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1、前言
進入21世紀，我國的經濟逐漸走進了全球經濟一體化的舞臺，進入了一個嶄新的時代。我國機床制造業社會工業化進程中大規模需要的發展機遇，同時也遭受到了來自國外制造業的強勢競爭壓力，加速技術的引進和自主研發是解決機床制造業快速騰飛的關鍵。隨著計算機技術和現代微電子技術的發展，數控機床的應用范圍還在不斷的擴大，因此，其發展前景十分廣闊。本文簡要分析了數控機床的現狀，并指出了未來的發展趨勢。
2、我國數控機床發展現狀
改革開放后，我國數控技術得到了發展機遇。在80年代初，我國先后從美國、德國等發達國家引進了一些數控系統和伺服技術，填補了我國在這方面的空白。然后陸續研發了那個時代的的數控系統，通過不斷的完善，這些系統的可靠性得到了用戶的肯定，總而結束了我國數控技術在這一階段的瓶頸，這個時期的數控機床技術我國還是主要以借鑒國外先進技術為主，對一些知識進行消化吸收。在90年代，我國的數控機床技術已經有了質的飛躍。在這個階段國家針對實際情況，先后安排了“柔性制造系統技術（FMS）開發研究”、“計算機集成制造系統（CIMS工程）的研究”等一系列重大的科研項目，大力推動我國數控技術的自主研發進程。這樣我國數控機床的數控系統和伺服驅動系統，也由進口發展到了自主研發的階段。目前我國已有數十家的研究所和企業可以從事各類數控系統的研發和生產。其中比較知名的有北京的KND系統、南京的華興系統、成都的廣泰系統等。
但是由于我國數控機床的技術水平和工業基礎的起步比較晚，在一些領域的研究還是很存在差距。導致在數控機床的性能和可靠性方面與發達國家相比還是存在著距離。目前在推動數控機床發展的工業化和產業化的過程中，我國的數控行業還存在著很多的問題。如：缺乏核心技術、技術創新能力不足、缺乏有效的管理機制、在與國際企業競爭時缺乏實力等問題。
3、數控機床未來的發展趨勢
3.1 高速化和高精度化
盡管很多年前就已經提出了數控機床的高速化和高精度發展的目標，但是在科學探索的路上是沒有盡頭的。而且目前對高精度、高速度的內涵和需求也在不斷的變化。保障工作的效率和產品的質量是數控機床一直的追求。更高的速度和更精準的加工技術可以提高產品的質量和生產效率，縮短生產周期和提高企業在市場上的競爭力。
3.2 智能化
21世紀的數控技術的主要發展方向將一定是智能化。目前，智能化的理念已經滲透到了數控機床的各個部分。如加工過程的對工藝的自調節控制，工藝參數自動檢測顯示。還為了提高驅動方便的各種人性化設計，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。在故障診斷方面也擺脫了原始的人工檢修，已經有智能診斷、智能監控程序和感應裝置，方便系統在出現問題時及時進行反饋和維護，減少了查找故障的時間，為數控產業的規模化發展提供了機會。
3.3驅動并聯化
并聯運動機床克服了傳統機床串聯機構移動部件質量大、系統剛度低、刀具只能沿固定導軌進給、作業自由度偏低、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸（一般為動平臺）與機座（一般為靜平臺）之間采用多桿并聯聯接機構驅動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應自由度的運動，可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復雜特種零件的加工，具有現代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優點。
3.4 網絡化
現在國外已經開始嘗試對數控機床聯網技術的研究和試驗。就是利用網絡技術將各個機床進行連接，可以實現機床的統一管理和在線監測功能，同時也方便對機床程序的修改。目前數控機床聯網要具備以下幾個方面的能力：一是可以將程序從監測室可靠的傳輸到每臺機床，然后對其運行情況實現實時監控；二是可以隨時采集到每臺機床的數據參數進行查看和備份；三是可以將不同機床間的程序進行相互交換，確保系統的穩定性；四是可以在線提取到每臺數控機床的刀具磨損情況和估計刀具的使用壽命，然后電腦實現和監控換刀程序的執行。
4、結語
目前，數控機床的發展日新月異，高速化、高精度化、智能化、并聯驅動化、網絡化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，數控產品的核心技術研發方面還是與國際同行存在著很多的不足。中國的數控產業在引進先進技術的同時應該重視對國內技術人才的培養，努力打造具有自主品牌的核心產品。力爭早日擺脫目前在高精端設備上依賴進口的局面，為把我國從一個制造大國發展成為一個研發大國而奮斗。
參考文獻
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[2]賈亞洲，楊兆軍.數控機床可靠性國內外現狀與技術發展策略[J].中國制造業信息化，2008，4.
