制造业数控技术范文

制造业数控技术篇1

Abstract: The numerical control technology is the key to realize the automation of mechanical manufacture, directly affects the development of national industry and the improvement of comprehensive national strength. Production and application of the NC technology as the core of mechanical equipment has become an important standard to measure a national technology level and strategic position. Therefore widely used in NC technology application in manufacturing industry, the strategic and development strategy, it is our country realizes industry economic power must be vigorously promoted and widely development.

Key words: machinery manufacturing; NC technology ；application development

中图分类号：TG519.1 文献标识码：文章编号:

0 引言 在机械制造业中，数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧，传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大，产品交货质量和成本要求的提高，要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力，就需要我们能利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应用于机械制造行业。将机械设备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新的水平，从而满足现代市场的竞争需求。

1 技术特点 数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。目前是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。

2 机械制造中数控技术的应用

2.1 工业生产 工业机器人和传统的数控系统一样是由控制单元、驱动单元和执行机构组成的。主要运用机器设备的生产线上，或者运用于复杂恶劣的劳动环境下下，完成人类难以完成的工作，很大程度上改善了劳动条件，保证了生产质量和人身安全。 在实际操作中，控制单元是由计算机系统组成，指挥机器人按照写入内核的程序向驱动单元发出指令，完成预想的操作，同时同步检测执行动作，一旦出现错误或发生故障，由传感系统和检测系统反馈到控制单元，发出报警信号和相应的保护动作。而执行机构是由伺服系统和机械构件组成。有动力部分向执行机构提供动力，使执行机构在驱动元件的作用下完成规定操作。

2.2 煤矿机械 现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量

2.3 汽车工业 汽车工业近20年来发展尤为迅猛，在快速发展的过程中，汽车零部件的加工技术也在快速发展，数控技术的出现，更加快了复杂零部件快速制造的实现过程。将高速加工中心和其它高速数控机床组成的高速柔性生产线集“高柔性”与“高效率”于一体，既可满足产品不断更新换代的要求，做到一次投资，长期受益，又有接近于组合机床刚性自动线的生产效率，从而打破汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的高效生产。数控加工技术中的快速成形制造技术在复杂的零部件加工制造中可以很轻易方便的实现，不仅如此，数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都得到了广泛深入的应用。21世纪的汽车加工制造业已经离不开数控加工技术的应用了。

2.4 机床设备 机械设备是机械制造中的重中之重。面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。

3 数控技术的发展 从第一台数控机床开发成功到现在已有50多年的历史，由传统的封闭式数控系统发展到现今的开放式PC数控系统。传统的计算机数控系统，由于采用封闭的体系结构，它的通用性、软件移植性、功能扩展和维修都比较困难；开放式体系结构的计算机数控系统的发展，使传统的计算机数控系统的市场正在受到挑战。开放式计算机数控系统，采用软件模块化的体系结构，显示了优良的性能，能适应各种计算机的软件平台，具有统一风格的用户交互环境，操作、维护、更新换代和软件开发都比较方便，具有较高的性能价格比，已成为数控系统发展的方向。

机械制造技术智能化发展装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过，“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。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。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：①机械制造技术；②信息处理、加工、传输技术；③自动控制技术；④伺服驱动技术；⑤传感器技术；⑥软件技术等。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。

制造业数控技术篇2

关键词：数控技术；机械制造；应用现状；发展趋势

中图分类号：TD52 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 13-0000-01

CNC Technology Application Status and Trends in China's Machinery Manufacturing Industry

He Danhui

(Jiangxi Blue Sky University,Nanchang330029,China)

Abstract:CNC technology application in China's machinery manufacturing industry,the importance and application status,and describes the use of digital technology's tremendous progress in the machinery manufacturing industry,and an outlook on future trends.

