数控机床市场发展前景范文

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关键词： 数控机床 制造强国 发展趋势

数控技术是先进制造技术中的一项核心技术，由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受制造业的关注，其设计、制造和应用的水平在某种程度上代表了一个国家的制造业水平和竞争力。近年来，国内机床设备和技术的发展在市场需求旺盛的情况下，设备以满足市场和用户需求为主，在高性能加工的设备和技术上并没有进行很好的研究和技术储备，在市场趋于平稳的时期，我国的机床工业势必会更加缺乏竞争力。因此，国家将数控机床作为重点支持的产业项目，在发展规划中明确了发展高速、高精度数控加工设备作为主要的支持发展方向，将提升装备水平和核心技术放在重要的位置。

“机床是装备制造业的工作母机，实现装备制造业的现代化，取决于我国的机床发展水平。振兴装备制造业，首先要振兴机床工业，要大力发展国产数控机床”。振兴装备制造业，机床工业需先行，这是一条经济发展的客观规律。在国民经济快速发展的拉动和国家产业政策的正确引导下，中国机床工业行业发展迅速，产销两旺，行业综合水平落后的面貌得到改变。进入21世纪以来，随着我国国民经济实力的快速增长，我国制造业在国际上的地位日益提高。目前，我国正处在工业化的中期阶段，制造业仍然是国民经济的主体和支柱。但从总体上看，我国制造业与先进国家的差距还比较明显。有人坦言：“无论今后科学技术怎样进步，发展先进的制造业将是人类社会永恒的主题，制造业也将永远是人类社会的‘首席产业’。”在当今世界上，高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为衡量一个国家综合经济实力和科技水平的最重要标志。制造业最重要的基础是装备制造业。现在我国已是制造业大国，但并不是制造业强国。目前我国的装备制造业水平有限，以至于不能很好地满足现代化机械生产的需要。而现代制造业发展的主要方向体现在信息化制造方面，其中自动化、智能化制造则是装备制造业中的主导技术，这对于高速、高精度、低消耗的产品制造来说尤为重要。

数控机床是近展起来的具有广阔发展前景的新型自动化机床，是高度机电一体化的产品。随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品零部件生产设备――机床也相应提出了高性能高精度与高自动化的要求。大批量的产品，如汽车拖拉机与家用电器的零件，以及航空航天、内燃机、军工、汽车、船舶等行业需要的重要加工设备，尤其是高刚性、高精度、高稳定性、高复合型的精密数控卧式铣镗床更是航天和军工企业急需的关键设备。

“十一五”期间，国家对装备制造业提出要求：变“制造大国”成为“制造强国”，调整产业结构，重点开发高档数控机床，提升行业水平。自主开发高速精密卧式机床，研究其相关的设计和制造技术并取得突破，对国家在高端装备领域拥有自主知识产权和核心竞争力，将起到至关重要的影响。随着工业技术的发展，各行各业对高速数控机床的需求也越来越多。2010年9月8日国务院召开常务会议审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，高端装备制造、节能环保、新一代信息技术、生物、新能源、新材料和新能源汽车七个产业作为重点领域将集中力量加快推进，国家将加强财税金融等政策扶持力度。国务院发展研究中心产业部部长冯飞预计，未来十年将是战略性新兴产业蓬勃发展的十年，到2020年，战略性新兴产业占工业增加值比重可望达到20%以上。机床工业由于技术含量和工艺要求极高，属于技术和资本密集型产业，行业壁垒很高，无论在国内还是全球范围，行业格局变化都比较缓慢。机床本属于机械行业，而机械行业与下游行业固定资产投资密切相关。下游行业每年固定资产投资中，约60%用于购买机械产品。设备工器具购置在固定资产投资中的比例保持在20％左右，并长期保持稳定。因此在机床行业下游产业中，固定资产投资的主要部分都是用来购买装备制造工具――机床。通过统计发现，机床下游行业固定资产投资增速远快于全社会平均增速水平。数控机床的需求来自于下游的机械行业固定资产投资，2011年汽车及零部件、航空航天设备、高速列车、军工、电子信息、电力设备、船舶、工程机械、模具等高端装备业崛起，行业产能高速扩张，继续带动数控机床消费的高速增长。罗百辉表示，2011年高端装备自主创新势头将更为强劲，继续带动机械工业15%以上的增速。目前我国正处于重化工业化时期，这是超脱于经济短期波动、在近几十年里对中国经济产生巨大影响的因素，对我国机械工业的发展也起着促进作用。它与长期向好的中国宏观经济一样，成为机械工业近30年来持续快速发展的最好注解。所谓重化工业化时期，也就是工业化的中期，即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变，煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对机床市场尤其是数控机床的巨大需求。中国已经超过德国，成为世界第一大机床市场。数控机床已成为机床消费的主流。预计2015年数控机床消费将超过60亿美元，台数将超过10万台。数控系统的发展趋势是：①平台数字化。②运行高速化。③加工高精化。④功能复合化。⑤控制智能化。⑥伺服驱动高性能控制。中高档数控机床的比例会大幅增加，经济型数控机床的比例不会有太大变化，而非数控的普通机床的需求将会大幅度减少。

参考文献：

［1］张江华.TK7640数控铣镗床的运动误差分析及其补偿（硕士论文），2007.

［2］畅越星.数控落地铣镗床主轴箱动力学分析与结构设计研究（硕士论文），2007.

［3］李军华，数控机床主传动齿轮综合啮合刚度研究（硕士论文），2007.

［4］张利平主编.液压气动技术速查手册.北京，化学工业出版社，2006.

［5］姚银歌.大型数控落地铣镗床CAE与主轴箱优化设计研究及应用（硕士论文），2010.

［6］姜华.高速精密卧式加工中心开发的关键技术研究（博士论文），2007.

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机床是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段,机械制造的工作母机,是装备制造业的基础设备,主要应用领域是船舶、工程机械、军工、农机、电力设备、铁路机车、汽车等行业。在船舶、工程机械等行业的产能扩张压力的推动之下,机床工业正迎来快速发展阶段。

就最近几年的发展情况看,在机床工业的下游产业中,船舶、工程机械、重型机械、军工是发展最快的行业,这些行业的企业在从产能闲置发展到满产超产的过程中,对机床设备的更新换代和小规模添置需求带动了机床工业稳定中速增长;当前各大造船公司、工程机械公司的产能利用率基本都在100%以上,尤其是造船行业,手持订单远超当前产能。生产任务已经排到了2011年,扩大产能已成为必然,扩产必须的生产设备尤其是机床设备的需求量将迎来加速增长,其他如汽车、电力设备的需求也将维持稳定增长。

二、各机械子行业交替推动机床工业发展。大型重型机床速度远快于中小型机床

机床是制造机器的机器,为汽车、船舶、军工、工程机械等各个装备制造产业提供装备,因此与宏观经济、特别是制造领域的固定资产投资密切相关。同时机床行业的直接下游是机械制造,因此机床行业与机械制造业的关系更为密切。机床工业给其下游多个机械制造子行业提品,因此不同时期,各装备制造子行业有繁荣,有衰退,而机床工业发展比其下游行业要相对稳健。在各个不同的经济发展阶段,各个子行业交替成为推动机床行业发展的主动力,机床行业将跟随发展最快的子行业增长。

在当前的经济发展阶段,船舶、工程机械,重型机械、石化生产设备等重型设备是发展最快和增长前景最为明确的下游行业,汽车工业虽然整体盈利水平增长跟不上产量增长,但产销量的增长还是比较明朗的,因此汽车工业对机床的需求仍将稳定增长。

重型工业发展是此轮中国经济繁荣的主要增长点,成为拉动我国经济的重要力量,中国目前正处于重型机械、重化工业发展阶段的中段,这一阶段还将持续很长时间,重型机械行业发展应该快于轻型、中型机械产品的发展,相对应地其所推动的大型、重型机床行业的发展速度将远快于中小型机床,因此我们更看好大型、重型机床行业的发展前景。

三、高精密机床壁垒很高

机床行业作为精密机械制造业,发展特点是循序渐进,逐步累积,产品性能很难在短时间内取得爆发式进展。如同其它制造业一样,基于亚洲国家的成本优势,近年来机床工业有向亚洲新兴国家转移的趋势,但这种趋势发展的速度比较缓慢,远远落后于其它类机械设备制造业,这主要也是因为机床工业技术和工艺提高的难度很高。当然我们认为这种转移的趋势不可逆转。

高精机床是先发优势明显的行业,技术与工艺非常严苛,每提高一步都需要很丰富的技术、工艺上的沉淀和艰苦的努力。对于后发的国家和企业来说很难弥补,这也是我国机床工业长期落后,贸易逆差居高不下的重要原因。这与我国其他行业特别是其他机械子行业发展突飞猛进,产品开始大规模出口的形势形成了鲜明对比。相对于其他机械行业来说,我国管理部门对机床行业的重视和扶持力度是相当大的,但是机床行业的逆差水平是所有机械类子行业中最高的,这充分说明了高精机床提高的难度。

