高端数控机床发展趋势范文
时间：2023-12-19 18:07:39
导语：如何才能写好一篇高端数控机床发展趋势，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
[关键词]数控机床 加工技术 发展 优势
《数控加工技术》在高职学校教学课程中是目前比较重要的一个学科，同时他也是高职专科学校机械设备专业的主要教学课程，这门课程对学生当前的就业形势非常有实际效果，众多企业和电力部门都比较倾向于这门学科的毕业生，因此在就业上数控技术的毕业生相对来说是比较占优势的。通过对数控机床技术的研究，很多学者发现机床数控化能够提升和加速工业加工技术的基础和根本保证。国内装备工业高端化进程，对中高端数控机床的需求量也在持续上涨。过去一年中，机床数控率升到36%。机床数控化是提升工业加工技术的基础。国内装备工业高端化进程，对中高端数控机床的需求量也在持续上涨。
什么是数控技术？简单一点来说就是通过数字来控制和操控某项指令的技术，简称数控，是指利用数字化的代码构成的程序对控制对象的工作过程实现自动控制的一种方法。我们通常说的数控系统其实就是通过数字控制技术形成的自动控制这样的系统为数控系统。所以现在我们可以知道了什么是数控机床，那么顾名思义他就是在机床上安装了数控系统的设备，便于对机床的控制，我们把这样的机床叫做数控机床。
职业高中《数控加工技术》课程教学内容是比较新的教学内容，其根据科学技术的发展变化和更新也是非常快的，但是我们在教学中学生学习的方式是根深蒂固的，传统的学习方式也是一直影响着我们，教学方式和方法的创新，教学模式的构建都影响着教学效果，所以，我们在进行该课程教学之前一定要了解数控技术的优点和其发展进程，这样有助于我们更好地完成教学内容和提升学生的学习水平。
一、当前数控机床技术具有的优点
1.灵活性比较强。对于CNC（数控机床技术）系统，因其具有较大的修改和变更空间，我们在改变控制能力的时候只需要调整控制程序即可，这样就能够达到我们想要的控制效果，因此我们说数控机床技术能够灵活地完成我们的工作任务，其具有良好的灵活性。
2.准确性和可靠性高。我们把预定的程序一次性添加到我们的应用存储器中，通过软件的整合，同时又有硬件设备的强大功能性，我们就可以设定我们想要的工作结果，这里只要我们的程序指令没有问题，我们的操作结果就是准确的和可靠的，从而避免出现故障和错误率。
3.易于实现多功能复杂程序控制。
4.具有自诊断功能。我们在输入既定的程序以后，在设备工作的过程中，如果一旦出现错误指令，系统会自动提示和自我调整，从而起到自我诊断功能。
二、数控技工技术的发展
1952年美国帕森斯和麻省理工学院共同合作，研制出了第一台三坐标直线插补连续控制的立式数控铣床。从此数控机床进行了前所未有的变革。
1.机床加工的尺度特征向极端方向发展
随着科学技术的发展，微电子技术的进入，我们的数控技术的加工精密度也发生了前所有的变化，出现了更为高水平的重要指标。这种精度的体现已经从原来的尺度上来比较了，而是从形状精度和表面的粗糙程度来比较的，这种体现更多的体现在微结构的加工技术方面。这样我们就可以总结出这样的结论，机床加工的精准度已经在二方面有了更大的变化：一方面，我们体现再物件的形状尺度向精准方向发展；另一方面，是整体形状向我们想要的大尺寸方向进攻，取得了良好的研究成果和应用价值。
当今的科技发展的速度是非常快的，我们工业生产在科技创新的带动和驱动下，大量需要精准和带有微结构的加工零件是必需在数控机床技术下才能够完成的，因此新的加工要求就是精密机床设备的研发和应用。我们知道现在微结构零件在生活的各个方面应用的非常广泛和有更高的利用价值。所以我们说微结构的出现将把数控机床技术引领到一个新的工业领域。与此同时，新的研发的光学技术的加入，使微加工技术更能够准确无误。比如纳米压印复制工艺技术就得到了非常好的发展应用。
2.机床设备向智能制造要求发展方向努力
科学技术的发展必然使技术更新达到日新月异，智能化技术的发展是一个较大的发展空间，这就要求机床的数控技术必须符合智能化制造技术的要求。目前从国际和国内的职能制造技术的发展情况来分析，其主要标准是要求必须具备各种配置的高可高性能，这是作为智能制造加工的最基本的组成部分，也就是说机床性能在更高环境的标准必须体现出其更大的要求标准。这样才能完成更加精准的部件加工。以前的智能制造系统能够工作72小时，随着技术的变革，现在智能制造系统在连续工作的性能上能够达到可以连续720小时运行，这种长时间的不间断的工作大大提高了效率，因此，能够长时间不间断高可靠性运行的机床设备成为另外一个发展趋势。随着我们生活的需要和科技术的发展，数控技术的发展会越来越好，越来越先进，越来越能适应我们人类的生活需要，比如多功能复合化趋势、可重构趋势、低能耗环保趋势等。
教育与科学技术的发展是分不开的，两者是相辅相成的，教育能够更好把先进的技术带给学生们同时又能研发出需要的技术标准。我们在探讨数控机床的技术革新问题上有了重大的突破，实现了数控技术的实践应用性能，这一点十分重要。因此也会对数控技术的研发起到人才的推动作用，相信在今后的电子时代，数控技术会发挥它的重要价值和社会影响力。
参考文献：
[1]陶晓.数控机床的电气维修技术及发展趋势探讨[J].黑龙江科技信息，2007，（12）.
篇2
Abstract： after the very large scale integrated circuit in the mechanical and electrical integration is the combination of mechanical technology and electronic technology products. With the rapid development of microelectronics computer and application of mechatronics technology as involving the multi-discipline knowledge system has been vigorously the development of the technology. This paper analyzes the current situation of the development of numerical control machine tool， for mechanical and electrical integration technology in the application of numerical control machine put forward concrete Suggestions， for reference.
关键词：机电一体化;数控机床;应用
Keywords： mechanical and electrical integration; CNC machine tools; application
1.引言
机电一体化的概念于上世纪70年代由日本提出，是一门跨学科的系统级技术，而今机电一体化已经发展成为一门拥有自身基础体系的新型学科。此技术要求产品拥有高质量、小体积、低功耗、高可靠的特点，是一项能够实现系统最优化的技术。然而机电一体化技术在我国的起步比较晚，相应专业性人才缺口较大，而且我国的工业系统软硬件设施较差，我国的机电一体化技术在数控机床上应用方面广泛性和程度深入性与发达国家相比还存在一定的差距，因此我国需加大力度发展机电一体化技术在数控机床上的应用，提高我国工业系统的现代化程度。
2.我国数控机床发展中存在的问题
2.1数控化水平较低
一个国家的数控化水平，是看其机床的数控化比率的高低，而我国较先进发达国家的机床数控化比率还有些差距，目前我国的数控化比率在生产方面大约在30%，在消费方面大约在50%，与发达国家的70%相差甚远。据统计，我国的经济型数控机床占有国产机床品种的50%，最高的转速仅在2000转/秒，极个别的能够达到8000转/秒，而大型的、高性能、高精度机床仅占国产机床数量总数的1.5%～2.5%，达不到国外机械先进国家比如德国或者日本的二十分之一，在研发高端的数控机床时，由于我国的核心部件开发能力不高，而且开发周期比较长，因此其中的核心零部件不是和国外合作研发便是依靠国外进口，严重的制约了我国数控化水平的提高。
2.2严重缺乏核心技术
据统计在02年到08年之间我国的机床消费和出口排名世界第一，结果看似机床业比较发达，但相反的是我国的机床的利润不高，最多的是依靠经济型机床来出口，而高端的大型机床利润相当低。造成这种局面的最主要原因是我国目前的核心技术缺乏，核心部件的研发能力不高，而且研发周期较长，技术无法实现产业化，在核心部件的研发成本控制和性能校对与国外发达过肩相比存在很大的差距。我国现在的中端、高端机床产业主要是进行部件的制造和组装商，真正掌握核心技术的确实外资企业，中高端的机床的核心部件依靠进口来补充，而核心部件的价值就相当于机床成本的60%，这就严重的制约了我国数控机床的盈利和发展。
