程的實施效果不僅需要從實訓(xùn)基地的建設(shè)角度出發(fā)，更需要在實驗課中積極培養(yǎng)學(xué)生的編程操作能力以及數(shù)控機床相關(guān)的保養(yǎng)維護(hù)能力，以此來提升實踐課程的教學(xué)效率與實施效果。隨著現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展傳統(tǒng)手工制造業(yè)正逐漸被完全取代，以機電一體化為主要特征的數(shù)控技術(shù)發(fā)展備受關(guān)注，這不僅由于它集結(jié)了計算機技術(shù)、程序編纂技術(shù)以及數(shù)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多方面內(nèi)容，同時這些技術(shù)本身也象征著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展。針對當(dāng)前數(shù)控機床實踐教學(xué)中存在的種種弊端，筆者認(rèn)為可從以下幾方面加以改善：
第一，注重數(shù)控機床實訓(xùn)基地的建設(shè)，加大資金投入，定期對實訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行必要保養(yǎng)與維護(hù)。實踐教學(xué)的環(huán)境建設(shè)尤為重要，這不僅是數(shù)控機床實踐教學(xué)效果的重要保證，同時也是培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新意識的關(guān)鍵路徑。
第二，重視理論知識與實踐技能的共同提升，力求最大程度降低實踐教學(xué)過程中意外事故的發(fā)生概率。數(shù)控機床實踐教學(xué)其目的旨在讓學(xué)生直接接觸到現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展水平，能夠通過實踐操作過程來提升自身對于數(shù)控領(lǐng)域的了解，進(jìn)而積累必要的數(shù)控實訓(xùn)知識。
第三，重視數(shù)控機床實踐教學(xué)過程中的安全意識引導(dǎo)。實踐教學(xué)應(yīng)從基本的實驗室規(guī)章制度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生積極遵守必要的設(shè)備操作規(guī)范，堅持做到緊跟教學(xué)思維，不做與實踐教學(xué)無關(guān)的事情。此外，堅決不可將身體部位置于機床范圍之內(nèi)，檢查自我防護(hù)眼鏡佩戴情況，重視自我人身安全的保護(hù)。
第四，從理念創(chuàng)新角度提升實踐教學(xué)的效果。數(shù)控機床的實踐教學(xué)不應(yīng)僅僅被約束在學(xué)校教學(xué)范圍之內(nèi)，而應(yīng)讓學(xué)生在深入企業(yè)實際了解的同時提升自我實踐認(rèn)知，甚至讓學(xué)生在實際崗位操作中加深對實訓(xùn)內(nèi)容的理解。值得注意的是，嚴(yán)格遵守必要的實踐操作規(guī)定是體現(xiàn)實踐教學(xué)宗旨的根本前提。
3 結(jié)語
在當(dāng)前生產(chǎn)現(xiàn)代化手段的輔助下，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展基本實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化，然后目前國內(nèi)關(guān)于數(shù)控機床專職管理和控制的人才數(shù)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以滿足市場的實際發(fā)展需求，具備實踐創(chuàng)新能力的數(shù)控技術(shù)人才成為了打開當(dāng)前市場就業(yè)缺口的有效途徑。數(shù)控機床實踐教學(xué)從學(xué)生現(xiàn)有的理論知識出發(fā)，注重對學(xué)生實際動手能力和合作探究能力的培養(yǎng)，這不僅夯實了學(xué)生既有的數(shù)控知識結(jié)構(gòu)，從就業(yè)發(fā)展角度來看也與今后的數(shù)控方向人才發(fā)展需求相吻合。實踐教學(xué)課程以實驗課為主，側(cè)重學(xué)生操作技能與編程能力的發(fā)展，然而由于設(shè)備資金消耗過高，因此各級院校在實踐教學(xué)成本投入方面還有待加強。此外，還應(yīng)重視實踐知識的分層灌輸，考慮到學(xué)生的實際接受能力，能夠切實讓學(xué)生感受到實踐教學(xué)的樂趣，達(dá)到最佳的實踐教學(xué)效果。最后，數(shù)控機床實踐教學(xué)基地建設(shè)也至關(guān)重要，它是實踐課程教學(xué)質(zhì)量的重要保障。
參考文獻(xiàn)
中國作為全球的制造業(yè)大國，裝備制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有很大的比重。伴隨中國的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程，裝備工業(yè)有了迅猛發(fā)展，作為裝備制造業(yè)的核心和基礎(chǔ)，機床行業(yè)備受重視，機床工業(yè)無論地位、產(chǎn)值、技術(shù)、市場等各個方面均有了飛速發(fā)展，但和國際機床行業(yè)強國德國、日本比較還有一定差距，伴隨我國科學(xué)、技術(shù)進(jìn)步和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展，機床行業(yè)具有光輝的發(fā)展前景。本文主要從中國機床工業(yè)的發(fā)展規(guī)律及驅(qū)動因素上分析機床工業(yè)的發(fā)展前景。
