国内数控机床与技术的发展及趋势研究

曾帅

摘要：随着教育事业的投入，科研力量的加强，我国各行各业的科技力量都取得了显著的提升，数控技术作为机械制造领域的关键技术，在科技兴国的大环境中，我国的数控技术取得了巨大的成就，造就了一大批数控机床，数控机床作为机械一体化设备，集成了计算技术、传感技术以及自动化控制技术，数控技术及机床的发展促使了中国制造趋向于智能化、机械化，极大的提高我国制造业在国际上的竞争力，本位以国内数控机床和技术为研究课题，首先阐述了二者在国内的发展现状，紧接着论述了二者的发展趋势，为广大兴趣爱好者了解我国数控技术以及机床提供参考借鉴。

关键词：数控;机床;技术

0  引言

数控技术以及机床是一个国家从事高端制造的技术以及装备支撑，国内的很多尖端行业都需要以数控技术作为基础技术，同时以数控机床作为生产精密零部件的基本装备，数控技术是推动一个国家的制造水平以及制造装备迈上新台阶的重要技术推动力量，数控技术的应用能确保我国的生产实现大批量、多品种、高精度的模式，促使我国的制造行业从传统的制造转换成信息化、数字化、集成化、柔性化、网络化的模式生产，这些年来，我国通过投入大量人力、物力、财力来研究数控技术，取得了十分喜人的成绩，但我国的数控技术与发达国家相比，还存在很大一截的差距，本文通过现状的研究来探讨其发展趋势。

1  国内数控技术以及数控机床的发展现状

1.1 数控技术的发展现状

①不完善的技术创新环境， 数控技术的发展需要有一个很好的创新环境，但目前我国数控技术应运企业的思想意识停留在操作数控技术技能的基础上，缺乏通过操作数控技术来达到对数控技术的不断创新和改进的思想觉悟，由于思想意识的落后，导致数控技术在我国企业中缺乏提升的基础，我国企业对数控技术的研发和投入严重的不足，这也是我国数控技术与欧美发达国家数控技术水平差距甚远的一个重要原因。②数控系统稳定性和可靠性有待提升，衡量数控系统稳定性的一个重要指标是无故障时间的长短，据调查统计显示我国数控机床的无故障时间大致在3000-6000小时，欧美发达国家的数控机床平均无故障时间在10000h以上，通过数值对比可以发现我国数控机床的与欧美国家的数控机床在无故障时间上的差距显著，因此我国数控机床在系统稳定和可靠性上还有很大的提升空间。③机床数控化率低，根据调查统计显示我国是拥有机床数量最多的国家，但我国的数控机床仅有5.7万台，占世界数控机床总量的百分比仅为1.9%，同时欧美发达国家的数控化率大多超过20%，通过对比可以发现我国的机床数控化率严重偏低，可提升的空间巨大。

1.2 数控机床的发展现状

我国数控机床自2003年以来，一直保持上升的趋势，08年数控产值高达800亿美元，08年后随着我国数控技术的不断发展，我国进口数控机床数量急剧减少，目前我国的机床数量仍居世界第一，但我国的数控机床与欧美国家相比，还存在很大的差距，主要体现在机床的核心技术上，我国自主研发的机床的关键部位以及高性能程序系统都需要依赖外国的技术支撑，同时我国数控机床的结构设计上面也没有很大的突破，结构设计存在老旧及不合理的地方，从而导致我国数控机床在精度上以及可靠性上面存在很大的缺陷。我国生产出的机床大多以普通机床为主，配备的刀具大多是普通刀具，机场的调试需要依靠手工来进行，同时还存在管理水平落后的问题。

2  国内数控技术的发展趋势

2.1 高精度、高速度的数控技术

高精度、高速度是数控技术的两大核心，保证产品精度的同时提高产品的生产速度是提高产品生产效率的重要方式方法，当前市场对产品质量的发展要求越来越高，需要，因此提高数控技术的精度是势在必行的趋势，目前国内数技术取得了相当大的发展，生产了一批高精度的数控机床，如JCS-027，031超精密型机床，数控机床高速度的实现可以通过高速切削加工数控技术来满足，这项技术的应用需要加快数控机床中道具供给速度、提升主轴的刚度以及稳定性。

2.2 五轴联动数控技术

根据调查统计显示一台五轴联动数控机床的工作效率远远高于三轴联动数控机床，同等生产条件下，一台五轴联动数控机床的工作效率相当于两台三轴联动数控机床的工作效率，但五轴联动数控技术的难度以及机床结构的复杂性都要高于三轴联动数控，因此目前五轴联动数控机床的应用还存在很多的问题，但随着科技的进一步发展，数控技术的研究的更加深入，五轴联动数控技术的弊端必将被克服，从而更好的造福于人类的加工制造。