2.3产品性能不高
数控机床产品的性能的决定因素主要是由零部件的精度、转速等等因素决定的。目前我国的数控机床的零部件精度普遍不高，很多的零部件加工企业在精度方面达不到客户的要求，特别是在定位精度中的重复定位精度方面，仅有少数产品能够达到欧洲所规定的标准的定位精度。其次在转速方面，我国的产品在轴转速、移动速度、换刀速度方面与国外的发展水平有较大的差异，比如在国外的加工中心的快速进给速度大部分都能够达到40米/分钟，甚至最高的能够达到90米/分钟，但是反观国内的加工中心大多都在30米/分钟，小部分能够达到60米/分钟，与国外相比数控机床产品无论是在进给速度、轴转速、连续工作时间都有不小的差距。
3.机电一体化在数控机床中的应用
3.1自动控制在数控机床中的应用
数控机床与普通机床的最大区别是在于“数控”上，而数控的最大含义便是能够减少人工的操作，具有一定的智能化。而自动控制技术是利用控制器控制机器能够按照某种规则自动的运行，来完成某种控制任务，保证某个预定目标的实现。在数控机床中利用自动控制技术中的速度控制、高精度定位控制的技术来保证数控机床的正常工作，其中用信息处理技术来保证整个机床运行的准确性以及及时性，保证产品生产的质量和效率。自动控制技术的应用减少了人工操作干涉，有利于将人从复杂危险的环境中解放出来，而且由于人工干涉的减少更能够提高产品的生产速度和精度以及效率。
3.2伺服驱动技术在数控机床中的应用
伺服驱动技术是机电一体化中相当重要的一种技术，其能够使产品的位置以及状态等输出量根据输入信号量的变化而得到自动控制的一种技术。该技术以执行元件和驱动为主要的研究目标，执行元件首先与数控装置连接，能够接收输入的控制指令，其次由于机械的执行部件相连接，能够控制一系列动作的实现。伺服驱动技术在数控机床上的应用能够提高产品的动态性能，保证产品的精度标准，控制产品质量，提高产品的生产效率，提高数控机床的稳定性和高精度性。
3.3检测与传感技术在数控机床中的应用
检测与传感技术是指将诸如速度、位置、温度、加速度、酸度以及其他形式的参考变量转换成为统一标准的电信号，然后把这种经过处理后得到的电信号输入到信息处理系统中，接着由信息系统产生相应的控制信号来控制机械执行部件的动作。正是由于检测与传感技术的应用，能够保证数控机床在运行过程中的实时性和准确性，能够快速的做到准确定位，保证数控机床的每一步操作能够按照指令去执行，达到指令预期的效果，并能够实时的监测数控机床的运行状态，有效的保证数控机床的正常工作。
4.结论
机电一体化作为一项跨多门学科而兴起的新兴技术，正在飞速的发展和完善，已经逐渐的形成自己的体系基础。随着微电子技术的迅速发展和广泛普及，计算机行业发生着翻天幅度的变化，机电一体化作为微电子技术的新型技术代表将对数控机床的发展做出巨大的推动作用，应用机电一体化的数控机床是一个发展趋势，这会引发我国工业系统的巨大变革，将我国的工业生产引进到一个崭新的时代。
参考文献：
[1]胡家华.机电一体化在数控机床中的应用[J].机电信息，2012（21）
[2]刘磊，涂万阳.机电一体化在数控机床中的应用[J].经营管理者，2014（04）
篇3
7月31日，一则消息在业界不胫而走，引发了广泛关注：由大连科德（大连光洋全资子公司）制造的高精度五轴立式机床，正式启运出口德国。值得注意的是，此次出口除了整机，其中的数控系统、伺服驱动等关键功能部件，均系大连光洋自主研制。这在我国机床行业尚属首次。不仅如此，同样令人振奋的是，大连光洋的五轴数控机床很快还将出口世界机床另一重镇――日本。
从被禁运、限制进口到将自己的高端产品出口到老牌机床强国的家门口，曾经的“学生”正以自己独特的方式向“老师”发起挑战。而令人们惊讶的是，率先实现这一“逆袭”的，竟是一家此前在业界名不见经传的公司。
光洋往事
大连光洋同数控机床的缘分还要从十三年前那次偶然的机会说起。彼时，大连光洋在工控系统领域已经小有名气。2000年，英国600集团同大连机床合作，决定在大连投资设厂生产数控系统，其中的电控系统就找到了大连光洋来配套。
一直对技术无限痴迷的大连光洋董事长于德海欣然接受了这个机会和挑战。大连光洋的研发团队也不负众望，很快将产品完成并通过600集团的验收。然而，随着接到的产品任务由低端产品升级向中高端，大连光洋研发团队的技术攻关时间越来越长，遇到的困难也越来越难解决。于德海一边技痒难耐，一边眼看着数控系统技术都掌握在老外的手里，心急如焚，中国的企业这么多，我们为什么不能自己研发数控系统呢？至此，于德海率大连光洋走上了数控系统和数控机床制造的艰辛之路。
如今，这条艰辛之路终于迎来了曙光。今年4月中国国际机床展上，大连光洋的五轴立式加工中心、五轴卧式加工中心一经展出，迅速吸引了一家嗅觉敏锐的德国机床经销商的注意。大连光洋的这套五轴立式加工中心现场加工产品表现出的高精度毫不逊色于国际大牌的高端数控机床，而售价仅为这些大牌的一半，这样的价钱通常只够买一套西门子、发那科的数控系统。该公司的负责人当场跟于德海签订了一台五轴立式加工中心的购买合同，要光洋在最短的时间内把产品送抵德国，他们要在9月带着这台产品参加在德国汉诺威举办的EMO2013机床展览会，这家有百余年历史的全球性机床经销商要把这款机床推广到国际市场上去。
一次的幸运可能会被理解为具有偶然性，但接二连三的好运则是自身实力使然了。接到德国订单的激动心情还没平复，一个老者的举动又引起了大家的好奇。他驻足在光洋的五轴数控机床边足足有几个小时，探头向窗内仔细观察产品的加工过程，直到展馆快要闭馆了，他才用日语向销售人员询问起了产品的型号和价格。原来他是日本某著名株式会社的负责人，他也打算把光洋的五轴数控机床买回去在本国销售。展会结束，该株式会社就到光洋签约，一次订购了三台光洋的数控机床。
不过，一连串的好消息也引起了国际同行们的警惕。某德国机床公司的高管们听说展会上有一家中国企业的五轴数控机床非常受欢迎，且价格才是德日产品的一半，三番五次来到光洋的展台，他们看得异常仔细，似乎不相信中国企业能造出这样的五轴数控机床――而老外们的怀疑并非没有原因，据中国机床工具工业协会的数据显示，2012年我国机床产值占世界的30%位居第一，但机床消费占全球市场的45%，进出口逆差109.6亿美元。其中，在我国机床企业利润不断降低的情况下，机床进口额在2011年增长40%基础上，2012年进口金切机床仍增长6.03%，且每台平均单价增长8%。
基础薄弱、配套落后、技术封锁，在这样的行业生态下，纵使研发高端数控机床多年，我国的机床制造企业仍处于被动状态，难以冲击峰顶。但是这一次，于德海不再惊慌，他知道这场由大连光洋撬动的世界机床领域的板块运动马上就要来临。
以命相赌
为什么是大连光洋？很多人会有这样的疑问，中国有那么多家有雄厚资金和技术实力的大型机床企业，第一个将中国五轴数控机床卖出去的为什么是这家名不见经传的民营企业？对这个问题的解答，大概要从于德海的“赌命”开始谈起。
大连光洋总工程师陈虎和董事长助理许钢是于德海的得力干将，“赌命”一说也源自他俩对于德海不谋而合的评价。自从大连光洋开始研发数控系统，于德海就以天命之年把全部的精力用在技术攻关上，这个技术狂人什么事都事必躬亲，他的办公桌上堆满了各种叶轮、叶片等大大小小的部件，在他的办公桌边每天不知道要进行多少轮技术讨论会议。像陈虎说的那样，十三年来，于德海每天都在用生命从事着高端数控机床制造。
就是这样的事必躬亲让于德海发现了一条研发数控系统的不同道路。以往企业开发数控系统都是买来载有西门子、发那科数控系统的高端机床研究模仿，大连光洋也是从这里开始的。但是在经过千百次的分析尝试后，于德海发现这条路行不通，仿制出的数控系统在机床上试验，从精度和反应速度上总是跟人家差好几个节拍。不明其中缘由的于德海心有不甘，他决定打破人家做什么我们学什么的惯有思维，重新思考研发的方法，看能不能有所突破。
很快，于德海发现中国企业研发数控系统一直是直接模仿西门子、发那科数控系统带有的功能，却从来没有真正研究这些功能源自于哪里，这些功能要操纵哪些执行部件完成怎样的制造过程和工艺。归根究底，数控系统的目标是满足客户的制造需求，而需求从哪里来，从工艺中来。发现了这样一条技术思路，于德海开始带领研发团队对不同的加工工艺进行仔细研究。通过从用户工艺中反推出数控系统的功能和性能需求，并对设计反复实验、分析、优化，大连光洋的五轴数控系统终于在2006年问世了。
然而，数控系统研发出来了，推广出去却成了难题。以往高端数控机床的数控系统大部分出自西门子、发那科，客户的长期信任难以攻破，于德海索性也组装起数控机床整机来。他想，既然系统推广不出去，配套自己数控系统的整机，加工效率显而易见总能令客户信服了吧？没想到的是，这条路却又牵扯出了一系列难题。
为了让整机验证数控系统的五轴联动功能和性能，于德海需要高精度的双轴转台，但国内的产品无法满足这样的精度要求，只能向国外公司购买，可这一次于德海又受到了国外“老师”的刁难。这双轴转台是高技术产品，国外的企业对中国企业十分提防，一开始一家美国企业拒绝了大连光洋的购买意向，后来同意但又提出了延长交货期、买方要说明购买用途、限制设计图纸等一系列的条件。这可激怒了于德海，自打十几岁就开始醉心发明的他最受不了的就是技术上受制于人，于是他又给研发团队设立了一个新目标：光洋要自己造双轴转台！