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1.提高功能部件自主開發能力
在與發達國家多年的技術交流、引進和吸收，我國數控機床設備的發展有了明顯的改進。然而，我國關鍵零部件的生產依然依賴于進口，這就產生了數控機床設備盈利低、缺乏競爭力的問題。針對這一現狀，提高數控機床關鍵零部件的自主開發能力是最基本的措施。為提高我國數控機床產品的自主開發能力，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》設立了“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技專項。此專項以提高數控機床可靠性和產業化水平，提高國產功能部件性能為目標，為數控機床產業發展打下堅實基礎。
2.加強核心技術的開發和研究
在數控機床設備改進中，數控系統是關鍵部分。一直以來，我國數控機床核心技術嚴重缺乏，90%需要從國外引進。國內中、高端數控機床制造業，多數以組裝和制做為主，如在上海設廠的“機床巨頭”德國吉特邁機床集團，其核心技術都依賴于發達國家。數控機床核心技術的缺乏直接影響到我國的機床設備產業的發展，因而加強核心技術研發是發展數控機床的必要條件。首先，我國要不斷進行核心技術的研發，鼓勵科研機構和企業機構的自主開發。其次，學會在交流中吸收，在吸收中創造。例如，在機床零件配套和制作方面可以學習德國的先進技術，在數控系統的開發方面可以參考美國的最新理念，并在學習交流中創新并研發出屬于我國自身的核心技術。
3.注重創新能力平臺建設
所謂創新是競爭中取勝的根本，是行業發展的基本推動力。在數控機床設備的發展中，技術的創新性是設備滿足市場需要的關鍵。在國內，許多企業忽略了數控機床技術創新的重要性，盲目跟隨國際技術潮流，沒有個性化的技術，這導致無法滿足市場的需求。因而，在面臨數控機床市場需求逐漸增加的情況下，企業應該重視市場動向，提高創新能力。“高檔數控機床與基礎制造裝備”科技專項提出注重“創新能力平臺建設”，期中包括注重核心技術與裝備的創新。遵循“在創新中求發展”的理念，數控機床技術才會有顯著的提高，才能在國際機床市場提供良好的競爭條件。
4.創造良好的工作環境
對于數控機床設備來說，穩定性、可靠性是兩個重要的運行指標。現實中，數控機床多數在較惡劣的電磁環境中使用。為了保證機床的正常運行，抗干擾度是非常必要的。解決電磁干擾的改進措施有：
4.1.利用電源濾波器抑制電磁干擾。電源濾波器可以過濾進入設備中的噪音，以防止機床被噪聲污染，從而抑制電磁干擾。
4.2.利用隔離變壓器來供電。隔離變壓器實現電路與電路間的電氣隔離，從而隔絕電流帶來的設備與設備之間的干擾，其效果良好。
4.3.利用感性負載吸收噪聲。感性負載在斷電時會產生強烈的脈沖噪聲，影響設備的正常運行，感性負載可以采用并聯電阻、壓敏電阻、穩壓管等吸收噪聲。
5.建立完善的管理機制
如今，許多數控機床都存在“壞的快”的問題，如何"管好、使用好、維護好"數控機床設備，是許多企業非常重視的問題之一。數控機床不能像普通機床設備工作時，可以自由的根據工作中存在的問題進行人為的調整，數控機床技術復雜，在機床維護和編程技術方面要求較高，因而建立安全的管理機制非常重要。
建立完善的管理機制，首先，要提高對操作者、維修人員、管理人員、檢驗人員等的管理和培訓。例如，對于維修人員需要培養其專業的知識能力和分析判斷能力；檢驗人員要求能夠通過數控機床的組裝，參數調整等信息預測數控機床的生產質量；操作者要求對機床的調整和在線操作熟練掌握；管理人員要具備專業的知識積累，了解數控機床設備的特點和過程控制。其次，要防止設備的超負荷運轉，合理分散設備的工作量，達到設備的合理工作。 另外，科學組織生產，解決生產力不平衡問題。這主要從生產組織管理的角度入手，提高數控機床設備的工作率，合理安排設備的生產節拍，合理分配設備的生產任務。最后，及時維修設備的故障和處理問題。在數控機床工作時，設備出現故障是正常現象，那么及時處理才能避免問題越來越嚴重。
6.結語
數控機床是一門技術性強的應用性工程，在工業制造方面有著舉足輕重的地位。隨著社會生產力和科學的不斷進步，數控機床在逐步改進的同時還存在許多的問題。為解決這一現象，在數控機床的改進中，要注重功能部件、核心技術、創新能力、工作環境和管理機制建設，才能真正實現數控機床進一步的改進。
參考文獻：
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數控技術和數控裝備是各個國家工業現代化的重要基礎。我國數控技術與世界先進國家。相比還有一定的差距，因此了解數控技術國內外的發展狀況對我國數控領域的發展有非常重要的意義。
數控技術（簡稱NC即NumericalContro1）應用于生產中已有二十多年的歷史了，它使傳統的制造業發生了質的變化，尤其是近年來.微電子技術和計算機技術的發展給NC技術帶來了新的活力。數控機床是現代制造業的主流設備，是體現現代機床技術水平、現代機械制造業工藝水平的重要標志，是關系國計民生、國防尖端建設的戰略物資。因此世界上各工業發達國家均采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業。
1.數控車床的發展趨勢
根據2004年10月，完成的《數控機床產業發展專項規劃》。國內數控機床大致發展趨勢表現在以下幾方面：
1.1智能、高速、高精度化
新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部（如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統等）主軸轉速達15，000r/min以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。