Keywords:CNC technology;Machinery;Application status;Trends

一、数控技术的发展现状

机械制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展可以提高人民的生活水平，缓解就业压力，保障社会稳定，也是国民经济和社会发展的物质基础，是一个国家综合国力的重要体现。伴随经济全球化，我国正在成为世界机械制造业的中心，但是与发达国家相比，我国机械制造业不仅制造工艺装备陈旧、生产自动化技术落后、企业管理粗放、缺乏自主创新产品与先进技术等，而且在快速、高品质、低成本，以及优质服务方面也有较大的差距。而美国、日本和德国等发达国家，用数控技术改造机床和生产线大量投入到机制制造行业，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生机盎然，正处在黄金时代。我国加入WTO后，国际竞争大大加强，对发达国家相比，明显处于劣势地位，这就要求数控技术能够投入制造行业之中。

我国从1958年起，由一批科研院所，高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。在改革开放后，我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五”（1981-1985年）的引进国外技术，“七五”（1986-1990年）的消化吸收和“八五”（1991-1995年）国家组织的科技攻关，才使得我国的数控技术有了质的飞跃，当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型，华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型，以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。我国数控机床制造业在20世纪80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

至目前为止我国机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，近10年来，我国数控机床年产量约为0.6-0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6%，且不断提高。

二、数控技术的发展趋势

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，提高市场的适应能力和竞争能力。各工业发达国家采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。目前数控技术的发展呈现三大趋势。

（一）形成了高速、高精加工技术及装备的新趋势。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40s/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3-5μm提高到1-1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm）。在可靠性方面，数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

（二）五轴联动加工和复合加工机床快速发展。采用五轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台五轴联动机床的效率可以等于2台三轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，五轴联动加工可比三轴联动加工发挥更高的效益。但过去因五轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比三轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了五轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现五轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型五轴联动机床和复合加工机床的发展。在EMO2001展会上，五面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得五面加工和五轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。

（三）智能化成为主要趋势。21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面。为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的

自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

三、结束语

总之，数控技术已成为先进制造技术的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。实用的高速加工技术跟随引进的先进数控自动生产线、刀具（工具）、数控机床（设备），在机械制造业得到广泛应用，数控装备的整体水平也逐渐成为一个国家工业现代化水平和综合国力的强弱标志。我国只有采取有效的竞争战略对策，实施切实可行的竞争方案，通过信息化系统不断提升企业的自主创新能力、管理水平和服务质量，坚持培育长期的、可持续发展的核心竞争能力，才能使我国的机械制造企业在国际化竞争中永远立于不败之地。

参考文献：

[1]许金梅,迟振香.数控技术在我国机械制造行业应用[J].煤炭技术,2010,8:28-29

[2]吴凡.现代数控技术的研究与开发[J].中小企业管理与科技,2010,31:273-274

制造业数控技术篇3

【关键词】数控技术；自动化机械制造；发展

在科学技术日益成熟的今天，数控技术被广泛的运用到机械制造当中，为了降低生产的成本，机械制造的自动化的程度成为人们着重关注的要点，提高机械制造的技术需要研究数控技术和机械制造的自动化，只有这样才能使机械制造中的数控技术得到很好的利用，进而提高我国的经济发展以及综合国力。

1.数控技术的发展

数控技术包含了机械制造技术和网络通信技术以及光机电技术，它是发展高尖端产业的基础，特别是在制造行业当中，数控技术的发展不仅能够促进机械制造的自动化，提升产业的竞争力，它也是一个国家综合国力的体现。目前数控技术的发展主要分为硬件数控时代和软件数控时代这两个阶段，其中硬件数控时代的主要发展阶段是指电子管到晶体管分离元件再到小规模集成电路的发展；而软件数控时代主要是指小型计算机到微处理器再到PC机的发展阶段。但是目前我国所使用的微处理器很多都是16位的，这与国际上大多数所使用的32位微处理器是不同的，因此，为了加快我国数控技术的发展，使用32位的微处理器就成了各个企业厂家的首选，因为32位微处理器的主频能够提高数控技术的速度和精度，因此只有采用先进的技术，与国际接轨，才能更好的提高我国数控技术的创新和发展，进而促进我国的经济发展。

