浅析我国数控技术的现状及其发展趋势

摘 要：虽然数控技术已经在我国的制造产业中有了一定规模的应用，但相对于发达国家来说，我国数控技术仍存在创新力度不足、创新环境不完善、系统稳定性欠佳、数控率低、开放度不高等诸多问题，今后我国仍需加大对数控技术的研发力度，使数控技术向高精度、高速度、五轴联动、柔性化和绿色环保等方面发展。

关键词：数控技术；应用现状；发展趋势

引言

近年来，随着社会经济技术的飞速增长，数控技术在我国各类机械制造、加工企业中的应用越来越为广泛，为提升国民经济水平和工业现代化程度作出了重要贡献。相对于传统的机械制造与加工技术来说，数控技术通过应用现代化计算机、通信、传感、控制等技术，能大大提高生产加工效率、质量，具有很大的应用前景。相对于国外发达国家，我国的数控技术起步相对较晚，其优越性虽然已被广泛认识，各大企业为了提升市场竞争力也相继采用了数控技术，但数控技术在我国的应用还存在诸多问题，需进一步解决。文章以下拟通过文献调研并结合工程实践经验谈谈数控技术在我国的应用现状及未来发展趋势。

1 我国数控技术发展历程

数控技术在我国的首次应用追溯到上世纪80年代，随着1985年我国首台数控机床的诞生，数控技术的优势被不断挖掘，越来越多的企业开始应用数控技术提高生产效率和产品质量。总体来说，截至目前数控技术在我国经历了以下三个发展历程：（1）封闭式发展阶段[1，2]。该阶段为20世纪80年代之前，当时由于我国科技技术水平较弱，基础条件也不足，国家开放性也不够，基本处于“关起门来搞研究”的阶段，因此数控技术在这一阶段的发展很小。（2）国产化体系阶段[1][2]。上世纪80年代后，随着改革开放春风的吹起，国家对机械制造、加工产业投入加大并大力支持发展数控机床，通过积极引进国外先进技术来研究、开放国产化的数控技术，其中标志性的成果就是由清华大学和北京第一机床厂共同研制成的我国首台数控机床[2]。（3）市场竞争阶段[1，2]。该阶段我国的数控技术已逐渐成熟，数控机床的技术水平、种类、质量等方面已经有了很大的进步，特别是随着我国加入WTO后，数控技术也逐渐被推向全世界范畴的市场竞争当中。

2 我国当前数控技术的现状分析

2.1 技术创新力度不足

当前，我国企业应用的数控设备主要分两种，一种是直接应用国外成品的数控机床设备，另一种则是应用模仿国外数控机床产品生产出来的国产数控设备。这样的应用现状就直接导致了我国当前数控技术创新力度不足情况的出现。因为对于后者，国产数控设备主要是模仿国外产品，只是单纯地引进国外的技术来提高数控设备的国产化，而没有进行过多的吸收消化，还没有上升到自主研发新的数控设备和技术创新的层次。因此，这两种情况都没能从根本上解决我国数控行业对国外先进数控技术的依赖现状。由于技术创新力量相对薄弱，因此我国当前的数控行业还没能形成核心技术，自主创新的意识还不够强烈。

2.2 技术创新环境尚不完善

相对于欧美等发达国家，我国数控技术的创新环境尚不完善，这主要体现为国家大环境和企业内部环境两方面。国家大环境方面，目前我国的市场化还不完善，市场竞争机制不足，仍存在着一些市场结构深层次方面的问题有待解决，这就导致了国家大环境下的竞争压力不足，进而影响企业的创新能动性。企业内部环境方面，由于缺乏健全的企业创新体系，在国内外同类企业的竞争压力下，很多企业还是会选择传统生产加工模式，而有计划、有组织、有规模地进行长远的技术创新的企业很少，特别是一些中小型企业的数控技术创新环境更为恶劣。