一、國際機床行業(yè)的發(fā)展規(guī)律和現(xiàn)狀
1、機床工業(yè)的生產(chǎn)狀況
全球28個主要機床生產(chǎn)國家和地區(qū)2012年產(chǎn)值為932億美元，中國約占30%，位居第一位。機床生產(chǎn)前8位國家和地區(qū)依次是中國、日本、德國、意大利、瑞士、美國、韓國和中國臺灣。進(jìn)入世界機床產(chǎn)值最大20家企業(yè)中，日本和德國最多，分別達(dá)6家，中國、美國和韓國排在其后，分別有2家，瑞士1家排在第6位。美、德 、日仍然是美、歐、亞三洲機床生產(chǎn)強國。
2、全球機床行業(yè)的消費情況
中、德、日、美、意是世界機床重點消費大國，占全球消費總量的73%。2013年中國機床消費381億美元，漲幅近12%，占全球消費量的30%，仍然居世界第一，其中中國金屬加工機床消費則占據(jù)全球市場的45%。美國、德國、日本機床消費增長已成定勢，而且以中高檔數(shù)控機床為消費主流。以歐元計算，各地區(qū)占比基本未變，亞洲占全球機床產(chǎn)值的57.7%，歐洲占比為34.7%，美洲占比為7.6%。其中2012年前十位機床消費國占全球市場80%。
3、全球機床行業(yè)的特點和分布格局
歐美機床企業(yè)集團(tuán)化趨勢加強，控制著機床行業(yè)高端技術(shù)。美國企業(yè)重點發(fā)展高精尖機床技術(shù)，生產(chǎn)飛機、宇航、汽車工業(yè)所需高精度、高效、高自動化、高性能機床。德國企業(yè)對加工工藝研究投資不遺余力，尤以重型機床、大型精密機床著稱，精度及使用壽命最好。瑞士機床企業(yè)以中小精密機床技術(shù)著稱于世，擅長將現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用于機床系統(tǒng)。意大利機床企業(yè)擅長生產(chǎn)單臺定制，個性化顯著的機床，機床的柔性化程度高。韓國、日本、臺灣擅長生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)實用性較強的中高檔機床，其中日本企業(yè)對機床壽命設(shè)計有特別的獨到技術(shù)。
4、機床行業(yè)在全球進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移
產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重要理論依據(jù)是比較優(yōu)勢，由于各個國家的勞動力成本、產(chǎn)業(yè)配套、法律法規(guī)、教育體系等各個方面的不同，同樣的產(chǎn)品在各個國家中成本有明顯差異，而發(fā)展中國家在制造業(yè)和一些低端產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢，成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的理想目的地。發(fā)達(dá)國家將傳統(tǒng)成熟產(chǎn)業(yè)有計劃、有步驟地向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。造船行業(yè)、港口機械、工程機械等勞動密集型產(chǎn)業(yè)由于技術(shù)含量較低、運輸成本高、環(huán)保壓力大等因素成為發(fā)達(dá)國家的主要轉(zhuǎn)移領(lǐng)域。中國機床行業(yè)由于中國的第一消費大國地位和生產(chǎn)成本、人員工資、工業(yè)配套等因素成為機床產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的第一大國。高端制造主要集中在發(fā)達(dá)國家，高端裝備制造不但體現(xiàn)在技術(shù)檔次高、系統(tǒng)復(fù)雜成套、大型重型化、高速精密等科技水平和技術(shù)參數(shù)，更體現(xiàn)在售后服務(wù)復(fù)雜和更新?lián)Q代快。總體表現(xiàn)為：投入巨大、成套復(fù)雜，規(guī)模龐大、研發(fā)周期長等方面。所以國內(nèi)在重型設(shè)備等方面進(jìn)步明顯，比如港口機械、船舶、發(fā)電設(shè)備等，而精密機械等方面突破較慢。
二、我國機床行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
在國家經(jīng)濟(jì)增長的拉動和國內(nèi)市場國際化促動下，中國機床行業(yè)從2002年（入關(guān)后）起，機床消費總量呈加速增長趨勢，“十五”以來，我國市場機床消費總額、進(jìn)口額已連續(xù)居世界第一，數(shù)控機床更是以兩位數(shù)以上的增長速度快速發(fā)展，成為排名第一的機床消費大國。2012年機床全行業(yè)總產(chǎn)值為8000億元。預(yù)計2015年年消費額將近8500億元左右。國內(nèi)機床消費市場競爭國際化，世界機床制造基地移地中國化成為大趨勢，國家建立裝備制造業(yè)基地如上海、沈陽、大連、浙江等。目前我國機床行業(yè)產(chǎn)品覆蓋國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，滿足各個行業(yè)的基本需求，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中需要的裝備制造業(yè)機床，我國均能自行生產(chǎn)，基本沒有空白。
