發(fā)布時間：2023-10-07 15:57:26
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的高檔數(shù)控機床的作用樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
論文摘要：數(shù)控系統(tǒng)確保了數(shù)控機床具有高精、高速、高效的功能。本文論述了國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，以期對我國數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展有所幫助。
數(shù)控系統(tǒng)是一種利用數(shù)字信號對執(zhí)行機構的位移、速度、加速度和動作順序等實現(xiàn)自動控制的控制系統(tǒng)。從1952年美國麻省理工學院研制出第1臺實驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了半個世紀。數(shù)控系統(tǒng)也由當初的電子管式起步，發(fā)展到了今天的開放式數(shù)控系統(tǒng)。
數(shù)控系統(tǒng)確保了數(shù)控機床具有高精、高速、高效的功能，可以使裝備制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、柔性化和網(wǎng)絡化制造。隨著我國航空航天、船舶、汽車、電站設備和國防工業(yè)等制造業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)控機床在裝備制造業(yè)中的重要性愈來愈明顯，中高檔數(shù)控系統(tǒng)的需求也越來越大。以往中高檔數(shù)控系統(tǒng)基本被國外廠商占領，因此我國中高檔數(shù)控系統(tǒng)技術必須加快發(fā)展。
一、國外數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)狀
在國際市場，德國、美國、日本等幾個國家基本掌控了中高檔數(shù)控系統(tǒng)。國外的主要數(shù)控系統(tǒng)制造商有西門子（siemens）、發(fā)那克（fanuc）、三菱電機（mitsubishi electric）、海德漢（heidenhain）、博世力士樂（bosch rexroth）、日本大隈（okuma）等。
1.納米插補與控制技術已走向?qū)嵱秒A段
納米插補將產(chǎn)生的以納米為單位的指令提供給數(shù)字伺服控制器，使數(shù)字伺服控制器的位置指令更加平滑，從而提高了加工表面的平滑性。將“納米插補”應用于所有插補之后，可實現(xiàn)納米級別的高質(zhì)量加工。在兩年一屆的美國芝加哥國際制造技術（機床）展覽會（imts 2010）上，發(fā)那克就展出了30i/31i/32i/35i-model b數(shù)控系統(tǒng)。除了伺服控制外，“納米插補”也可以用于cs軸輪廓控制；剛性攻螺紋等主軸功能。西門子展出的828d所獨有的80bit浮點計算精度，可使插補達到很高的輪廓控制精度，從而獲得很好的工件精度。此外，三菱公司的m700v系列的數(shù)控系統(tǒng)也可實現(xiàn)納米級插補。[1]
2.機器人使用廣泛
未來機床的功能不僅局限于簡單的加工，而且還具有一定自主完成復雜任務的能力。機器人作為數(shù)控系統(tǒng)的一個重要應用領域，其技術和產(chǎn)品近年來得到快速發(fā)展。機器人的應用領域，不僅僅局限于傳統(tǒng)的搬運、堆垛、噴漆、焊接等崗位，而且延伸到了機床上下料、換刀、切削加工、測量、拋光及裝配領域，從傳統(tǒng)的減輕勞動強度的繁重工種，發(fā)展到ic封裝、視覺跟蹤及顏色分檢等領域，大大提高了數(shù)控機床的工作效率。典型的產(chǎn)品有德國的kuka，fanuc公司的m-1ia、m-2000ia、m-710ic。[2]
3.智能化加工不斷擴展
隨著計算機領域中人工智能的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度也得到不斷提高。應用自適應控制技術數(shù)控系統(tǒng)能夠檢測到過程中的一些重要信息，并自動調(diào)整系統(tǒng)中的相關參數(shù)，改進系統(tǒng)的運行狀態(tài)；車間內(nèi)的加工監(jiān)測與管理可實時獲取數(shù)控機床本身的狀態(tài)信息，分析相關數(shù)據(jù)，預測機床狀態(tài)，使相關維護提前，避免事故發(fā)生，保證其不穩(wěn)定工況下生產(chǎn)的安全，減少機床故障率，提高機床利用率。應用先進的伺服控制技術，伺服系統(tǒng)能通過自動識別由切削力導致的振動，產(chǎn)生反向的作用力，消除振動。應用主軸振動控制技術，在主軸嵌入位移傳感器，機床可以自動識別當前的切削狀態(tài)，一旦切削不穩(wěn)定，機床會自動調(diào)整切削參數(shù)，保證加工的穩(wěn)定性。
4.cad/cam技術的應用
當前，為了使數(shù)控機床操作者更加便利地編制數(shù)控加工程序，解決復雜曲面的編程問題，國際數(shù)控系統(tǒng)制造商將圖形化、集成化的編程系統(tǒng)作為擴展數(shù)控系統(tǒng)功能、提高數(shù)控系統(tǒng)人機互動性的主要途徑。最新的cad/cam技術為多軸多任務數(shù)控機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軟件公司的產(chǎn)品除了具備傳統(tǒng)的cam軟件功能模塊，還開發(fā)了多任務編程、對加工過程的動態(tài)仿真等新的功能模塊。
二、國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)狀
隨著國際學術及產(chǎn)業(yè)界對開放式數(shù)控系統(tǒng)研究的日益推進，我國的相關研究也越來越受到重視。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國機床行業(yè)也形成了具有一定生產(chǎn)規(guī)模和技術水平的產(chǎn)業(yè)體系，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在質(zhì)與量上都取得了飛躍。
國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)基本占領了低端數(shù)控系統(tǒng)市場，在中高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和應用上也取得了一定的成績。其中，武漢華中數(shù)控股份有限公司、北京機電院高技術股份有限公司、北京航天數(shù)控系統(tǒng)有限公司和上海電氣（集團）總公司等已成功開發(fā)了五軸聯(lián)動的數(shù)控系統(tǒng)，分別應用于數(shù)控加工中心、數(shù)控龍門銑床和數(shù)控銑床。近期，武漢重型機床集團有限公司應用華中數(shù)控系統(tǒng)，成功開發(fā)了ckx5680數(shù)控七軸五聯(lián)動車銑復合加工機床。國內(nèi)主要數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)基地有華中數(shù)控、航天數(shù)控、廣州數(shù)控和上海開通數(shù)控等。[3]
國內(nèi)的數(shù)字化交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品也有了很大的發(fā)展，已能滿足一般的應用，并能與進口產(chǎn)品競爭，占領了國內(nèi)的大部分市場。伺服系統(tǒng)和伺服電機生產(chǎn)基地主要有蘭州電機廠、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、航天數(shù)控和開通數(shù)控等。
然而，由于我國原有數(shù)控系統(tǒng)的封閉性及數(shù)控軟硬件研究開發(fā)的基礎較差，技術積累較少，研發(fā)隊伍的實力較弱，研發(fā)的投入力度不夠，國產(chǎn)中高檔數(shù)控系統(tǒng)在性能、功能和可靠性方面與國外相比仍有較大的差距，限制了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。為此需要政府、科研院所和制造商共同努力，推進我國中高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。
參考文獻：
[1]彭芳喻等.從imts 2010展看我國數(shù)控系統(tǒng)未來發(fā)展之路[j]，金屬加工，2011第4期：8-11
[2]肖明.從emo 2009看現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)技術發(fā)展[j]，機械工程師，2009第4期：13-16
我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，特別是近幾年受益于國家科技重大專項的強有力支持，數(shù)控機床產(chǎn)品加快升級的步伐，涌現(xiàn)出一大批中高檔數(shù)控機床創(chuàng)新成果，形成了良好的發(fā)展基礎。但是，在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品研發(fā)、應用領域研究、品牌宣傳、營銷手段、服務專業(yè)化等方面，特別是為用戶提供整套解決方案的能力方面還有很長的路要走。
數(shù)控技術的突飛猛進和高端市場的強力增長，為數(shù)控機床的技術進步提供了加速引擎。當前世界數(shù)控機床的發(fā)展主要有高精度與精度保持性，高速與高效，高可靠性，復合化與柔性化、綠色化以及智能化等幾個趨勢。其中，智能化是21世紀制造技術發(fā)展的大方向。機床的智能化使其有適應控制的能力，可實現(xiàn)優(yōu)化加工程序，以最短時間達到最佳的加工質(zhì)量，從而提高加工效率，降低勞動強度。智能化技術主要有：信息監(jiān)視及維護監(jiān)控技術、電氣系統(tǒng)自適應控制技術、軟件和診斷自動控制技術、加工過程自適應控制技術等。
差距仍存
當前我國高端數(shù)控機床正處于快速提升階段。近幾年，為航空、航天、汽車、船舶和發(fā)電設備等制造領域研發(fā)的高端數(shù)控機床品種已達100余種，但與國外先進機床制造企業(yè)相比還有較大差距。
一是制造裝備和管理技術落后，產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性不高。精密制造設備品種少、精度保持性較低、自動化水平不高及環(huán)保性差。企業(yè)的質(zhì)量爭優(yōu)意識還不夠深化，質(zhì)量安全保障體系不夠完善，質(zhì)量管理能力薄弱等，成為企業(yè)制造出的產(chǎn)品質(zhì)量差、可靠性及精度保持性不好的一個主要原因。
二是技術水平和創(chuàng)新能力不高，產(chǎn)品整體競爭力不強。現(xiàn)階段我國數(shù)控機床先進技術的來源多數(shù)是通過對國外先進技術的引進、消化和吸收，總體還處于技術跟蹤狀態(tài)，對消化、吸收和改進的投入遠遠不夠。高效、柔性、精密機床主機及關鍵功能部件的設計技術、制造技術、試驗技術、集成技術和用戶工藝研究等方面的自主研發(fā)能力還有待加強，高性能數(shù)控系統(tǒng)及智能化技術還不夠成熟；技術標準水平低、行業(yè)貫徹不夠全面；產(chǎn)品性能與可靠性不高，品牌附加值低，影響了市場競爭力。
三是數(shù)控系統(tǒng)和功能部件的專業(yè)化配套體系不完善，仍依賴進口。對數(shù)控機床功能和性能起決定作用的中高檔數(shù)控系統(tǒng)、精密大功率電主軸等關鍵功能部件，擁有自主知識產(chǎn)權的先進核心技術仍有待發(fā)展，因而未能形成完整的技術鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，專業(yè)化分工不明確，尚難滿足高端數(shù)控機床的應用需求，至今大部分依然靠國外進口。
四是制造過程和應用過程中的資源消耗大，機床綜合利用率較低。數(shù)控機床的制造過程，是一個將原材料通過能源和資源的消耗轉化為產(chǎn)品的過程。由于機床行業(yè)制造設備相對落后、工藝不夠先進以及管理水平不高，使零件加工精度低、工時長、不合格品和廢品率增高；制造過程中功耗較大，整個生產(chǎn)過程資源利用率低，導致制造成本居高不下。