就是在这样立足自我的发展过程中，于德海带领着光洋团队从研发数控系统，再制造双轴转台，后来又为了与数控系统的高性能匹配而自主研发伺服驱动、伺服电机等关键功能部件。最后为了整台机床的稳定性，大连光洋放弃了制造工期较长、温度形变大的金属床身，改而制造德国率先使用的稳定性更高、震动更小、制造周期较短的人造大理石床身。
在不断的研发摸索中，于德海形成了自己的大系统观理论：一台高端五轴数控机床由三部分构成，控制系统、执行部件、机械部件，把机床做好首先要把机床的“大脑”控制系统做好，而控制系统的好坏取决于是不是把机械部件的功能、性能要求研究明白，这就要求把最终工艺的需求搞清楚。而像伺服驱动、电主轴这些功能部件是决定着机床性能表现的关键部分，国外的老牌机床企业不是自己做就是有充足的供应商，而中国的整机厂没有这个能力，国内配套商的产品又达不到要求，于德海只能自己把这条产业链补齐，才能让光洋的机床更好地满足用户的需求。
千万次的失败使于德海抓住了数控机床制造的规律，而且由于光洋掌握了五轴数控机床的全套技术，能够有效控制成本，价格即使是国外品牌的二分之一到三分之一，仍能有相当高的毛利率，足以为中国机床打一场漂亮的翻身仗。
但是这其中的代价也是巨大的，他坦言，要是早知道后面会这样艰难，起初就不会选择做数控系统。自从搞起了数控系统，于德海把每年公司从工控产品和钣金制造业务赚的钱全部投入到数控系统研发中。十三年间，于德海投入了4.8亿元到数控系统业务中。（同时，国家重大专项也给予了及时的支持，尤其在2012年，大连光洋得到了04专项民口最大的支持。）2012年，为了给精密数控机床制造提供常年恒温恒湿的稳定制造环境，大连光洋投资近亿元建设了1.5万平方米的地下工厂。虽然工厂一次性的投资巨大，但相较地上工厂保持高标准的制造环境每年需要近千万的维护费用，大连光洋地下工厂每年的维护费才是人家的5%，不多年就可以把成本收回来。
打破日德垄断
于德海至今仍能清晰地记得当年他去某知名日本机床企业购买机床的时候，对方苛刻的条件，该企业的购买协议最后一页标注着这样一段话：本产品可检测出设备的移动，移机后，未经本公司或其商的确认，将无法运行本设备，对于设备不能运行造成的任何损失，本公司及其商概不负责。
这样的限制影响了我国航天、航空、军事、科研等需要精密制造的重要领域几十年，所以当国内某航天企业31所听说了一家大连的机床企业可以自主掌控五轴数控机床技术的时候，该所副所长杨继平马上赶到了大连。他们带着需要加工的叶轮坯料要看看大连光洋机床的加工效果，以往使用进口机床需要经过一个月的调试，而这次双方技术人员密切合作，仅用了四天就完成了机器的调试，而且加工成的样件出人意料的好。河南某专业膨胀机生产企业的案例更是令人震惊：使用进口高档机床，生产出一个叶轮需要4.5个小时；而采用光洋的机器经过优化后，只需要2小时就能完成同样精度要求的叶轮加工。
于德海解释这其中的原因：相较于外国机器的调试人员只了解数控系统的功能，而大连光洋的技术人员清楚整个机床和控制系统的原理，所以能迅速抓住要害，在最短的时间内调试好机器并针对加工工件进行优化。看到国内机床可以完全替代国外机床，上述31所当即决定扩大和大连光洋科技、大连科德数控的合作范围与深度。
但是，并不是每一家企业都敢于吃螃蟹，毕竟大连光洋在高端机床制造领域还是个生面孔。
如今，横在大连光洋面前的最大障碍就是需要找到更多客户来体验产品，从而验证自己五轴数控机床和数控系统的稳定性，而且唯有经过不同客户的应用，大连光洋才能不断完善自己的产品。为了帮助大连光洋达到此目的，国内多部门和专家领导都在积极协调。今年上海电气无锡透平叶片厂向济南第二机床厂采购了一台龙门加工中心，原本要求配套西门子的数控系统，但在原机械部副部长陆燕荪的劝说下，在现场换成了大连光洋的数控系统，现在加工中心已经运行几个月了，加工的产品精度与之前使用西门子系统时并无二致。
对自己的产品有了信心，于德海根据高精度制造的发展趋势为大连光洋制定了明确的战略计划。大连光洋的机床产品将集中在五轴立式加工中心、五轴卧式加工中心、五轴工具磨床、三维激光复合加工中心这四类机床。五年内，大连光洋计划投资16.6亿元建成上述四类机床、人造大理石床身、伺服电机等9个专业化生产企业，年产值将达到146亿元。
篇4
（南京理工大学科学技术研究院，江苏 南京 210094）
0前言
数控系统是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素，而国外对我国仍进行封锁限制，成为制约我国高档数控机床发展的瓶颈。近年“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项通过重点扶持，为我国数控技术行业创造了良好的外部环境，特别是针对航空航天、汽车制造等领域实施了国产高档数控机床应用国产数控系统示范工程，提高了国产高档数控装置的市场占有率，但用户仍然对国产数控系统信心不足，我国高档数控机床配套的数控系统一大部分依旧依赖国外产品。
“十三五”是全面完成国家科技重大专项战略任务的冲刺五年，是落实中央全面深化科技体制改革、实施创新驱动发展战略等系列决策部署的关键五年，因此总结过去，做到四个聚焦（聚焦关键、聚焦重大、聚焦长远、聚焦能力），意义重大，时不我待。
1目前国产数控系统存在的问题
通过“十二五”规划的实施，我国机床行业技术水平明显提升。数控系统、功能部件及数控刀具与主机产品配套研发，实现与中高档机床的批量配套。高档数控系统的多通道、多轴联动等关键技术指标已基本达到国际主流系统先进技术水平，但在性能、成套性、可靠性、批量生产稳定性和品牌等方面与国外先进水平还存在较大差距，主要存在以下问题：
1.1测试验证不足
国产数控系统虽有大批量应用，但大都集中在低端市场，中高端市场占有率仍然较低。数控系统软件的可靠性和精度保持性较低，故障率较高，“S”件试切还达不到指标要求，其中一些隐性问题还没有完全暴露出来，特别是软件的鲁棒性问题。为此“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项“十二五”期间已经安排了部分产品的实验验证和示范工程，并取得了一定的成果，但还需经过大量和长时间的验证后逐步完善，以此保证数控系统的稳定运行。
1.2功能配置不全
经过前期的攻关，国产数控系统实现了很多功能，解决了有无的问题，但很多功能是“形似而神不似”。目前国产数控系统的功能满足80%的用户需求，但其余的功能开发难度和工作量较大，同时产品的宜用性不好，与主机融合度不高，针对性不强，一些辅助调试工具不全，特别是系统标准辅助面板上的按键标识大多是固定，不能更改，不利于机床厂进行系统的扩展开发，并且国产数控系统在多轴多通道或者多轴单通道控制功能方面不能实现任意几轴之间的插补加工，这些都在一定程度上影响了国产数控系统的推广。
1.3性能表现不佳
国产数控系统在性能上和主流的进口数控系统还有差距，特别是在高速高精控制方面。伺服驱动和电机的性能比较薄弱，且差距较大，比如伺服的参数自适应控制、电机的高速、高刚度、高精度、高加速度、功率体积比等方面与国外主流产品还存在差距，后续的性能提升难度大，伺服电机的工艺制作水平不高，数字化制造水平低，造成产品一致性差，规格系列不全，成套性不足，这些在一定程度上拖了数控系统的后腿。
1.4系统标准不统一
国产数控系统缺乏统一的标准，如总线标准不统一，系统内部通讯协议不统一，不利于工厂实现网络化智能制造，标准不统一致使各个厂家之间的伺服和系统无法混用，调试监控软件互相不兼容，不利于加工企业实现网络化智能制造，也不利于机床制造企业进行机床的网络化批量调试。
2国产数控系统发展趋势
自1952年美国研制出第一台试验性数控系统以来，数控系统的发展十分迅速，数控系统也由原先的硬连接数控发展成为今天的计算机数控(CNC)，目前国产数控系统正在由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
2.1信息化
随着制造业的发展，数控机床不再是一个独立的加工单元，数控机床和人、数控机床之间的交流都离不开网络。面向制造自动化集成的网络功能数控系统应具有与上层信息管理系统交换信息功能，这些必要的交换信息包括制造加工任务计划，数控系统及底层执行装置的工作状态及故障信息等。同时基于新一代云服务平台的大数据采集、大数据挖掘等变得越来越重要，这些都离不开高速、可靠地网络信息功能。
2.2智能化
智能化是制造技术发展的一个大方向，随着人工智能在计算机领域的渗透，研制智能数控系统必将成为未来的发展趋势。例如：研制开放式智能化数控系统，支持温度、振动、RFID等传感器介入的物联网平台；研制基于高级语言的智能化数控系统解释器；研究基于开放式智能化数控系统智能加工技术，如智能化加工路径控制、进给率自适应、故障诊断，监控与设备的自动维护等。
2.3开放化