2.3 数控系统稳定性欠佳

平均无故障时间是目前国际上用来表征数控系统稳定性的关键指标。调查发现，目前国外数控系统的平均无故障时间在一万小时以上，而国内数控系统的平均无故障时间仅有三千至六千小时。因此，与国外数控技术相比，我国的数控系统稳定性还相对不足。

2.4 数控技术应用率低，开放度不高

虽然我国时当今世界上机床拥有量最大的一个国家，但我国现有机床的数控率很低，不到2%，而一些发达国家的机床数控率是我国的10倍以上。例如，日本现有的机床数量虽然只有我国的1/3不到，但其机床数控率是我国的近10倍之多。由此可见，我国机床领域的数控率明显不足，这将严重影响我国制造业的进一步发展，进而影响国民经济的有效发展。

此外，我国很多企业现有的数控产品自动化开放程度并不高，这主要体现在两方面。一是还未能实现全部产品的数控开放功能；二是即使有部分数控产品实现了开放，但大多处于半开放状态，还未实现全面开放。

3 我国数控技术未来发展趋势

3.1 高精度、高速度的数控技术

精度和切削速度是衡量数控机床生产质量和生产效率的主要指标。因此，为更好地提高数控设备的生产质量和生产效率，高精度和高速度是我国数控技术未来发展的主要趋势。

一方面，随着制造业的进一步发展，市场对产品制造、加工的精度要求会越来越严格，这就必然要求提高数控技术的精度。近年来，我国已经着手在研发一系列高精度的数控机床，如北京机床研发的 JCS-027、031、035型超精密车床、铣床等。

另一方面，研究发现高速切削数控加工技术通过改变切削纹理不仅能大大提高产品生产效率，还能提高切削刀具的使用寿命，降低切削温度，消除切削振动，提高数控机床的使用寿命，具有优良的技术经济效益。但要实现高速度切削，不仅需要提高数控机床工作台的进给速度，还应保证主轴具有足够的刚度、稳定性和制冷效果。

3.2 五轴联动加工的数控技术

实践发现，相对于三轴联动的数控机床来说，五轴联动的数控机床不仅能大大提高产品的生产效率，还更能保证产品生产质量。调查发现，1台五轴联动的数控机床效率相当于2台三轴联动数控机床的生产效率，特别是在用立方氮化硼制成的铣刀切割零件时，五轴联动数控机床的优越性更为显著。但是，相对于前者，后者在主机结构、数控系统编程等方面较为复杂，单价高，这是目前制约五轴联动数量加工技术发展的主要因素。

但是，随着我国数控软硬件技术的进一步发展，上述制约因素将被逐一克服，五轴联动加工的数控技术将成为我国数控技术的主要发展趋势。

3.3 柔性化的数控技术

柔性化的数控技术主要是指发展集全过程多功能于一体、模块化设计和群控系统的数控技术。柔性化数控技术一方面可以大幅度降低产品加工时间，提高数控机床的利用效率；另一方面可以更好地满足客户对数控产品的加工要求；再者还可以实现信息流和物料流进行自动动态的调整，从而能实现产品制造、加工全过程的柔性化控制和管理。

3.4 绿色环保的数控技术

数控加工作为未来制造业生产的重要环节和手段，其环保性能如何将直接关系到制造业未来对环节污染的比重。因此，数控技术必须向绿色环保方向发展，如可以使用无液、无冷却液、无气味的环保材料，提高数控机床除尘、排屑能力。

4 结束语

综合以上可以看出，数控技术在我国已经有了一定程度的应用，但仍然存在一些问题。为了继续壮大我国生产制造业，振兴国家经济，需要进一步加大技术创新，实现制造业全面、高效的数控化生产。

参考文献

[1]潘双超.浅析我国数控技术的发展现状及趋势[J].机电信息，2012（3）：118.

[2]陆斌.我国数控机床技术的发展与现状[J].山东工业技术，2016（9）：84.