正因为高精机床行业提高难度大,所以机床行业先进国家对本国机床企业保护的力度也比其他行业要大,西方国家对我国机床业不仅在技术上严格限制转让,而且基于政治原因在高精机床产品上也对我国实施限制和禁运。高精机床是当前为数不多的西方国家对我国采取限制和禁运措施的产品。

当然机床行业这种高壁垒特点确实给国内机床企业发展制造了障碍,但这也成为国内高精机床行业龙头企业的保护墙和后发企业的进入壁垒,龙头机床企业相对国内后发企业的技术优势会维持很长一段时期。

四、中国机床工业取得很大进步

机床是装备工业的基础,生产装备的装备,机床工业是关系国民经济、国防建设的基础工业和战略性产业,在发达国家无一不重视机床工业。我国机床工业经过多年艰苦努力,建立起较大的规模和较完整的体系,奠定了有利的技术基础,具备相当的竞争实力。整体上说,我国机床工业已跨入世界行列的第一方阵。2000年以来,世界机床工业由欧洲向亚洲新兴国家转移趋势,虽然缓慢但难以逆转。

“十五”以来,我国机床消费连创纪录,大陆市场机床消费总额(国内产品销售产值十进口额一出口额)和进口额已连续5年居世界第一,成为令全球瞩目的机床消费大国。2006年中国大陆市场机床消费额达131.1亿美元,同比增长约20%;机床进口72.4亿美元,同比增长11.55%,增幅比上年同期提高1.7个百分点。中国机床消费额占全球机床销售总额的比重已达到20%以上,为机床产业发展提供了难得的市场机遇。世界机床消费位列二、三、四名的日本约占15%,美国约占11.6%,德国约占10.6%。

作为一个世界上发挥重要作用的大国,我国必须从各个方面确保国家的独立自主地位。我国机床行业产品种类齐全,可生产品种已经超过3600种,基本已经无空白领域,大部分满足了我国装备制造业对机床的需求。近年来,我国机床市场需求非常旺盛,2003年至2006年之间,销售收入增长率分别为21%、21%、17%,27%,而数控机床更是以50%以上的速度增长。机床工具行业整体销售收入连年以20%以上的复合增长率增长,从目前的情况来看,国内机床行业需求旺盛趋势还将延续。在技术含量较高的金属切削机床方面,机床产量连年上升,年复合增长率22%以上,数控金属切削机床产量上升幅度更快,数控金切机床比例稳步增长,2001年中国数控金切机床比例只有9%,到2007年上半年已经达到了20%。由于我国目前正处于工业化初期,很多金属加工产品要求的精度并不要求很高,加上我国劳动力成本低廉,因此低端普通机床仍然有一定的市场销路。

五、国产机床数控化率逐年提高

数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液)和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示,通过控制介质将数字信息送入数控装置,数控装置对输入的信息进行处理与运算,发出各种控制信号,控制机床的伺服系统或其他驱动元件,使机床自动加工出所需要的工件。所以,数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取,即数控编程。

数控机床与普通机床相比有很多无可比拟优点:1、适合于复杂异形零件的加工;2、加工精度高;3、加工稳定可靠;4、高柔性,加工对象改变时,一般

只需要更改数控程序,体现出很好的适应性,5、高生产率;6、劳动条件好,机床自动化程度高,操作人员劳动强度大大降低,工作环境较好。 缺点是:1、投资大,使用费用高;2、生产准备工作复杂;3、维修困难,数控机床是典型的机电一体化产品,技术含量高,对维修人员的技术要求很高。欧洲、美国、日本的机床业都很重视数控化,目前欧美日的金属切削机床的产值数控化率均在80%以上,数量数控化率也在60%以上。

我国数控机床开发晚,起点低,前期发展缓慢。数控系统装置是数控机床的神经中枢,是长期阻碍中国数控领域发展的关键环节。“九五”以后国家有关部门明确发展以PC为平台的数控系统,通过“九五”的攻关,现在框架上已初步完成。解决了多坐标联动的技术难题。从过去的三坐标联动达到了最多可达入坐标联动,打破了国外对我国的技术“限制”。同时,我国国产数控系统已具备批量生产能力,市场品牌也在逐步树立,正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面。

  经过多年的发展的我国数控机床已经取得了很大进步,远高于普通机床的发展速度,2002年国产数控金属切削机床24803台,06年达到了82024台,数量数控化率从9%提高到了20%,产值数控化率为44%。

但是总体来说我国数控金切机床还是相对比较落后,国内市场占有率低,基本依赖进口,这是导致我国金属加工、金属切削机床的贸易逆差连年上升的重要原因。我国数控金切机床消费对进口产品的依存度长期维持在70%以上,如何发展我国数控金切机床,是我国机床业界的重要任务,同时也是我国机床扩张和增长的重大机会。

六、对进口机床依存度仍然很高

长期以来我国机床工业取得了很大发展,但是相对于发达国家的机床工业我们仍然落后,主要在加工精度、稳定性、无故障时间上与国外产品有较大差距,而且数控化率偏低,虽然我国大陆机床主机的销售收入增长很快,但进口增长也很快,进出口逆差有逐年扩大趋势,只是在07年上半年,进出口逆差有稍稍缩小的迹象,总体而言,我国对进口机床的依存度较高,一直维持在50%以上。这其中,数控金切机床对国外产品的依存度很高是重要原因。我国数控金切机床对进口存度达到了70%,可以说基本依赖进口。

造成这种局面的主要原因是我国机床产品,尤其是高精机床和数控机床的性能、质量、稳定性落后,而且提高速度缓慢;另一个原因是国内对机床行业的保护力度还不到位。前些年为了吸引外资,对外商直接投资企业购买外国设备免税。近年来,政府已经对这些政策进行了修改,外商投资企业进口机床的免税条款已经废除,而且国内企业的固定资产投资购买国产设备可以抵税。这些措施有力地支持了国产机床业的发展。

当然我国机床行业对进口度高,也从侧面说明了机床行业提高的速度较慢,很难取得爆发性的飞跃,行业壁垒非常高,因此国内机床行业内的领先企业,在技术和产品性能上优势将保持很长一段时间,其他后来者很难在短时间内超越。同时对外依存度高也给予了我国机床行业较大的发展空间。

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    论文摘要：数控系统确保了数控机床具有高精、高速、高效的功能。本文论述了国内外数控系统的发展现状，以期对我国数控系统发展有所帮助。 

 数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。从1952年美国麻省理工学院研制出第1台实验性数控系统，到现在已走过了半个世纪。数控系统也由当初的电子管式起步，发展到了今天的开放式数控系统。 

 数控系统确保了数控机床具有高精、高速、高效的功能，可以使装备制造业实现数字化、柔性化和网络化制造。随着我国航空航天、船舶、汽车、电站设备和国防工业等制造业的高速发展，数控机床在装备制造业中的重要性愈来愈明显，中高档数控系统的需求也越来越大。以往中高档数控系统基本被国外厂商占领，因此我国中高档数控系统技术必须加快发展。 

一、国外数控系统现状 

 在国际市场，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。国外的主要数控系统制造商有西门子（siemens）、发那克（fanuc）、三菱电机（mitsubishi electric）、海德汉（heidenhain）、博世力士乐（bosch rexroth）、日本大隈（okuma）等。 

1.纳米插补与控制技术已走向实用阶段 

 纳米插补将产生的以纳米为单位的指令提供给数字伺服控制器，使数字伺服控制器的位置指令更加平滑，从而提高了加工表面的平滑性。将“纳米插补”应用于所有插补之后，可实现纳米级别的高质量加工。在两年一届的美国芝加哥国际制造技术（机床）展览会（imts 2010）上，发那克就展出了30i/31i/32i/35i-model b数控系统。除了伺服控制外，“纳米插补”也可以用于cs轴轮廓控制；刚性攻螺纹等主轴功能。西门子展出的828d所独有的80bit浮点计算精度，可使插补达到很高的轮廓控制精度，从而获得很好的工件精度。此外，三菱公司的m700v系列的数控系统也可实现纳米级插补。[1] 

2.机器人使用广泛 

 未来机床的功能不仅局限于简单的加工，而且还具有一定自主完成复杂任务的能力。机器人作为数控系统的一个重要应用领域，其技术和产品近年来得到快速发展。机器人的应用领域，不仅仅局限于传统的搬运、堆垛、喷漆、焊接等岗位，而且延伸到了机床上下料、换刀、切削加工、测量、抛光及装配领域，从传统的减轻劳动强度的繁重工种，发展到ic封装、视觉跟踪及颜色分检等领域，大大提高了数控机床的工作效率。典型的产品有德国的kuka，fanuc公司的m-1ia、m-2000ia、m-710ic。[2] 