1.2設計、制造綠色化
綠色設計是一種綜合考慮了產品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環境特性和資源效率的先進設計理論和方法。它在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，從而使得產品在整個生命周期中對環境的負面影響最小，資源利用率最高。數控機床在設計時要考慮：綠色材料設計;可拆卸性設計;節能性設計;可回收性設計;模塊化設計;綠色包裝設計等。綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源消耗的現代制造模式，通過綠色生產過程生產出綠色產品。
1.3復合化與系統化
工件一次裝夾，能進行多種工序復合加工，可大大地提高生產效率和加工精度，是機床一貫追求的。由于產品開發周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發展。機床已逐漸發展成為系統化產品，用一臺電腦控制一條生產線的作業。產品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復合化已是不可避免的發展趨勢。
1.4數控系統控制性能向智能化方向發展
隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統，使自診斷和故障監控功能更趨完善。
1.5數控系統向網絡化方向發展
數控系統的網絡化，主要指數控系統與外部的其他控制系統或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。數控系統一般首先面向生產現場和企業內部的局域網，然后再經由因特網通向企業外部，這就是所謂的Intranet技術。隨著網絡技術的成熟和發展，最近業界又提出了數字制造的概念。數字制造，又稱“E一制造”，是機械制造企業現代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用，越來越多的國內用戶在進口數控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。
1.6數控系統向高可靠性方向發展
隨著數控機床網絡化應用的日趨廣泛，數控系統的高可靠性已經成為數控系統制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內連續正常工作，無故障率在99%以上，則數控機床的平均無故障運行時間（MTBF）就必須大于3000h。如主機與數控系統的失效率之比為10：l（數控的可靠比主機高一個數量級），數控系統的MTBF就要大于3h，而其中的數控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于105h。對整條生產線而言，可靠性要求還要更高。
1.7數控系統向復合化方向發展
在零件加工過程中，有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升速、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此具有復合功能的機床成為近年來發展很快的機種。柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數控加工程序自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。
1.8數控系統向多軸聯動化方向發展
加工自由曲面時，三軸聯動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參與切削，進而對工件的加工質量造成破壞性影響，而五軸聯動控制對球頭銑刀的數控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率。因此多軸聯動控制的加工中心和數控銑床已經成為當前的一個開發熱點。
2.結語
目前，數控機床的發展日新月異，高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、并聯驅動化、網絡化、極端化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優勢，而在產品的技術創新與自主開發方面與國外同行的差距還很大。中國的數控產業不能安于現狀，應該抓住機會不斷發展，努力發展自己的先進技術，加大技術創新與人才培訓力度，提高企業綜合服務能力，努力縮短與發達國家之間的差距。力爭早日實現數控機床產品從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品制造的轉變，實現從中國制造到中國創造、從制造大國到制造強國的轉變。
參考文獻：
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二、我國數控系統產業市場的現狀
（一）數控系統產業的市場細分
我國數控系統分為三種型級，即經濟型、普及型和高級型。這是根據我國當前市場需求的實際情況，按技術應用不同領域和復雜程度進行的階段性標準來劃分的。
在經濟型數控系統中，國產經濟型數控系統由于適應我國用戶的實際使用水平和機床制造企業數控技術配套要求，得到了廣大用戶的認同，已形成了規模優勢，目前約占到我國整個數控系統市場的60%左右。