1、我國機床工業(yè)的歷史發(fā)展規(guī)律
中國機床消費總量呈加速增長趨勢，消費的增長導(dǎo)致了進(jìn)口的快速增長，消費增長主要是受到固定資產(chǎn)投資增長、產(chǎn)業(yè)升級和跨國公司加大對中國投資建廠和合資生產(chǎn)的影響。這也是我國裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級的路線圖和升級進(jìn)化過程，作為制造業(yè)核心的機床也經(jīng)歷了同樣的發(fā)展歷程，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，機床行業(yè)形成了低端到高端的歷史發(fā)展進(jìn)程。
2、我國機床產(chǎn)業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀及存在問題
國內(nèi)機床行業(yè)面臨的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理問題突出。首先是粗加工機床占總產(chǎn)量的40%以上，機床產(chǎn)值數(shù)控化率低（32.7%），其次，數(shù)控機床低檔產(chǎn)品所占比例高（75%），數(shù)控化水平與國際差距較大。國產(chǎn)數(shù)控機床高、中、低檔比例為3：22：75。國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床基本滿足了國內(nèi)需求，中檔數(shù)控機床具備了一定的生產(chǎn)能力，小批量的國產(chǎn)高端數(shù)控機床已投入使用。
國內(nèi)機床行業(yè)存在的問題是：機床精度普遍較低，缺少剛度實驗，很少采用軟件補償、溫度變形補償、高速主軸系統(tǒng)動平衡技術(shù)等保證定位精度，僅有少數(shù)幾種產(chǎn)品可達(dá)歐洲標(biāo)準(zhǔn)定位精度；基礎(chǔ)材料性能弱，很少普及高強度密烘鑄鐵（樹脂砂技術(shù)），無重大新材料開發(fā)；機床結(jié)構(gòu)開發(fā)性能差，高速機床需要強化結(jié)構(gòu)剛性，減輕移動件重量，機床整體結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的能力差；技術(shù)差距大，國外普及的遠(yuǎn)程服務(wù)技術(shù)、交鑰匙工程、高速機床硬切削、干切削及其機理研究空白，基本無切削軟件包供應(yīng)；關(guān)鍵配套件性能不足，電主軸、高速滾珠絲杠副、直線電機、高速高精度數(shù)控系統(tǒng)，高精度位置檢測系統(tǒng)等普遍處于低水平狀態(tài)。
3、機床行業(yè)的市場分析
（1） 普通制造業(yè)。普通機械加工業(yè)中五金、電力設(shè)備、模具加工、礦山機械、冶金設(shè)備、建材設(shè)備、石油化工設(shè)備是帶動機床消費增長的主要因素。
（2）汽車行業(yè)。汽車工業(yè)對機床裝備的需求具有多層次、寬領(lǐng)域、快節(jié)奏、高質(zhì)量、數(shù)量大的特點，柔性加工生產(chǎn)線、各種數(shù)控專用機床將是日后國內(nèi)機床工業(yè)向汽車工業(yè)領(lǐng)域滲透的重點。中國汽車零部件配套行業(yè)的實力與主機廠的需求差距還相當(dāng)大，汽車配套企業(yè)必須擴充、提高裝備能力，才能謀求其未來的生存發(fā)展。
（3）航空、航天、船舶、軍工行業(yè)。航空、航天、船舶、軍工產(chǎn)業(yè)是高端機床市場需求的大戶。隨著國家綜合國力的增強和國防現(xiàn)代化的升級，國家將會加大對國防裝備的投入（預(yù)計由目前占國內(nèi)生產(chǎn)總值的2.5%提高到2025年的5%）。
（4）電子信息產(chǎn)業(yè)。電子信息產(chǎn)業(yè)是精密機床的主要市場。電子信息技術(shù)水平是國家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。我國電子信息行業(yè)近幾年固定資產(chǎn)投資規(guī)模以年均16%速度增長。
4、數(shù)控機床是機床發(fā)展的主流
國內(nèi)數(shù)控機床可供品種超過1500余種，特別是五軸（及以上）聯(lián)動數(shù)控機床已經(jīng)成功開發(fā)，包括最關(guān)鍵的萬能自動鏜銑頭在內(nèi)，只是精度、性能與國際水平還有差距。技術(shù)差距主要體現(xiàn)在整體加工精度、高速運行穩(wěn)定性、持續(xù)無故障運行時間、后勤遠(yuǎn)程維護(hù)等與國外產(chǎn)品有較大差距。核心部件數(shù)控化率不高，自動化程度低。數(shù)控機床的性能主要由關(guān)鍵功能件所決定，數(shù)控機床價值的60%由關(guān)鍵功能件所決定，國內(nèi)數(shù)控機床功能件產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，集中度小，產(chǎn)品性能水平與國外差距較大。國內(nèi)數(shù)控機床產(chǎn)品剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口，中高檔機床用的數(shù)控系統(tǒng)、滾珠絲杠、高速電主軸、刀庫機械手、全功能數(shù)控刀架、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和高速防護(hù)裝置等，很多是以進(jìn)口為主。