3.智能化加工不断扩展 

 随着计算机领域中人工智能的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度也得到不断提高。应用自适应控制技术数控系统能够检测到过程中的一些重要信息，并自动调整系统中的相关参数，改进系统的运行状态；车间内的加工监测与管理可实时获取数控机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床状态，使相关维护提前，避免事故发生，保证其不稳定工况下生产的安全，减少机床故障率，提高机床利用率。应用先进的伺服控制技术，伺服系统能通过自动识别由切削力导致的振动，产生反向的作用力，消除振动。应用主轴振动控制技术，在主轴嵌入位移传感器，机床可以自动识别当前的切削状态，一旦切削不稳定，机床会自动调整切削参数，保证加工的稳定性。 

4.cad/cam技术的应用 

 当前，为了使数控机床操作者更加便利地编制数控加工程序，解决复杂曲面的编程问题，国际数控系统制造商将图形化、集成化的编程系统作为扩展数控系统功能、提高数控系统人机互动性的主要途径。最新的cad/cam技术为多轴多任务数控机床加工提供了有力的支持，可以大幅地提高加工效率。esprit、cimatron等一些著名cam软件公司的产品除了具备传统的cam软件功能模块，还开发了多任务编程、对加工过程的动态仿真等新的功能模块。 

二、国内数控系统现状 

 随着国际学术及产业界对开放式数控系统研究的日益推进，我国的相关研究也越来越受到重视。经过几十年的发展，我国机床行业也形成了具有一定生产规模和技术水平的产业体系，国产数控系统产业发展迅速，在质与量上都取得了飞跃。 

 国内数控系统基本占领了低端数控系统市场，在中高档数控系统的研发和应用上也取得了一定的成绩。其中，武汉华中数控股份有限公司、北京机电院高技术股份有限公司、北京航天数控系统有限公司和上海电气（集团）总公司等已成功开发了五轴联动的数控系统，分别应用于数控加工中心、数控龙门铣床和数控铣床。近期，武汉重型机床集团有限公司应用华中数控系统，成功开发了ckx5680数控七轴五联动车铣复合加工机床。国内主要数控系统生产基地有华中数控、航天数控、广州数控和上海开通数控等。[3] 

 国内的数字化交流伺服驱动系统产品也有了很大的发展，已能满足一般的应用，并能与进口产品竞争，占领了国内的大部分市场。伺服系统和伺服电机生产基地主要有兰州电机厂、华中数控、广州数控、航天数控和开通数控等。 

 然而，由于我国原有数控系统的封闭性及数控软硬件研究开发的基础较差，技术积累较少，研发队伍的实力较弱，研发的投入力度不够，国产中高档数控系统在性能、功能和可靠性方面与国外相比仍有较大的差距，限制了数控系统的发展。为此需要政府、科研院所和制造商共同努力，推进我国中高档数控系统的发展。 

参考文献： 

[1]彭芳喻等.从imts 2010展看我国数控系统未来发展之路[j]，金属加工，2011第4期：8-11 

[2]肖明.从emo 2009看现代数控系统技术发展[j]，机械工程师，2009第4期：13-16 

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关键词：数控技术；机械加工；应用；发展前景

自改革开放以来，我国工业化进程不断深化。数控技术作为一项新型技术，以其自身灵活性、专业性等优势成为企业机械加工中不可缺少的一部分，不仅能够提高加工水平，且能够实现对企业生产经营的优化，确保系统始终处于高效运行状态当中。因此加强对数控技术的研究具有非常重要的现实意义。

1数控技术定义

数控技术，是指运用数字化信息，对机械运动、工作流程等进行控制的一项技术。该项技术是多项技术整合的产物，包括微电子、计算机及信息处理等多项技术于一身，为机械加工、运动控制提供了极大的支持。自数控技术出现以来，为世界制造、装备工业的发展产生了强大的推动力。

2数控技术在机械加工中应用

数控技术在机械加工中的应用体现在多个方面，覆盖范围非常广，详细来说有以下几方面：

2.1船舶制造方面

数控技术在实践中具有高品质、高精度等优势，符合船舶制造行业对零件质量、性能及精度等严格要求。通常来说，船舶制造中对铝、铝合金材料的制造需要在高切削速度情况下，才能够对筋、壁进行加工。因此将数控技术引入其中，采取大型整体铝合金坯料掏空方式制造大型零部件，并通过大量铆钉、螺钉等方式近进行拼装，由点及面，增强构件整体强度、刚度及可靠性，满足加工装备高速度、高精度需求，为我国船舶领域发展奠定坚实的物质基础。

2.2工业生产方面

工业机器人由控制、驱动及执行等单元构成，应用于装配、焊接等生产线中，能够帮助人们完成其无法完成的工作。如深水、太空等作业。不仅如此，还能够模拟人类的人部等动作，进行搬运、抓取等工作。在此基础上，数控技术能够有效改善工作环境，提高生产质量的同时，保障人身安全。同时，在实践中，控制单元能够借助计算机系统，指挥机器人按照既定的程度向驱动单元发出指令，最终由执行机构开展操作活动。

2.3采煤机生产方面

目前，采煤机开发速度显著提升，且种类较多，但是批量生产规模较小，难以满足生产需求。因此可以利用数控技术取代数控传统的仿形法，在龙骨板基础之上，对采煤机的叶片、滚筒等进行下料[1]。由于对传统工艺进行优化，使得切割速度显著提升，且产品质量得到了保障。

2.4机车工业方面

近年来，人们生活水平不断提升，给我国汽车工业带来了更多发展机遇。同时汽车零部件加工技术也得到了迅猛发展。数控技术应用能够显著加快复杂零部件制造进程。如虚拟、柔性及集成等诸多制造技术的应用，为汽车加工制造持续发展带来了更多便利。

2.5机床设备方面

数控技术在机床设备中的应用，能够将计算机控制装备应用到机床设备当中，并通过内部软硬件实现对机床加工全过程的实时控制，最终形成数控机床。目前，数控机床在机械加工领域应用非常广泛。系统运行需要的各类操作、步骤等都能够以数字代码形式呈现出来，在控制介质的同时，将数字信息传输到计算机控制系统当中，最后控制机床伺服系统，完成生产目标。

3数控技术未来发展趋势

3.1高精度

面对激烈的市场竞争，高效率、高质量成为机械加工领域的关键，尤其是速度、精度成为衡量企业综合实力的重要标准。因此高精度成为未来数控技术在机械加工应用的必然趋势。不仅能够有效提高制造业现代化发展进程，且能够提升产品质量[2]。有效缩短产品生产周期，满足市场多元化需求。3.2开放化数控技术开放化是未来主要趋势之一。传统数控技术是一种专用性、封闭性系统，存在兼容性差、技术升级难度高等缺陷。而重视对技术开放化的研究，能够在统一平台基础之上，通过改变、增加及裁剪结构形成系列化技术，针对企业需求提供不同的技术服务，从而促使数控技术功能的发挥。

3.3集成化

在数控系统中引入IC器件、NC系统等高密度立体设备，能够有效减少空间占有率，增强数控系统运行安全、可靠性。不仅如此，通过光缆传递信息，能够进一步提高数据信息传递有效性，减少电缆用量，实现集成化发展目标。

3.4智能、网络化

新形势下，数控技术在机械加工领域中的重要性越来越突出。其中智能化、网络化趋势正朝着适应、模糊及神经网络等控制方向发展[3]。在系统运行过程中，通过内部专家系统，能够对机械加工全过程进行控制，及时发现加工过程中存在的问题，并采取相应的措施加以调整，确保机械加工始终处于良性循环状态当中。而数控设备网络化，能够满足生产线、制造系统等对信息集成的需求，进而创新出新型制造模式，从根本上提高产品生产质量及效率。在不久的将来，数控技术会逐渐实现上述目标，为经济社会发展提供更多技术支持。

4结论

根据上文所述，数控技术作为一项基础性技术，在机械加工中的应用能够创造出良好的效果。数控技术以其自身综合性、灵活性等优势，能够为机械加工等产品注入更多新力量，提高生产系统效率。因此相关领域应适当增加资金、人力投入，加大对数控技术的研究力度，不断创新数控技术，加快技术集成化、智能化及开放化发展进程，从而促进我国机械制造产业经济、社会效益得到充分发挥。

参考文献

[1]梁春鸿.数控技术在机械加工中的应用及其发展前景[J].中国高新技术企业，2015（5）：62-63.

[2]李俊男，赵强.数控技术在机械加工技术中的应用研究[J].科技经济市场，2015（4）：17.

