我國數(shù)控機床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

王 凱 王耀銳 李 猛

（遼寧西格馬數(shù)控機床有限公司，遼寧 鐵嶺112611）

0 引言

在世界范圍內(nèi)，工業(yè)行業(yè)的發(fā)展都離不開先進的制造技術(shù)，作為工業(yè)行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的一大核心支柱，先進的制造技術(shù)已受到了各工業(yè)大國的高度重視。 而對于先進制造技術(shù)而言，數(shù)控機床是必不可少的設(shè)備，不僅被運用到了航天、航空領(lǐng)域，還在各類工業(yè)制造行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。因此，在對原有數(shù)控技術(shù)進行提升的基礎(chǔ)之上，各類工業(yè)制造企業(yè)還對數(shù)控系統(tǒng)新技術(shù)進行了更深層次的研究。

1 我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)所取得的成果

對我國機床工業(yè)協(xié)會的相關(guān)數(shù)據(jù)資料進行深入分析可知，我國數(shù)控機床行業(yè)已對一系列數(shù)控機床研究中心進行了建立，其中主要包括國家精密儀器工程技術(shù)研究中心、國家數(shù)控工程技術(shù)研究中心、國家精密機床工程技術(shù)研究中心等。 隨著時代的發(fā)展以及經(jīng)濟的進步，我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)也隨之取得了極大成功，在對國外先進技術(shù)、先進資源進行吸收的同時已能做到自主創(chuàng)新，并在激烈的市場競爭中獲得了優(yōu)勢地位。

首先，在設(shè)計研發(fā)方面，高中檔數(shù)控機床已取得了較好的發(fā)展，在一系列關(guān)鍵技術(shù)，例如五軸聯(lián)動、超精加工、數(shù)字化設(shè)計、高速加工以及復(fù)合加工上都取得了明顯進步。 應(yīng)東方汽輪機廠的需求，北京機電研究院對五軸聯(lián)動加工中心進行了研發(fā)和建立，該中心的出現(xiàn)一方面使汽輪機葉片加工的質(zhì)量得到了保障和提升，另一方面還提升了工作效率、降低了加工成本。與此同時，應(yīng)安彩集團成都電子玻殼有限公司的要求，沈陽機床股份公司對背投彩電玻殼數(shù)控壓屏專用生產(chǎn)線進行了研發(fā)，和國際同類產(chǎn)品相比，此生產(chǎn)線的技術(shù)是毫不遜色的。 因此，在繼美國和日本之后， 我國也成為了能對此類專用設(shè)備進行研發(fā)、生產(chǎn)的國家。另外，針對上海磁懸浮列車軌道，沈陽機床股份有限公司還對具有科學(xué)性、系統(tǒng)性的數(shù)控加工成套設(shè)備進行了研發(fā)。

其次，在創(chuàng)新研發(fā)方面，高性能數(shù)控機床技術(shù)也取得了明顯突破。例如，濟南二機床集團結(jié)合當(dāng)前實際情況，對高速五軸數(shù)控龍門銑床進行了自主研發(fā)， 不僅使大型水泵葉片曲面的加工精度得到了提升，還使大型模具加工的相關(guān)需求得到了滿足。 與此同時，在五軸車銑復(fù)合加工中心得到研發(fā)以后，科學(xué)化、系統(tǒng)化的設(shè)計環(huán)節(jié)以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)就得到了實現(xiàn)， 一系列大型復(fù)雜零件的加工需求也隨之得到了滿足。在我國，第一臺由直線電機驅(qū)動的高速加工中心已得到了研發(fā)，15000r/min 為其最高轉(zhuǎn)速，0.8g 和1.5g 分別為，x、y 軸的最大加速度。另外，杭州機床集團還對七軸五聯(lián)動數(shù)控成形磨床進行了研發(fā)，此設(shè)備不僅滿足了難加工材料零件的精密加工，還使材料的生產(chǎn)效率得到了有效提升。 當(dāng)前，武漢重型機床廠對重型七軸五聯(lián)動車銑復(fù)合加工機床進行了研發(fā)，此機床可對螺旋槳的全部工序進行一次性完成，其工作效率以及工作質(zhì)量也達到了國際標準[1]。

2 現(xiàn)存于我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)中的相關(guān)問題

當(dāng)前，我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)在各方面都取得了進步，但受技術(shù)水平以及工業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)等因素的影響，我國數(shù)控機床的精度以及生產(chǎn)效率都較低，和工業(yè)發(fā)達國家相比，其可靠性、安全性、工作水平都是較差的。 具體而言，現(xiàn)存于我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)中的相關(guān)問題主要有：

