浅谈数控机床的发展趋势及主要问题

宋涛 李鹏

摘 要：数控机床广泛地应用在各行各业中，本文主要讲述了我国数控机床的现状，发展趋势及主要存在的主要问题，国内数控机床的研究人员，应充分认识到国产数控机床与发达国家之间的差距，努力研究先进制造技术，加大技术创新与实践培训力度。

关键词：数控机床；存在问题；发展趋势

数控机床是制造装备业发展的基础，是实现装备技术现代化和先进制造技术的基石，数控技术的发展直接影响着一个国家的制造工业现代化。由于它的高性能、高精度、高可靠性，使数控机床也广泛应用于航空、航天、船舶、汽车以及发电设等各重要装备制造业。

一、数控机床的现状

自2003 年以来，机床产值一直保持着上升的走势 ，到2008年产值高达八百多亿美元。2008年以后，制造技术的不景气使业内普遍认为制造业变成夕阳产业。然而，据相关机构预测，按照线性回归法则，预计我国数控机床行业的产值将达到2700亿元，到2020年。2016年1～11 月我国数控机床进口数量累计10245台，同比数量减少15.9%。该数据表明，正是我国数控机床技术水平的不断上升，才导致进口数控机床产量的不断下降。中国数控机床仍然位居世界第一位。

二、数控机床的发展趋势

自从美国麻省理工学院于1952年研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床技术无论在软件和硬件方面，都有飞速的发展。近年来，国内数控机床的发展趋势大体可表现在如下几个方面：

1.高速、高效率。现如今，多数行业都对加工设备的速度和效率要求越来越高，高效率、高质量、低成本的要求，零部件的高速加工在生产中已经得到了广泛的运用。现在，美国和日本等数控机床发达国家已经在使用高速加工的公司大约有30%，这个比例在德国高于 40%。能够高速运转的机床，都具备高速电主轴，高速进给机构，高性能数控及伺服系统。

2.高精度、高可靠性。数控机床的核心技术就是精度和可靠性，而精度和可靠性是各基础技术的积累。一般，数控机床的加工精度主要包括机床制造的几何精度和机床使用的加工精度这两个方面。隨着CAM技术的快速发展，机床使用的加工精度大幅度提升。怎样提高精度呢？可通过减少系统误差、提高机床的稳定性、利用精确的补偿技术以及依靠辅助措施来实现。数控机床的可靠性是检验产品质量的关键指标。随着对机床加工质量和加工成本的要求越来越高，数控机床技术又增加了可靠性和经济性要求，不断研究的各种报警和防护措施，可以明显减少由于故障造成的较大损失。

3.复合化。现今，零部件一体化程度的要求不断提高，而加工产品的形状却越来越复杂，使多轴控制的机床得到了较快的发展。复合加工机床可满足工件在一次装卡后完成大部分或全部的加工工序，从而减少机床和夹具的使用和制造、免去工序间的搬運和储存， 提高工件加工精度、缩短加工周期和节约作业面积的目的。

4.智能化、网络化。智能化已成为各行业生产的共同理念，数控机床技术的智能化是一种模拟的数字网络技术加上网络监控技术，把本来由人来操作的工作流程通过电脑编成一种固定的模式，由机器控制代替人为控制的一种智能模式。数控机床的网络化是把数控系统通过网络连接和网络控制，在计算机上操作使用，虚拟设计，虚拟制造等高端技术越来越多的为工程技术人员所追求。

5.绿色化。目前，国外干切削或半干切削技术已得到了较快的发展。我国已经围绕绿色切削技术加工的需求，在微量润滑技术、低温冷风技术及微细冰粒冷却技术等方向，研发了多个型号的工程化样机，并已成功应用于航空、航天企业的数控加工车间。

三、 数控机床的发展存在问题

欧洲机床行业联合委员会（CECIMO）的一份报告，明确说明欧洲机床产业的主要竞争者是日本和台湾。日本与欧洲处于同一水平。对中国机床的评价是廉价优势且技术实力逐渐提升，但并非主要对手。国内数控机床的发展主要存在以下问题：

1.缺少合理化的切削参数、缺少工艺数据库和知识库以及缺少数字化制造管理系统，较长就会影响整体的效率，无法满足如今高效化加工的要求。多数企业的数控车间都缺少MES系统，即数字化的制造执行系统。数控综合加工效率低，具体表现在数控机床的主轴运转率低，数控加工主轴功率利用率也低。

2.机床发展到今天，差不多标准化、专业化分工了，但是分工后缺乏基础系统的研究。机床在工业领域虽然并非最尖端精密的工业产品，但是它也是多学科的交汇，也存在多变量非线性的影响因素。需要大量的实践，在基础数据积累的基础上不断实现技术演进，但是国内的数控机床一直没有建立起相对成熟可靠性的方法理论，缺少最基础的研究、积累。国内数控机床的研究人员，应充分认识到国产数控机床与发达国家之间的差距，努力研究先进制造技术，加大技术创新与实践培训力度。

参考文献：

[1]于慧.行业高速发展 我国数控机床市场前景向好[J].中国工业报，2017（05）.

[2]焦炬.浅析数控机床发展现状[J].机电产品开发与创新，2011（05）.

[3]候建鑫，吴自亮.天然气放空分液罐的应用及改进[J].价值工程，2013（01）