三、機床行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動因素
1、國家的產(chǎn)業(yè)政策支持
機床工業(yè)是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)和核心，2010年10月，國務(wù)院出臺的《加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》也明確指出，要積極發(fā)展以數(shù)字化、柔性化及系統(tǒng)集成技術(shù)為核心的智能制造裝備，其中高檔數(shù)控機床成為了發(fā)展的重中之重。在“十二五”規(guī)劃中，明確提出要重點發(fā)展四大主機（金屬切削機床、金屬成型機床、鑄造機械、木工機床）。高端裝備制造業(yè)升級換代，和工業(yè)化、重工化的歷史發(fā)展機遇將在很大程度上推動機床行業(yè)快速增長。到2020年，航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造等相關(guān)行業(yè)所需要的高檔數(shù)控機床的大部分供應(yīng)將立足國內(nèi)，未來我國機床行業(yè)發(fā)展空間十分廣闊。
2、隨著裝備制造業(yè)和工業(yè)化、信息化的興起，機床行業(yè)發(fā)展后勁十足，前景廣闊
經(jīng)過多年的積累和技術(shù)進(jìn)步，我國工業(yè)特備是裝備制造業(yè)獲得快速發(fā)展，中國目前已經(jīng)成為世界主要的機械裝備生產(chǎn)國和消費國家，技術(shù)含量和工藝水平大大提高，產(chǎn)品質(zhì)量僅次于美國、日本和德國，領(lǐng)先于意大利和英國。我國裝備制造業(yè)的快速發(fā)展和國家崛起，必然導(dǎo)致基礎(chǔ)工業(yè)機床行業(yè)的快速發(fā)展。
3、機床行業(yè)高速發(fā)展具有一定穩(wěn)定性
隨著高速、高效、高精度機床的技術(shù)成熟和大批量生產(chǎn)，歐美、日本、韓國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)機床更新?lián)Q代加速，中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和世界制造業(yè)向中國的轉(zhuǎn)移，未來國內(nèi)產(chǎn)品方向重點是高度數(shù)控化、高效、精密、大型化、功能復(fù)合化。預(yù)計十二五期間，國內(nèi)數(shù)控機床增長率保持在30%以上，國內(nèi)市場占有率達(dá)到70%以上。中高檔數(shù)控機床將成為市場消費的主流。機床行業(yè)的重點用戶分布在電力工業(yè)、航空、航天工業(yè)、造船工業(yè)、鐵路機車工業(yè)、國防工業(yè)、機械工業(yè)和汽車工業(yè)七大行業(yè)領(lǐng)域，隨著中高檔數(shù)控產(chǎn)量提高，該行業(yè)收益水平將進(jìn)一步提高。同時隨著機床行業(yè)體制改革和國家政策支持力度加大，行業(yè)贏利水平必將大幅度提高。同相關(guān)行業(yè)比較，機床行業(yè)的毛利率較高，尤其高于普通機械加工行業(yè)水平。隨著機床產(chǎn)品數(shù)控化率的提高，該行業(yè)收益水平將進(jìn)一步提高，機床用戶分布廣泛，各個國家工業(yè)發(fā)展的差異化、各個行業(yè)發(fā)展的差異性、機床產(chǎn)品的差異性和技術(shù)更新的快速性，使得機床行業(yè)的發(fā)展保持較高的穩(wěn)定性。中國機床不會出現(xiàn)明顯的行業(yè)跟隨周期。目前約有30%機床提供給汽車、工程機械等相關(guān)行業(yè)，20%供給軍工、輪船、IT等行業(yè)，50%供給通用機械加工行業(yè)。機床用戶分布廣泛，各個行業(yè)發(fā)展的差異性和不均衡性將使得中國機床行業(yè)發(fā)展保持較高的穩(wěn)定性。
4、大規(guī)模的基本建設(shè)是機床工業(yè)高速發(fā)展的保證
中國大規(guī)模的港口建設(shè)，特別是集裝箱港口建設(shè)推動中國的集裝箱、集裝箱起重機行業(yè)快速崛起，并一舉奠定了全球行業(yè)的主導(dǎo)地位。目前國內(nèi)集裝箱港口吞吐量躍居全球首位。在十二五期間，中國國內(nèi)投資仍然非常旺盛，主要包括：高速公路、高速鐵路、城市軌道交通、機場、港口、場館、住宅建設(shè)仍將是全球最活躍的區(qū)域，工程項目難度大，相應(yīng)的消耗施工機械強度將保持穩(wěn)定。超高壓輸變電項目、鐵路提速、國油國運、航空航天領(lǐng)域國家采購等使得國內(nèi)需求仍構(gòu)成了全球需求中舉足輕重的部分。固定資產(chǎn)投資和汽車、航空航天、模具等工業(yè)的發(fā)展是刺激機床行業(yè)起飛的主要因素。我國固定資產(chǎn)每投入100億元，將會帶動0.8―1.1億元的機床市場消費額，轎車產(chǎn)量每增減1%，數(shù)控機床消費量就變動0.54%。發(fā)電設(shè)備、船舶、冶金等大型和重型工業(yè)也是機床的主要消費者。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 中國機床商務(wù)網(wǎng)[OL].2010-2013.http：//.