同時，輕量化設計技術應用較少，產(chǎn)品節(jié)能和無害化方面考慮不足，導致產(chǎn)品在使用過程中綜合能耗、物耗、污染物排放等仍然較高；加之對切削加工工藝優(yōu)化及用戶工藝研究方面做得還不夠，使機床的綜合利用率較低。
五是服務水平和服務質(zhì)量較低，提供整體解決方案能力有待增強。數(shù)控機床是價值較高、使用壽命較長的產(chǎn)品，用戶購置頻率很低，致使許多機床企業(yè)重營銷而輕服務，忽略了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要性。加之企業(yè)自身的管理能力和執(zhí)行力較差，又缺少良好的品牌支撐，產(chǎn)品附加值和產(chǎn)品服務水平較低，無法帶動企業(yè)的利潤增長。
用戶最關心的事是以最低成本購買機床，并能生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。國內(nèi)數(shù)控機床企業(yè)在為用戶加工提供全面解決方案以及合理的機床配置及優(yōu)化的加工工藝方面，尚難滿足以最低的單件制造成本加工出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的需求。
破局之策
創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力，更是一個企業(yè)發(fā)展壯大的必由之路。我國數(shù)控機床企業(yè)迫切需要在基礎共性技術和關鍵技術方面取得自主發(fā)展的突破，應注重發(fā)展節(jié)能、環(huán)保、可靠、高效和智能化的高性能產(chǎn)品，增加產(chǎn)品的技術含量，提升綠色設計和制造水平，創(chuàng)新服務模式，降低資源消耗，減少環(huán)境污染，注重經(jīng)濟效益和社會效益共同提高。
近些年，國家在重大技術裝備、重大專項、共性技術研究、基礎工藝及裝備、裝備進出口等方面，出臺了一系列政策，惠及數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)，起到了積極的推進作用。
數(shù)控機床企業(yè)應充分利用好國家的有利政策，以產(chǎn)品質(zhì)量作為發(fā)展的根本，以技術創(chuàng)新推動產(chǎn)品的升級，以自主增長和對外合作相結合實現(xiàn)跨越式發(fā)展，以用戶需求為準繩提升服務能力，努力打造具有自身獨特內(nèi)涵的企業(yè)文化和民族品牌，逐步實現(xiàn)由“生產(chǎn)型制造”向“服務型制造”的轉變，不斷提升現(xiàn)代制造服務的能力和水平，打造提供全壽命周期服務的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)。
制造業(yè)對數(shù)控機床的基本要求是精度高、效率高、能耗少、設備利用率高、環(huán)境友好等。因此數(shù)控機床應擁有寬泛的加工范圍、很好的柔性并具有模塊化、綠色化、信息化、智能化和低成本等特點，以滿足制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。
數(shù)控機床企業(yè)應積極投入產(chǎn)學研用結合的創(chuàng)新平臺的建設，在試驗基礎上發(fā)展以集成創(chuàng)新為主導的創(chuàng)新設計。以新產(chǎn)品技術推動制造業(yè)工藝進步，以新材料新工藝技術拉動新產(chǎn)品研制，以基礎共性技術研究奠定產(chǎn)品創(chuàng)新基礎，以高精密工作母機的關鍵核心技術研發(fā)帶動技術發(fā)展；以信息化、集成化、智能化和綠色化的技術進步提高生產(chǎn)效率，努力提高自主創(chuàng)新能力；以需求為導向，著力突破核心技術和關鍵共性技術，推進產(chǎn)品技術快速上升到新的高度。
要以企業(yè)為主體逐步建立工藝研究試驗室，探索新加工方法和積累優(yōu)化切削參數(shù)并建設相應數(shù)據(jù)庫，進行控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)和應用試驗研究，突破核心技術瓶頸，打破國外技術封鎖和貿(mào)易壁壘，提高產(chǎn)品應用技術能力，為用戶提供整體解決方案，提升用戶使用信心。
數(shù)控機床企業(yè)應把用戶服務過程規(guī)范化和流程化，把保證加工精度穩(wěn)定性和減少故障率作為基本要求，把用戶服務行為作為產(chǎn)品價值體現(xiàn)的延伸，把降低單件制造成本作為為用戶服務的終極目標。
我國數(shù)控機床企業(yè)經(jīng)過自身努力和國家推動，從提升機床制造水平和提高產(chǎn)品品質(zhì)方面加強修煉內(nèi)功，積極加強創(chuàng)新平臺建設，為市場提供適銷對路的先進產(chǎn)品；從采購、生產(chǎn)、銷售、管理各個環(huán)節(jié)，精兵簡政，有規(guī)劃地利用有限資源，加強內(nèi)部成本控制，提升市場競爭力；從企業(yè)宣傳和用戶服務方面，推銷自己，拓展服務，創(chuàng)建良好的品牌效應，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。
20世紀中期，隨著電子技術的發(fā)展，自動信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計算機的出現(xiàn)，給自動化技術帶來了新的概念，用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進行控制，推動了機床自動化的發(fā)展。
采用數(shù)字技術進行機械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安的一個小型飛機工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實現(xiàn)的。他們在制造飛機的框架及直升飛機的轉動機翼時，利用全數(shù)字電子計算機對機翼加工路徑進行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對加工路線的影響，使得加工精度達到±0.0381mm（±0.0015in），達到了當時的最高水平。
1952年，麻省理工學院在一臺立式銑床上，裝上了一套試驗性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實現(xiàn)了同時控制三軸的運動。這臺數(shù)控機床被大家稱為世界上第一臺數(shù)控機床。
這臺機床是一臺試驗性機床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎上，第一臺工業(yè)用的數(shù)控機床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產(chǎn)出來。
在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機床。
數(shù)控機床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因為數(shù)控機床能夠解決普通機床難于勝任的、需要進行輪廓加工的曲線或曲面零件。
然而，由于當時的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。
到了1960年以后，點位控制的數(shù)控機床得到了迅速的發(fā)展。因為點位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標鏜床大量發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計資料表明，到1966年實際使用的約6000臺數(shù)控機床中，85%是點位控制的機床。
數(shù)控機床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機床，它能實現(xiàn)工件一次裝卡而進行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來的。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動選擇刀具，并通過機械手將刀具裝在主軸上，對工件進行加工。它可縮短機床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉整體零件加工的車削中心、磨削中心等。
1967年，英國首先把幾臺數(shù)控機床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、歐、日等也相繼進行開發(fā)及應用。1974年以后，隨著微電子技術的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機床，使數(shù)控的軟件功能加強，發(fā)展成計算機數(shù)字控制機床（簡稱為CNC機床），進一步推動了數(shù)控機床的普及應用和大力發(fā)展。
80年代，國際上出現(xiàn)了1～4臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動裝卸和監(jiān)控檢驗裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。這種單元投資少，見效快，既可單獨長時間少人看管運行，也可集成到FMS或更高級的集成制造系統(tǒng)中使用。
目前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領域擴展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。
所以機床數(shù)控技術，被認為是現(xiàn)代機械自動化的基礎技術。
那什么是車床呢？據(jù)資料所載，所謂車床，是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床。
古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉，并手持刀具而進行切削的。1797年，英國機械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。
為了提高機械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床；20世紀初出現(xiàn)了由單獨電機驅(qū)動的帶有齒輪變速箱的車床。
第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車和其他機械工業(yè)的需要，各種高效自動車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時，多刀車床也得到發(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。
車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。
普通車床的加工對象廣，主軸轉速和進給量的調(diào)整范圍大，能加工工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產(chǎn)效率低，適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。
轉塔車床和回轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產(chǎn)。
自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工，能自動上下料，重復加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。
多刀半自動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)率比普通車床提高3～5倍。
仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動完成工件的加工循環(huán)，適用于形狀較復雜的工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率比普通車床高10～15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型
立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉工作臺上，刀架在橫粱或立柱上移動。適用于加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。
鏟齒車床在車削的同時，刀架周期地作徑向往復運動，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨電動機驅(qū)動的小砂輪鏟磨齒面。
專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯(lián)合車床主要用于車削加工，但附加一些特殊部件和附件后，還可進行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機多能”的特點，適用于工程車、船舶或移動修理站
看機床的水平主要看金屬切削機床，其他機床技術和復雜性不高，就是近幾年很流行的電加工機床，也只是方法的改變，沒什么復雜性和科技含量。
我國的數(shù)控磨床水平不錯，每年都有大量出口，因為它簡單，基本屬于勞動密集型。
金屬加工主要是去除材料，得到想得到的金屬形狀。去除材料，主要靠車和銑，車床發(fā)展為數(shù)控車床，銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機床，可以讓復雜零件在精度和形狀上一次到位，例如，飛機上的一個復雜零件，以前由很多種工人：車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個月干，其中還有報廢的，最新的復合數(shù)控機床幾天甚至幾個小時就全干好了，而且精度比你設計的還高。零件精度高就意味著壽命長，可靠性好。
由普通發(fā)展到數(shù)控，一個人頂原來的十個，在精度上，更是沒法說，適應性上，零件變了，換個程序就行。把人的因素也降為最低，以前在工廠，誰要時會車渦輪、蝸桿，沒個10年8年的不行，要是誰掌握了，那牛得很?，F(xiàn)在用數(shù)控設備，只要你會編程，把參數(shù)輸進去就可以了，很簡單，剛畢業(yè)的技校學生都會，而且批量的產(chǎn)品質(zhì)量也有保證。
自美國在50年代末搞出世界一臺數(shù)控車床后，機床制造業(yè)就進入了數(shù)控時代，中國在六十年代也搞出了第一代數(shù)控機床，但后來中國進入了什么年代，大家都知道。等80年代我們再去看世界的數(shù)控機床水平，差距就是20年了，其實奮起直追還有希望，但國營工廠不思進取，到了90年代，我們再去看世界水平，已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯(lián)的路子，什么叫蘇聯(lián)的路子，舉個例子來講：比如，生產(chǎn)一根軸，蘇聯(lián)的方式是建一個專用生產(chǎn)線，用多臺專用機床，好處是批量很容易上去，但一旦這根軸的參數(shù)發(fā)生了變化，這條線就報廢了，生產(chǎn)人員也就沒事做了。在1960－1980年代，國營工廠一個產(chǎn)品生產(chǎn)幾十年不變樣。到了1980年代后，當時搞商品經(jīng)濟，這些廠不能迅速適應市場，經(jīng)營就困難了，到了90年代就大量破產(chǎn)，大量職工下崗?，F(xiàn)代的生產(chǎn)也有大批量生產(chǎn)，但主要是單件小批量，不管是那種，只要你的設備是數(shù)控的，適應起來就快。專業(yè)機床的路子已經(jīng)到頭了，;西方走的路和前蘇聯(lián)不一樣，當年的“東芝”事件，就是日本東芝賣給蘇聯(lián)了幾臺五軸聯(lián)動的數(shù)控銑床，讓蘇聯(lián)在潛艇的推進螺旋槳上的制造，上了一個檔次，讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了，所以美國要懲處東芝公司。由此也可見，前蘇聯(lián)的機床制造業(yè)也落后了，他們落后，我們就更不用說了。雖然，美國搞出了世界第一臺數(shù)控機床，但數(shù)控機床的發(fā)展，還是要數(shù)德國。德國本來在機械方面就是世界第一，數(shù)控機床無非就是搞機電一體化，機械方面德國已沒問題，剩下的就是電子系統(tǒng)方面，德國的電子系統(tǒng)工業(yè)本來就強大，所以在上世紀六、七十年代，德國就執(zhí)機床界的牛耳了。
但日本人的強項就是仿造，從上世紀70年代起，日本大量從德國引進技術，消化后大量仿造，經(jīng)過努力，日本在90年代起，就超越了德國，成為世界第一大數(shù)控機床生產(chǎn)國，直到現(xiàn)在還是。他們在機床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在機床復合（一機多種功能）化方面，是世界第一。數(shù)控機床的核心就在數(shù)控系統(tǒng)方面，日本目前在系統(tǒng)方面也排世界第一，主要是它的發(fā)拿科公司。第一代的系統(tǒng)用步進電機，我們現(xiàn)在也能造，第二代用交流伺服電機?，F(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)的核心就是交流伺服電機和系統(tǒng)內(nèi)的邏輯控制軟件，交流伺服電機我們國家目前還沒有誰能制造，這是一個光學、機械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機床的各軸運動，而這些軸是用伺服電機驅(qū)動的，一般的系統(tǒng)能同時控制3軸，高級系統(tǒng)能控制五軸，能控5軸的，五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統(tǒng)，但“做秀”的成份多，還沒實用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機床，100％進口。
機床是一個國家制造業(yè)水平高低的象征，其核心就是數(shù)控系統(tǒng)。我們目前不要說系統(tǒng)，就是國內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點的數(shù)控機床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進口的，主要是買日本的，我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內(nèi)的各大機床廠，數(shù)控系統(tǒng)100％外購，各廠家一般都買日本發(fā)那科、三菱的系統(tǒng)，占80％以上，也有德國西門子的系統(tǒng)，但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng)，我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠，西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進了不少，價格方面還是略高。德國人很不重視中國，所以他們的系統(tǒng)漢語化最近才有，不像日本，老早就有漢語化版的。
就國產(chǎn)高級數(shù)控機床而言，其利潤的主體是被外國人拿走了，中國只是掙了一個辛苦錢。美國為什么沒有能成為數(shù)控機床制造大國呢？這個和他們當時制定產(chǎn)業(yè)政策的人有關，再加上當時美國的勞動力貴，買比制造劃算。機床屬于投資大，見效慢，回報率底的產(chǎn)業(yè)，而且需要技術積累。不太附和美國情況。但后來美國發(fā)現(xiàn)，機床屬于戰(zhàn)略物資，沒有它，飛機、大炮、坦克、軍艦的制造都有問題，所以他們重新制定政策，扶植了一些機床廠，規(guī)定了一些單位只能買國產(chǎn)設備，就是貴也得買，這就為美國保留了一些數(shù)控機床行業(yè)。美國機床在世界上沒有什么競爭力。
歐洲的機床，除德國外，瑞士的也很好，要說超高精密機床，瑞士的相當好，但價格也是天價。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流，中國很少買他們的機床。西班牙為了讓中國進口他們的機床，不惜貸款給中國，但買的人也很少??借錢總是要還的。
韓國、臺灣的數(shù)控機床制造能力比大陸地區(qū)略強，不過水平差不多。他們也是在上世紀90年代引進日本技術發(fā)展的。韓國應該好一點，它有自己制造的、已經(jīng)商業(yè)化了的數(shù)控系統(tǒng)，但進口到中國的機床，應我們的要求，也換成了日本系統(tǒng)。我們對他們的系統(tǒng)信不過。韓國數(shù)控機床主要有兩家：大宇和現(xiàn)代。大宇目前在我國設有合資企業(yè)。臺灣機床和我們大體一樣，自己造機械部分，系統(tǒng)采購日本的。但他們的機床質(zhì)量差，壽命短，目前在大陸影響很壞。其實他們比我們國產(chǎn)的要好一點。但我們自己的差，我們還能容忍，臺灣的機床是用美金買來的，用的不好，那火就大了。臺灣最主要的幾家機床廠已打算把工廠遷往大陸，大部分都在上海。這些廠目前在國內(nèi)的競爭中，也打著“國產(chǎn)”的旗號。
近來隨著中國的經(jīng)濟發(fā)展，也引起了世界一些主要機床廠商的注意，2000年，日本最大的機床制造商“馬扎克”在中國銀川設立了一家數(shù)控機床合資廠，據(jù)說制造水平相當高，號稱“智能化、網(wǎng)絡化”工廠，和世界同步。今年日本另外一家大機床廠大隈公司在北京設立了一家能年產(chǎn)1000臺數(shù)控機床的控股公司，德國的一家很有名的企業(yè)也在上海設立了工廠。
目前，國家制定了一些政策，鼓勵國民使用國產(chǎn)數(shù)控機床，各廠家也在努力追趕。國內(nèi)買機床最多的是軍工企業(yè)，一個購買計劃里，80％是進口，國產(chǎn)機床滿足不了需要。今后五年內(nèi)，這個趨勢不會改變。不過就目前國內(nèi)的需要來講，我國的數(shù)控機床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。
美、德、日三國是當今世上在數(shù)控機床科研、設計、制造和使用上，技術最先進、經(jīng)驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特點。
1.美國的數(shù)控發(fā)展史
美國政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務,并且提供充足的經(jīng)費，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數(shù)控機床的主機設計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機床，其存在的教訓是，偏重於基礎科研，忽視應用技術，且在上世紀80代政府一度放松了引導，致使數(shù)控機床產(chǎn)量增加緩慢，于1982年被后進的日本超過，并大量進口。從90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機床技術上轉向?qū)嵱?，產(chǎn)量又逐漸上升。
2.德國的數(shù)控發(fā)展史
德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一臺數(shù)控機床后，德國特別注重科學試驗，理論與實際相結合，基礎科研與應用技術科研并重。企業(yè)與大學科研部門緊密合作，對數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機床質(zhì)量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之數(shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。
3.日本的數(shù)控發(fā)展史