目前，数控技术的主要特点是其便利性强，合理的运用数控技术能够减少机械制造的时间，提高机械制造的效率，而通过改变数控技术的工艺参数不仅能够促进机械制造的自动化，更能提高机械制造的便利程度。除此之外，制造效率高也是数控技术的一大特点，合理的使用数控技术能够改变传统机床加工缓慢的现象，使得复杂零件的加工变得极为简单。自动化的机械制造能够使多道工序加工的时间变得极短，从而提高其制造效率。当然数控技术的信息化水平也是很好的，因为数控技术的运用包含了对计算机以及网络通信和制造技术的使用，这在很大程度上促进了自动化机械制造的信息化水平。

2.自动化机械制造的发展

随着数控技术的发展，机械制造的自动化成为了国家重点关注的对象，目前通常所指的自动化机械制造系统是采用先进的、高水平的自动化来进行批量切削加工的制造系统。它主要分为自动化制造单元、自动化制造系统、自动化制造线以及自动化制造工厂这几种规模。然而数控技术的快速发展，虽然加快了机械制造的自动化，提高了机械制造行业的生产力，但是总的来说我国的自动化机械制造技术与国际相比还存在着很大的差距，特别是自动化机械制造的核心技术有很大一部分都需要从国外进口，这就限制了我国经济的发展，因此自动化机械制造技术的自主研发就成了当前工作的重中之重。

自动化机械制造的技术关键包括了计算机的辅助技术，这主要是因为通过计算机的辅助，能够让机械制造的过程变得更加的智能，其中光敏立体成形技术能够依靠已知的数据快速的制造出高度精确的模型，这就使得产品的开发与研制速度变得十分的迅速。而模糊控制技术的运用不仅能够调整新的信息数据，更能改善人工神经网络的系统性能。

机械制造的自动化程度不仅关系到机械制造的成本，更关系到机械制造的效率，因此，自动化机械制造在机械制造过程中使得其自动化操作更加的便捷，降低其生产成本从而提高企业的核心竞争力。

3.数控技术在自动化机械制造中的应用

数控技术在自动化机械制造中的运用主要体现在机床设备中所使用的数控技术，在机械制造中，机床是机械制造的基础，因此在机床中通过详细准确的数据指令来完成的数控技术，能够有效的提高机床的控制力，使得机床在加工过程中更加的自动化。此外，数控技术在自动化机械制造中的运用还体现在工业生产发展的过程中，因为工业机器主要包含了执行、控制、驱动这三大系统，而传统的工业生产很多环节的操作都是由人工来完成的，因此工作人员的专业技术的高低直接关系着产品质量的好坏，而且一旦操作失误不仅会导致产品质量的下降，更有可能使得操作人员出现受伤等情况，严重的话可能导致操作人员的死亡。这些不利的因素却因为使用数控技术而得到改变，因为数控技术能够合理的控制机床，也能够促进机械制造的自动化，此外数控技术的运用还能在一定程度上对机床的运行进行监督，在操作过程中，机床出现的错误信息就能够反映到控制单元上，这样控制单元就能够通过有效的措施来反馈操作过程中出现的失误，进而使得操作人员的工作环境更加的安全，它也在一定程度上节约了人力，从而提高了企业的生产效率。而汽车工业发展的过程中对数控技术的运用也非常的大，虽然我国现今的交通环境越来越拥堵，但是汽车的购买力却并没有下降，相反的，汽车成为了人们交通出行的主要代步工具，由于汽车行业的相关零部件非常的多，因此，在汽车行业中使用数控技术就成了一个很好的选择，因为数控技术能够在保证零部件的质量和精度之外，更能够提高其生产效率，这和传统的汽车零部件所关注的规模和效益是不同的，这就导致了在汽车行业中使用数控技术，能够更好的促进汽车行业的生产水平。最后数控技术的运用主要体现在煤炭工业的发展过程中，虽然科学技术的发展日新月异，但是现阶段我国使用的煤炭依旧是一种主要的能源消耗品，而传统的煤炭的开采方式主要是运用数控机床和普通机床，然而这种方式所产生的效益却不是最大的，有时候还会让开采人员处于危险当中，所以在煤炭开采中采用新型的数控机床，并对原有的数控机床进行创新，就能够改善煤炭开采的环境，进而提高煤炭工业的整体生产水平。