[2] 中國統(tǒng)計年鑒網(wǎng)[OB/OL].2010-2013.
前言
目前，數(shù)控機床在我國的制造業(yè)中占有重要的地位，雖然我國數(shù)控機床技術(shù)在不斷的提高，但是通過研究證明我國的數(shù)控機床在機床的使用、維護(hù)、部件的選型、系統(tǒng)的設(shè)計等方面都存在一定的缺陷，這些都嚴(yán)重影響到我國數(shù)控機床的可靠性，為了能夠提高我國數(shù)控機床的可靠性設(shè)計，文章將對我國數(shù)控機床的可靠性現(xiàn)狀進(jìn)行分析，同時提出了提高我國數(shù)控機床可靠性的相關(guān)策略，希望可以為數(shù)控機床的可靠性提供一定的建議。
1 國內(nèi)數(shù)控機床可靠性現(xiàn)狀研究
隨著科技的不斷發(fā)展，客戶對于產(chǎn)品的質(zhì)量、精度等方面都提高了要求，而數(shù)控機床正好滿足了當(dāng)今機械加工類高精度、高質(zhì)量的要求。因此數(shù)控機床也成為了國家綜合實力的代表。我國的數(shù)控機床在生產(chǎn)和設(shè)計的可靠性中存在一定的問題，文章將對國產(chǎn)數(shù)控機床的可靠性現(xiàn)狀進(jìn)行研究。
可靠性主要是指對產(chǎn)品質(zhì)量在一定時間內(nèi)完成工作任務(wù)的描述。而可靠性對于數(shù)控機床來說占據(jù)十分重要的地位。如果數(shù)控機床的可靠性低，就代表數(shù)控機床在使用上、質(zhì)量上以及維修等方面都存在一定的問題，而在使用可靠性低的數(shù)控機床時，會導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)定，故障發(fā)生率高等問題，給生產(chǎn)企業(yè)造成嚴(yán)重的影響。
可靠性已經(jīng)成為評價產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要因素，而對于生產(chǎn)企業(yè)來說在購買數(shù)控機床時平均無故障工作時間也成為了重要的參考數(shù)據(jù)。與國外先進(jìn)的數(shù)控機床相比，我國生產(chǎn)的數(shù)控機床平均無故障工作時間大約在500-600小時之間，而國外則在800-1000小時。而有的先進(jìn)的數(shù)控機床的平均無故障工作時間已經(jīng)達(dá)到5000-80000小時，由此可以看出，我國的數(shù)控機床的可靠性與國外的數(shù)控機床存在一定的差距。
隨著我國對數(shù)控機床可靠性研究的重視，我國數(shù)控機床的生產(chǎn)也得到一定的發(fā)展，無論是在質(zhì)量和數(shù)量上都得到一定的發(fā)展。同時我國的數(shù)控機床在價格方面也具有一定的優(yōu)勢，但是我國數(shù)控機床在產(chǎn)品的質(zhì)量和性能方面仍存在一定的問題，因此對于我國數(shù)控機床可靠性的研究具有重要意義。
2 提高國產(chǎn)數(shù)控機床可靠性的對策
2.1 可靠性的意義
要想提高產(chǎn)品的可靠性需要投入一定的資金，主要是因為可靠性的研究既需要技術(shù)也需要經(jīng)濟(jì)方面的投入。但是并不是經(jīng)濟(jì)投入的增加，就認(rèn)為可靠性的研究沒有意義，實際上對于數(shù)控機床來說，數(shù)控機床在使用過程中所產(chǎn)生的費用主要包括兩個方面，分別是購買費用和維修費用。如果數(shù)控機床的可靠性得到一定的提高，那么相應(yīng)的機器的維修費用就會相應(yīng)的減少，相反，如果因為提高可靠性需要資金的投入，而減少對數(shù)控機床可靠性的研究，那么在使用過程中，數(shù)控機床會增加維修費用，同時也會對生產(chǎn)造成一定的影響。因此在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，要根據(jù)實際情況合理的確定機床的可靠性水平，從而確保數(shù)控機床在整個生命周期內(nèi)的費用最低。在競爭激烈的社會中，只有高質(zhì)量的產(chǎn)品才能獲得市場的信賴，因此高可靠性也就成為數(shù)控機床增加市場競爭力的重要因素。
2.2 從機床的各個細(xì)節(jié)提高機床的可靠性
產(chǎn)品的可靠性是在產(chǎn)品的設(shè)計過程和生產(chǎn)過程中實現(xiàn)的，因此為了提高數(shù)控機床的可靠性需要從各個細(xì)節(jié)來把握。