日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機振法”、“機電法”、“機信法”等)引導發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機床技術上學習美國，甚至青出于藍而勝于藍。自1958年研制出第一臺數(shù)控機床后，1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研，向高性能數(shù)控機床發(fā)展。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術上領先，在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工3,674人，科研人員超過600人，月產(chǎn)能力7,000套，銷售額在世界市場上占50%，在國內(nèi)約占70%，對加速日本和世界數(shù)控機床的發(fā)展起了重大促進作用。4.我國的現(xiàn)狀
我國數(shù)控技術的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，中國于1958年研制出第一臺數(shù)控機床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機床特點、發(fā)展條件缺乏認識，在人員素質(zhì)差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進數(shù)控系統(tǒng)技術，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進數(shù)控機床先進技術和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過“六五”期間引進數(shù)控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數(shù)控技術和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應看清形勢，充分認識國產(chǎn)數(shù)控機床的不足，努力發(fā)展先進技術，加大技術創(chuàng)新與培訓服務力度，以縮短與發(fā)達國家之問的差距。
在20余年間，數(shù)控機床的設計和制造技術有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓一批設計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產(chǎn)先進數(shù)控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距；通過利用國外先進元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床，供應國內(nèi)市場的需求，但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引；嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。我國數(shù)控技術的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數(shù)控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數(shù)控技術和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應看清形勢，充分認識國產(chǎn)數(shù)控機床的不足，努力發(fā)展先進技術，加大技術創(chuàng)新與培訓服務力度，以縮短與發(fā)達國家之問的差距。
2003年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數(shù)控機床進口國。目前正在提高機械加工設備的數(shù)控化率，1999年，我們國家機械加工設備數(shù)控華率是5－8％，目前預計是15－20％之間。一、什么是數(shù)控機床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機械加工方法，所謂機械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設備都稱為機床，數(shù)控機床就是在普通機床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機床就成了數(shù)控機床。當然，普通機床發(fā)展到數(shù)控機床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機床結構發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數(shù)控設備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國目前各種門類的數(shù)控機床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年，但如果國家支持，追趕起來也不是什么問題，例如：去年，沈陽機床集團收購了德國西思機床公司，意義很大，如果大力消化技術，可以縮短不少差距。大連機床公司也從德國引進了不少先進技術。上海一家企業(yè)購買日本著名的機床制造商池貝。，近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟不景氣，有不少在80年代很出名的機床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。二、數(shù)控設備的發(fā)展方向六個方面：智能化、網(wǎng)絡化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國和瑞士的機床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產(chǎn)值最大。美國的機床業(yè)一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應該能進世界前4名。三、數(shù)控系統(tǒng) 由顯示器、控制器伺服、伺服電機、和各種開關、傳感器構成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進口。華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當不錯，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機床業(yè)進軍，但機床的硬件方面不行，質(zhì)量精度一般。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。廣州機床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯。我們國家機床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。
四、機床精度1、機械加工機床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復定位精度等5種。2、機床精度體系：目前我們國家內(nèi)承認的大致是四種體系：德國VDI標準、日本JIS標準、國際標準ISO標準、國標GB，國標和國際標準差不多。3、看一臺機床水平的高低，要看它的重復定位精度，一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005mm(ISO標準.、統(tǒng)計法),就是一臺高精度機床，在0.005mm(ISO標準.、統(tǒng)計法)以下，就是超高精度機床，高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。;4、加工出高精度零件，不只要求機床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。五、目前世界著名機床廠商在我國的投資情況1、2000年，世界最大的專業(yè)機床制造商馬扎克（MAZAK）在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機床公司”的機床公司，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復合中心。機床質(zhì)量不錯，目前效益良好，年產(chǎn)600臺，目前正在建2期工程，建成后可以年產(chǎn)1200臺。2、2003年，德國著名的機床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立式加工中心120臺左右。3、2002年，日本著名的機床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機床廠合資建廠，年生產(chǎn)能力為1000臺，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心。4、韓國大宇在山東青島投資建廠，目前生產(chǎn)能力不知。5、臺灣省的著名機床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠，年生產(chǎn)能力800臺。5、民營企業(yè)進入機床行業(yè)情況1、浙江日發(fā)公司，2000年投產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心。年生產(chǎn)能力300臺。2．2004年，浙江寧波著名的鑄塑機廠商海天公司投資生產(chǎn)機床，主要是從日本引進技術，目前剛開始，起點比較高。3．2002年，西安北村投產(chǎn)，名字象日本的，其實老板是中國人，采用日本技術。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床，水平相當不錯。六、軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當年“大使館被炸”，后來臺灣上臺后，大規(guī)模技改開始了，軍工企業(yè)進入新一輪的技改高峰，我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設備。尤其是近3年來，我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進數(shù)控機床。也從國內(nèi)機床廠哪里采購了大批普通數(shù)控機床，國內(nèi)機床廠商為了迎接這次大技改，也引進了不少先進技術，爭取軍工企業(yè)的高端訂單。聽在軍工企業(yè)的朋友講，如果再能“頂”三年，我們的整體水平會上一個臺階。 其實，總書記掌權以來，已經(jīng)把國防事業(yè)提到了和經(jīng)濟發(fā)展一樣的高度上，他說，我們要建立和經(jīng)濟發(fā)展相適應的國防能力，相信再過10年，隨著我國國防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國家會誕生世界水平的機床制造商，也將會超越日本，成為世界第一機床生產(chǎn)大國。
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6.《數(shù)控機床及應用》作者：李佳
7.《機械設計與制造工程》2001年第30卷第1期
8《機電新產(chǎn)品導報》2005年第12期
9.《瞭望》2007年第37期
【關鍵詞】數(shù)控技術;發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢
一、數(shù)控技術概述
數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作的過程進行控制的一種技術，數(shù)控技術是綜合了計算機技術、微電子技術、自動化技術、電力電子技術以及現(xiàn)代機械制造技術等的柔性制造自動化技術。數(shù)控技術也被稱為計算機數(shù)控技術，現(xiàn)階段它是采用計算機來實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術。這種技術是用計算機按事先設置的控制程序來執(zhí)行對設備的控制功能。由于是采用了計算機來替代原先用的硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使得輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運算和邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可以通過計算機軟件來完成。