4.结束语

数控技术的发展，离不开机械制造，因为在机械制造中更能促进数控技术的发展创新，而自动化机械制造更是离不开数控技术，只有详细全面的分析数控技术的发展以及自动化机械制造就能够保证在自动化机械制造中合理、科学的运用数控技术，这样才能为我国的自动化机械制造作出重要的贡献，进而在提高我国经济基础的前提下，提升我国的综合国力。

参考文献：

[1]黄洛.试析数控技术的发展与自动化机械制造[J].科教导刊电子版（下旬），2014，（6）

制造业数控技术篇4

我国进入21世纪之后，现代化工业发展迅猛，机械制造行业间的竞争也日益激烈，机械制造业为了提高生产效率，争相使用数控技术。数控技术是一种自动化技术，能够有效促进生产力发展，现在已经广泛地应用在机械制造行业中，为机械制造产量及质量提高做出了贡献，也有效地推动了我国社会主义经济建设及发展。本文将重点分析下数控技术概念及特征，探讨机械制造中对数控技术的实际应用。

关键词：机械制造；数控技术；实际应用

0引言

机械制造行业在我国社会经济发展过程中具有重要作用，它是我国的基础行业之一，关系着我国的国民经济发展。随着我国经济及科学技术发展，机械制造的数量与质量也得到了较大提高，机械制造与人们的生活息息相关，而机械制造行业中关键组成部分是数控技术，这项技术推动了机械制造业的有序良好发展，下面我们将具体分析下数控技术概念及其特征和，使其更好地应用在机械制造中。

1数控技术概念及特征分析

1.1数控技术概念

数控技术是一种自动化技术，融合了计算机技术、通信技术及传感监测技术等，通过发出数字命令信息指令，开展对机械二次加工并控制工作，这种技术的设备物质载体是数字化信息设备及控制运行设备，该项技术含量非常高，将其使用在机械制造领域中能够有效提升生产制造效率，还能够保证生产产品的质量与精确度。

1.2数控技术特征

数控技术还有一些特征，也是其优点，第一就是便利性，这个特点体现在多个方面，使用数控技术，能够有效减少传统机械制造业中繁复的工艺流程，具有较大便利性。另外，机械制造过程中使用数控技术，能够改变机械制造中的加工工艺参数，从而进一步提升机械制造的便利性。第二是高效率，数控技术应用在机械制造中，在一次装夹工作中能完成多道加工工序，有效减少辅助时间，但是同时也保证了加工精度；而且这种技术能够完成复杂零件及曲面形状零件的加工[1]。

2机械制造中对数控技术的实际应用

2.1工业生产对数控技术的应用

工业生产过程中对数控技术使用得非常广泛，工业生产中的食品加工及造纸印刷是使用频率最高的产业，而且这种数控技术对金属冶炼及农药工具加工等危险性操作中具有更重要的作用。数控技术使用在工业生产中，不仅有效地改善了工作环境、减低工作危险性，工业生产人员的工作效率也得到了极大提高，生产成本进一步降低，最终推动了工业生产的机械化与自动化。实际工业生产过程中，采用的数控技术主要是通过控制生产主体计算机来控制工业生产的流程与程序，因为计算机系统具有非常强大的感应功能，因此其能够快速发现并及时处理错误，这样就安全有效地保证了工业生产系统的稳定操作性。

2.2煤矿机械对数控技术的应用

煤矿是我们人类赖以生存及发展的能源基础，在人们的生活及生产中具有重要作用，但是煤矿开采及运输是一件非常危险的事情，煤矿技术人员及操作人员需要保持高度警惕性。煤矿开采过程中最常使用的工具是采煤机，煤矿开采环境比较恶劣、技术要求高而且采煤机的种类也非常繁多，因此采煤机最好是进行小批量生产。采煤机生产过程中一个重要环节就是完成机壳毛坯焊接，但是传统的机械加工制造不能单独完成一件的下料，而将数控技术应用其中实现了上述不可能的事情，有关技术人员发明研制了数控气割，开展了数控化机械生产，它采用特殊数控程序，进行单一物件的下料，这样的工作程序有效地节省了时间，提高了工作效率，也有效地优化了套料选用方法[2]。