2.2.1 盡量減少零部件的數(shù)量
在數(shù)控機床的設(shè)計和維修上，可以看出在機床內(nèi)部任何零部件出現(xiàn)問題都會造成機床發(fā)生故障，而在機床內(nèi)部這些零件之間都是以串聯(lián)的關(guān)系連接在一起的，如果其中一個零部件出現(xiàn)問題，將會導(dǎo)致整個系統(tǒng)發(fā)生故障。因此可以得出數(shù)控機床的可靠性與機床內(nèi)部的零部件有關(guān)，如果零部件的數(shù)量越多，且單位零件的可靠性低，那么機床的可靠性也會相應(yīng)的降低；相反，如果零部件的數(shù)量少，且單位零部件的可靠性程度高，那么機床的可靠性就會得到相應(yīng)的提高。
同時，如果系統(tǒng)內(nèi)部在設(shè)計中的零部件數(shù)量過多，也會導(dǎo)致各個零部件間的匹配出現(xiàn)問題，增加了維護(hù)的難度，也在一定程度上降低了數(shù)控機床的可靠性。所以為了提高數(shù)控機床的可靠性要在設(shè)計過程中，盡可能的減少零部件的數(shù)量。
2.2.2 提高單位零部件的可靠性
除了減少零部件的數(shù)量之外，也要提高零部件的可靠性才能起到提高數(shù)控機床的可靠性的目的。而在系統(tǒng)中，首先要找到最容易發(fā)生故障的單位零部件，然后對較薄弱的環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)。主要的方法包括優(yōu)化零部件的設(shè)計、挑選最合適的材料、加大對零部件的質(zhì)量檢測、提高生產(chǎn)工藝、在采購零部件時要加大對外購零部件的檢查力度等。
2.2.3 采用可靠性方法進(jìn)行設(shè)計
產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性在很大程度上是在設(shè)計過程中決定的，因此，為了提高產(chǎn)品的可靠性要在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，了解產(chǎn)品的使用需要，從而采用合理的可靠性設(shè)計方法，針對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。常用的可靠性設(shè)計方法包括故障樹分析、可靠性預(yù)計和分配、產(chǎn)品失效模式影響和危害度的分析等。
2.3 收集故障過程中的各種數(shù)據(jù)
由于我國的數(shù)控機床可靠性研究的時間并不是太長，因此并沒有大量的數(shù)據(jù)。但是對于數(shù)控機床的維修和可靠性研究，都需要大量的數(shù)據(jù)，才能對數(shù)控機床故障進(jìn)行分析，找出薄弱的環(huán)節(jié)，從而對數(shù)控機床進(jìn)行可靠性的研究才有一定的依據(jù)。主要需要收集的數(shù)據(jù)包括平均無故障工作時間、首次出現(xiàn)故障的平均工作時間以及產(chǎn)品出現(xiàn)的故障率等主要數(shù)據(jù)。
2.4 不斷改進(jìn)提高數(shù)控機床的可靠性
數(shù)控機床的可靠性會受到多個因素的影響，并且提高產(chǎn)品的可靠性并不是一項簡單的工程，只有在設(shè)計過程中不斷的收集產(chǎn)品各個方面的數(shù)據(jù)，才能逐漸的找出系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，從而逐漸對數(shù)控機床的設(shè)計進(jìn)行改善，這樣才能逐漸提高產(chǎn)品的可靠性。在設(shè)計初期，由于缺乏經(jīng)驗和技術(shù)，在選擇零件和材料、設(shè)計過程、制造工藝等都存在一定的問題，而要想改進(jìn)這些問題只有不斷的研究，才能在試驗――分析――研究――再試驗這樣的過程中提高產(chǎn)品的可靠性。
3 結(jié)束語
可靠性研究對于數(shù)控機床系統(tǒng)的設(shè)計有著重要的意義，并且近幾年可靠性科學(xué)研究已經(jīng)逐漸形成一定的理論體系，并且在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，也稱為提高產(chǎn)品可靠性的較為有效的評價工具，同時在提高我國數(shù)控機床的技術(shù)方面也有著重要的作用。文章在可靠性科學(xué)理論的基礎(chǔ)上對我國數(shù)控機床可靠性現(xiàn)狀進(jìn)行研究，并指出數(shù)控機床在各個方面存在的不足，同時提出了提高數(shù)控機床可靠性多方面的改善對策，希望可以為我國數(shù)控機床的發(fā)展提出參考性建議。