2.1 未和市場需求達到一致性

對于企業(yè)而言，要使產(chǎn)品能夠滿足市場需求，就必須進行技術(shù)創(chuàng)新。

2.2 關(guān)鍵功能元部件依舊需進口

對于數(shù)控機床而言，關(guān)鍵功能元部件是極其重要的。一般而言，關(guān)鍵功能元部件由諸多部分構(gòu)成，主要有數(shù)控系統(tǒng)、主軸單元、滾動直線導(dǎo)軌副、數(shù)控刀架以及刀庫及滾珠絲杠副等。因此，倘若這些關(guān)鍵部件的性能以及技術(shù)水平不符合相關(guān)標準，那么數(shù)控機床的使用性能以及生產(chǎn)技術(shù)水平就會受到嚴重的影響。 對相關(guān)數(shù)據(jù)資料進行分析可知，國產(chǎn)數(shù)控機床的故障往往都出現(xiàn)在功能部件上，而這也是造成國產(chǎn)數(shù)控機床出現(xiàn)問題的主要原因。 當(dāng)前，我國許多中高端數(shù)控機床都只處于制造和組裝環(huán)節(jié)，重要的零部件還是需要從國外進口，即核心技術(shù)未得到采用。例如，當(dāng)前我國的數(shù)控系統(tǒng)都不具較高的質(zhì)量和水平，因而大部分數(shù)控系統(tǒng)都需依賴于進口。 在世界范圍內(nèi)，兩大著名的數(shù)控系統(tǒng)廠商分別是來自德國的SIMENES 以及來自日本的FANUC。 另外，和國外生產(chǎn)的數(shù)控刀具相比較，我國的數(shù)控刀具在安全性、可靠性以及使用性能上都是較為落后的，具體表現(xiàn)在其使用質(zhì)量和使用性能都無法滿足市場的需求，數(shù)控機床的生產(chǎn)效率會因其受到嚴重影響[2]。

3 我國數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

隨著社會的進步以及經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)也隨之具備了較好的發(fā)展條件。 但為了對日益增長的市場需求進行有效滿足，進而在激烈的競爭中處于優(yōu)勢地位，我國數(shù)控技術(shù)就需從實際情況出發(fā)向更高端的領(lǐng)域跨進，躋身世界一流水平。具體而言，我國數(shù)控機床的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 高效性

具體而言，就是對數(shù)控機床的運作速度進行有效提升，一方面使產(chǎn)品的質(zhì)量得到保障，提升工作效率，另一方面減少投入成本，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對零部件的高速加工進行廣泛運用。

3.2 高可靠性

對于數(shù)控機床制造商以及數(shù)控系統(tǒng)制造商而言，數(shù)控機床的可靠性是其最為關(guān)注的一個問題。 倘若一臺數(shù)控機床不具備較好的穩(wěn)定性，那么此數(shù)控機床就很容易出現(xiàn)故障，不僅阻礙到了正常制造工作的進行，還對生產(chǎn)效率造成了嚴重的影響。因此，對產(chǎn)品質(zhì)量進行衡量的一個重要標準就是數(shù)控機床的可靠性。

3.3 高精度

對數(shù)控機床的加工精度進行有效提高已成了各工業(yè)大國主要的追求目標。 一般而言，機床使用的加工精度以及機床生產(chǎn)的幾何精度構(gòu)成了數(shù)控機床的加工精度。依靠輔助措施、補償技術(shù)、機床穩(wěn)定性提升等途徑都可對機床的精度進行提升。

3.4 智能化

對于各行各業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)來說，智能化已成為了共同的追求。 依靠一種數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及模擬網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控，將原本人工操作的工作步驟依靠電子計算機編制為一種既定的模式，并將人力控制變?yōu)闄C器控制的一種方法就稱之為智能加工。 一般來說，智能化應(yīng)用主要涵蓋了智能監(jiān)控、智能分析以及智能維修[3]。

4 結(jié)語

當(dāng)前，我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)已取得了飛速發(fā)展，但其中依舊存在著諸多問題。因此，我們就需從實際情況出發(fā)，對具有創(chuàng)新性、可靠性的技術(shù)和產(chǎn)品進行研發(fā)，提高數(shù)控機床的性能以及工作效率，使市場實際需求以及國家重點工程的需求得到滿足，進而拉近和世界先進數(shù)控機床制造技術(shù)的差距，最終使我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)獲得質(zhì)的飛躍。

［1］楊慶東,孟玲霞,米潔.精密數(shù)控立式靜壓圓臺磨床熱特性分析[J].北京信息科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2014(01).

［2］林敬亭,李嬌.基于要素分析的機床產(chǎn)品外觀設(shè)計研究[J].設(shè)計,2013(11).

［3］吳連連,黃愛華.淺談我國數(shù)控機床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].機械管理開發(fā),2013(03).