利用丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统是当今数控系统的趋势之一。开放式体系结构使数控系统具有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、信息化。开放式体系结构可以采用通用的计算机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单，同时可以根据资源进行系统集成，促进数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，缩短开发生产周期。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。
3国产数控系统用户需求和技术要求
数控系统和主机及终的端用户的联系是密不可分的。因此以用户需求为牵引，加强示范应用格为重要。
3.1开展面向智能化控制的高档数控系统扩展模块开发
支持用户自主研发的共性技术或智能化技术通过程序模块（软件）或者通过总线功能模块（硬件）等多种方式与数控系统集成，缩小模块的体积，增强可维修性模块，并且处理好各模块之间的耦合等内部结构问题。开发数控系统的指令域采样数据的分析工具、机床加工过程功率控制、数控机床动态误差补偿与加工过程智能监控技术等功能模块，以满足国产高档数控系统对高性能零件加工工艺的适应性要求。
3.2数控系统与伺服驱动、电机等协同发展
伺服性能与电机性能已经是制约数控系统发展的关键因素，应针对机床需求，注重数控种类、产品规格及性能差距，改善伺服驱动、电机性能，开发伺服系统优化工具，开发广泛适应各种用途的伺服驱动产品和主轴电机。同时也对高精度绝对光栅尺、编码器等关键部件展开开发和应用，使之定位提升，协同发展。
3.3优化编程软件
目前市场上大部分是采用通用的CAD/CAM编程软件，对特定工件加工的工艺知识考虑不是很多，今后需集成有特定工件的切削工艺知识的专用CAM软件，如在生成刀具轨迹时再考虑到机床的切削力，使生成的加工程序质量得以高度提升，同时随着机器人的使用越来越普及，基于动力学的机器人离线编程软件的需求也会越来越广。
3.4支持先进技术集成性开发
加大辅助功能的研发，配置更友善的交互界面以及与主机融合的宏程序，做到可“私人订制”。深入研究二次开发平台（下转第134页）（上接第115页）技术，提高数控系统的开放性，为第三方开展不同层次的二次开发提供方便而完整的移植方案，形成加工处理数据链（CAD/CAM/CAPP/CNC）。
3.5形成统一的标准体系
在未来进行的数控系统、伺服单元、主轴电机、进给驱动电机、直驱主轴的定子转子、力矩电机、直线电机等在机械接口方面应该形成一种国家标准体系，统一规格，在同一规格下应统一接口尺寸，统一数据接口形式，便于用户进行维修与更换。并需具有与国际技术标准的主流数控系统和自动化控制装置接口的联接能力，注重与第三方应用的互连，完善总线的标准化以及通信协议的标准化。
3.6健全综合配套能力
数控系统的研发生产厂家要成为数控机床的工艺和控制应用专家，研制阶段应充分了解主机的各种性能，提高产品的性能和水平，不断增强系统的可靠性、稳定性，并建立一支优秀的研发队伍、跟踪队伍、维护队伍，为用户提供良好的综合配套服务。另外系统厂家还应逐渐提供综合成套技术，使数控系统与驱动系统、主轴电机、进给电机、力矩电机等进行检测试验好后一起成套供应。
3.7建立应用反馈机制，以数据支撑产品持续改进
现代生产管控对数控设备提出了更多的要求，需要实时监控掌握数控设备的工作状态，记录零件加工过程中的大量数据，加强应用过程中的数据统计分析，有计划地安排预防性维修和保养，能够快速诊断解决设备故障，这些方面均需要数控系统厂家进行强力的技术支持。
3.8推广和应用数控机床刀具寿命跟踪管理技术
随着设备增加，刀具数量相应增多，若日常管理不当，刀具寿命跟踪不准确，将造成极大的浪费。通过对刀具信息层的管理，比如刀具全生命数据管理、刀具修磨管理刀具寿命监控等技术手段，可实现机床刀具的数据化使用和维护，将有效缩短出现问题时的排查时间，提高了生产效率。
4数控系统发展在专项管理中的启示
4.1充分发挥创新平台的作用，提升企业创新能力
“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项前期安排了不少创新平台的课题，应充分借鉴“十二五”成果，继续加强开放式数控系统创新平台建设，通过平台确实提升企业的自主创新能力，健全产学研用结合的技术创新和成果转移转化的机制和体系，摸索出一套适合企业自身发展的创新之路。
4.2紧跟市场需求，提升企业自身竞争能力
市场是配置资源的重要因素，企业应紧盯市场发展需求，根据自身特点，利用有限的资源，走差异化发展道路。不能只停留在共同完成扶持项目的层面，研发满足客户需要的产品，从而引导消费，实现“双赢”提升国产数控系统产业化水平，占得市场先机，从机床制造、人才培养、用户使用等多个角度做工作，以实现机床、系统、用户企业三方共赢，形成系统与机床企业稳定、长效的批量配套产业链，建立市场化互动机制，实现国产数控系统配套应用示范工程，提升企业在市场中的竞争力。
4.3加强数控系统可靠性，建立数控系统评价体系
可靠性是企业的生命，严格开展数控系统可靠性测试验证（数据采集）工作，要在产品出厂时保证产品出产质量，切不可将机床厂和最终用户作为系统功能的试验验证地，为企业提供一个放心可用的产品，并在应用中对于数控系统做出评价，建立新的数控系统评价体系，保证专项目标的完成。
4.4加快数控机器人发展
篇5
“数控一代”创新应用示范
数控系统和伺服驱动系统是数控机床的的大脑和手脚，是数控机床的核心部件，数控技术是装备制造业实现自动化、柔性化、集成化、网络化和智能化的关键技术。加快发展数控技术对装备制造业振兴具有前瞻性、先导性和基础性的战略意义。国家“十一五”、“十二五”规划均将发展高档数控系统和全数字交流伺服驱动系统列为重要项目。
2011年初，我国18位院士共同提出“数控一代”的创新概念，建议实施《“数控一代”机械产品创新工程》。《“数控一代”机械产品创新工程》既是数控技术应用工程，更是机械产品创新工程；既有机械工业发展强大需求的推动，又有成熟数控技术的支撑。其战略目标是：在机械行业全面推广应用数控技术，在5～8年内实现各行各业各类各种机械产品的全面创新，使中国的机械产品整体升级为“数控一代”，为我国机械工业从“大”到“强”的跨越式发展做出贡献。中央高度重视该项建议，并正式启动《“数控一代”机械产品创新应用示范工程》。
与此同时，工信部“软件与信息技术服务业十二五规划”明确提出嵌入式软件要“面向工业装备、通信网络、汽车电子、消费电子、医疗电子、数控机床、电力电子、交通运输、环保监测等重点领域，积极开展符合开放标准的嵌入式软件开发平台、嵌入式操作系统和应用软件的开发，加快研发面向下一代互联网、物联网应用的嵌入式系统软件，推动软件研发模式创新发展，进一步提高产业化水平和产品出口能力”。
高速发展的计算机技术、嵌入式技术、网络技术和丰富的计算机软件资源，给我国数控技术的发展提供了很好的机遇；工业以太网的快速发展和关键技术的突破、使得工业自动化领城控制系统的通信网络逐步统一到工业以太网，并正在加快推广应用，发展为一大技术潮流。这些都为我国构建高端数控系统软件平台提供了良好的条件。
现代数控技术发展趋势
智能化、开放式、网络化已成为当代数控系统发展的主要趋势。现代计算机数控技术发展呈现二大趋势：一是将数控技术引入通用PC的自动化解决方案来提高其系统性能，增强市场竞争力；二是在数控技术中引入嵌入式计算机，使数控系统在专用性、稳定性和经济性上具备较好的市场前景。
当前，以FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI为代表的国际主流数控系统制造商，在高档数控系统产品方面具有几大共同特点。
首先是多轴、多通道、高速和高精度切削、复合加工。如FANUC的30i-A数控系统可控制40个轴10个通道、具有5轴联动加工，纳米插补和AⅠ、AⅡ轮廓控制等功能，可实现各种复杂形状模具的高速高品质、复合加工。MITSUBISHI的700系列数控系统可控制16个轴4个通道,具有8轴联动，纳米插补和SSS(Super Smooth Surface )和OMR(Optimum Machine Response)高速高精度控制技术。
其次是开放式、智能化和网络化。许多数控系统采用了通用的计算机操作系统，充分利用计算机软件资源，把CNC与计算机技术紧密的结合起来，使CNC友好的图形人机界面；各种智能化自动编程、加工过程自适应控制技术、加工参数的智能优化与选择、智能故障自诊断与自修复等智能化功能；具有标准的USB接口、PCMCIA接口和网络接口。如Siemens公司的810D和840D数控系统选用Windows操作系统，MITSUBISHI公司的700系列数控系统选用了Windows XPe嵌入式操作系统。这些系统都具有较好的开放性，能提供相应的软件包给用户开发各种个性化的应用功能。