參考文獻(xiàn)
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一個國家在生產(chǎn)數(shù)控化車床的效率與及對數(shù)控化率車床的消費集中的體現(xiàn)了一國的機器制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平，也是綜合國力的代表。如今，很多國外發(fā)達(dá)國家數(shù)控車床技術(shù)已經(jīng)遙遙領(lǐng)先，而我國則表現(xiàn)的相當(dāng)不足，差距任然很大。因而，“十二五”規(guī)劃是我們國產(chǎn)的數(shù)控機床快速發(fā)展的千載難逢的好時機，同時全球也已經(jīng)慢慢的走出了金融危機所造成的最糟糕經(jīng)濟(jì)期，這樣對國內(nèi)的需求拉動有著非常明顯的效果。為此我們應(yīng)該了解數(shù)控車床發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢，來為國產(chǎn)數(shù)控車床取得進(jìn)一步的發(fā)展與提高國產(chǎn)數(shù)控車床這門技術(shù)水平做好充分的準(zhǔn)備。
一、國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀
1、國內(nèi)數(shù)控技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
我國該車床的發(fā)展開始于20世紀(jì)70年代，在這30多年的發(fā)展中，形成了我國特有的經(jīng)濟(jì)性臥式數(shù)控車床、普及型數(shù)控車床與中高檔次的數(shù)控車床這三種形式。當(dāng)然這種經(jīng)濟(jì)型車床，因物美價廉，在很多企業(yè)初期，被廣泛的需要，尤其是民營企業(yè)，并且也是我國目前數(shù)控車床的主流產(chǎn)品。中檔次車床，國產(chǎn)的基本上可以滿足國內(nèi)企業(yè)的需求，但高檔次的大部分是進(jìn)口的或者合資生產(chǎn)的。這就透露出我國數(shù)控車床的薄弱之處。雖然，在近些年開發(fā)了一些中高檔車床如擁有Y軸的車削中心、倒置順置的主軸立式車削中心等數(shù)控車床，但這種高檔次的數(shù)控車床需要的不僅是技術(shù)的創(chuàng)新，更是需要在進(jìn)一步的開發(fā)市場，獲得國內(nèi)外用戶廣泛的認(rèn)同。雖然國產(chǎn)數(shù)控車床獲得不菲的成績，但同國外的相比，還是有著巨大的鴻溝，這主要提現(xiàn)在：低檔此產(chǎn)品生產(chǎn)過剩，然而高檔產(chǎn)品的卻不足；再者科技的基礎(chǔ)有些薄弱、創(chuàng)新的能力不夠；產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性能等不強；其功能部件存在這滯后性等。
2、國外的數(shù)控車床發(fā)展
由于發(fā)達(dá)國家長時期的對數(shù)控車床的研究，積累了豐富的經(jīng)驗，所以其技術(shù)水平相對較高，具體表現(xiàn)如下：多軸加工和高速高精已經(jīng)成為數(shù)控車床的必備技能，而納米控制則是加工的趨勢潮流；數(shù)控車床的多任務(wù)和多軸加工被廣泛的應(yīng)用到能源、航空航天、船舶及汽車等行業(yè)；智能化的加工和監(jiān)測的功能不斷完善，使得在車間就能獲得機床的狀態(tài)信息，通過分析得到的數(shù)據(jù)，來預(yù)測機床本身的狀態(tài)，進(jìn)行相關(guān)維護(hù)，這可以避免事故發(fā)生，也大大的降低了機床的出現(xiàn)故障的頻率，從而提高了利用率；對機床的補償與誤差檢測功能變得更加的強大， 這使得我們能夠做完車床補償測量在合理的時間內(nèi)。許多國外大企業(yè)都是基于以上特點來生產(chǎn)高檔次機床的，如日本山崎馬扎克、英國普瑞泰克公司、美國哈挺公司和德國德瑪吉公司等。
二、國內(nèi)數(shù)控車床技術(shù)探討
1、高速的切削技術(shù)