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近年来，随着各方面技术的技术，我国模具行业取得了长足进步。在零件测绘方面，一般不再用拓印法、样板法，而采用三坐标测量仪、激光扫描仪等先进测量设备测量技术，测绘零件更准确、迅速，而且可将所测数据图形直接输入计算机，建立各种文件，显示零件三维模型二维图形。2013年1月，工信部、科学技术部、财政部、国务院国有资产监督管理委员会联合出台《重大技术装备自主创新指导目录（2013年版）》，“大型及精密、高校塑料模具，铸造模具，轮胎模具，精密、高效多工位级进冲压模具及超高强度钢板热成形模具以及为C级轿车整车车身成形生产配套的覆盖件及车身模具”等被列入其中。

2013年，模具行业较上年有所发展。2013年，我国模具行业实现销售收入1816.20亿元，同比增长10.75%；2013年我国模具行业利润总额为115.79亿元，同比增长8.11%。

根据统计数据显示，2014年中国十大模具公司排行如下：河源龙记金属制品有限公司，贝尔罗斯（广州）工程塑料有限公司，鸿准精密模具（昆山）有限公司，东莞劲胜精密组件股份有限公司，昆山乙盛机械工业有限公司，龙记（百慕达）集团有限公司，亿和精密工业控股有限公司，山东万通模具有限公司，中山志和家电制品有限公司，汉达精密电子（昆山）有限公司。

2014年中国十大汽车模具公司排名

随着汽车工业的快速发展，服务于汽车生产的模具近年来也得到快速发展，制造一款普通轿车约需1500副冲模、200多副内饰模具。服务于汽车生产的模具种类很多，其中冲模和塑料模具是用量最大的两大类。2011年，为保证我国模具制造行业的持续、健康发展，中国模具工业协会颁布了《模具制造行业“十二五”规划》，用以指导行业未来发展。

目前，中国模具行业产值超过千亿元，汽车行业作为模具行业的主要应用下游之一，中国约有1/3模具产品为汽车行业服务。一般情况下，制造一辆普通轿车本身便需要约1500个模具，当中有接近1000个的冲压模具和超过200个的内饰件模具。近年来中国汽车工业的快速发展带来了对汽车模具的巨大需求，按汽车模具占模具行业约1/3的市场份额测算，2011年中国汽车模具市场规模达到近550亿元，2013年行业市场规模达到600亿元。

统计数据显示，2014年中国十大汽车模具公司排行榜如下：延锋伟世通汽车饰件系统有限公司，上海赛科利汽车模具技术应用有限公司，山东万通模具有限公司，天津汽车模具股份有限公司，瑞鹄汽车模具有限公司，广东巨轮模具股份有限公司，泊头市兴达汽车模具制造厂，山东豪迈机械科技股份有限公司，四川成飞集成科技股份有限公司，佛山市南海奔达模具有限公司。

2014年中国十大切削刀具企业

中国切削刀具行业起步较晚，但是随着汽车、航空、军工、模具、制冷、电力等精密制造业的快速发展，近年来行业实现了跨越式发展。数据显示，2013年，中国切削刀具行业市场规模接610.56亿元。

近年来，外国刀具商纷纷进入中国，其销售网络、技术服务体系已相当建全，在中国各大城市都设有办事处。他们以其优质的产品、完善的技术服务、不断降低的产品销售价（现在的进口刀具价格几乎已经降到10年前的2/3-1/2），几乎垄断了中国的高档刀具市场。在经济全球化进程中，跨国工具公司已占有越来越明显的技术、资源、信息服务等综合优势，国产刀具面临巨大的挑战。随着切削工具行业众多产品被政府列入支持发展的战略性新兴产业，以及国内厂家积极向高端迈进，中国切削刀具制造行业整体发展前景较好。

统计数据显示，2014年中国十大切削刀具企业如下：江苏飞达工具股份有限公司，天工国际有限公司，3株洲钻石切削刀具股份有限公司，厦门金鹭特种合金有限公司，江苏丹工实业总公司，南昌硬质合金有限责任公司，哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，上海工具厂有限公司，成都成量工具集团有限公司，深圳市金洲精工科技股份有限公司。

2014年中国十大塑料模具公司排名

近年来，随着各方面技术的技术，我国模具制造行业取得了长足进步。对于模具产业来讲，国内市场方面，在服务机械汽车、电子家电等传统制造业的基础上，随着国家产业政策的调整，航空航天、新能源、IT、医疗机械、高速铁路等行业对模具行业提出了更高的要求，同时也为模具行业提供了新的市场机遇。我国国民经济在“十二五”甚至“十三五”期间将继续保持较快的发展速度，为模具行业的发展提供了可靠的宏观支持。

2006-2012年我国塑料模具制造行业销售收入呈逐年上升态势。2009年实现销售收入475.66亿元，同比增长25.42%；2010年实现销售收入628.46亿元，同比增长32.12%；但进入2011-2012年，塑料模具行业发展增速开始出现一定下降，2012年实现销售收入835.45亿元，同比增长13.21%。

统计数据显示，2014年中国十大塑料模具企业排行如下：江阴模塑集团有限公司，鸿准精密模具（昆山）有限公司，赫比（天津）电子有限公司，圣美精密工业（昆山）有限公司，东莞劲胜精密组件股份有限公司，深圳市银宝山新科技股份有限公司，香港亿和精密工业控股有限公司，贝尔罗斯（广州）工程塑料有限公司，深圳市昌红模具科技股份有限公司，宁波双林模具有限公司。

2014年中国十大金属切削机床制造公司排名

数控机床是现在工业制造的必备的设备，也是必须的设备之一，进行机械制造的同时，数控机床的使用目的就是可以大大的增加使用的范围，并且在一定程度上促进工业的产量，提高工作的效率。

我国机床行业发展至今，已经有了比较完善的行业基础。我国数控机床的发展时间却比较短，起步较发达国家落后不少。作为现代化工业生产不可或缺的重要装备，数控机床已经成为国家重要的战略装备，它的技术水平可以反映一个国家的综合国力。过去，我国还不能自主生产数控机床的时候都是以高昂的价格从国外引进产品，而技术还是掌握在发达国家手中。

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。十二五期间我国持续投入，且力度加大，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。

随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代。同时，机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础，它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。“十二五”规划指出，金属切削机床制造行业的2015年综合目标是：机床工具行业实现工业总产值8000亿元；数控机床年产量超过25万台，国内市场占有率达到70%以上（按销售额计）；机床工具行业全年出口额达到110亿美元，其中机床出口占40%以上；全行业平均工业增加值率达到30%；全行业单位工业增加值能耗比“十一五”末降低10%；重点企业研发费用投入占销售收入比例超过4%。

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一、数控人才的需求及中职培养的选择

我国作为世界上第二大经济体，已经成为一个名副其实的制造业大国。在经济发展过程中社会对技能型人才的需求非常旺盛，尤其是随着企业制造能力的升级，数控机床逐渐在工业生产中得到大量应用，更是促进了企业对数控技术人才的渴求。在沿海经济发达地区，企业升级换代完成后，数控技术人才的短缺更为突出，甚至经常出现找不到数控操作人才的尴尬局面。这既说明了数控技术人才的发展前景非常广阔，也说明了职业教育培养的方向应该围着企业的需求进一步明确。因此，在市场经济条件下，中职学校应该明确办学定位，充分了解企业的实际需求，贴近企业办学，满足社会对职业技能人才的需求。从数控技术专业角度来说，我们必须加大数控人才培养的力度，满足社会的需求。对中职学校来说，数控技术人才培养的定位应该是主要培养“灰领”和“蓝领”人才。具体来说，“灰领层”是指在企业生产岗位上能够承担数控编程的工艺人员和数控机床维护、维修人员；“蓝领层”则是指在企业生产岗位上承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人，这类人才约占企业工人的70%，所以也是需求最大的数控技术人才。

从中职学校的办学能力以及学校招收学生的实际水平来说，培养“灰领”和“蓝领”的数控技术人才应该是符合实际的选择，也是中职培养的正确方向。我们必须正确地认识到：人才培养虽然有层次之分，但人才的价值并没有高低区别，而社会对人才的需求是多种多样的，就业时的工作岗位也并不是终身不变的，现在大多数企业都采用“基层选拔制”的人才培养模式，也就是企业对基层管理人员的任用多从一线操作人员中选拔。所以，从中职学校实际出发办学，确立切实的目标才是正确的发展思路。

二、面向企业需求的数控人才培养模式

（一）面向企业需求优化数控专业课程和教学内容

中职学校的数控技术专业多数是伴随着机电类专业的发展而开设的，有的就当做机电类专业的一个分支在操作。这在相当程度上影响了数控专业的发展。在专业课程设置上，很多教材内容还是沿用了机电类专业的知识，并没有形成新的专业体系。另外，由于校企合作不多，学生学到的知识技能与企业的实际需求存在差距。如很多学校数控加工工艺的教学水平仍然比较弱。鉴于此，中职学校应该在数控专业课程的改革上下工夫，建立起独立于机电专业之外的数控技术课程体系，同时根据企业对人才的需求改革教材内容。教学改革中一切要围绕人才培养目标来操作，而不是按照理论型人才培养模式来下工夫。只有找对了培养方向，面向企业需求来办学，才能够为企业量身定做合适的技能型人才。