二、我國數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀分析
我國的國產(chǎn)數(shù)控機床一直以來都是處于低迷的階段，低檔產(chǎn)品發(fā)展的速度較快，而中檔進展卻很緩慢，高檔卻完全依靠國外進口，尤其是國家重點需要的關鍵設備都是依靠進口產(chǎn)品，技術受到了很大程度的制約。而且中國在應用技術和技術集成方面的能力的研發(fā)水平還是相對比較低的，相關的技術規(guī)范和標準的研究相比于國外還是有很大的差距，國產(chǎn)的數(shù)控機床因而沒有形成品牌效應。同時中國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)方面還沒有相對完善的技術培訓和服務體系等一系列的支撐體系，市場營銷和經(jīng)營管理的水平也沒有很大程度的提高。這其中最主要的原因是自主創(chuàng)新能力還相對比較匱乏，能夠完全的依靠自主研發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權的數(shù)控產(chǎn)品實在是很少，這在很大程度上制約了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)階段國外的公司在中國的數(shù)控系統(tǒng)銷售中有80%以上都是普及型數(shù)控系統(tǒng)，在這樣的情況下，如果我們能夠加大對普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)力度，中國的數(shù)控系統(tǒng)也會有希望從根本上實現(xiàn)快速發(fā)展，進而實現(xiàn)對國外產(chǎn)品的戰(zhàn)略反擊。同時還要建立起比較完善的高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)體系，增強自主創(chuàng)新能力，以此來整體提高中國的自主設計、研發(fā)和生產(chǎn)的能力。
我國的數(shù)控技術與國外差距較大的原因有以下幾個方面：首先是認識不足，對我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所存在的艱巨性、復雜性和長遠問題的認識不足;對國內(nèi)市場存在的不規(guī)范現(xiàn)象、國外技術的封鎖、體制方面所存在的困難估計不足;沒有清楚的認識到我國數(shù)控技術應用的水平和領域。而且只是單純的的從技術層面來關注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的問題，沒有從整個系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)鏈的角度來進行綜合的考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的問題;沒有建立起完善的高質(zhì)量的相關配套系統(tǒng)和較為完善的培訓和服務網(wǎng)絡等一系列的支撐體系。機制方面也存在著較大的問題，造成大量的人才流失，這樣在很大程度上制約了技術的創(chuàng)新和產(chǎn)品的創(chuàng)新，規(guī)劃也不能夠有效的實施，一個理想的規(guī)劃方案實施起來卻較為困難。而且企業(yè)的自主創(chuàng)新能力還是不夠，核心技術的研發(fā)能力不強，數(shù)控的機床標準也較為落后，水平較低，對于數(shù)控系統(tǒng)的新標準研發(fā)力度不夠。
三、數(shù)控技術的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術將會朝向高速、高效、高精度和高可靠性的趨勢發(fā)展。要想提高數(shù)控技術的加工效率，首先就要提高提高切削和進給的速度，還要縮短加工的時間，要保障加工的質(zhì)量，就必須提高機床部件運動軌跡的精度，同時可靠性也是以上目標的最基本的保障。在一定程度上來講，效率和質(zhì)量是先進制造技術的核心，而高速度和高精度是提高效率的有效保障，可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量的檔次。
數(shù)控技術也在朝向復合加工和多軸化的方向發(fā)展。多軸聯(lián)動加工和減少工序輔助時間的復合加工，正在朝向多軸和多系列控制功能的方向在發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上進行一次裝夾后，采取自動換刀、旋轉主軸頭或者是轉臺等各項措施，以此來完成。數(shù)控機床復合技術的進一步發(fā)展，復合加工技術會日益成熟，包括車磨復合、成形復合加工和特種復合加工等，復合加工的精度和效率在一定程度上有了很大的提高。越來越多的人正在接受“一次裝卡，完全加工”等理念，復合加工的多軸機床的發(fā)展有多樣化的發(fā)展態(tài)勢。
隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化水平也在不斷的提高，不僅要在生產(chǎn)加工的全過程中體現(xiàn)智能化，在產(chǎn)品的售后服務和維修的過程中也要應用到智能化。主要有以下幾個方面的應用，為了追求加工效率和加工質(zhì)量方面而應用的智能化;為了提高驅(qū)動性能和在使用連接方面的智能化，同時還有職能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷和維修等。今后的數(shù)控系統(tǒng)是將計算機智能技術和網(wǎng)絡技術等相關技術融為一體，形成了一個相對較為嚴密的制造過程，也被稱為智能閉環(huán)控制體系。這種技術能夠很好的利用傳感器來獲取適時地信息，以此來增強制造者獲取最佳性能產(chǎn)品的能力。
數(shù)控技術趨向網(wǎng)絡化能夠便于遠距離的操作和監(jiān)控，同時也有利于遠程故障的診斷和調(diào)整，這樣在很大程度上利于數(shù)控系統(tǒng)生成廠商對產(chǎn)品的及時監(jiān)控和維修，也可以實現(xiàn)大規(guī)模無人生產(chǎn)車間的網(wǎng)絡管理，也可以在對人體有害的環(huán)境中工作。數(shù)控設備實現(xiàn)網(wǎng)絡化可以很大極大地滿足生產(chǎn)線和制造企業(yè)對信息的需求，同時也是實現(xiàn)新的制造模式和全球制造的基礎單元。通過機床的聯(lián)網(wǎng)，可以再任何一臺的機床上對其他相關的機床進行編程、設定、操作和運行，而且不同機床的工作畫面可以同時顯示在每一臺的機床屏幕上。
四、總結
綜上所述，目前世界上各個國家在制造業(yè)中都廣泛地應用數(shù)控技術，以此來提高制造的能力和水平， 也提高了對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭水平。現(xiàn)階段我國的數(shù)控技術還存在著很多的問題，研發(fā)能力還比較低，相關的技術規(guī)范和標準的研究相比于國外還是有很大的差距，國產(chǎn)的數(shù)控機床因而沒有形成品牌效應，沒有相對完善的技術培訓和服務體系等一系列的支撐體系。因而中國要大力發(fā)展數(shù)控技術，實現(xiàn)數(shù)控技術的高效、高精度、高速、智能化和網(wǎng)絡化的發(fā)展。
參考文獻
姓名
學號
班級
得分
一、判斷題（每題1分，共30分）
1.機床在自動運轉狀態(tài)下，按下“機床保持”按鈕，則機床的所有功能都停止。
2.編制程序時，程序段號最好連續(xù)序號。
3.程序的內(nèi)容由若干程序段組成，程序段由若干字組成，每個字由字符和數(shù)字組成。
4.G01起作用時，其進給速度按系統(tǒng)默認值運行。
5.
當數(shù)控加工程序編制完成后即可進行正式加工。
6.數(shù)控車床加工螺紋時，進給速度需用F指定。
7.在FANUC系統(tǒng)中，數(shù)控車床用G99指令指定每轉進給量。
8.標準粗牙普通螺紋M20的螺距為2.0mm。
9.機床控制面板由CRT/MDI面板和操作面板組成。
10.2.5坐標機床是表示機床具有兩個直角坐標軸和一個旋轉軸。
11.對刀就是使刀位點與刀架參考點建立尺寸聯(lián)系，并將此值在加工前輸入到數(shù)控裝置，供加工中自動計算刀補用。
12.主軸順時針旋轉運動方向（正向）是指按照右手螺旋確定的進入工件的方向。
13.數(shù)控車床編程時，一律假定工件靜止，刀具相對運動。
14.數(shù)控機床是用數(shù)字信息實現(xiàn)加工自動控制的機床。
15.重復定位精度是指在相同條件下，采用相同的操作方法，重復進行同一動作時得到的一致性程度。
16.所謂插補就是在工件輪廓的某起始點和終止點之間進行“數(shù)據(jù)密化”，并求取中間點的過程。
17.FMS是表示柔性制造單元。
18數(shù)控機床是在普通機床的基礎上將普通電氣裝置更換成CNC控制裝置。
19.G代碼可以分為模態(tài)G代碼和非模態(tài)G代碼。
20.插補運動的實際插補軌跡始終不可能與理想軌跡完全相同。
21數(shù)控機床編程有絕對值和增量值編程，使用時不能將它們放在同一程序段中。
22.不同的數(shù)控機床可能選用不同的數(shù)控系統(tǒng)，但數(shù)控加工程序指令都是相同的。
23.機床的切削速度就是指機床主軸轉速。
24.G00、G01指令都能使機床坐標軸準確到位，因此它們都是插補指令。
25.數(shù)控機床按控制系統(tǒng)的特點可分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)。
26.點位控制系統(tǒng)不僅要控制從一點到另一點的準確定位，還要控制從一點到另一點的路徑。
27.通常在命名或編程時，不論何種機床，都一律假定工件靜止刀具移動。
28.在銑削加工中，為了提高工作效率，一般切削厚度比車削加工要大。
29.程序段的順序號，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，在某些系統(tǒng)中可以省略的。
30.絕對編程和增量編程不能在同一程序中混合使用。CIMS是一種制造哲理。
二、單項選擇題(每題1分，共30分）
1.
加工（
）零件，宜采用數(shù)控加工設備。
A．
大批量
B
多品種中小批量
C
單件
D多件
2.
通常數(shù)控系統(tǒng)除了直線插補外，還有（
）。
A．正弦插補
B
圓弧插補
C
拋物線插補
D雙曲線插補
3.
確定數(shù)控機床坐標軸時，一般應先確定（
）。
A.
X軸
B.
Y軸
C.
Z軸
D.A軸
4.
開環(huán)控制系統(tǒng)用于（
）數(shù)控機床上。
A.
經(jīng)濟型
B.
中
C.
精密
D.高檔
5.
數(shù)控機床加工依賴于各種（
）。
A.
位置數(shù)據(jù)
B.
模擬量信息
C.
準備功能
D.
數(shù)字化信息
6.
數(shù)控機床的核心是（
）。
A．伺服系統(tǒng)
B.
數(shù)控系統(tǒng)
C.
反饋系統(tǒng)
D.
傳動系統(tǒng)
7
圓弧插補指令G03
X
Y
R
中，X、Y后的值表示圓弧的（
）。
A．起點坐標值
B.
終點坐標值
C.
圓心坐標相對于起點的值
D.圓心坐標相對于終點的值
8.固定循環(huán)指令中，P用來指定暫停時間，P0.5表示（
）。
A.暫停時間0.5秒
B.暫停時間500毫秒
C.暫停時間0.5毫秒
D.格式錯誤
9.（
）是機床上一個固定不變的極限點。
A.機床原點
B.工件原點
C.換刀點
D.刀位點
10.所謂（
），是指刀具的定位基準點。
A.換刀點
B.對刀點
C.刀位點
D.起刀點
11.在FANUC系統(tǒng)中，一般采用英文字母（
）作為程序地址。
A.O
B.P
C.L
D.N
12.以下（
）指令為模態(tài)代碼。
A.G01
G02
B.G04
C.M00
D.M06
13.運行程序時，方式選擇開關置（
）位置。
A.AUTO
B.EDIT
C.MDI
D.ZERO
14.在程序中插入字，先輸入要插入的字，再按（
）鍵。
A.DELET
B.INSRT
C.ALTER
D.CURSOR
15.在FANUC系統(tǒng)中，設定主軸轉速控制的是（
）指令。
A.G96
B.G97
C.G99
D.G98
16.