目前國產(chǎn)的高速立和臥式的加工中心，工作臺的直徑在 320到500mm 之間的機床，其主軸的轉(zhuǎn)速已經(jīng)高達(dá)20000r/min；其直徑在 63到1000mm 之間的機床，其主軸的轉(zhuǎn)速都在 15000r/min 以上。然而與國外的產(chǎn)品來比較還是存在明顯的差距，主要表現(xiàn)在電主軸這上面。因為國產(chǎn)電主軸的性能、質(zhì)量和品種與國外產(chǎn)品相比有較大的差距，所以目前所有的高精度、高轉(zhuǎn)速的數(shù)控機床與加工中心需要使用的電主軸都要從國外進(jìn)口。
2、超精密的車削技術(shù)
我國的超精密機床研制其起步時間并不算太晚，開始于 1960 年代，在近幾年見有了較大的發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國家之間還存在較大的差距，這集中表現(xiàn)在：超精密的非球面這種車床還不能夠大批量化的生產(chǎn)；其精度與國外相比要低上一個等級；機床的精度保持的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)要低于國外的產(chǎn)品等等。
3、復(fù)合加工的技術(shù)
雖然復(fù)合加工的機床研究時間起步比較晚， 但卻早已在實踐中得到廣泛的應(yīng)用。這加快了我國的機床企業(yè)探索相關(guān)領(lǐng)域的腳步。從 2001 年起我國的第一臺高檔次五軸的車銑中心出現(xiàn)，在到被用于航空領(lǐng)域的飛機制造的五坐標(biāo)控制和四坐標(biāo)的聯(lián)動數(shù)控纖維纏繞機等， 國產(chǎn)的復(fù)合型加工機床在不斷地推陳出新， 雖然與國外高檔次的復(fù)合型的加工機床相比，任然存在差距。
三、未來發(fā)展方向建議
1、高速化和高精度化
質(zhì)量、效率是優(yōu)良制造技術(shù)的關(guān)鍵。高速和高精的加工技術(shù)會大大提高效率，同時也會提高產(chǎn)品檔次和質(zhì)量，并縮短生產(chǎn)的周期以及增強市場的競爭能力
2、多軸聯(lián)動的加工與復(fù)合的加工
使用 這種5 軸聯(lián)動來對三維曲面的零件進(jìn)行加工，還可用刀具的最佳的幾何形狀來進(jìn)行切削，這樣光潔度很高，同時效率也提高了。
3、網(wǎng)絡(luò)化、開放式、智能化
大量的采用計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)，這樣機床制造廠商就可以通過遠(yuǎn)程技術(shù)體系，以此來實現(xiàn)工況的信息傳輸、查詢、存儲和顯示，甚至是遠(yuǎn)程的智能診斷。
4、高柔性化
所謂柔性也就是數(shù)控設(shè)備對適應(yīng)加工的對象變化的能力。隨著數(shù)控車床的發(fā)展，對加工對象變化有了很較強的適應(yīng)性，并朝著單元的柔性化與系統(tǒng)的柔性化這個方向發(fā)展。
5、綠色化
在當(dāng)今世紀(jì)，數(shù)控車床應(yīng)該把重心放在節(jié)能與環(huán)保上，也就是要努力做到切削加工的工藝綠色化。而且綠色制造這種趨勢將使得我國把環(huán)保節(jié)能車床的發(fā)展放在重要位置，來為我們將來占領(lǐng)更廣泛的世界市場做準(zhǔn)備。
四、總結(jié)
通過本文對數(shù)控車床的發(fā)展?fàn)顩r、國內(nèi)外數(shù)控車床對比以及未來發(fā)展方向的展望，這讓我們清楚的了解到我國數(shù)控機床的不足之處，雖然經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控車床廉價，但是隨著我國的發(fā)展，我國更多的是需要高檔次的數(shù)控車床技術(shù)。所以加大對數(shù)控車床的創(chuàng)新力度，并不斷的改進(jìn)與完善現(xiàn)有的車床技術(shù)，去解決主機雖大但不強、功能部件和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展落后、高檔次數(shù)控車床的關(guān)鍵技術(shù)存在很大的差距、機床的可靠性并不高、行業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)效益比較差等一些問題，以此來培育核心的競爭力，以期占領(lǐng)更多世界市場。