2.3汽车行业对数控技术的应用

随着我国社会经济的日益发展，人们物质生活水平也随之提高，人们对于出行交通工具有了更新更高要求，汽车已经成为了人们外出游玩的交通工具，也受到了越来越多人的喜爱，汽车购买数量及质量呈现出上升趋势。汽车行业面对这种状况，竞争也日益激烈，数控技术在汽车行业中的使用，有效地加快了汽车零部件的生产速度，提高了汽车生产及投入市场的效率，促进了汽车行业的快速健康发展[3]。汽车行业现在已经发展到了现代化水平，汽车生产流水线上更多使用到了高速控制机床及数控技术，这种数控技术下的控制机床，生产速度非常快，而且具有很好的灵活性，满足了汽车生产者的需要。数控技术应用到汽车生产过程中后，能够使生产流水线作业更加高效化、智能化，而且汽车从生产零件、组装一直到后期的试运行的全过程都能够被控制监测到，这样很好地满足了高质量及高产能的需求。

2.4机床设备对数控技术的应用

机械制造过程中具有关键作用的是机床设备，机床设备是机械制造的核心与灵魂，而数控技术应用在机床设备中，实现了机械及电子科技技术一体化的目标，将数控技术引入到机床设备中，并加入计算机技术及互联网通信技术等，这样能够有效控制机床生产过程中每道工序参数、时间及规格，实现统一规范化生产操作，也使得机床设备在使用过程中更稳定、更安全，进而促进数控技术下的机床更加准确、更加精细地控制零件位置及操作冷却泵等生产环节。

2.5航天工业对数控技术的应用

数控技术也能应用到航天工业中，航天工业中常常要使用到许多高精密度的零件，但是使用传统机械制造并不能满足航天技术在制造步骤上的精益求精需求，而将数控技术应用在航天工业中，能够对小部件材质进行深度加工，这样有效地节省了资源、防止了浪费能源。

3结语

目前，数控技术已经越来越广泛地应用在机械制造业中，例如工业生产、煤矿机械以及机床设备等等，这项技术在这些产业中发挥着积极而重要的作用。随着社会及科学技术发展进步，人们对于数控技术的要求也越来越高，相关人员在研发生产过程中不仅要使用好数控技术，还要做好研发工作，积极更新数控技术，改进现阶段数控技术的不足与缺点，将其更好地应用于机械制造生产过程中，为我国的国民经济发展贡献力量。

参考文献：

[1]刘从军.数控技术在机械制造中的应用探讨[J].科技展望,2015(07):52.

[2]戴玉翔.数控技术在机械制造中的发展与应用[J].科技创业家,2014(02):78.

[3]廖述雨.数控技术在机械制造中的实际应用探讨[J].科技传播,2014(19):91,99.

制造业数控技术篇5

关键词：机械制造；数控技术；应用探究

0引言

我国经济技术发展迅速，机械制造的核心技术也在更新。21世纪以来，我国科学技术突飞猛进，机械制造水平也有了大幅提高。而数控技术可以提高整个机械制造工作效率，保证成品质量，对整个机械的制造过程与实际应用都起着很重要的作用。数控技术是机械制造的关键所在，关乎到整个企业的生产问题，直接影响总体的经济效益。随着经济的快速发展，人们对生活品质的要求越来越高，传统的机械制造生产技术已经无法满足社会的各种需要。数控技术成为现代机械制造业发展的关键所在，同时也关乎企业的生产、经营效益，愈发引起企业的重视。

1机械制造业发展现状

我国的机械制造业发展主要经过原材料选材、产品加工、机械装配、设备调试、货物运输等漫长过程。21世纪后，我国的机械制造业发展速度惊人，生产力水平大大提高，生产规模不断壮大。但是产品多为中低档产品，很少有企业拥有独立自主的知识产权。尽管国内某些大品牌虽然已经实现了国际化生产，但其核心技术和零件还需要从国外进口，如冰箱的压缩机、某些设备的发动机等。所以，提高技术水平成为我国机械制造业发展的首要任务。目前，我国的机械制造业已经从传统技术发展成自动化、机械化的现代产业。新型产业主要依靠机械设备完成高精度、高危险度、高速度的复杂成品加工，通过对主控制器的操作来完成整个加工的自动化。特别是生产特殊产品时，就不得不依靠机械自动化来完成生产需求。实现机械自动化的企业可以完成产品的高精度加工，提高企业工作效率和生产力，同时对操作人员的安全也是一种保障。数控技术是一门集多种科学于一身的综合性技术，有助于实现机械制造业的数字化、自动化、信息化、等多方面要求，满足各类各样的工业需求。数控技术对机械设备的发展有着重要作用，在机械制造业有广泛的应用和发展前景。