國產普及型數控系統市場占有率不斷提高，但外國品牌依然占領國內市場。進入20世紀90年代以來，我國逐步形成了以航天數控集團、機電集團、華中數控、藍天數控等以生產普及型數控系統為主的國有企業，以及北京-法那科、西門子數控（南京）有限公司等合資企業的基本力量。從技術水平上比較，國產普及型數控系統的功能、性能并不差，價格和服務方面還有較大優勢，可靠性與國外系統的差距也已顯著縮小，但依然是國產數控系統最難開拓的市場領域。
在高檔數控系統領域，國產數控系統與國外相比，確實還存在比較大的差距。雖然國產五軸聯動數控系統技術上已經取得了一定突破，但功能還不夠完善，在實際應用中驗證還不全面。國產高檔數控系統的差距，還表現在產品的系列化不全，如伺服電機、伺服驅動從小到大各種規格，國外都有，而我們的規格有限；在高速（快速進給速度40米/分以上）、高精（分辨率0.1微米以下）、多通道數控系統的功能、性能上，國產系統與國外系統有較大差距。我國進口的數控系統基本為德國西門子（SIMENS）和日本法那科（FANUC）兩家公司所壟斷，這兩家公司在世界市場的占有率超過80%。在國內尚無自主知識產權高端數控系統替代的前提下，西門子和發那科擁有絕對的價格優勢。加上高性能數控系統具有超越經濟價值的戰略意義，發達國家對出口我國的數控系統始終有所限制，甚至像五軸聯動以上的高性能數控系統產品絕對禁止向我國出口。
（二）我國數控系統產業的發展目標
國家“十二五”期間的目標是：建立起比較完備的數控系統自主創新體系，具有自主設計、開發和成套生產能力，使我國高檔數控系統總體技術達到國際先進水平。創建國產自主品牌產品，普及型數控系統市場占有率達70%以上，具有較強的國際競爭能力；國產高檔系統市場占有率達到50%以上，主要品種基本實現自給，推動裝備制造業現代化。
結合我國數控系統市場與數控系統產業的發展目標，不難看出，經濟型數控系統市場已趨于飽和，且競爭相當激烈，由于技術水平相差不大，因此多為價格競爭。在普及型數控系統市場已逐步形成幾家大企業的壟斷現象，并且國外數控系統已在市場上占統治地位，很難進入。而在國內，高檔數控系統目前只占整個數控系統的約2%，市場前景相當廣闊，雖然目前大部分的高檔數控系統是國外產品，但依然有大片市場等待開發。競爭機會是平等的，并且有國家政策的支持與鼓勵，數控系統廠商只有抓住這一契機，才能不斷發展自己的技術，擴大市場，為國家高檔數控系統的發展做出貢獻。
三、高檔數控系統市場需求分析
（一）高檔數控系統的市場應用
高檔數控系統可以應用于數控機床的生產，也可以對原有的數控機床或非數控機床進行系統升級、改造。其具體的應用市場為機電行業，包括機械、電子、汽車、航空、航天、輕工、紡織、冶金、煤炭、郵電、船舶等。另外，航空航天、船舶制造、大型電站設備、石化和冶金設備、汽車制造等都是我國機床業的下游產業，都離不開高檔機床，為機床業的發展提供了廣闊的空間。
（二）數控機床市場的現狀
數控機床是利用硬件和軟件相結合，是以電子控制為主的機電一體化機床，充分利用了微電子、計算機技術等高端技術。我國數控機床生產廠共有100多家，其中能批量生產的企業有42家(國有企業30家，民營企業5家，合資、獨資企業7家)，平均年產量40-50臺，幾家重點企業年產量可達400-700臺。
1、國內市場需求。我國數控機床20世紀80年代以來有了迅速發展，平均年產量增長20%以上；數控機床市場消費量從1990年的2588臺增長至1996年的18000臺；目前已是世界數控機床第三進口大國。進入90年代以來，我國數控機床生產企業都經歷了結構調整、轉變機制的艱苦磨礪過程。由于市場結構的變化，使得1997年數控機床市場消費量下降到14329臺。同時由于進口減少，國產數控機床市場占有率上升到45.9%；正是由于結構的變化，才有可能形成產量下降、市場占有率提高的局面。近期，國家為擴大內需，通過加大技改投資和基礎設施建設投資的措施來拉動國內市場消費。在各個主要市場看，轎車、重型汽車等重要車型的銷售量從東向西逐步擴展，轎車個人購買已成為主流。這些行業的發展帶動了機床工具的需求。其次是軍工等需求穩步上升，在航空、兵器等領域，改造將繼續增加，設備需求將進一步深化和擴大。民營企業將進一步滲透到制造業和輕工業，其技術水平和加工能力的提高依賴于裝備的改善。處于“十一五”執行期的高峰，國家重點項目、重點工程、重點任務全面鋪開，市場需求呈現出較高的增長，進一步拉動企業的技術改造和設備更新。近年啟動和續建的重大工程有：三峽右岸的發電機組的制造，西氣東輸中段的全面開工及沿線各省、市的引進工程，南水北調工程，北京、上海、武漢、天津、重慶、長沙等大、中城市的地鐵、輕軌工程、大化肥、大空分、西電東送等工程都會對相關產業帶來市場的需求，而這些產業直接或間接都會使機床工具行業的市場增加份額和力度，為我國數控產業發展帶來新的市場機遇。
2、國際市場需求。從近幾年我國機床出口統計數據來看，數控機床的出口量和出口平均單價逐年上升，國際機床市場的消費主流是數控機床，目前世界數控機床消費趨勢已從初期以數控電加工機床、數控車床、數控銑床為主轉向以加工中心、專用數控機床、成套設備為主，這正是我國機床行業的弱項。“八五”期間，我國機床工具產品出口開始向全方位、多元化發展。近幾年機床出口多元化發展趨勢更加明顯，由于受東南亞金融危機的影響，1998年我國東南亞出口額大幅降低，但同時開始向南美、中東、荷蘭擴展，對英國、加拿大出口額也較1996年大幅度提高。美、歐、亞是目前我國機床產品出口的主要市場，占我國出口份額依次為1/4、1/5、1/6。在2005年的世界十大機床消費國（地區）中，只有我國臺灣和意大利的機床消費額是負增長和零增長，其余都是正增長。2005年我國的機床消費額高達109億美元，高出第2位的日本33.7億美元，連續四年名列世界首位。世界機床市場整體消費的增加同時預示了數控機床市場的市場容量不斷增加，為高檔數控系統提供了廣闊的市場投放空間。
四、市場規模預算
由于機床下游行業固定資產投資連續幾年快速增長，國內機電產品市場需求年均增長30％，根據數控機床市場的預計，未來5年我國數控機床需求的年均增速在30％以上。