（二）面向企业需求加强实践技能的培养

在职业学校办学实践中，普遍重视劳动技能证的获取，有的学校甚至走到了极端，把劳动技能证书作为唯一培养目标，把培训教材直接拿过来代替日常教学。而实践证明，这种围绕劳动技能证书获取展开的培养模式并不科学。具体表现在对学生技能培训项目采用强化、重复的方式，相对比较单一，同时和企业契合度比较小，学生技能掌握不够全面，并不符合企业用人实际。这种重证书获取、轻实际能力培养的状况需要纠正，在实践技能培训方面，学校要把实训重点放在数控机床操作中的加工工艺、模具设计、自动编程、机床的维护、维修等专业能力上，既要突出重点能力训练，又要对技能全面性进行培训。当前也有的学校实训条件难以满足教学需求，致使教师只能以理论讲授为主，学生得不到应有的训练，企业急需的数控机床的编程、操作、维护的技能得不得培养，这种客观状况也是限制办学能力发挥的重要因素。学校要创造条件争取主管部门或者上级单位给予扶持，或者争取国家教育项目的赞助，采用校企合作的方式取得企业的帮助，尽快扭转不佳的实训状况。

（三）面向企业需求开展广泛务实的校企合作

职业学校必须面向社会、面向市场需要办学，贴近生产实际需要是培养学生的重要目的，因此，紧密的校企合作才能够避免办学的盲目性。搞好数控技术专业建设要依靠社会力量，尤其是通过校企合作成立数控专业指导委员会，成员应当包括学校骨干专业教师、相关行业的社会专家、企业代表以及劳动技能部门人员等。专业指导委员会可以从职业素质、岗位能力、岗位知识等角度对学校提出一些建议和要求，具体指导数控专业办学方向、培养目标、教材选择、实训指导、顶岗实习等事宜，还可以根据不同企业的需求，把相关企业安全生产、质量要求以及员工素质培养等纳入到学校教学中。这样，培养的毕业生就会更好融进企业，适应社会的需求。

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关键词：数控加工 在线检测技术 加工精度

中图分类号：TH165 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0035-02

在加工制造业中，对于零件的加工，无论是加工的过程，还是加工完成后的质量和性能，都需要经历大量的检测工作。目前对于加工零件的检测，诸如夹具和零件的装卡、找正，测定零件编程原点、检测首件零件以及零件加工工序间以及加工完毕后的检测等等，还是以手工检测为主，检测效率非常低。特别是对于大型结构件的检测，由于是在加工的过程中进行实时监测的，如果使用离线检测技术，就很难避免误差的产生，导致零件加工完成后，由于超差而报废。引进数控加工的在线监测技术，不但可以对于加工零件实时监测，弥补了手工检测以及离线检测所存在的不足，而且还提高了加工精度，符合先进制造技术未来发展的要求。

1 数控机床在线检测系统的构成

数控机床的在线检测系统根据是否选择使用计算机辅助，可以分为两种，即免去计算机辅助，直接将基本宏程序调用；开启计算机辅助编程系统，检测程序生成后，自行开发宏程序库，将各种数据信息传输到数控系统当中。计算机辅助在线监测系统见图1，其运行程序见图2。

通过对于图1的解读，可以明确，数控机床的在线检测系统是由硬件和软件两个部分所构成，其中的硬件部分包括机床本体、数控装置、伺服系统、测量系统；软件部分是指计算机软件系统。

1.1 机床本体

机床本体的工作部件是所必需的基本部件的实现，作为加工和监测的基础性环节，其受到传动部件精度的影响。

1.2 数控装置

数控机床通常会选择使用CNC数据控制系统，主要构成包括中央处理器、各类存储器和输入输出接口，其中的中央处理器包括存储器、运算器、控制器和总线四个组成部分。作为数控机床的核心部位，该数控装置中的各项控制功能都是通过数控加工程序来实现的，各种控制功能，包括输入存储功能、数控加工功能以及插补运算功能等等，都是源自于内部存储器中提取程序，或者由输入装置所传输过来的程序。传输途径是通过设备接口来实现的。一旦控制对象发生改变，或者需要调整功能，就要对于设备接口进行调整以符合应用要求。

1.3 伺服系统

数控机床的一个重要组成部分，就是数控机床在线检测系统中的伺服系统。该系统主要控制包括进给位置和主轴转速的伺服控制，具体而言，就是对于机床移动部件的位置以及移动速度的控制。伺服系统的工作质量对于机床的表面质量、加工和测量精度以及生产效率都具有重要的影响力。

1.4 测量系统

测量系统是在线检测系统的关键部分，直接影响在数控加工在线检测精度，在构成上主要包括信号传输系统、接触触发式测头以及数据采集系统。其中的测头是测量系统的关键部件，其主要作用是在零件加工的过程中用于测量尺寸，并据此对于加工程序进行自动更正，不断地完善零部件加工精度。从这个意义上讲，数控机床不仅是加工设备，而且还具备了测量机的一些功能。

以英国雷尼绍公司所生产的雷尼绍测头为例，其被多数数控机床所使用。雷尼绍测头根据各自性能的不同，包括有多种类型，按照使用功能不同，可以划分为刀具测头和工件检测测头；按照不同的信号传输方式，可以将侧头划分为感应式侧头、光学式侧头、硬线连接式侧头以及无线电式测头；按照不同的接触测量形式，可以将侧头划分为接触式测量测头和非接触测量测头。在选择测头的过程中，要根据机床的型号以及使用功能选择合适的测头。

1.5 计算机软件系统

计算机软件系统是运用计算机辅助，开发数控加工的软件运行程序，以实现在线检测。通过计算机软件系统所实现的数控加工在线检测功能包括数据的采集，并对于数据进行技术性处理，对于数控程序的生成进行检测，包括检测过程中的仿真和通信等等。目前数控机床的在线检测兼容了各种具有数据分析和计算功能的软件，诸如CAM、CAD、CAE、CAPP以及VC++等软件的使用，为测量工作简化了程序，节省了世间。

2 数控加工在线检测的工作原理

在进行数控机床在线检测的时候，计算机系统上首先要建立自动生成检测主程序的编程系统。当启动检测主程序，计算机信息就可以通过接口传递给数控机床，测头就按照编程系统的指令按照规定的路径运动。这些程序都是通过G31实现跳步指令的有效性的。G31属于是非模态G指令，其对于指令程序的有效性仅仅局限于指令的程序段中，因此，通常会用于数控机床的测头测量程序当中。指令格式为：G31（G90/G91）IP―F―（其中的“IP”是X轴、Y轴、Z轴中的一个轴）。G31处于执行指令段的时候，如果输入有SKIP信号，那么所执行的指令就可以转到下一个程序段，而不必继续执行尚没有完成的指令。测头执行测量程序的时候，如果测球已经接触到了部件，就会有触发信号发出，并通过测头与数控系统之间所建立的准用接口传递到转换器，然后转而再传送到数控机床的控制系统当中，记录下该点的坐标。一旦接收到信号，机床就不再运动，通过通信接口，测量点的坐标传到计算机系统当中才储存，完成一侧测量动作，可以进行到下一个测量动作。针对于系统测量结果，该项测量值可以实现计算补偿，并实现可视化的数据处理。

数控加工在线检测在测量零件的几何形状时，所需要执行的检测路径为：先将零件的待测形状确定下来，将该零件的形状特征作为几何要素，结合零件的待测精度特征，将检测点数以及分布情况确定下来，并建立数学计算公式。将工件的坐标系确定下来之后，可以根据检测零件的条件确定检测路径。

3 数控加工在线检测技术的应用

在零件加工中，采用在线检测技术，可以将工件的位置快速地确定下来，并设定好坐标系。在检测工件尺寸的同时，还会根据测量的数据结果对于刀偏量自动地修正。此外，在线自动检测及技术可以设定夹具和旋转轴，而且在进行柔性加工中确认工件以及夹具。

3.1 应用测量软件自动修正工件坐标系

使用测量软件可以在线测量工件的坐标系，避免了传统人工输入所造成的错误，而且还会降低零部件的损坏程度，延长机床的使用寿命。

依赖于手工操作，将测头安装在主轴以及刀架的上面，手动操作进行序中测量和首件检测，都需要操作人员具有较高的专业技能，而且如果将工件转移到坐标测量机上，往往会不适宜。从测量效果来看，测量工件依赖于手工操作，往往会耗时长，缺乏精确度，而且很容易出现人为误差。由于一致性较差，所以在进行检测的时候，还需要试切，导致了重复劳动。在工件加工的过程中，如果机床停止运行的状态下对于工件的关键尺度进行检测，如果刀具因此而磨损，都不容易发现。