2.3 柔性化数控技术

柔性化是数控技术集成多种高新技术的结果，其具有综合程度高、模块化集中的特点，数控技术的柔性化能有效的提升生产效率，同时也能更好的服务于客户。

2.4 绿色环保的数控技术

绿色环保是以后生产的主流方向，随着科技的进一步发展以及生产力水平的继续提高，数控机床将会是未来生产加工的主要设备，因此未来制造业的主要污染将会来自数控机床，这个情况要求数控技术融入环保的理念，通过设计上的调整、材料上选择以及工艺的上的改进，使数控技术符合绿色环保的理念。

3  国内数控机床的发展趋势

3.1 设计制作绿色化

随着环保的观念日益深入人心，各行各业开始注重生产的环保性，因此在数控机床的生产过程中也需要融入环保理念来适应时代发展的潮流，在生产过程中需要充分考虑环境保护以及资源节约等两个方面的因素，在不影响产品的性能和质量的基础上，充分考虑数控机床的设计、生产、运行对环境的影响，通过调整相应的设计方案以及选取适当的生产材料，从而使设计出的机床对环境的影响达到最小化，这样能有效的资源，达到提高我国资源的使用效率的目的，数控机床的绿色设计可以考虑的因素有机床的材料、节能、包装、可回收等方面，数控机床的生产是一个完整的制造过程，在生产时需要着重考虑数控机床绿色生产以及节能节材两个方面，當今时代，随着工业化生产给人类的居住环境带来严重污染以及人民环保意识的增强，绿色化生产已成为各行各业生产的标杆，数控机床生产作为制造业的核心，在生产过程中更应肩负起绿色生产的使命。

3.2 复合化和系统化

数控机床的复合化是指一台数控机床具备多种加工工序，其能把一个毛坯品经过多种工序的加工操作，从而打造出一个成品，数控机床的复合化包括工艺的复合化和工序复合化两种类型，数控机床复合化的优势在于节省了机器安装、拆卸、调整刀具等花费的时间，同时也避免了这些过程中错误的产生，另外其也提升了零部件加工的精密度，缩短了加工的时间，从而达到提升生产加工效率的目的。

3.3 智能化

随着人工智能技术的深入发展，人工智能技术被融入于各行各业，制造业作为我国的基础行业，为了满足人民不断攀升的物质需求量，制造业走上自动化、智能化生产是时代发展的需要，数控机床是我国制造业的核心，数控机床的智能化是制造业智能化升级的关键之处，数控机床的智能化主要包括机床的自动控制、故障智能诊断、加工参数智能、智能故障信息回收等方面。数控机床的自动控制是指數控机床通过电脑上的一些程序来实现通过电脑来控制机床的目的，从而可以大大的解放人力在数控机床操作中的作用，有效的避免了因为人为错误导致数控机床故障产生的事情的发生，数控机床的自动控制是通过监测整个生产过程中的信息，然后通过相关的算法进行核算，从而达到调整相应参数的目的，通过参数的调整使数控机床的状态达到最佳，从而提升产品生产的效率与产品的质量，加工参数智能是指选取出加工过程最佳的参数值，加工参数智能需要以工艺师平时的加工经验为基础，通过电脑程序结合实际因素来挑选出最好的加工参数值，为高质量的生产打下坚实的铺垫，故障智能诊断是指通过高科技的技术手段对数控机床的故障进行排查以及排查后故障的修复等。

3.4 体系开放化

随着科技的不断向前迈进，数控机床的体系会日益趋向于开放化，数控机床的开放化主要包括数控技术的开放化和面向用户的开放化这两个方面，数控机床体系的开放有利于人民对数控机床的了解，从而达到更好的运用数控机床的目的，同时对生产实践活动数控机床产生的一些小的问题也能及时修复解决。

4  结束语

数控技术作为衡量一个国家科技制造能力强弱的重要指标，高超的数控技术是制造出高端精密产品的前提，数控技术的好坏代表着一个国家制造能力的强弱，同时也是一个国家综合国力强弱的重要体现，关系到国内制造业产品的国际竞争力，我国数控技术虽取得了一定的发展，但与发达国家相比还存在很大的差距，需要继续加大研发投入来提升我国的数控技术，缩小与发达国家之间的技术水平差距。

参考文献：

[1]杨鹏.数控技术的现状及发展趋势[J].大众标准化，2020（18）.

[2]郭华标.数控技术的现状及发展趋势[J].电子元器件与信息技术，2020（09）.

[3]杨晓东.机床数控技术的现状及发展趋势[J].湖北农机化，2020（06）.