雖然國內市場對數控機床的需求很大，但對高檔數控機床的生產和消費需求依然處于低水平，從2004年的數據看，高檔數控系統占整個數控系統的產量比例為1.5%，比2002年上升了1個百分點。
另外，由于技術等方面的原因，國產高檔數控系統的市場占有率非常小，2006年，國外公司在我國銷售高檔數控系統約占市場份額的99.5％。這就要求國產高檔數控系統廠商必須生產質量可靠，價格適中的高檔數控系統，才能與強勁的外國企業競爭.根據市場分析，可以做出未來五年我國高檔數控系統市場規模預測如表1所示。
五、結論與建議
隨著市場需求的不斷擴大，科學技術的迅猛發展，21世紀將成為我國發展數控系統產業的絕佳時期，提高我國數控系統的技術性和競爭力將大力推動我國制造業的發展，這將是政府與企業共同努力的結果。
在政府政策方面，應充分利用國防軍工行業與機床制造行業的合作平臺，率先在軍工行業推廣使用自主化的高檔數控系統。優先立項支持選用國產數控系統的首臺首套高端數控機床裝備的研制，并在項目中分配專門經費支持所配套的高檔數控系統的研發，推動自主研發的高檔數控系統的應用驗證和市場推廣。在使用財政性資金采購數控機床的項目中，標書中不要指定國外系統，給國產數控系統產品建立公平的市場競爭機制。在滿足同等的條件下，應優先選用國產數控系統產品。同時，支持數控系統廠、數控機床廠和職業院校建立“數控技術培訓與服務中心”，為數控機床生產者培訓操作使用、工藝編程、維護維修人員。另外，政府也可以在技術改革、稅收和金融政策等方面給予扶持，增強高檔數控系統企業綜合實力。
在企業自身方面，應加大在高檔數控系統、全數字交流伺服驅動等核心關鍵技術領域的研發，走產學研相結合的道路，集我國家的財力支持建立由研究機構、大學、系統廠組成的技術聯盟和研發平臺，共同開展數控系統共性與關鍵技術的研發，加速制訂下一代高檔數控系統標準體系結構的規范和協議及相關的技術標準，并在國產數控系統行業內推廣和共享，實現我國數控廠商的共同發展。
總之，國產高檔數控系統的發展關系到我國的產業安全和國防安全，加速產業化步伐，增強自主創新能力，加快高檔數控機床及其功能部件的研發和市場開拓，提高產品質量和服務質量，提高競爭力是我國高檔數控系統產品的努力方向，我們相信在國家的政策和措施的支持下，在全行業自身的不斷努力下，高檔數控系統一定會有更好的發展。
參考文獻：
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數控技術是制造業實現自動化、高效集成生產的基礎，也是提高勞動生產率和產品研制周期的重要手段；制造裝備的大規模數控化，使企業急需一大批數控編程、數控設備操作以及維修人員，而傳統的機床培訓設備存在集成度低、培訓效率低等問題，已經不能滿足不斷增長的數控培訓需求，網絡輔助教學應運而生。
2.國內外數控加工仿真的研究現狀
國際上關于數控加工仿真的研究是從七十年代開始的，其目標都是試圖將數控加工過程以圖形方式直觀形象地表現出來，從而檢查加工程序中的錯誤，即所謂的圖形仿真驗證。
早期多數CAD/CAM采用了一種比較簡單的方法，即用線框圖來實現數控加工仿真和驗證。在實際驗證時，刀具軌跡通過顯示刀位點之間的矢量來進行模擬，刀具的線框圖也能顯示出來，再加上所加工的線框顯示，刀具所加工的部位和加工方式都可以比較清楚地反映出來。但是，一旦零件比較復雜，表示零件和刀具軌跡的線框圖就會互相重疊，難以辨認工件的實際形狀和刀具的加工軌跡。使得檢查工作變得十分困難，甚至完全不可能[1]。
正因為這樣，后來的研究大多采用實體模型表示法。實體造型中最常用的方法有：邊界表示法（B-Rep）、體素構造法（CSG）、混合建模法（Hybrid Model）和空間單元表示法[2]。
在實現數控加工仿真的方法中，最基本的就是應用實體造型中的布爾運算。這一技術的實質是通過執行工件模型與代表刀具運動的掃描體序列模型之間的直接（物空間）布爾差操作來完成仿真加工過程[3]。這種方法最大的缺點是它的計算量過于復雜，幾乎不能投入實際應用。
因此許多人開始使用離散實體模型的方法來改進仿真執行的速度。又根據離散方法的不同，產生了物空間布爾運算（Object Space Boolean Operations）和象空間布爾運算（Image Space Boolean Operations）兩種布爾操作手段。
但是，這種方法的運算量還是相當大的，依然不能保證實時的仿真效果。通過將實體離散在象空間進行布爾操作，可以比較明顯的改進NC仿真的效率。該方法使用z-buffer消隱思想，將實體按象空間的像素離散為z-buffer結構。這樣計算被簡化為視線與代表實體的圖像空間的表面的求交。沿著每一條視線，布爾運算可以在一維空間進行。所以具有比較快的運算速度。
數控仿真軟件主要分成兩種，一種是集成到CAD/CAM軟件中的，如國外的Pro-E、Ideas、Mastercam等軟件和國內的北航海爾軟件公司的CAXA、天津大學[4]的“回轉體零件的CAD＼CAM系統”等都集成了加工軌跡仿真的功能；另外一種是獨立的數控加工仿真軟件，如華中理工大學數控技術研究所[5]的“NC銑削加工切削過程仿真系統”；哈爾濱工業大學[6]的“基于微機的三軸數控銑削仿真系統”等。這些軟件借助于強大的三維造型功能，采用實體造型的方法實現了數控加工過程的仿真。
總體來講，以上仿真軟件的共同特點是專業技術性強，集成化程度高，集CAD/CAM于一體，但價格昂貴；雖然融合了刀具軌跡的三維、二維仿真技術，但并不適用于數控編程和機床操作人員的培訓。
3.數控教育與培訓的發展現狀
目前，數控技術人才來自兩種渠道，其一是由高等院校、中職學校的數控專業培養具有一定學歷的人才；其二是社會上有關培訓機構及院校開辦的各種中短期的數控培訓班培訓的人才。然而，雖然我國各高校、高職、中職加大了培養數控人才的力度，但始終不能滿足我國數控人才的需求，主要原因如下：