數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的最小設定單位就是（
）。
A.
數(shù)控機床的運動精度
B.
機床的加工精度
C.
脈沖當量
D.
數(shù)控機床的傳動精度
17.在數(shù)控機床上，目前采用最為廣泛的刀具材料是（
）。
A.高速鋼
B.陶瓷
C.硬質(zhì)合金
D.金剛石
18.一般數(shù)控車床X軸的脈沖當量是Z軸脈沖當量的（
）。
A.1/2
B.相等
C.2倍
D.4倍
19.數(shù)控機床的Z軸方向（
）。
A.平行于工件裝夾方向
B.垂直于工件裝夾方向
C.與主軸回轉中心平行
D.不確定
20.數(shù)控機床不適合加工以下（
）類零件。
A.多品種小批量
B.單品種大批量
C.形狀結構比較復雜
D.精度要求高
21.數(shù)控車床的進給方式分每分鐘進給和每轉進給兩種，分別用（
）指定。
A.G96、G97
B.G97、G96
C.G98、G99
D.G99、G98
22.FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床（
）指令用來指定主軸轉速的單位是rpm。
A.G96
B.G97
C.G98
D.G99
23用于機床開關指令的輔助功能的指令代碼是（
）。
A．F代碼
B.
S
代碼
C.
M代碼
D.G代碼
24.一般數(shù)控車床X軸的脈沖當量是Z軸脈沖當量的（
）。
A.1/2
B.相等
C.2倍
D.4倍
25.數(shù)控機床的F功能常用（
）單位。
A.
m/min
B.
mm/min或
mm/r
C.
m/r
D.A或C
26.數(shù)控機床加工零件時是由（
）來控制的。
A．數(shù)控系統(tǒng)
B.
操作者
C.
伺服系統(tǒng)
D.反饋系統(tǒng)
27.
繞X軸旋轉的回轉運動坐標軸是（
）。
A．A軸
B.
B軸
C.
Z軸
B.Y軸
28.
用于指令動作方式的準備功能的指令代碼是（
）。
A．F代碼
B.
G
代碼
C.
T代碼
D.M代碼
29.世界上誕生的第一臺數(shù)控機床是（
）。
A.數(shù)控銑床
B.數(shù)控車床
C.數(shù)控鏜床
D.加工中心
30.（
）是數(shù)控機床的中樞和核心部分。
A.輸入裝置
B..控制介質(zhì)
C.數(shù)控裝置
D.驅(qū)動裝置
三、分析題（共40分）
1、數(shù)控車削加工，在確定零件的定位和夾緊時應注意那些問題？（10分）
2、
關鍵詞:數(shù)控;機床;精度
中圖分類號:TG659文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2009)16-0281-01
0 前言
前幾年,我國很多單位從國外引進了很多中高檔數(shù)控機床,有的服役期滿,有的不能正常工作,處于閑置,造成巨大資源浪費。這些機床共同之處在于機械部分基本完好,精度較高,主要是由于數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)問題而又難以購置配件,不能滿足正常生產(chǎn)的需要和現(xiàn)代高精度、高速度和高可靠性的加工要求。如果利用進口數(shù)控系統(tǒng)對現(xiàn)有數(shù)控設備進行數(shù)控化改造,只需幾十萬元就能發(fā)揮現(xiàn)有設備的作用,而購置一臺新的同性能的數(shù)控機床則需要幾百萬甚至上千萬的資金,因此,對我國來說數(shù)控機床的數(shù)控化改造具有明顯的經(jīng)濟效益與社會效益,非常迫切。文章基于此在論述了數(shù)控機床改造特點的基礎上對于常見的提高數(shù)控機床改造精度的措施進行了較詳細的闡述。
1 數(shù)控機床改造的特點
數(shù)控改造技術在機械加工行業(yè)中的應用越來越廣泛,這主要是由于數(shù)控改造有以下幾方面突出特點和優(yōu)點:
(1)投資額少、交貨期短同購置新機床相比,一般可以節(jié)省60%-80%的費用,改造費用低,特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造,只是新機床購置費用的1/3,交貨期短。即使有些特殊情況,如高速主軸、托盤自動交換裝置的制造與安裝過于費工、費錢,改造成本也高2-3倍,但與購置新機床相比,也能節(jié)省投資50%左右。
(2)機械性能穩(wěn)定可靠所利用的床身、立柱等基礎件都是重而兼顧的鑄造構件,而不是那種焊接構件,改造后的機床性能高、質(zhì)量好,可以作為新設備繼續(xù)使用多年。
(3)熟悉了解設備、便于操作維修購買新設備時,不了解新設備是否滿足其加工要求。改造則不然,可以精確地計算出機床地加工能力,另外,由于多年使用,操作者對機床的特性早已了解,在操作使用和維修方面培訓時間短,見效快。改造的機床一安裝好,就可以實現(xiàn)全負荷運轉。
(4)可采用最新的控制技術可根據(jù)技術革新的發(fā)展速度,及時地提高生產(chǎn)設備地自動化水平和效率,提高設備和檔次,將舊設備改成當今水平的機床。充分利用現(xiàn)有的條件可以充分利用現(xiàn)有地基,不必像購置新設備時那樣需要重新構筑地基。因此可節(jié)約費用,降低改造成本,同時也可縮短生產(chǎn)準備周期。
(5)提高產(chǎn)品質(zhì)量和工效可以解決復雜零件的加工精度控制,加工的產(chǎn)品尺寸一致性好、合格率高、廢品率的、生產(chǎn)效率高。如經(jīng)濟型數(shù)控機床,一般可提高工效3-7倍。對復雜零件而言,難度越高,提高的工效越明顯。此外還可以減輕工人的勞動強度,提高工人素質(zhì)促進科技成果的普及和應用,為“體力型”向“智能”轉變創(chuàng)造條件。
2 提高數(shù)控機床改造精度的常見方法
數(shù)控機床在設計上要達到高的靜動態(tài)剛度,運動副之間的摩擦系數(shù)小,傳動無間隙,功率大;便于操作和維修。機床數(shù)控改造時應盡量達到上述要求,還應對主要部件進行相應的改造使其達到一定的設計要求,才能獲得預期的改造目的,常見的機床改造方法如下。
2.1 修復機床導軌精度
導軌的作用是導向與承載。導軌在空載和在切削條件下運動時,都應具有足夠的導向精度。是機床幾何精度的基礎,所以,機床在改造時,為了達到預期的精度要求,往往必須修復導軌精度。對不同形式導軌,大概修理方法如下:
(1)使用環(huán)氧型耐磨導軌涂層修復導軌精度:工作臺導軌的涂層,就是床身導軌的拓印,它的配合精度必然很高,簡化了工藝,縮短了制造周期。應用于機床改造更為便利,效果顯著。
(2)鑄鐵導軌:鑄鐵導軌的精加工是用刮削的方法得到的,刮研顯點為18―25點/平方厘米,同時,必須保證的可靠性。這樣才能盡可能的減小摩擦,以及對位置控制精度的影響。
2.2 恢復主軸精度
主軸是主軸組的重要組成部分。機床工作時,由主軸夾持著工件或刀具直接參加表面成形運動,對加工質(zhì)量和生產(chǎn)率,有重要影響。所以,改造時必須修復主軸的精度。
對于精度超差的主軸拆卸以后應對其進行全面檢查,以便確定修理方案。但大多需要更換主軸軸承、重新調(diào)整軸承的間隙調(diào)整和預緊。調(diào)整后應進行溫升實驗,溫升超過規(guī)定值,應減少預緊量。
當主軸軸承重新裝配好后,用千分表和標準檢驗棒,檢查主軸錐孔中心線是否和主軸的回轉中心重合,如果相差較大,則必須用專用的磨頭,重新磨削主軸錐孔,使其回轉中心同主軸的回轉中心完全重合。
2.3 修復或更換滾珠絲杠
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,機械制造業(yè)正不斷面臨著高速度、高精度等新的挑戰(zhàn)。滾珠絲杠作為當代數(shù)控機床進給的主要傳動機構,以其長壽命、高剛度、高效率、高靈敏度、無間隙等顯著特點而得以廣泛應用,成為各類數(shù)控機床的重要配套部件,并己實現(xiàn)了標準化、通用化和商品化?；旧犀F(xiàn)代的數(shù)控機床都采用了滾珠絲杠,但在改造時,一定要恢復其傳動精度,或干脆更換新的或更高精度的滾珠絲杠,只有這樣才能保證改造后的定位精度,尤其是在半閉環(huán)系統(tǒng)中,絲杠不僅要起到傳動作用,還要起到標尺的作用,編碼器只是測量絲杠的轉數(shù),至于工作臺實際行走的距離,相當于開環(huán),只能靠滾珠絲杠本身的精度保證。
2.4 利用精密儀器檢測機床精度
可以結合具體的機床改造過程,利用先進的激光干涉儀測量系統(tǒng),對機床的定位精度進行測量,并利用球桿儀快速檢查機床精度,診斷誤差來源,自動分析機床精度狀態(tài),檢查出反向間隙、垂直度、直線度、周期誤差、伺服不匹配、傳動鏈磨損等,根據(jù)檢測結果,進行必要的分析,再結合資金投入、新技術應用等因素確定必要的改造、修理方案。在調(diào)整機床參數(shù)時,尤其是伺服驅(qū)動參數(shù),可根據(jù)球桿儀的檢測結果,進行系統(tǒng)優(yōu)化,使機床參數(shù)更合理,系統(tǒng)更穩(wěn)定。
在改造完成后,利用激光干涉儀對定位精度進行測量,然后,根據(jù)情況進行適當?shù)难a償,可以大大提高機床的定位精度和加工精度。
2.5 減少傳動環(huán)節(jié)的間隙
一般機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度,數(shù)控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床高。在結構上要能達到無間隙傳動,因而改造時,機床主要齒輪必須滿足數(shù)控機床的要求,以保證機床加工精度。
如果進給傳動系統(tǒng)中有蝸輪蝸桿傳動,一定要注意,調(diào)整好反向間隙,否則,很可能直接影響機床性能。另外,如果進給傳動系統(tǒng)中有同步齒形帶,也必須進行適當?shù)恼{(diào)整或更換,尤其是在采用半閉環(huán)系統(tǒng)中,若此部分不在控制環(huán)內(nèi),將直接影響機床的定位精度。
3 結論
為了能夠大幅度提高數(shù)控機床改造后的性能,升級為最頂級的高端機床,有時需要使用高性能和高可靠的新型功能部件。但往往價格非常昂貴,使用時一定要根據(jù)實際情況,慎重選擇。本文對數(shù)控機床改造中提高改造精度的方法進行了較全面的論述,對數(shù)控機床改造具有一定的指導意義。
參考文獻
[1]沈軍.數(shù)控機床改造方案的選擇[J].數(shù)控設備網(wǎng),2005,(4):25-26.