2数控技术分析

数控技术是计算机技术、机械技术与控制技术的完美结合，在很多方面都得到广泛运用。企业的机械生产制造整个过程包括很多的生产环节，由于生产环节较多所以很容易被外界因素和人为因素的干扰。我国目前的生产规模不断扩大，但是产品的质量却存在一些问题，所以就需要工作人员将数控技术应用到机械的制造当中并不断研究，提高数控技术的整体水平。数控技术里计算机技术的应用作为基础，使得数控技术在实际应用中更可靠。这一技术的应用不仅可以降低工作人员的工作量提高工作的效率，而且可以节约生产的成本，减少企业的开支。由于数控技术的广泛使用，机械设备的制造更加有模有样，提高了整体的工作效率。计算机技术在数控技术的应用，可以让操作人员根基实际产品要求对参数进行调整，并将生产的流程简化。在日常的工作中难免会需要加工一些复杂的零部件，这就对企业的生产技术提出了较高的技术要求，传统的生产技术并不能达到特别的需求。而数控技术的应用有助于操作人员对零部件进行更好地操控，根据零件的具体参数进行设置，并对加工的整个过程进行监控，保证零件的质量。所以数控技术在机械加工中有着重要作用。

3现阶段机械制造中的数控技术应用

从现代数控技术的目前状况可以看出，数控技术包括运用现代信息技术来实现对机械加工的操控和通过现代信息技术的管理与处置。从实际情况来看，数控技术具有较强的自动化性能，较高的技术水平和高精准度的操控能力，在很大程度上推动了我国的机械制造业的发展。数控技术在机械制造中的应用可归结为4个方面。

（1）工业生产领域。在工业生产中数控技术被广泛使用，涉及到各个领域的生产，这其中还包括一部分在危险环境下工作的化工厂或金属冶炼厂等。具体地讲，工业中的数控技术就是通过对生产要素的控制从而减少一定的风险，提高整体的质量水平，减少生产成本。这主要是因为生产中的重要工序和操作都是由计算机控制，在经过数据传输与整理，并对其采用高效的反馈。如遇到问题可以及时处理，针对其进行深入的研究与思考，从而更好解决问题。

（2）矿藏采集的机械应用领域。现代化发展中矿藏的发展也很重要，它是原材料供应的关键，也是能源需求的基础。但矿藏的开发、采集却存在很多危险，对从业人员的要求也很高。在如此恶劣的情况下，就需要借助机械设备的力量。但是这样还是存在一些难以解决的问题，就是生产的批量较小，而且生产工序外壳焊接对于老旧的机械加工比较麻烦。数控气割技术出现后这一问题得以改善，大大缩短了工作时间和减少了原材料的消耗。

（3）汽车制造领域。汽车在20世纪已经产生，但21世纪以来它逐步成为了人们的基础出行工具，汽车的需求量也在与日俱增，并且汽车在人们的生活中，不只是简单的代步工具，而是集舒适、美观、性能于一身的全方面要求。数控技术在汽车行业里普遍存在，很大程度上提高了汽车零部件的生产质量与数量，加快了汽车行业的发展速度。目前。我国汽车生产已经形成流水线作业，通过对机床的控制，可以使机械生产效率更高。

（4）在航天产业中的应用。航天航空业的许多零部件需要进行特殊加工，不仅要求密度更加精准，而且要求技术水平更加先进。所以航天事业的发展在某种程度上代表了一个国家的科学技术的高低。航天航空业是我国科技发展的重要项目之一。在经过技术改革之后，我国在高精准度零件的制作和精湛工艺等方面有了很大进步，很多也是依靠数控技术来完成的。

4结语

数控技术的不断发展推动了我国机械制造业的不断进步，对提高我国经济技术水平有重要作用。但是，数控技术在我国起步较晚，技术水平与发达国家仍有一定差距。而且，随着科学技术的发展，数控技术还会迎来新的发展和挑战，所以我国机械制造业想要取得更大进步，技术人员就要加大研究力度。

参考文献

［1］王渤.机械制造中数控技术应用探究［J］.价值工程，2012，31（13）：23-24.