（1）我國經濟快速發展，逐步成為世界制造中心
進入新的世紀以后，隨著我國綜合國力的進一步增強，我國經濟全面與國際接軌，并正在成為全球制造業的中心，這必然對掌握現代信息化制造技術的技術人才、特別是對大量的一線技術工人形成了巨大的需求。
（2）教學體系結構不能滿足數控用人單位的需求
很多學校把實訓重點放在數控機床操作方面。事實上，數控機床是一種先進的自動化設備，其操作非常簡單。用人單位真正需要的人才應該具備精通數控加工工藝（如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等）、模具設計、CAD/CAM與數控自動編程、數控機床機電設計與聯調技術、數控機床的維護、維修技術等工程素質。
（3）數控教材更新緩慢，數控師資力量有待進一步提高
目前，可供數控系統原理、數控機床機電控制技術、數控機床故障診斷與維護和數控人才實訓等課程選用的教材還有限。而且，許多現有數控教材內容比較陳舊，結構上也存在一定的缺陷，根本不適合用于培訓企業急需的高水平實用人才。現在各學校的數控教師主要是從事各高校機械或機電專業畢業的本科生或碩士研究生。這些教師具有一定的基本理論知識，但數控實踐能力欠缺。
（4）數控實訓設備的數量不足，設備種類少
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二、我國數控技術的發展及現狀
我國數控技術起步于1958年，近50年的發展歷程大致可分為三個階段：第一階段從1958～1979年，即封閉式發展階段。由于國外的技術封鎖和我國基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。第三階段是在國家“八五”的后期和“九五”期間，即實施產業化的研究，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在“九五”末期，國產數控機床的國內市場占有率達50%，配國產數控系統（普及型）也達到了10%。目我國數控機床行業所掌握的五軸聯動數控技術較成熟，并已有成熟產品走向市場。同時，我國也已進人世界高速數控機床生產國和高精度精密數控機床生產國的行列。在CIMT2003上，中國內地共展出機床700多臺，在600多臺金屬切削機床和近100臺金屬成形機床展品中，數控機床分別占75%和54%。這既體現了中國機床市場的需求趨勢，也反映了中國在數控機床產業化方面取得了突破性進展。目前我國占據市場的產品主要集中在經濟型產品上，而在中檔、高檔產品上市場比例仍然很小，與國外一先進產品相比，在可靠性、穩定性、速度和精度等方面均存在較大差距。
三、數控系統中的新技術
（一）網絡化數控系統平臺
1.網絡化數控系統平臺的基本結構。
（1）系統軟件。機床網聯可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可以在任何一臺機床上對其他機床機進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。通過開放式的CNC同環球網的連接，車間能夠從跟蹤到收集機床生產情況等更多的信息。Pro/Engineer北航海爾CAXA等CAD/CAM軟件能夠依據零件CAD輪廓生成相應的加工軌跡，生成數控代碼程序。這些代碼通過網絡發給機床進行加工。網絡數控通過網絡將制造單元和控制部件相連，活將制造過程所需要資源（如加工程序、機床、工具、監測監控儀器等）共享。
（2）系統硬件。系統硬件包括組成的各種物理實體。系統硬件對外部的表象和接口可以是一致的，也可以通過設備驅動程序使之與操作系統分隔。系統硬件各部分通過信息管理網絡和開放設備及網絡互連，傳遞命令和數據信息，并行完成數控任務。對于數控系統硬件來講，開放性主要是指其計算機、網絡、伺服系統及I/O邏輯控制等單元應該具有統一的標準，以實現互換性。要使其硬件具有互換性，全球所有數控系統制造商都認為應該采取現場總線技術。
2.未來數控技術網絡化的發展趨勢。一種基于移動通信技術的人機協同的新型數字化制造模式，它把無線移動通信技術引進來，創建一種以人為中心的能充分發揮“人的智能”和“及其智能”的分布式人機系統工作模式。車間數字助理（Shop Floor PDA）和新型數控系統構成了這種新型制造模式的兩個核心環節。這種專業化的數控PDA可以通過無線局域網和上網，獲得車間或單元服務器乃至CAD/CAM技術中心的支持，因而極大地增強了數控系統的功能。
車間數字化是企業制造數字化和信息化的重要基礎環節，也是我們所面臨的一個難點。企業排除人的參與，完全依靠計算機和自動化技術實現制造業數字化和信息化是不現實的。只有通過把當前無線與移動通信技術引入到制造業中，實現隨時隨地的信息獲取和人機溝通，把人的智能和及其的智能無縫的結合起來，形成以一個人為中心的人機協同的制造模式，將為實現這種嶄新的制造模式打下堅實的基礎。
（二）數控機床智能控制技術