另外，系统普遍采用嵌入式结构+实时现场总线。国外CNC制造商在其产品中广泛采用现场总线技术。如Siemens公司采用ProfiNet，Indramat、Fagor等公司采用SERCOS总线。FANUC 0i-C和30i中高档数控系统采用了先进的嵌入式结构。整个CNC系统包括液晶显示器、键盘和CNC主机集成在一个控制箱内,通过FSSB高速总线和伺服驱动器连接，接线简单方便。系统显得紧凑、简洁、美观，可靠性高。
此外，针对数控技术新标准STEP-NC展开研究。采用G，M代码来描述如何加工已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。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。
目前，欧美、日本、韩国等国家投入了大量资金研究STEP-NC，研究数据表明：STEP-NC应用将使加工工艺规划时间减少35%，生产数据的准备时间减少75%，加工时间减少50%（五轴和高速加工）。STEP-NC为真正实现基于网络的E-Manufacturing、CNC的自治智能制造提供了可能。目前STEP-NC的研究已取得了很大的进展。
先进计算机数控技术是是现代制造装备技术中各种新兴或尖端技术得以存在和发展的“使能技术”，是发展我国装备制造业必不可少的核心技术，其技术水平高低、规模化生产能力的大小，对于国民经济的发展、国力增强有着极其重要意义。
目前，我国在中高档数控系统领域还严重依赖进口，汽车生产线设备中很少见到国产系统。由于没有国产系统参与竞争，进口产品价格昂贵。因此，国家把高档数控系统和伺服驱动系统作为关键功能部件，与数控机床并列放在同等重要的地位发展。
国内的数控技术经过这些年的发展，基本掌握了现代数控技术和伺服驱动技术，初步形成了如华中数控、广州数控、上海开通数控等数控产业化基地。建立了一支数控研究开发、管理人才的基本队伍，在数控机床市场中占有一席之地。
国家 “十一五”数控重大专项的实施使基于现场总线技术的中高档数控系统和伺服驱动系统的研发有了重大突破，华中数控的HNC-8型数控系统已开始进入示范应用，这对我国高端数控软件研发有很大的促进作用。
发展自主产权的高端数控软件平台
数控技术发展的关键是数控软件的开发，有一个好的数控系统软件平台，又是数控技术能持续发展的基础。上海开通数控有限公司总结了多年来对国外先进的开放式数控系统研究开发的经验，研究了开放式数控系统的标准规范，完全自主创新建立了基于Windows和Linux双操作系统的开放式数控系统软件平台，在这个平台上开发了基于总线技术的中高档数控系统。其具有很好的开放性和灵活性，能较快适应用户设备的各种个性化需求。系统的下位机运动控制器（KT500/KT510）可以配置各种上位机-嵌入式数控系统显示单元（KT630）、台式电脑/笔记本电脑、工业计算机。上下位机通过标准以太网接口进行通信，该系列产品已应用于车、铣、磨、加工中心和滚齿机等装备。为实施“数控一代”机械产品创新工程、开通数控将在现有基础上完善并提升数控系统软件平台，继续开发基于实时以太网现场总线、多轴多通道的数控软件系统及其应用。
十余年来，开通数控与上海交大、上海理工大学、上海大学、上海机床厂有限公司等单位建立了产学研用联盟，在数控系统和伺服驱动系统的开发中紧密合作，取得了丰硕的成果。公司将充分发挥上海市软件工程中心（数控和伺服驱动）的作用，对数控产品进行示范应用和推广，扩大用户服务培训的范围。
数控技术发展的关键是数控软件的开发，由于我国的数控软件开发的基础薄弱，积累少，因此数控系统的开发周期长，稳定性可靠性较差。在计算机技术高速发展的今天，如何能快速可靠的开发出高质量、可持续发展的数控软件，缩短我们与国外数控技术水平的差距，具有重要意义。根据多年来积累的开放式数控系统研究开发及应用的经验，学习研究了国外开放式数控系统及相关标准规范，并根据公司自身发展数控技术的需求，研究开发了一种适用于开放式数控系统软件平台ONCASP(Open Numerical Controller Application Software Platform)。
ONCASP的开放性主要体现在四个层次：
第一层为内核层：由于运动控制与逻辑控制任务工作在实时内核中。ONCASP采用编译执行的PMC与PLC编程语言，允许用户定制实时控制任务，编写复杂的轨迹插补算法。编译执行的方式确保了系统级任务的运行效率。
第二层为插件层：由于ONCASP采用了模块化的设计。用户可以使用高级语言编写插件模块运行在系统程序的后台或前台。通过高级语言，可以将操作系统硬件以及第三方软件的资源与控制系统无缝整合在一起，使系统功能得到充分地延伸。
第三层为组态层：ONCASP提供了脚本语言编程接口以及基于XML的操作界面描述语言。通过这个接口，用户无需掌握专业的编程知识，就可以定制界面并可以实现基于菜单按钮的人机交互。这一层次主要面向控制系统的现场工程师和高级用户。他们往往掌握丰富的工艺经验，但是并不懂得软件编程技术。ONCASP的脚本和组态工具有效地降低了系统的二次开发的门槛。
第四层为网络层：基于以太网的Socket接口，ONCASP平台可以向网络上的远程计算机实时广播控制系统的状态，并可接受经过加密的控制指令。而通过无线Wi-Fi网络，对ONCASP平台的监控更可以扩展到智能移动终端。管理人员可以在工厂的每一个角落均可以实时了解到生产设备的工作状态。
以上几个开放层次，使ONCASP平台满足了不同层次的用户需求，并能适应灵活多变的应用场合。
在工业控制中广泛使用的具有图形用户界面的操作系统主要是Windows和Linux两种。ONCASP能够在这两种不同的操作系统中运行；并且在不同的操作系统中，基于ONCASP所开发的应用软件能够表现出相似的视感和操作方法。
数控系统集成CAD/CAM技术
数控系统的编程技术经过多年的不断发展，已经由传统的手工编程，逐渐转化为更加灵活易用的自动化辅助编程。尽管这一技术与专业的CAD/CAM软件之间仍然存在一定的差距，但是这并不能阻止它与数控系统的深度结合。
目前国外的知名数控系统，如西门子、海德汉、FANUC等，都根据各自数控系统的操作风格，发展起了专有的自动化辅助编程技术。与基于PC的专业的CAD/CAM软件相比，数控系统因为屏幕尺寸和输入设备的限制，在复杂零件建模方面仍然无法替代专业软件。
但是，数控系统上实现CAD/CAM具备两个独特的优势：一方面在于数控系统上能够随时编程、随时加工，有效提高工作效率；另一方面在于CAD/CAM能够获得数控系统的刀具、加工参数等信息，使所设计的零件在加工时都具备更好的工艺性，充分提高加工效率和质量。然而，方便灵活的CAD/CAM功能对数控系统的性能提出了更高的要求。正是由于以上原因，是否集成了CAD/CAM功能成为高档数控系统的重要辨别标准。
开通数控从1998年开始，就已经对集成CAD/CAM技术进行了跟踪研究。经过了十余年的发展。目前已经拥有了一套具有完全自主知识产权的CAD/CAM软件技术――KTCAM，并将其与ONCASP平台进行了深度整合。
KTCAM采用OpenGL三维渲染引擎，并采用高速三维建模算法。能够实现简单快捷的逆向重构。KTCAM能够支持多种主流CAD/CAM的文件格式，并能够基于基本的三维实体，通过拉伸、剪切、合并等实体算法生成复杂的三维零件形状。另外，根据当今艺术品、模具、广告和展会产业的快速发展，KTCAM还提供了浮雕、刻字等简单实用的曲面建模和刀具路径优化算法。而所有这些三维形状编辑和加工参数的设置操作都充分考虑到了数控系统的操作风格，力求操作简单。
随着CAD/CAM的应用日趋广泛，数控系统渐已成为高端软件技术发展的新高地。
软件平台应用
随着ONASCP进入实际应用阶段。开通数控在此“平台”上开发了数控车、铣、加工中心、磨削、齿轮加工、切割等数控软件，提供多种显示语言，如英文、捷克文、德文和法文等，并根据市场的需求在继续不断地完善、提升、发展这个平台。与之配套的数控机床批量出口欧美、日本等发达国家，开发应用实例包括：基于PC、具有三维加工图形显示的车床数控软件；基于PC、铣床数控软件；用于数控机床培训的、具有与日本FANUC 0i数控系统相同性能与功能及界面、操作的铣床、加工中心数控软件；基于WinCE操作系统的嵌入式磨床数控软件等。
篇6
关键词:模具；数控机床；发展现状
中国机械工业实现了持续的高速增长，但从2011年开始这一态势发生了较大变化，主要表现是增速出现了较大回落。去年中国机械工业的总产值仍比2010年增长了25.06%，实现利润比上年增长了21.14%，但上述增速分别比2010年回落了8个多百分点和30多个百分点。2011年以来中国机械工业增速出现了明显回落，说明中国经济总量高速增长时期已逐渐过去，今后全行业必须适应市场需求由重“量”到重“质”的转变趋势。在中国机械工业中，2011年我国模具出口总额从20.62亿美元攀升至30.05亿美元。根据海关统计，2011年我国模具进出口总额为52.40亿美元，比上年增加23.06%，模具出口快速发展，总额为30.05亿美元，比2010年增加36.87%。
1 模具行业的技术现状分析