［2］王秋鹏.试论机械制造中数控技术的应用［J］.新技术新工艺，2013（10）：5-7.

［3］李秀昌.浅谈机械制造中数控技术的应用［J］.科技致富向导，2013（9）：201.

［4］聂景成.机械制造中数控技术应用探究［J］.黑龙江科技信息，2014，31（6）：106.

制造业数控技术篇6

关键词：数控技术；机械制造；存在问题；解决对策

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0208-01

1 数控技术在机械制造中的用领域

1.1 数控技术在煤矿机械中的应用

生产环境及自身特点决定了大型的机床设备不适合应用于煤矿企业，而购置新的设备也因耗费成本过大而不可取，因此大多数煤炭企业都选择了利用数控技术对企业现有型号的加工机床进行改装。改装过后的机床设备将具有更高的加工精度与性能，开采、加工煤矿资源的效率也将得到进一步的提升。

1.2 数控技术在汽车工业中的应用

随着物质生活水平的提高，人们对汽车数量的需求越来越大，汽车行业进入较快发展时期，这使得汽车制造、汽车零部件加工等相关行业均获得了较快的发展，而数控技术在这些行业中的应用大大加快了汽车复杂零部件的制造效率，推动了汽车行业及相关行业的发展。

1.3 数控技术在机械设备上的应用

在机械制造行业居于核心地位的是先进的设备，数控技术在机械设备中的应用推动了机电一体化的实现，进而使得机械制造行业也快速朝数字化及自动化的方向发展[1]。数控技术可依靠代码将企业生产的各类数据储存于介质中，继而将发出的指令传达到控制系统，最终实现对整个机床生产的控制。

2 数控技术在我国机械制造应用中存在的问题及解决对策

2.1 存在问题

20世纪50年代末期，我国自国外引进了数控技术，发展至今已经走过了60几个年头，现代数控技术已经基本掌握，数控产品的性能和可靠性也有了较大程度的提高。数控研发、生产基地在全国各地相继建立，我国自己的数控产业初步形成，如功能齐全且可靠性高的上海开通数控有限公司的步进驱动系统、广州数控生产的GSK数控系统等[2]，它们均为我国普及型数控系统的代表。在肯定数控技术高速发展的同时，我们也必须认识到，我国数控技术在机械制造行业的实际应用中仍存在诸多问题，包括如下内容：低水平的产品竞争日趋激烈，大部分高水平、全功能的产品及配套的高质量功能部件以及数控系统附件均需依靠进口；数控技术的应用水平不高，并没有完全推广使用联网技术；自行开发能力较低，在自主研发生产一些技术要求相对较高的产品时仍存在诸多困难。

2.2 解决对策

如前文所述，数控技术在机械制造中的应用有助于企业生产效益以及产品竞争力的提升，因此我们需针对其存在的问题进行深入思考，并积极寻求相应的解决对策。

2.2.1 积极引进国外先进技术，加大创新力度

相较于国外，我国目前的数控技术水平仍不高，因此我们需积极引进国外先进数控技术，并依据我国实际发展需求不断进行技术创新。一方面，我们需正视我国在数控技术发展及应用中存在的不足，另一方面还需加大对数控技术研发的资金投入力度。只有对我国和机械制造业实际情况加以充分考虑并不断增强对数控技术和机械制造认识的基础上的，有效结合国外先进理念，我们才能研制出更多更好地且与我国机械制造业相适应的数控技术[3]。