[2]畢芍.數(shù)控機床改造的幾點建議[J].機床應用,2003,(6):13-14.
關鍵詞：中等職業(yè)業(yè)學校；數(shù)控維修；專業(yè)建設
中圖分類號：G718 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）05-0154-02
隨著現(xiàn)代加工技術的發(fā)展，數(shù)控機床得到了越來越普遍的應用。數(shù)控機床是集機、電、液、氣等于一體的加工設備，一旦發(fā)生故障，就會給企業(yè)造成巨大的損失。隨著數(shù)控設備使用量的快速增加，對數(shù)控設備維修人才的需求越來越大，素質(zhì)要求也越來越高。那么，數(shù)控維修專業(yè)人員應該如何培養(yǎng)，其培養(yǎng)方向又是如何呢？這是建設數(shù)控維修專業(yè)應考慮的問題。
數(shù)控機床維修行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著數(shù)控加工技術的發(fā)展，數(shù)控機床在金屬切削行業(yè)中的應用也越來越廣?！笆濉?、“十一五”期間，我國的數(shù)控機床行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，已成為數(shù)控車床生產(chǎn)大國?？砷L期以來，國產(chǎn)的數(shù)控機床始終處于低檔發(fā)展迅速、中檔進展緩慢、高檔數(shù)控機床依靠進口的局面。其主要原因有二：一是在技術上與先進國家存在較大的差距；二是國產(chǎn)數(shù)控機床的平均故障間隔時間（MTBF）比進口機床差一倍之多。雖然進口機床的可靠性比國產(chǎn)數(shù)控機床高，但機床一旦出現(xiàn)故障，維修困難，費用昂貴，真可謂“買得起，修不起”。國產(chǎn)數(shù)控機床的維修比進口機床容易，但機床售后維修服務不到位，主要原因是技術人員無法完成故障維修，不能體現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控機床的優(yōu)勢，從而使強項變成了弱項。
目前，各職業(yè)院校幾乎都設有數(shù)控專業(yè)，而企業(yè)需要的是數(shù)控設備維修與維護人員。目前，數(shù)控專業(yè)所開設的課程普遍偏重于理論學習和數(shù)控機床操作，而對數(shù)控機床的維護與維修幾乎不涉及或是一帶而過。這就造成了所培養(yǎng)的學生對于數(shù)控設備只會操作，而對于數(shù)控設備的維護與維修知之甚少。這樣就不能保證數(shù)控設備的利用率與完好率，最終導致了數(shù)控設備的開工率不足。從表1不難看出，影響數(shù)控設備利用率與完好率的主要因素是維修力量不足和維修費用過高。要改變這種現(xiàn)狀，首先應保證有足夠的維修技術人員。
數(shù)控維修人才概況
隨著數(shù)控加工技術的發(fā)展，數(shù)控崗位上的人員需求也不盡相同，不少崗位要求從業(yè)人員掌握數(shù)控機床調(diào)試、維護與維修技能，對技術含量高的數(shù)控維修人員需求越來越多。
現(xiàn)在，一些單位對于數(shù)控機床的維護與維修并無專業(yè)人員，即便有也主要來源于普通機床維修人員，而這部分人員存在的主要問題有：一是年齡偏大，接受新知識、新事物的能力較差；二是知識結構老化，他們主要了解普通機床的機械結構與電氣，而對于機電一體化的數(shù)控設備僅憑這些知識就力不從心了；三是綜合知識差，對于數(shù)控機床中模擬電路、數(shù)字電路、集成電路、微機原理、接口及計算機弱電部分感到陌生，維修高度機電一體化的數(shù)控機床顯然是不行的。
從表2可知，當前數(shù)控技術人才主要來源于職業(yè)院校。企業(yè)對數(shù)控維修與維護人員的需求日益增大，應屆畢業(yè)生的就業(yè)卻變得越來越困難。面對數(shù)控設備的維修與維護人員日漸短缺，學生就業(yè)難的現(xiàn)象，目前各職業(yè)院校紛紛開設了數(shù)控維修專業(yè)，由于各學校的師資、實訓設備等力量不足，所開設的數(shù)控維修專業(yè)可以說是良莠不齊，所開設的課程也存在著嚴重的雷同現(xiàn)象?，F(xiàn)在，各職業(yè)院校所開設的數(shù)控維修專業(yè)普遍注重理論知識的講解，只不過有的偏重于電類知識的講解，有的偏重于機械結構知識的講解而已。然而，不管是偏重于哪一方面知識的講解，對于高度機電一體的數(shù)控設備而言，都是不足的。開設數(shù)控維修專業(yè)的職業(yè)院校存在知識結構不合理、實訓資源不充足、師資質(zhì)量不高等問題。
對數(shù)控維修專業(yè)建設的建議
數(shù)控維修不僅是一門理論知識綜合性很強的學科，也是一門實踐性很強的學科。對于數(shù)控維修專業(yè)的課程設置，既不能單獨強調(diào)理論知識的學習，也不能一味強調(diào)實踐學習。而目前大多數(shù)學校的數(shù)控維修專業(yè)建設，大部分偏重于理論教學。
（一）進一步加強“校企合作”的辦學思路，提高學生分析問題與解決問題的能力
學校應根據(jù)人才市場和企業(yè)相應崗位要求，通過“校企合作”，不斷調(diào)整專業(yè)發(fā)展方向、課程設置和教學內(nèi)容，不斷加強工學結合人才培養(yǎng)模式，學校建立由企業(yè)、行業(yè)專家組成的數(shù)控維修專業(yè)建設指導委員會，在人才規(guī)格、知識技能結構、教學內(nèi)容、課程設置、基地建設等方面發(fā)揮企業(yè)、行業(yè)專家的指導作用。進一步完善以國家職業(yè)標準為依據(jù)、以工作任務為導向、以綜合職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的“教、學、做”一體的課程體系，實現(xiàn)理論教學與技能訓練融合、能力培養(yǎng)與工作崗位對接、實習實訓與崗位需求相適應。積極探索教學手段、教學內(nèi)容、教學模式的改革，加快教學資源信息化建設，運用現(xiàn)代化教學手段，推進多媒體教學、網(wǎng)絡教學、仿真模擬教學。突出職業(yè)能力，結合數(shù)控維修技術人才培養(yǎng)的特點，在專業(yè)建設指導小組的指導下，完善以專業(yè)理論課程、技能訓練課程、綜合技能強化課程和德育模塊等相互支撐的課程體系。通過圍繞專業(yè)領域核心技術能力的培養(yǎng)，優(yōu)化課程結構，精選課程內(nèi)容。在頂崗實習階段，可以將數(shù)控維修專業(yè)學生送至數(shù)控機床設備的故障診斷維修和維修售后服務處，讓學生在數(shù)控設備故障診斷維修部門完成實習任務。學生在跟著維修人員進行數(shù)控機床故障診斷與維修的過程中，通過實踐提高理論聯(lián)系實際能力、分析問題與解決問題能力。
（二）課程設置
在課程設置方面，學校根據(jù)企業(yè)的需要和學生實際情況，依據(jù)教學以應用為目的，理論以“必需、夠用”為度，突出技能訓練的針對性和實用性原則，按“教為主導、學為主體、練為主線”的要求，建設和完善以專業(yè)理論課程、技能課程、德育課程三個系統(tǒng)相互支撐的課程體系。開展“模塊化”教學，在教學過程中采用項目教學法和“一體化”的教學模式，將理論課程融入實踐課題當中。
理論課程 依據(jù)通用職業(yè)崗位能力要求，確定專業(yè)核心能力體系，并將與之相匹配的專業(yè)知識課程設定為專業(yè)主干課程。擬建設的主干課程如表3所示。
實訓課程 根據(jù)職業(yè)教育的本質(zhì)和高素質(zhì)技能應用型人才培養(yǎng)規(guī)律，按照實踐教學體系建設要求和教學過程的實踐性、開放性和職業(yè)性原則，引導課程設置、教學內(nèi)容和教學方法改革，將專業(yè)課、工藝課等理論教學內(nèi)容融入實踐環(huán)節(jié)，實踐課程在總課時中的比重達到60%以上。