CAD／CAE／CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。中国的模具企业大都是中小企业，从作坊式的企业成长起来，甚至目前仍有许多模具企业是作坊式的管理，在模具交货期、成本、质量的控制方面问题层出不断。面对激烈的市场竞争，落后的管理手段和水平，使模具企业中的管理和技术人员只有疲于奔命。因此，模具制造企业要提高管理水平，具备快速反应和及时调整的能力，没有一套先进的管理系统实现管理的信息化是很难做到的。通过信息化建设，实现模具制造。
网络企业的建立，总的来讲是基于INTERNET技术和计算机管理技术，并融合了EPR、CRM、SCM、PM等技术，以及一些行业标准化的规范。通过INTERNET技术，模具企业可以跟国内外客户建立联系，开拓更广阔的市场；进行企业与国内外客户业务、技术的沟通；建立企业和客户之间的接口。ERP技术帮助企业规范和管理内部业务流程，提升模具企业的管理水平；并且极大地优化和缩短了企业内部的流程，提高竞争力。把INTERNET技术和ERP技术结合起来，还可以实现远程异地办公，提高企业的快速反应能力，更加有效地管理企业。CRM技术可以帮助模具企业加强管理客户关系，对客户的需求做出快速反应和处理。SCM技术帮助模具企业加强供应商的管理，进一步降低采购成本和开拓更多的供应渠道，等等。
2 模具产业存在的问题分析
近年来，我国模具行业结构调整取得不小成绩，无论是企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构，都在向着合理化的方向发展。目前全世界模具总产值约为680亿美元，中国只占8%左右，为更新和提高装备水平，模具企业每年都需进口几十亿元的设备。在创新开发方面的投入仍显不足，模具行业内综合开发能力的提升已严重滞后于生产能力的提高，主要问题体现在一下几个方面。
各层次的模具技术人才资源不足，尤其是高级模具钳工、CNC 数控机床操作工、高级模具设计人员等，需求缺口较大；模具标准化程度不高，模具及其零部件的商品率偏低；模具制造的专业化程度和集中度有待进一步提高；模具修理机制不健全，因修模拖期影响生产的事时有发生；模具寿命偏低，使模具费占产品成本比率过高且长期居高不下；模具及其零部件市场价偏低，模具修理费用更低，而且没有市场指导价，完全靠购销双方“议价”，地区与厂际之间价差悬殊；模具新技术、新工艺、新设备、新材料推广应用缓慢，特别是国内自行开发的模具新材料大多至今未能推广应用；设备老化严重，超期服役的情况普遍；各类模具的标准及技术指导性文件不齐全，特别是与国际市场接轨的各类模具国家标准缺口大；模具钢的精炼和模具锻坯的锻造技术推广应用问题，至今未能解决。上述一系列问题表明，中国目前的模具产业结构还需要进一步调整，增长方式也需要进一步转变，必须从量的扩张逐渐转变到以质为先的轨道上来。只有这样，我国模具产品的质量与水平才能真正提升，才能拥有国际市场的竞争力，才能使模具产品的出口量的增长与质的提升相结合。
3 模具行业的发展趋势分析
在模具行业“十二五”规划中，模具的重点发展方向是，叠层模具、旋转复杂高效精密塑料模具、超强钢板热压成形模具超高速精密冲压模具、集成电路及多列SOT-23高速冲压模具、超大超薄型LED电视大型精密冲压模具、高光注塑模具、金属粉末注塑成形模具。中国家电工业已经确定了通过10年努力由家电大国走向家电强国的目标，家电模具无疑起到支撑家电业发展，具有实现家电零部件转型升级、先进成型制造技术应用等工艺保障重要地位的作用。作为在家电产品创新和规模生产中起到极其重要作用的家电模具行业已具备相当能力。在为家电行业产业升级起到重要作用的同时，也得到快速发展。
2011年，中国机床行业进出口逆差高达134亿美元。机床行业位居“母机”行业的特殊地位，近10年来中国机床工业的规模有了长足进步，目前中国已是世界机床的生产和消费大国。值得注意的是，“十五”和“十一五”的10年中，中国机床业实现了持续超高速发展，直到2011年上半年绝大多数机床企业依然产销两旺；但从去年下半年开始，行业需求增势明显趋缓，经济效益逐渐趋于严峻。去年中国机床工业总产值增速由年初的近39%回落到年末的32.5%，实现利润增速由年初的57.5%降至年末的29.8%。巨额的进出口逆差表明，中国高端机床工具产品的需求仍客观存在，并仍将快速增长，中国机床行业如果能将过剩的中低端产能转化为适应需求的“高端”产能，尤其是在功能部件和数控系统等基础产品领域重点着力，缩短差距，那么中国机床行业的竞争力将明显提高。只要全行业加快转型升级，前景仍将光明，预计今年中国机床行业的产销仍可实现平稳增长。
4 结束语
模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，其以特定的形状通过一定的方式使原材料成型。模具成型由于具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、计算机等工业部门得到极其广泛的应用。数控机床是模具加工的主要设备，因此数控机床的性能与模具的制造水平有着直接的联系。
参考文献
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“机器换人”催热市场
不久前，在第十七届海峡两岸机械电子商品交易会暨厦门对台进出口商品交易会上，机械手、蜘蛛手等智能机器人不仅成为展会中重要的展示产品，并在交易会上成为企业与客商关注的焦点。仅漳州明鑫焊接技术服务有限公司一家就会上签订了约4000万元人民币的意向订单。
5月底，在宁波举行的2013中国国际机电工业制造业博览会（又称第九届中国模具之都博览会）上，车床、刨床、铣床、钻床、磨床、镗床等机床产品“喧宾夺主”，取代了模具产品，成为展会的主角和焦点，受到企业追捧。
尽管，两项展会的主题与主要展示产品不同，但是智能装备和机床的“走红”都指向自动化装备市场的需求增长旺盛。
自动化装备市场骤热的背后，是中国制造业“人口红利”逐渐消失的残酷现实，“用工难”、“用工贵”的困难无情地提醒着企业：依靠大量的廉价劳动力进行生产的粗放式生产模式已经难以为继。而技术含量高的自动化装备可以满足多个领域企业的生产需求，可为企业降低人力成本，从而帮助企业实现从劳动力密集型向技术密集型转移。因此，“机器换人”成为越来越多企业转型升级的共识。
对于自动化装备市场的推动，国家相关政策一直不遗余力，给予了相当大的扶持，地方政府也加大了对制造企业更换自动化装备的扶持力度，浙江省政府更是提出了“机器换人”的口号。在市场和政策的双重作用下，自动化装备的巨大市场已经打开。
自动化市场的增长，在统计数据中已经得到体现。据悉，目前智能制造装备产业增速保持在装备全行业的前列，需求量总体保持稳步上升态势。受到国内下游制造业新增固定资产投资、技术改造投资增速同比放缓的影响，半数以上重点企业的收入增速虽然较去年同期有所下降，但是在国内工业深化转型升级的带动下，全行业仍将能实现20%以上的增长，产值规模由2011年的4233亿元增长到5000亿元以上。
自动化装备市场的前景及其广阔，将全面覆盖社会生产的各个产业单元。如今，智能化、自动化已经不再局限于基础制造业，已经渗透至纺织服装、鞋材、电子信息、五金水暖等领域，未来还将进一步扩大，市场“蛋糕”或达万亿元。
国内企业应加快跟进
尽管自动化装备市场“蛋糕”诱人，但是对于大部分国内企业来说，依然是如“镜花水月”般看得见、吃不着。从目前来看，国内企业整体对旺盛的市场需求的跟进并不理想，技术水平和高端制造能力的薄弱是主要原因。市场对高端自动化装备需求的旺盛和民族企业供给能力的匮乏不平衡的矛盾日益突出。
国内配套的产业链不完善致使国产智能装备在成本造价上偏高；智能装备新型传感、先进控制等核心技术受制于人，核心零部件仍然依赖进口产品，技术创新能力较差；国产智能产品多集中在中低端，高端研发能力不足，难以满足市场需求。所以，尽管我国智能装备市场的份额在持续增长，民族企业还是很难有更多的机会，成熟的市场份额多被智能工业巨头收入囊中。
高端机床市场同样不容乐观。长期存在的低端过剩、高端不足的问题没有得到根本解决，国产机床的可靠性和精度仍有待提高，数控加工设备的核心技术、数控系统目前尚有80%需依赖进口，一些关键零部件国内也无法生产，国内企业的技术水品和创新能力与国际品牌差距巨大。自主品牌制造业的核心竞争力普遍不强，导致高端机床市场90%的市场份额仍为国外品牌所占据。市场对国产品牌信心不高，在采购高端机床时，首先考虑的是德国、美国、日本等国际品牌。
国内自动化市场的增长对于国内来说，应该是行业快速发展的机会，但是国内相关企业自身发展的不足，反而使得这些机会更多为国际竞争对手所赢得。世界经济的低迷和我国市场的增长对比鲜明，未来在国内自动化领域的竞争将更加激烈甚至趋于白热化，对于中国相关企业来说，能否在激烈竞争中赢得一席之地，关键取决于自主创新能力的提升和对国际技术水准的赶超。在对市场的角逐中，能够迅速跟进市场增长和需求的企业，将永远是赢家。
战略机遇时不我待