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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控機床進口國。目前正在提高機械加工設備的數控化率，國家十一五科技發展規劃也明確提出，提高大型設備數控化水平。但是目前我國整體大型設備的數控水平低，機械加工的精度、復雜度、精度保持度等都遠低于國際水平。而加工中心作為機床家族的重要組成部分，今年來雖然也越來越受到國人重視，但是多為進口或者合資企業產品，其技術水平也較低。我國目前各種門類的數控機床都能生產，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后10－15年。在精度方面，國內機床水平追趕國外先進水平的距離也很長。目前我國大型加工中心很難達到0.005mm，國外由于技術先進，則可以達到0.003mm。在精度保持度方面，國內一般為5年，國外則能夠達到10年。目前國內在軸承、絲杠、刀具等決定機械精度的方面技術能力都不夠。而國內數控系統最大的瓶頸在于國內系統是基于單板機的基礎上發展起來的，至今沒有一家是基于數字邏輯電路的設計。我國數控技術的發展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數控產業發展迅速，1998～2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續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，國內數控機床制造企業在中高檔與大型數控機床的研究開發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的功能部件均依賴進口。我們應看清形勢，充分認識國產數控機床的不足，努力發展先進技術，加大技術創新與培訓服務力度，以縮短與發達國家之問的差距。
1.2國外現狀
美國政府重視機床工業，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展方向、科研任務,并且提供充足的經費，且網羅世界人才，特別講究“效率”和“創新”，注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創新，如1952年研制出世界第一臺數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求，充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實，且一貫重視科研和創新，故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產宇航等使用的高性能數控機床，其存在的教訓是，偏重于基礎科研，忽視應用技術，且在上世紀80代政府一度放松了引導，致使數控機床產量增加緩慢，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，數控機床技術上轉向實用，產量又逐漸上升。德國1956年研制出第一臺數控機床后，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。企業與大學科研部門緊密合作，對數控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。日本自1958年研制出第一臺數控機床后，1978年產量(7,342臺)超過美國(5,688臺)，至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰略上先仿后創，先生產量大而廣的中檔數控機床，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，向高性能數控機床發展。日本FANUC公司戰略正確，仿創結合，針對性地發展市場所需各種低中高檔數控系統，在技術上領先，在產量上居世界第一。另外還有臺灣和韓國的機床也比中國先進。
1.3數控加工本身的特點
數控加工操作系統日益開放、數控系統向軟數控系統發展、控制系統向智能化方向發展、向網絡化方向發展、向高可靠方向發展、向多軸聯動方向發展、向復合型方向發展的市場趨勢。數控加工具有柔性好，自動化程度高的特點，對于輪廓形狀復雜的曲線的加工尤其適合。數控加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內進行多種加工操作的數控機床。本產品屬于大型加工中心，主要用來加工復雜結構、工藝及精度要求高的大型設備部件的數控加工工具。其特點是：被加工零件經過一次裝夾后，數控系統能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能，連續地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削及刨削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機床的調整時間及工件周轉、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經濟效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。利用數學方式輸入，加工過程可任意編程，主軸及進給速度可按加工工藝需要各自變化，且能實現多座標聯動，易加工復雜曲面。對於加工對象具有“易變、多變、善變”的特點，換批調整方便，可實現復雜件多品種中小批柔性生產，適應社會對產品多樣化的需求。利用硬件和軟件相組合，能實現信息反饋、補償、自動加減速等功能，可進一步提高機床的加工精度、效率、自動化程度；數控機床是以數字控制為主的機電一體化機床，充分發揮了微電子、計算機技術特有的優點，易于實現信息化、智能化、網絡化，可較易地組成各種先進制造系統，如FMS、FTL、FA，甚至將來的CIMS，能最大限度地提高工業的生產率、勞動生產率。
1.3.1數控系統與加工能力
目前處于世界領先水平的數控操作系統在設計中大量采用模塊化結構。這種結構易于拆裝、各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。FANUC系統設計了比較健全的自我保護電路。PMC信號和PMC功能指令極為豐富，便于工具機廠商編制PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。系統提供串行RS232C接口，以太網接口，能夠完成PC和機床之間的數據傳輸。FANUC系統性能穩定，操作界面友好，系統各系列總體結構非常的類似，具有基本統一的操作界面。FANUC系統可以在較為寬泛的環境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應性很強。