通過實訓教學與理論教學相互結合，達到 “學以致用，以用促學，全面發(fā)展”的教學理念要求，教學過程由實訓教室向車間延伸，使學生成為新型技能人才。實現(xiàn)實訓教學與現(xiàn)實生產(chǎn)有機結合，更能培養(yǎng)適應社會要求、符合企業(yè)需要、綜合能力較強的復合型人才。
這樣，學校在與企業(yè)合作同時完成對學生的“訂單式”培養(yǎng)，不僅可以解決實訓設備問題，為學校節(jié)約開支，同時也為學生實踐提供充足的資源。培養(yǎng)的學生對于企業(yè)而言更加實用，無需再進行崗前培訓。這樣，不僅滿足了企業(yè)對人才的需求，也解決了學生就業(yè)難的問題。
（三）提高教師的業(yè)務及專業(yè)能力
由于數(shù)控機床維修是一門綜合學科，故對教師的要求相對較高。目前，大部分教師來源于學校，實踐經(jīng)驗相對匱乏，教師的業(yè)務及專業(yè)能力制約著數(shù)控維修專業(yè)的發(fā)展。針對這種現(xiàn)象，可以有針對性地對教師進行培訓。一是讓教師進企業(yè)實踐，增加實踐經(jīng)驗；二是聘請專業(yè)技術能力較強、經(jīng)驗豐富的企業(yè)人員，讓他們走進課堂，以解決師資不足的問題。
結語
數(shù)控機床是集機、電、液、氣等為一體的數(shù)控設備，對于數(shù)控設備維修人才的培養(yǎng)也應該是綜合性的，而不應是單一的某一方向?qū)I(yè)知識或?qū)嵺`能力的培養(yǎng)。所以，數(shù)控維修專業(yè)的設置既不能只注重理論學習，也不能過于偏重于實踐學習，對于理論的學習也不能偏重于某一方面，否則，數(shù)控維修專業(yè)的發(fā)展就會受到制約。
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據(jù)調(diào)查， 企業(yè)對數(shù)控人才的需求有以下三個層次：一是“基礎層”。要求精通數(shù)控加工， 熟練掌握數(shù)控機床的操作和手工編程，能夠?qū)?shù)控機床進行簡單維修。此類人員目前市場需求量較大，但由于其知識較單一，其相對比例有所下降，已逐漸不能適應日新月異的數(shù)控技術發(fā)展的需要。二是“復合層”。一種是掌握數(shù)控加工工藝知識，能熟練運用CAD/CAM等軟件進行數(shù)控手工和自動編程的數(shù)控編程員；另一種是熟悉各種數(shù)控系統(tǒng)的特點、軟硬件結構，清楚數(shù)控機床的機械結構和機電聯(lián)調(diào)，精通數(shù)控機床的機械和電氣維修的數(shù)控機床維護人員。由于要求知識面廣， 與數(shù)控相關的工作的適應能力強， 需要大量實際經(jīng)驗的積累， 因而培養(yǎng)較困難。由于進口的大量高檔數(shù)控加工中心需要既能編程又能熟練操作的“復合層”來掌握， 未來幾年， 我國企業(yè)對“復合層”數(shù)控人才的需求將明顯增加。 此類人才目前非常缺乏。三是“精英層”。是指精通數(shù)控編程、數(shù)控操作和數(shù)控維護、維修的高層次復合型數(shù)控通才。他們具有較高的專業(yè)理論水平和豐富的實踐經(jīng)驗， 是企業(yè)的搶手人才。目前， 數(shù)控精英型人才在企業(yè)中所占比例僅為4.80%，他們將成為數(shù)控技術應用、發(fā)展與完善的生力軍。
一、數(shù)控專業(yè)就業(yè)崗位群和職業(yè)能力
高等職業(yè)教育實質(zhì)上是就業(yè)教育， 目的就是培養(yǎng)具有較高素質(zhì)和職業(yè)崗位群所需專門知識及能力的技術應用型人才。職業(yè)性和實踐性是職業(yè)教育最鮮明的特色，因此，以能力為本位，注重綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)已成為現(xiàn)階段高等職業(yè)教育的主要培養(yǎng)模式。職業(yè)能力由核心職業(yè)能力、行業(yè)通用能力和職業(yè)特定能力構成。職業(yè)能力的培養(yǎng)，對學生順利就業(yè)以及較快適應企業(yè)職業(yè)崗位要求起到顯著作用， 它是當前高等職業(yè)教育應著力解決的問題之一。
企業(yè)對數(shù)控技術專業(yè)畢業(yè)生需求的主要就業(yè)崗位為數(shù)控機床操作、數(shù)控加工工藝與編程、數(shù)控機床維護/維修，次要就業(yè)崗位有數(shù)控設備營銷與售后服務、機電一體化設備操作、一線生產(chǎn)與技術管理等。由此可見，數(shù)控技術專業(yè)主要就業(yè)崗位群的職業(yè)能力為數(shù)控加工工藝分析、工藝方案制定和工藝規(guī)程設計能力；數(shù)控機床操作能力；數(shù)控手工及自動編程能力； 質(zhì)量控制與分析能力；數(shù)控機床機械、電氣調(diào)試和維修能力等。
二、理論課程設置
中職課程的理論教學體系應以應用為宗旨，以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，以相對完整的職業(yè)技能培養(yǎng)為基本要求，強化職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)，學以致用。要以職業(yè)分析和職業(yè)實踐要求為前提，來設置數(shù)控技術專業(yè)理論課程。在具體設置上要增強理論課程的針對性，及時補充，動態(tài)調(diào)整，以中職教育的“必要”、“夠用”為尺度，突出教學內(nèi)容的實用性、先進性和對技術發(fā)展的前沿動態(tài)的反映。在我校三年的數(shù)控技術專業(yè)學習過程中理論課堂教學（包括實驗）總課時為75周，我們將理論課程分為公共通識課程、專業(yè)基礎課程和專業(yè)核心課程三部分，其中公共通識課程、專業(yè)基礎課程占整個理論教學的比例為62.8%，專業(yè)核心課程所占比例為37.2%。
三、實踐環(huán)節(jié)設置
為了全面提高學生的職業(yè)能力和社會適應能力，就必須開展一系列相關的實踐活動。實踐活動中我們采用模塊化漸進式教學方式，分階段、分層次系統(tǒng)地安排實踐環(huán)節(jié)。三年里安排的實踐教學環(huán)節(jié)總課時達到了39.5周，具體安排見表2所示。
四、校企合作
校企合作是提升學生職業(yè)能力的最佳途徑。全方位的校企合作能夠把專業(yè)建設、課程建設、師資隊伍建設、教學改革等與技術服務有機地結合起來，能夠為全面實現(xiàn)數(shù)控技術專業(yè)的培養(yǎng)目標，為培養(yǎng)學生的職業(yè)能力奠定堅實的基礎。
實踐性教學，特別是專業(yè)核心課程等方面的實踐性教學，必須有實際生產(chǎn)的環(huán)境。但是由于資金等條件的限制，每臺數(shù)控設備價格昂貴，學校購買的數(shù)控設備數(shù)量有限，每個學生的獨立動手、實際操作機會很少，因而實踐效果并不好。為此，我們采取與校外實習基地合作的方式，有計劃地組織安排學生到企業(yè)參觀，進行生產(chǎn)現(xiàn)場講授，跟班頂崗實習，讓學生在企業(yè)真實環(huán)境下接受訓練，營造職業(yè)氛圍，加快了學生職業(yè)能力水平提升的速度，為本專業(yè)學生順利就業(yè)創(chuàng)造了條件。
幾年來我們明確數(shù)控技術專業(yè)培養(yǎng)目標，以企業(yè)需求為導向，堅持以培養(yǎng)學生職業(yè)能力為核心的教學思路，實行人才培養(yǎng)模式多樣化，向培養(yǎng)復合型、精英型數(shù)控人才培養(yǎng)方向發(fā)展，使數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率超過了95%。學生在工作崗位經(jīng)過短暫的適應期后，可很好得融入到企業(yè)氛圍中。
參考文獻