未来相当长的时间里，在工业自动化发展趋势及未来几年的自动化市场影响逐步深化的情况下，市场对于智能装备的需求将一直呈现上升趋势。“十二五”期间，国民经济战略性新兴产业的培育壮大、重点产业的转型升级和劳动力能源等客观条件的制约下，智能制造装备产业市场空间巨大，同时也面临着更高的要求。
业内专家认为，未来5-10年，将是我国智能制造装备产业的重要战略机遇期。无论从国家产业升级战略实施还是行业的发展来看，都必须牢牢抓住这个战略机遇期，在此期间完成自身的提升，加速对市场的跟进，以免贻误“战机”。
国家的相关政策，无疑将对自动化装备市场的培育、国内企业的发展以及带来的产业优化效应起到推动和指导的作用。
今年年初的《智能制造装备产业“十二五”发展路线图》明确提到，在“十二五”期间将突破九大关键智能基础共性技术、推进八项智能测控装置与部件的研发和产业化、提升八类重大智能制造装备集成创新能力和促进在国民经济六大重点领域的示范应用推广。同时，将围绕关键智能基础共性技术、核心智能测控装置与部件、重大智能制造成套装备和重点应用示范领域四大方向进行重点攻坚。
科技重大专项以及国家培育和发展战略性新兴产业等一系列方针政策的实施，为高档数控机床发展提供了新的机遇。在“十二五”规划中，大力发展高档数控机床和基础制造装备被列入工业发展规划，随着一系列扶植政策的陆续出台，未来几年中国的机床行业有望在质量和技术水平上达到一个突破。目前，部分项目已经取得阶段性成果。工信部装备工业司副司长王卫明指出，数控机床专项在任务布局时充分体现重点用户领域的需求，强调建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的技术创新体系，所有产品类课题明确要求企业牵头组织实施。
篇8
数控技术是当前制造加工技术中最先进、最广泛的加工技术。当前数控技术加工模式的弊端在于不能对加工中出现的问题及时的进行处理，只能“忠实”的执行加工程序。而机电―体化技术可以综合运用多学科技术，实现加工中的智能化、自动化和柔性化。本文从数控技术的现状和发展趋势出发，结合机电―体化的相关优势，来分析数控技术与机电一体化有机结合的方式。
1.数控技术概述
1.1发展现状
数控技术给传统制造业带来了革命性的变化，而且使其成为工业化的代表。近年来随着数控技术的不断进步，数控机床的蝉联也不断的上升，北京市从今年一月份开始机床产量一直在上升，如图所示。
数控技术近年来不断的发展，应用领域也不断扩大，对一些重要行业的发展也有促进作用。数控技术发展现状如下。
1.1.1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产品。
1.1.2目前社会快速发展，数控技术也在不断的更新。由当初的专用型封闭式开环控制模式逐渐转变为通用型开放式实时动态全闭环控制模式。以集成化为基础，数控系统已经实现了小型化、简单化；以智能化为基础，数控系统综合了计算机、电子等多学科技术，数控系统可以进行快速、精确、有效控制等，而且在加工中可以自动测量与修正，通过反馈可以补偿各种参数，并可以通过在线进行加工诊断并智能化处理。以网络化为基础，通过计算机辅助设计功能CAD/CAM模块，可以与数控系统有机结合在一起。在加工中，可以通过机床系统联网，以便于中央控制系统进行集体控制。
1.1.3在传统的数控加工中，加工都是事先思考好加工工艺、用量参数，然后编制好加工程序进行加工。加工过程中的刀具选择、工件材料、主轴转速、切削速率、切削深度、加工余量等加工参数都是固定好的。如果在加工中发现错误，则无法在现场环境下根据外部干扰因素和随机因素进行实时动态调整。由此可见，传统的方法这种固定程序的加工模式和封闭模式，限制了数控技术向多元化、智能化发展。因此需要对数控技术进行些变革。
1.2发展趋势
当今数控技术的发展趋势可分为以下几点：
一是使数控加工性能实现高速高精高效化、柔性化、工艺复合性和多轴化；二是使数控加工的控制系统用户界面图形化、科学计算可视化，还可以运用多媒体技术进行信息处理；三是使数控系统的体系结构能够集成化、模块化和网络化，能够实现开放式的闭环控制系统。
对于一个国家来说，国民经济的水平不是由国民生产总值来决定，而是由这个国家所拥有的装备工业的技术水平以及装备制造业的现代化程度来决定的。要想快速发展新兴的高新技术产业和高端产业，比如军事、航空等国防产业，就需要更先进更核心的技术。在当今社会，数控技术则是属于比较先进的技术，而且在世界各国都广泛运用，用以提高自己的制造能力和水平，以适应复杂多变的市场，提高自己的竞争能力。
2.机电一体化的优势
2.1结合多种技术
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息机电一体化技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。它也是合理配置各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。
2.2使数控技术先进化
先进的数控技术产业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的产业。在机电一体化中，可以通过、电工电子技术、微电子技术以及相关的通信技术实现数控技术的先进化生产。
2.3具有分布式控制系统
通过分布式控制系统，我们可以集中对生产过程进行监控、管理和控制。不仅在生产过程中可以控制，而且可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理等功能。
2.4具有开放式控制系统
开放控制系统通过工业通信网络使计算机与控制设备互相连接，便于管理。能够实现控制与经营、管理、决策的集成，实现测量与控制一体化。
3.数控技术与机电一体化结合
3.1数控技术与机电一体化结合的发展背景
3.1.1在当今的工业发达国家，数控机床不仅仅只是简单的操作系统和功能，要完成复杂零件，特别是四轴以上甚至六轴的要求。因此就需要通过车削中心、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统以及计算机集成制造系统来综合集成。
3.1.2到了20世纪末期，世界各发达国家均开始探索，将有限的数控技术进行多元化扩展。因此各国开始思考将数控技术和机电一体化进行结合，并且一起向智能化方向发展。这是因为网络、通信等技术领域已经逐渐实现机电一体化，而精密加工技术也逐渐出现在机电一体化中，这些都能为数控技术的发展提供帮助。
3.1.3同时，由于人工智能技术及光纤技术等领域发展迅速，为机电一体化和数控技术都提供了有利的发展平台，也为两者的结合提供了有利的基础。
3.2数控技术与机电一体化结合的发展方向
3.2.1制造加工智能化
在未来的制造加工业中，智能化已经成为发展的需求，这也是未来数控技术与机电一体化技术发展的一个重要发展方向。它需要在机床及数控系统的控制理论上，综合运用人工智能、运筹分析、计算机辅助设计与制造、机械传动学等多方面学科综合结合。这些可以体现在性制造单元、柔性制造系统以及计算机集成制造系统中。这样性制造单元、柔性制造系统以及计算机集成制造系统才能更有效的结合，达到更高的加工目的。如下图，为智能化新一代PCNC数控系统。
3.2.2制造加工网络化
（1）到了21实际，网络技术已经发展成熟，而在网络技术的迅速发展和普及过程中，给中国的许多市场都带来了根本性的改变。这使得许多的产品、物料和制造等都可以在不同地域、不同国家进行。这可以说从另一个角度促进了企业加工的发展。（2）在制造业中，更多的需要多方面合作，多方面交流。在一个车间上百台设备可以接受一台总机控制，当指令通过网络下达到相关执行单元时，就可以按照指令要求进行有序的加工配合。而在数控加工中要想实现网络化控制，就需要通过电子化设计，将控制系统集合总成到控制总机中，而在每台设备上需要有相关的电子控制单元。这也是数控技术与机电一体化结合的一个重要体现。
3.3制造加工自动化
3.3.1在普通的数控机床加工中，已经可以实现通过加工程序来进行机床的自动加工了。但是这种加工是模式化的，也就是程序是怎么编写的，加工也就怎么进行。如果在加工中存在问题，机床仍然会“忠实”的执行程序，即使发生加工事故也不会事先自我停止。
3.3.2随着世界化加工的高科技化、高效率化和高质量化。加工的要求逐渐上升为数控系统能够自我进行分析测量，发现问题可以及时处理。而这些要求就需要相关的集成技术和系统技术。而在机电一体化中，就可以实现人机一体化制造系统。通过制造单元技术和柔性制造技术进行相关结合，可以创造出适应现代化自动化的生产模式。这可以为数控技术实现制造敏捷化、制造智能化、制造自动化提供有利条件。
篇9
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。
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。
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.