2.2.2 推进产业化改革，扩大数控技术的应用范围

目前，不少安于现状的企业仍在沿用传统工艺，数控技术的积极作用却被忽略了。针对这一问题，我们需一步推进我国的产业化改革，扩大数控技术在我国机械制造业的应用范围。为了减少数控技术被某个行业或部门垄断的局面，我们需不断提升数控技术的运用效率并提高产业效能。为了提高机械制造企业的产业化水平，企业管理者还需鼓励技术人员多多学习国内外先进数控技术，更加积极主动地将数控技术应用至企业生产中，如此才能促进企业经济效益的提升，进而才能促进我国经济发展。

2.2.3 培养更多优质数控技术人才，引进最新技术成果

数控技术在机械制造中的良好应用离不开大量优质数控技术人才，因此企业需采取各类加强对数控技术研发、应用等方面人才的培养，因此，机械制造企业需做到以下几点：其一，企业领导者需增强对数控技术的认识，定期安排域内知名的专家学者或技术人员为员工授课教学，促进员工专业素养的提升；其二，建立健全一定的绩效考核制度，定期评价员工的专业技能；其三，安排企业骨干员工前往科研院所学习，为企业发展培养更多优质人才。除人才培养外，企业还需加大引进最新技术成果的力度，对最先进的数控技术加以充分利用，促进企业生产效率以及产品竞争力的提升。

3 结语

在我国实现现代化的进程中，机械制造行业这一根基产业不仅对其他行业的进步与发展有着直接影响，同时也决定着我国在国际中的竞争地位。就目前而言，我国的机械制造水平与欧美国家还存在相当大的差距，但数控技术在其中的广泛应用必将带动我国机械制造行业的发展，而数控技术的应用前景必然也将越来越好。

参考文献

[1]肖静玲.数控技术在自动化机械制造中的运用进展[J].山东工业技术，2016，21：148.

[2]唐鑫.浅谈机械制造及其自动化技术的发展与应用[J].山东工业技术，2016，21：276.

制造业数控技术篇7

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。

1数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。

1．1高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。

1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“ITplaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

1.4重视新技术标准、规范的建立

1.4.1关于数控系统设计开发规范

如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

1.4.2关于数控标准

数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。

STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。

目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。

2对我国数控技术及其产业发展的基本估计

我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。

纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。

a.奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。

b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。

c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。

从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。

a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。

b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。

c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。

分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。

a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。

b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。

c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。

d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。

3对我国数控技术和产业化发展的战略思考

3.1战略考虑

我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。

3.2发展策略

从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。

强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。

制造业数控技术篇8

关键词：数控技术  发展  应用

      装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。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。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

      数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。

     一、数控技术的发展趋势

     数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面［1～4］。

    1、 高速、高精加工技术及装备的新趋势

    效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（cirp）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

      在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

      从emo2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国cincinnati公司的hypermach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国dmg公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。

      在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。

    在可靠性方面，国外数控装置的mtbf值已达6 000h以上，伺服系统的mtbf值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。

为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

    2、轴联动加工和复合加工机床快速发展

    采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。

    当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

    在emo2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国dmg公司展出dmuvoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由cnc系统控制或cad/cam直接或间接控制。

    3、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

    21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

    为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的ngc(the next generation work-station/machine control)、欧共体的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中国的onc(open numerical control system)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

    网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在emo2001展中，日本山崎马扎克（mazak)公司展出的“cyberproduction center”（智能生产控制中心，简称cpc)；日本大隈（okuma）机床公司展出“it plaza”（信息技术广场，简称it广场)；德国西门子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（开放制造环境，简称ome）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

  

 二、 对我国数控技术及其产业发展的基本估计     我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。

    纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。

   1、奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。

    2、初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。

   3、建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。

虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。

    a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。

    b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。

    c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。

    分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。

    a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。

    b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。

    c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。

    d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。

   三、 对我国数控技术和产业化发展的战略思考

   1、 战略考虑

    我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

    我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。

  2、 发展策略

    从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。

    强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。

    在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。

    在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。

参考文献：

［1］ 中国机床工具工业协会 行业发展部.cimt2001巡礼［j］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20.

［2］ 梁训王宣 ,周延佑.机床技术发展的新动向［j］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：21-28.

［3］ 中国机床工具工业协会 数控系统分会.cimt2001巡礼［j］.世界制造技术与装备市场，2001(5)：13-17.