应用测量软件，使用测头检测，可以运用软件自动计算功能，根据设定的规格对于工件的坐标数据进行修改。序中工件的测量，可以采用自动修正偏置值的方式来进行，消除了由于操作人员人为因素所造成的误差，提高了自动化加工控制的可靠性，同时，还使工件报废的风险降低。软件自动控制，可以通过过程反馈实施适应性加工，以避免各种变化所造成的不断修改。在首件检测的过程中，可以将自动偏置更新功能利用起来，尽量避免由于等待检测结果而延长停机时间。

3.2 在数控加工的程序中嵌入测量程序

数控加工的程序中，对于零部件的测量要求精度很高，这就需要采用高精度电压测量的方式。万用表可以实现高精度测量，而且可以进行存储程序控制，其测量中所能够达到的测量精度非常高，而且实现了13/2位的分辨率。进行信息通讯和测量的时候，将可编程仪器所发出的指令嵌入到VC软件系统当中，不仅可以创立友好型的测量界面，而且还是控制程序具有较高的可读性和灵活运用性。

软件系统在构成上，主要包括实时操作系统以及数据库软件、数据采集和处理软件、先进控制软件以及PID软件。PID（全称：Proportion- Integral- Differential），即为比例-积分-微分。使用该软件可以通过计算，对于数据进行直接控制。

3.3 减低夹具的消耗费用

采用测头测量的方式将工件的坐标系找准，然后使用夹具夹紧，可以避免由于使用千分表进行手动调整而带来的各种不便。将测头安装在数控中心的主轴位置，或者位于车削中心的刀架上，可以避免由于手动设定而造成测量误差，对于工件具有很好的校正作用，并且设定校准轴。使用自动卡具具有很高的灵活性，批量产品的尺寸，不但提高了劳动生产率，而且还大大地降低了停机时间。

3.4 良好的过程控制可以提高安全性

数控加工的在线检测技术，在改善过程控制的时候，工件的在线检测所获得的尺寸能够及时做出反馈，可以降低由于操作人员的主观因素而导致的机外检测的辅助时间减少。由于在线检测为自动化操作，因此而避免了操作者由于运行不当而造成伤害。当防护门处于打开的状态的时候，程序无法自动运行，所以各项指令，包括准备功能和辅助功能的指令都被迫停止。要使数控机床处于正常的自动加工状态，就要确保机床防护门关闭，自动锁住门锁之后，可以启动工件的找正和在线检测程序。

4 数控加工中尺寸在线检测系统中的研发

4.1 在线测量尺寸的意义

关于尺寸的在线测量是否需要停机的问题，主要是基于机床加工过程所呈现出来的动态性和复杂性，导致各种因素对于测量精确度的影响。处于加工状态下，加床会振动，产生热变形，切削过程中所产生的切屑以及所使用的冷却液，都会对于检测造成影响，加之检测过程中的安全性以及仪器的安装等等的干扰，使得对于工件尺寸直接测量非常困难。可见，对于在零件加工过程中，在线检测尺寸，多采用简洁测量的方式，即停机测量。

数控机床的运动部件精度很高，将其与测量仪器建立起关联，就是要实现在机测量。在良好的加工控制环境中，机床加工设备同时还可以作为测量设，在机床精度的基础上，各种测数据软件被开发处理，不但可以达到自动测量的效果，而且还使测量的结果更具有直观性。

4.2 生成测量程序

当测量点的分布确定之后，还要对零部件的测量路径以及测量程序加以确定。在编制测量程序的时候，可以采用手工编制的方法，也可以自动编程。为了对于所采集到的数据进行正确处理，要对被测量的尺寸采用分段的方式，建立存储格式，以使所获得的几何尺寸和形位尺寸更为符合要求。在具体测量操作上，要将DHP50数控镗铣加工中心测量程序通用模板建立起来，建立起测量程序模块，采用半自动方法将测量程序生成。在测量零件的时候，要选择使用人机交互的方式。当各种测量参数被输入到测量程序模板中时候，就会将尺寸以及形位误差自动生成。

4.3 加工误差补偿

当机床所获得的测量数据传输到计算机之后，软件对其进行分析处理，以获取加工零件的尺寸数据。除了避免人为因素而导致的测量误差之外，还创造了良好的加工环境，并根据零件标准调整零件的工艺参数。针对于机床加工零件的线形尺寸误差，对于引起的该种现象的各种因素进行分析，主要包括刀具安全以及操作不准确而造成的刀具磨损。这种现象的补偿可以通过在线测量软件进行调整。使用系统软件对于数控加工程序进行调整，以修正加工误差。此外，出现测量误差的因素还有很多，包括受力变形以及零件装夹的变形等等，都会导致形位误差产生。基于造成测量误差的复杂性，如果仅仅通过调整刀具补偿显然是不够的，还要根据具体的情况进行分析，以制定有效的解决措施。

5 结论

综上所述，数控加工的在线检测技术，能够对于数控加工中所存在的缺陷及时地发现，并对于误差进行技术性修正，不但节约了加工成本，而且大大地提高了加工效率。可见，在线检测技术在中国的加工制造业具有良好的发展前景。

参考文献

[1] 王爱军，何学军，刘佳.在线计量检测技术在大型结构件数控加工中的应用[J]. 机械工程师，2012（7）.

[2] 陈晓梅，叶文华.数控加工尺寸在线检测技术的研究与应用[J].电子机械工程，2006，22（3）.

[3] 王龙君，王亚平.基于五轴数控机床的激光在线检测方法研究[J].计算机测量与控制，2008（16）.

[4] 张晓峰.数控机床在线检测技术[J].CAD/CAM与制造业信息化，2005（12）.

[5] 靳宣强，姜秀丽，胡祯.浅析数控机床在线检测技术[J].现代制造技术与装备，2009（3）.

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关键词：数控加工技术；机械模具制造；数控车削加工；数控铣削

在经济水平不断提升的过程中，我国已逐步进入技术机械化时代，因而传统的机械生产方式在国民经济增长过程中发挥的作用被逐渐削弱，且其对国民现实需求也无法满足。无论是国家层面还是社会层面都应紧随时展潮流注重先进科技的发展。在机械模具制造过程中运用数控加工技术不仅能够提高模具制造的效率和质量，还能有效提升模具的精准度，进而促进机械制造行业朝着更好的方向发展。

1数控加工技术概述

数控加工技术近些年得到了较为广泛的应用与认可，而该技术主要涵盖两方面内容，即自动化、数字化[1]。在机械模具制造过程中运用数控加工技术，不仅能够满足机械生产制造现代化发展需求，还能够从根本上促进机械生产制造行业的发展。进入21世纪以来，我国致力于推动经济结构的转型与发展。从国家与人民两个层面来看，二者均对产品均提出了多样化的要求，要求产品新颖，且数量充足、质量较高。在此背景下，生产企业需要充分发挥主观能动性，不断引进、创新现代化加工技术，数控加工技术由此产生。数字加工技术强调通过计算机程序发挥控制作用，使得机床加工实现智能化生产[2]。现阶段在对数控加工技术应用的过程中，主要涉及两方面的内容，即数控机床技术、数控编程技术[3]。上述两项技术既相互联系，又相互独立。通过两项技术发挥联动作用，最终能够使得预期设想得以实现。数控编程技术极为显著的优势是高质量，通过对该技术的运用能够使得生产的全面性显著增强。数控机床技术则具有高生产效率、高精准度等特性[4]。故而制造企业在加工生产机械模具的过程中应充分认知到数控加工技术的重要性，不断提升机械模具产品的质量。在我国机械制造行业发展的过程中，数控加工技术所发挥的推动作用不容小觑。在机械模具生产过程中应将模式不同的工艺技术相结合，最终满足现实的生产需求。故而相关工作人员应对该技术的作用与价值进行更深层次的挖掘，致力于建立更为完善的机械制造技术制度，从根本上提高我国机械制造水平，增强我国机械制造行业在世界范围内的竞争力。

2数控加工技术优势

2.1实现生产自动化

数控技术一大突出特点是能够通过应用计算机系统实现对设备的控制，这就使得设备运行更具便捷性，自动化生产也由此实现。在系统中设备运行会被提前设定，因而数控加工也可被认为是一种自动化的生产方式。对于机械制造行业而言，实现自动化生产机械模具是一项极为重大的突破。在自动化生产过程中，不仅改变了制造企业的生产模式，同时其他方面也会受到较为直观的影响，例如，机械设备、数控加工可实现自动运行，人工操作由此减少，人工成本会明显降低，同时也能够最大限度地规避人为失误[5]。现阶段，技术更新换代尤为迅速，而在机械模具制造过程中运用自动化技术也能够使模具不断朝着智能化、自动化的方向更好地发展，模具连续性生产得以实现，制造企业生产力显著提升。