篇10
【关键词】专业调研；数控技术；专业建设；职业分析；课程设置
一、行业企业人才需求调研
1.行业企业发展现状及趋势
数控技术应用专业及其专业群主要服务产业的机械装备制造业一直是江苏省的支柱产业，而江苏省的机械装备产业长期以来一直具有较强的制造和配套能力。目前，江苏省“十二五”规划的主导产业发展重点高端装备制造业。
在市场需求的拉动下，我国数控机床行业的旺盛需求仍将保持高速增长，年均复合增长率达到37.4%。数控机床已成为机床消费的主流，十二五期间我国将持续投入，且力度加大，每年重大专项将带动资金投入100亿以上。不仅带动了我国国产数控机床及其数控系统和相关功能部件的市场发展，也为国内数控系统生产厂商不断发展自己的技术，扩大市场提供了极好的机遇。
为此，职业技术学校开设的《数控技术应用》专业正是适应了全省经济发展对人才的客观需求。
2.行业企业的人才结构现状和对高技能人才需求分析
我省未来制造业将日趋国际化，高科技、高质量、高效能将成为未来企业的基本特征，新产品的制造将会依赖于新技术、新设备、新工艺的运用。技能人才的技能适应性也必须从简单工种到复杂工种、从单一工种到交叉复合工种、从单一的机械化到机电一体化、从手工操作到计算机程序自动控制。为了迎战电子时代的到来，我市的许多企业正在逐步引进一流的先进设备，如加工中心、数控车床等。要驾驭这些先进的生产设备，要求技能人才具有一岗多职、一专多能的综合能力，如计算机操作技能，工艺设备能力、CAD、CAM操作技术、外语水平等。
我们组织力量实地走访了省内地区几家大型国有企业、外资企业、股份制企业以及民营企业。分别调研了无锡透平叶片有限公司、无锡海天机械有限公司、卡特彼勒（中国）机械部件有限公司、铁姆肯（无锡）轴承有限公司、博世汽车柴油系统股份有限公司、太仓直塘通港机械厂、海瑞恩精密技术（太仓）有限公司、高迈特精密刀具（太仓）有限公司、无锡国盛精密模具有限公司、无锡德士玛射机械有限公司、无锡五洋赛德压缩机有限公司、一汽解放汽车有限公司无锡柴油机，通过对职业素质方面、能力结构方面、专业技能结构方面等的调研，获悉数控技术人才今后还会有较大需求。高层次技术人才将成为各企业争夺的对象，对社会需求现代制造技术领域高层次人才的前景十分看好。
二、人才培养方案制订或修改的建议
1.对人才培养目标的建议
本专业培养掌握数控加工现代制造技术必备的基础理论、专门知识和相关设备的操作技能，具有较强的实践能力，德智体美全面发展，适应企业生产需要，面向数控设备操作、数控程序编制、加工质量检验、现场技术服务一线的应用型高技能人才。为此应加强校企合作，打造“订单式”人才培养模式，职业教育走校企合作的道路，有利于提高数控人才培养的针对性，实现学校和企业的“双赢”。企业的需求是职业院校确定数控人才培养目标的根本依据。职业教育只有面向市场，以就业为导向，才会有出路。学校根据公司提出的培养目标，针对企业实际需要培养毕业生，在毕业生学完规定的课程后，最后半学年双方在师资、教学资源上进行共享，学生全方位接触公司的数控产品，进行实际操作。这部分学生在公司工作后，上手很快，立即可走上工作岗位，很快显示出很强的适应性。
2.对课程设置的建议
（1）理论课程综合化
设置综合课程，将平行的理论学科、实验学科和实训学科的有关内容相互关联地结合在一起，使其在进度上、相关内容上能密切配合，如《机械制造技术基础》课程综合为机械制造概述、钳工技术基础、车工技术基础、铣工技术基础、其他机械加工常识、机械装配常识、机械制造综合训练等7个单元，每个单元都配套进行相关工种的技能培训；减少学科数量，对利用有限的学时产生好的教学效果更为有效。采取综合学科可以密切几门学科内容之间的联系，加强教学内容的实用性；大大压缩理论课讲授学时，由于课时少，学科的有关内容揉合在一起，该课程的应用专业进一步拓宽。
（2）实践课程模块化
“宽基础、活模块”课程模式中的“活模块”是在课程结构最后阶段提供模块化设计，教学内容上强调要面向数控加工技术职业群，根据一个或几个实际需要强化技能知识作为主要参考设置模块。如设置数控车模块、数控铣模块、数控加工中心模块、CAD/CAM模块。每个模块都项目化，包含了数控机床操作、工量刃具的使用、相关图样识读、加工工艺编制、材料特性检测等项目，彻底改变理论、实践教学分离的传统教学方法，课程结构和内容既能保证理论实践一体化等先进教学方法的实施，从而保证了理论教学与实践教学的有机衔接，又可为全面客观地评价教学质量提供操作平台。本专业的课程设置为必修课（含公共课和专业核心教学与训练项目）、选修课、企业实习三部分。
3.对教学模式改革的建议
在经历了人才培养方案模式变革、课程标准修订之后，课程改革在课程内容确定、课堂教学模式等方面受制于班级学生数、教师教学能力、实验实训条件等多种因素，目前应进入实质性推进措施。应进一步扩大理实一体化课程的开设比例，实施项目教学法、实行模块化教学法。改革现有的教学评价体系，探索综合性教学评价方式，完善相应地教学评价体系，健全专业建设管理机制，建立多元化的评价体制探索“学分制”的教学管理模式。根据行业技术发展趋势，在教学中及时引进先进制造技术，有效地培养学生创新意识和可持续发展的能力。
4.对专业师资配置及任职要求的建议
目前本专业教师队伍在数量和质量上存在不足，主要表现在以下几个方面：
专业教师个体之间能力发展不平衡，骨干教师数量不能满足专业建设、课程开发、技术培训、产学研等专业发展重点方向的需要；专业教师职称建设不能满足五年制高职专业建设的需要；专业教师数量，特别是实训教师数量不足。
因此应借助名师工作室、导师制、教学科研团队、青蓝工程等多种形式，提高专业教师师资队伍建设效率，提升专业教师专业建设、课程开发，教科研、产学研能力；
加强“双师型”师资队伍的建设。培养具有综合工程实践能力的“双师型”教师，真正搞好“工程师、教师”型的“双师型”师资队伍建设。安排教师深入企业一线学习企业高新设备的操作、工艺分析、设备故障诊断和排除等知识和技能，使教师构建实实在在的“四新”能力结构；积极引进企业一线具有丰富现场经验、组织能力较强的工程师充实教师队伍，调整教师队伍结构，把企业最新的技术、方法、知识和工艺带到学校教育教学中来。从而确保职业学校教学内容与企业的零距离接轨，确保职业学校专业教学的先进性。
5.对专业实验实训资源配置的建议
各学校实训资源配置情况有所不同，一些学校的数控加工实训还是以数控车床为主，铣床为辅，其比例大约是10比1～2左右，随着先进制造方法的广泛应用，传统的加工方法受到挑战。数控车削加工将不再是金属切削的主要方法，而适合模具制造的数控铣床（加工中心）会越来越多。再次，CAD/CAM的发展使三维设计广泛应用于实际加工，特别是应用于模具制造中，数控铣床与CAD/CAM的无缝对接把模具制造推向前所未有的崭新时代。企业对数控铣床（加工中心）的需求量明显上升，熟练其操作、能编程、懂调试、会维修的复合型人才备受青睐。
鉴于以上原因，作为培养数控技术应用人才的职业技术院校，应逐步加大数控铣床在数控实训设备中的比例，将实训重点由原来的数控车床为主的两轴联动加工，逐步过渡到以数控铣床（加工中心）为主的三轴联动加工，这样培养出来的学生将更符合社会的需求。
在选择数控机床的数控系统时，可以选择一定量的FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系统，同时也要考虑选择一定量的其他系统，特别是开放式数控系统，尽量做到合理配置，既有经济型、普通型，又有少量高档型。考虑到学校主要是用于培训和教学，对机床的精度要求不高，为了缓解资金压力，一般应尽量选择国产数控机床。