2.2提高产品性能

机械模具在生产加工过程中会受到多重因素的影响，因而控制机器模具质量难度较大。因此，在机械模具生产的过程中会出现较多的残次品，这不仅会浪费资源、成本，还会严重降低企业的经济收益。在机械模具生产过程中运用数控技术能够完全扭转这一情况。在机械模具自动化生产的过程中能够使模具的性能、精度得到提升。并且在这一过程中能够节约人力，有效规避人为失误，不断提升机械模具的质量，使其在市场竞争中获得更大的优势[6]。

3数控加工技术在机械模具制造中的应用

3.1数控车削加工技术

数控车削加工技术一直以来都被认为是数控加工技术中应用性极强的一种技术手段。相关工作人员可以在掌握、分析不同形状机械模具的基础上运用该技术完成加工制造。塑类模型、轴类模型在制造过程中应用数控车削加工技术频率较高。数控车削加工技术存在的不足就是单一性较强，该技术一般情况下在平面模具制造过程中应用范围较广，而针对较为烦琐复杂的模具适用性不强。因此，相关工作人员应在全面了解机械模具的特性后再选择相应的制造技术。例如，在杆类模具的制造过程中，导柱加工、顶尖加工是极为关键的部分，数控车削加工技术能满足实际的加工需求，因此相关工作人员可选用该技术。

3.2数控铣削技术

数控铣削技术在机械模具制造过程中现实意义极强。该技术被广泛运用于凹凸面、曲面模具的制造实践中。在上述两类模具的制造过程中运用数控铣削技术能够对生产效率及质量进行全面保障。经过大量的实践研究可以发现，在机械模具生产过程中并非所有模具结构都是平面，凹凸面与曲面也极为常见。凹凸面与曲面模具较之平面模具加工难度更大，因此在制造过程中应对数控铣削技术合理使用。虽然该技术在现实应用过程中难度较高，但该技术能够对复杂模具加工的实际需求全面满足，有助于促进制造行业向好发展。

4优化数控加工技术在机械模具制造中应用的策略

4.1推动技术创新

生产机械模具能够在后续的工业零件制造中起到强有力的推动作用。因而在生产过程中，技术人员应意识到精密性的重要。数控加工技术主要依托信息及计算机技术完成生产制造，因而若想提升机械模具的精密度，则应从根本上升级与发展数控加工技术。如今，数控技术已然成为我国技术研究领域的重要研究对象，相关企业及部门希望通过对数控技术的运用不断提升工业零件的精密程度[7]。在实际运用该技术过程中可以发现，这一技术不仅能够有效提升生产品质与效率，还能够为我国生产精密度高、难度高的产品提供极为丰富的理念支持，使机械制造行业的发展可能性无限扩大。在我国市场经济不断发展的背景下已经逐渐出现了具有专业性及针对性的机床工厂。上述工厂能够为火箭制造提供相应的零件支持，实现火箭制造的自给自足，提升我国在国际上的竞争力。

4.2优化加工程序

为了不断提升机械模具的生产质量及效率，有关工作人员应致力于更新与改进数控技术，适当优化加工程序。通常情况下，数控技术的层次会对机械模具的生产质量及效率产生直观影响。若数控技术水平得到提升，则机械模具生产水平会相应得到提高，机械模具的质量及精度也均会有所提升[8]。由此可见，优化数控技术程序在机械模具生产过程中尤为重要。相关技术人员应全面考虑机械模具的加工工作，适当优化加工程序，简化机械模具生产程序，有效缩减机械模具生产时间，不断提高模具加工的精度及质量，帮助企业实现经济效益的增长。

4.3检测可操控性

对于工业产品而言，细小的差距都能对其产生很大的影响，因此在机械模具生产过程中应务必保证最终产品的精准度，减少因人为失误而造成的生产资源浪费。在传统生产过程中相关工作人员会多次检验机械模具，并对其生产细节进行适当调整。检查内容应包括但不限于工具质量是否合格、角度是否正确等。因此，在运用数控加工的过程中也应始终坚持多试验、多检测的原则。相关工作人员应在加工前对模具要求、机床类型进行全面掌握，而后应通过多次试验调整误差，不断提高精准度。在机械模具生产过程中相关工作人员切忌任意妄为，应在实验确定后才能正式生产模具。

5结束语

数控加工技术在机械模具制造过程中发挥着极为显著的作用。相关企业及工作人员应全面认识到数控加工技术的优势，并在机械模具制造过程中充分利用数控加工技术，提高机械模具的精准度与质量，为企业的长远发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]李淑红.机械数控加工技术中存在的问题及对策[J].造纸装备及材料,2021,50(6):94-96.

[2]张伟,陈鹏,潘爱金,等.数控机床误差检测及补偿技术研究进展[J].机床与液压,2019,47(17):198-205.

[3]张静.数控加工技术在机械模具制造中的运用[J].农业装备技术,2021,47(3):44-45.

[4]周杰.机械数控加工技术水平的优化策略研究[J].工程技术研究,2019,4(14):18-19.

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关键词 数电模具；前景；发展方向

中图分类号 TG7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）161-0129-02

近年来，电子与机械的快速发展，使得机械加工行业的一个高端领域获得了前所未有的新高度，那就是模具的精细加工，这也是伴随着科技发展，为了适应更高精度、更高强度和更高硬度的零部件设计和加工而发展出来的一个新的领域。电子技术的核心有2个：一是传输信息；二是进行精准控制，这正为模具行业向着精加工方向发展增添了强有力的臂膀。那么，就整体而言，数电模具的发展都有哪些前景呢？其发展的方向又有哪些呢？

1 数电模具的发展前景

数电模具的发展前景可谓十分的广阔，未来将会覆盖到大多数的工业领域，必然成为制造业大发展的一个重要支柱。

1.1 社会化大生产对数电模具的需求

工业社会最重要的一个词汇就是“效率”，生产力的提升最重要的也就是效率的提升。以前10个农民一年才能种100亩地，现代农业的大机械化使得1个农民能够轻松管理上万亩的土地，这就叫生产力的发展；过去一台注射剂在一个生产节拍内只能生产1个零件并且精度还得不到保障，利用先进的数电模具和一模多腔技术，一个生产节拍内可以同时生产10个高精度的零件，这就叫效率的提升。如今，在很多领域，设备和模具的开发无法满足人们对于大生产的需求。例如，对于一模多腔问题，对于流道的平衡已经成为了一个涉及到材料学、电器学、流体力学和热力学的一个专业性强的研究方向，怎样保持同一个模具中不同型腔做出来的零件外观和性能的一致性，是数电模具需要解决的一个重要问题。另外，随着零件精度要求的提升，模具材料、模具开发和加工工艺以及待加工材料的性能之间的匹配也是一个限制数电模具发展的重要课题，如何设计和开发出与待加工材料性能完全匹配的高精度模具，成为工业社会越来越大的诉求。类似的问题还有很多，都需要从业者积极发挥自己的主观能动性，多接触和学习其他方面和领域的知识，摸索出更好的模具设计和开发方法。基于以上阐述，不难发现，数电模具的发展道路上还有很多座高山需要翻越，数电模具的发展仍有很好的前景。

1.2 零部件的精细化对数电模具发展的需求

数学模型、设计模型以及加工之间的差别通常决定着一个零件能否发挥出其设计效用的关键，这也就是加工的精度问题。通常我们可以看到，加工精度在±0.1g时，用于TGA实验的铝制坩埚可以论重量来计算价格，也就是说很多值钱，但是如果将加工精度提升到±0.001，那么就可以用数量来计价了，一个重量不超过0.15g的铝制品就可以买到5元钱。对于很多精密仪器来说，其使用的零部件的精密程度往往决定了整台设备的精密度，并且往往对零部件的精度要求要高于整台设备。至于这些零部件的加工，需要的是精度更高的模具，因此，数电模具加工行业永远不会没落并且就目前看，还有很大的发展前景。

2 数电模具发展的方向

需求产生市场，而市场才是发展前景的最大保障。数电模具解决了其赖以生存的前景问题，那么就要考虑其发展的方向问题了。数电模具作为电控技术与模具精加工技术的结合，将会朝向怎样的方向进行发展呢？

2.1 设计的智能化

模具加工的源头在于设计，这里的设计不仅仅是模具外形、型腔或者流道的平衡设计，还有更多的设计到加工顺序、后处理工序的设计等。模具的后处理工序的设计能够展现出设计人员和设计团队深厚的设计经验和全面的材料学知识，可以说，凭借不同的思路，不同的设计团队设计出来的模具很难完全一样。于是，模具设计的标准化延伸出来的智能化成为了数电模具开发的一个重要方向。运用现代先进的云服务和高速的计算系统，将模具的加工材料、材料性能和使用条件进行输入，然后由计算机智能化根据以往的模具设计“经验”和案例进行第一步的设计工作，然后由设计师针对设计模型的重点部位进行有针对性的点检；其次，当设计人员将设计好的模具数模在计算机中运行时，计算机程序能够根据自己掌握的材料学和流体力学以及热学等知识对原材料在模具中的实时状态进行模拟，以便提前找出设计的漏洞和风险；当人们将一个新的模具设计出来并投入到使用中后，应该对模具的设计理念和设计过程数据存入到数据库中，以便为数电模具行业智能化的发展提供更多的“养分”。

2.2 开发的协同化

由于数电模具的开发和应用在未来的发展中很可能跨越很多的学科，这也会使得一套数电模具的开发由于模具附加技术价值的增大而更加经不起失败。在这种情况下，一套数电模具的开发就牵扯到了更多从事不同行业研究的人们共同的参与。材料工程师复杂模具材料的选择和甄别，力学工程师负责从专业的角度审视每一个方案的力学效果，有没有应力集中点等，流体力学工程师负责根据待加工材料的性能模拟出流体在型腔中的流动情况和质量分配等，有时候遇到高分子的材料还要充分考虑分子的结晶和内应力等。模具开发的协同化必然会成为一个数电模具开发的发展方向，在未来的发展过程中，团队将代替个人成为设计开发的主流，用来实现更加科学并且误差最小的模具开发工作，这也是大多数行业必须经历的一个阶段，产品的复杂化要求和学科的越分越细使得任何一个人都不在有能力完成一项高精度模具的开发工作。同时，标准化与统一化避免了个人因素带入的误差。

2.3 加工的精细化

数电模具的零部件生产，在精确度方面要求较高，为了实现此目标，数控机床的精确度和稳定性必须得以保障。目前的数控机床技术，在一定程度上具有精确性，数据误差控制在了可观的范围之内，但是在精确度上依然有提高的必要性和可行性。时下的零下生产精度不能满足实际需求，且精度的高低对模具的价值具有重要影响，这种现实性对生产精度的提高提出了必然要求；而新兴的闭环补偿控制技术、亚微米以及纳米技术则为模具生产精度的提高提供了可行性。所以，未来的数电模具生产向着更高的精度发展是毋庸置疑的，且会有愈来愈多的新兴技术出现以利于向这个方向迈进。

2.4 运作高速化

提高操作的速度，不仅是对时间的有效利用，也是提高数电模具生产质量的有效途径。通过其高切削的速度，数控机床可以减少震动，提高自身的稳定性，并且减少机床产生的热量，有效避免数电模具发生热变，同时对主轴的切削力度形成弱化影响，减少主轴的损耗，这些有效促进了数电模具生产的精度，所以，操作高速化具有现实必要性。此外，高效的主轴系统程序设计的实现、切削床具刚度的提高、运算和通信能力的有效提高，为操作向着高速化发展提供了可行性。

3 结论

任何行业的发展都必然面对团队取代个人，行业标准取代个人习惯的过程，数电模具也不例外。在未来的发展过程中，从业人员应当始终坚信本行业的发展前景，同时顺应时代潮流，才能够在改革和发展的巨大浪潮中与时俱进，对于个人和整个行业的整体发展都是极其有益的。

参考文献

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关键词：数控技术；机械制造；加工机械行业

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）21-0051-02

所谓的数控技术就是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现对一台或多台机械设备进行控制。数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心，该技术可以使机械制造业更加自动化、智能化，而且其具备高精度、高效率等特性，可以大大地缩短工期和节约源材料，从而可以为企业带来更多的经济效益和使企业的机械制造水平“更上一层楼”。随着信息技术、自动化技术以及微电子技术的不断发展，数控技术被使用的领域越来越广，如煤矿机械、汽车工业、航空工业等等，由于其具有很高的性价比，数控技术的应用与发展也越来越受到人们的重视，利用数控技术使机械制造全面自动化将是机械制造业发展的必然趋势。

1 数控技术的发展历程与现状

自1948年，美国帕森斯公司首次提出采用数字脉冲控制机床的设想以来，数控技术已发展了六十几个年头，在这六十几个年头里，数控技术经历了五个发展阶段，即电子管数控、晶体管数控、中小规模IC数控、小型计算机数控、微处理器数控。如今的数控技术也叫计算机数控技术，它是将在机械加工过程中对机床设备的各种控制指令利用代码数字化表示，然后将代码输入数控装置，从而控制各种机床设备的运行。

我国是于1958年开始对数控技术进行研究的，但当时由于各种研究所和高等院校对数控技术的投入和认识严重不足，所以研究效果很不理想，收效甚微。“九五”以后，随着我国科学水平和计算机软件、硬件技术的不断提高以及国家开始对关键数控系统进行大量的投资，我国的数控技术取得了质的飞跃，许多机械加工企业都逐渐由传统的封闭式数控系统转变为如今开放式的PC数控系统，现代数控技术的应用不仅使我国机械加工企业生产的零件精准度越来越高，而且使其生产水平取得了实质性的发展。

2 数控技术的应用

数控技术在很多领域中都有所应用，而作用不可小觑。在工业生产中使用数控技术不仅可以保证产品的质量、提高生产效率，还可以改善员工的工作环境，提高生产的安全系数。在实际生产过程中，工作人员只需要将程序代码输入数控装置，机床设备就会根据输入的指令进行运作。当某一环节出现故障时，计算机也可以立刻检查出出问题的位置，并及时运行辅助系统，这样就可以时时刻刻保证设备正常稳定的运行，从而可以降低产品的不合格率，节约生产成本。数控技术不仅在普通的工业生产中有所应用，而且在科技含量较高的航空制造业也是大显身手，在航空设备制造过程中往往会遇到铝或其他金属合金的刚度较差的难题，如果使用传统的制造工艺产品的质量往往不会达到令人满意的效果，利用数控技术就会使得材料的切割工艺更加精细，零件的曲线性和柔性更能满足生产要求。可以说数控技术的应用使我国的航空制造业取得了质的飞跃。我国是个煤矿大国，煤矿产业也是我国的主要经济支柱之一，但是由于我国开采条件比较复杂，而且技术设备落后，导致矿难事故常常发生。但是自从数控技术在煤矿生产设备有所应用后，煤矿生产的条件和效率都得到了很大的改善。在煤矿开采中使用数控技术不仅可以解决传统生产方式单件下料的难题，而且可以使采煤机获得更快的切割速度，这会大大地提高开采煤矿的效率和煤矿的质量。除此之外，采用数控技术可以使一些危险的工作通过控制机械设备来完成，这就大大地降低了采矿的危险系数，使工人的生命安全得到保证。

随着我国经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，汽车制造业也随之取得了较大的发展。数控技术的出现不仅提高了汽车制造业生产零件的速率，而且大大提高了生产零件的精准度和质量，同时通过数控技术可以使零件生产线更具柔和性，从而为汽车生产带来更多的品种，使生产的汽车更能满足现代人的要求。可以说数控技术不仅使得我国的汽车制造业发生了质的改变，而且使我国的汽车制造行业的发展脚步逐渐加快，在国际上的地位也逐渐巩固。总之，数控技术在我国多个行业中都有所应用，它不仅使我国机械制造业的整体水平得到了很大的提高，而且使各个行业获得了更大的经济效益，从而促进了我国经济的发展，缩短了与发达国家的差距，逐渐与国际经济接轨。

3 数控技术的发展趋势

目前为止，数控技术已经在我国机械制造业中有了广泛的应用，而且扮演着越来越重要的角色，数控技术的发展趋势和研究方向将是人们所关注的焦点。随着计算机技术的不断发展，数控技术实时智能化、软件硬件开放化等将成为数控技术的主要研究方向，数控技术实时智能化可以使机械加工过程中各种工艺参数自动生成、加工过程自适应控制、电机参数自适应运算。这些功能将不仅可以保证制造过程顺利稳定的独自进行，还可以大大节省劳动力，为企业带来更大的经济效益。数控系统软、硬件开放化，可以让用户更具自己的需要，随意对数控系统进行第二次开发，其使用权限和使用范围也将不受出厂商的限制。如果数控系统在这两方面取得了发展，不仅可以使数控技术的操作更简便，而且会使数控技术的应用领域更广泛。除此之外，如果数控系统采用高频率的中央处理器、高分辨率的检测元件、交流数字伺服系统，再结合配套电主轴、直线电机等先进技术就可以大大提高生产效率和产品的质量，缩短产品的市场周期，使企业能拥有更大的市场竞争力。

4 结语

数控技术可以说是21世纪机械制造业最重要的技术，它使各种机械制造领域都取得了质的飞跃。其高精度、高效率、高质量等特点不仅有效地保证了产品加工质量和生产效率，同时也为工人改善了生产环境，为企业节省了人力资源，使企业获得更可观的经济效益。数控机床的水平和拥有量，已经是衡量一个国家工业现代化水平的重要指标，所以我国应该加大对数控技术的投入与研究，使我国的机械制造业在国际中的地位不断提高。

参考文献

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