1.3.2機械系統與加工能力機械系統
目前以德國最好。目前較為先進的設備，保留了其先進的全靜壓塊靜壓結構和雙層式床身結構，增加了四柱雙驅的平衡驅動方式，有效解決了消隙及驅動平衡的難題，采用斜齒齒輪對，使轉臺運轉更加平穩；采用上壓式鑲條滑塊結構，機床轉臺自適應調整液壓夾緊裝置使得B軸聯動旋轉加工精度更高，更加穩定；機床主軸采用液壓氮氣平衡，確保機床的快速響應速度，使機床運行更加平穩可靠。具有智能數字刨銑工能，可加工直角、銳角孔及異形斜面樣條溝槽。該機床正式投產后機床直線精度（X\Y\Z）可達±0.003㎜，旋轉（B）精度可達±2S”，直線重復定位精度達到0.001㎜。產品精度保持度可達10年以上，大大提高了機械的使用壽命。除此之外，目前先進數控加工設備還采用很多應用性很強的技術來提高加工精度和難度，保證其可以加工復雜的曲面件。在提高轉臺精度及平穩性方面：采用四柱雙驅技術，由原來的一側一個齒輪驅動改為在180°水平方向上按對等夾角兩對雙齒輪驅動，每對齒輪可自動消隙。機床轉臺精度長久保持性：使用12個獨立的高耐磨銅靜壓塊代替原來的貼塑耐磨條工藝，因靜壓幾乎無磨損而長期保持精度。溫度對機床精度的影響方面：使用溫度補償功能，在機床內部安置溫度傳感器，利用激光干涉儀測出其溫度變化時機床在各溫度下的變化值，然后再機床參數中補正。刨銑功能開發（直角孔槽加工）：利用機床CS功能，使主軸與X、Y、Z軸移動的同時，主軸按刀具切線方向控制轉角。機床慣量的控制：使用液壓氮氣組合平衡方式代替配重鐵平衡方式，減少機械運動質量和運動中的動量慣量。
2、復雜曲面配合件的數控加工工藝
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1.數控機床熱誤差補償技術問題的國內外研究現狀
通過針對數控機床熱誤差補償技術問題國內外學者研究論述的系統性歸納總結分析，不難發現，國內外學者針對數控機床設備熱誤差技術現象建模補償問題的研究，最早是在分析數控機床設備運行使用過程中的熱效應技術行為基礎上逐步成型的。
1980年，德國西柏林工業大學的UHeise以“數控機床設備的熱變形補償”為中心，撰寫并發表了博士論文，其在撰寫博士論文過程中開展的實驗探究工作環節，獲取了針對數控機床設備熱變形技術現象幅度為65.00%的熱變形補償技術收益效果。與此同時，我國國內部分研究機構在針對數控機床設備的熱誤差研究過程中也逐步取得了一系列重要研究進展。1984年，中國北京機床研究所與德國西柏林工業大學機床和制造工藝研究所通過技術合作，共同建構形成數控機床設備的熱誤差技術現象描述與處置模型，并在一立數控機床設備之上完成了技術檢驗過程。在此基礎上，中國北京機床研究所獨立研究創建了針對型號為DM7732數控線切割機床的熱誤差補償應用技術，并且在具體的實驗性應用技術檢驗過程中順利獲取了表現幅度在75.00%以上的熱誤差檢驗效果。我國浙江大學借助熱彈性理論，運用數學分析處置方法推導獲取了數控機床設備刀具技術部分的熱變形技術現象計算分析公式，同時還還建構形成了指向數控機床設備中精密機械技術組件部分的熱模態技術理論。
20世紀90年代之后，數控機床設備的熱誤差補償技術研究工作進入了快速繁榮的歷史發展階段，來自美國、德國、日本以及中國等多個國家的研究人員，在針對數控機床設備運行過程中的技術形態和技術參數表現特征展開系統全面分析基礎上，接連創立了數量充足且形態各異的建模技術思路，創建和構筑了數量眾多的熱誤差處理模型。學者Jedrzejewki等人基于數控機床設備能量損失現象年代研究分析角度，基于有限元分析方法建構了數控機床設備的熱誤差補償模型；學者Chem等人在原本已經研究獲取的21項數控機床設備技術誤差項目基礎上，系統化創立并且歸納了包含熱誤差以及幾何誤差項目在在內的32項數控機床設備運行技術誤差組成結構成分；Srivastava等學者運用HTM技術處理方法，創立并順利形成了指向數控機床設備五軸加工中心技術結構的誤差處置模型，同時也有部分日不研究人員在針對數控機床設備的運行技術問題展開系統化研究分析基礎上，初步創立提出了關于“熱剛度”的技術概念。
美國密歇根理工大學YidingWang教授等人，在針對數控機床設備的運行熱誤差纖細展開系統分析條件下，創構和提出了基于灰色系統理論的離線式熱誤差補償模型，以及在線式熱誤差補償模型。德國學者HermleHanrld研制創立應用的數控機床設備熱膨脹技術現象補償技術模型，和AchjmidRoben研制創立應用的數控機床設備熱變形補償奇偶數系統，均接連獲取德國國家級專利部門的認可和授權。
在此基礎上，浙江大學陳子辰教授。于1992年召開的全國數控機床熱誤差控制與補償研究學術研討會上，明確闡釋了關于“熱敏感度”和“熱耦合度”等全新技術研究理念。上海復旦大學的楊建國教授在CNC車削技術中心基礎性設備技術條件基礎上，創造性引入運用了數控機床設備的熱誤差技術現象的魯棒建技術處理方法。1998年，楊建國教授和潘志宏教授還合作倉U立了針對數控機床設備車削加工技術中心模塊幾何誤差技術現象，以及熱誤差技術現象的綜合性數學處置技術模型。天津大學張奕群教授等人，在具體開展的數控機床設備熱誤差技術現象建模處置過程中引入了Kalman濾波器技術組件，促進了辨識精度技術參數表現水平的顯著改善提升，上述技術研究人員以，某立運行的JCS 018A型數控機床設備加工中心系統作為對象展開了系統的技術研究過程，在切實引入運用神經網絡建模技術處理基礎上，確保了實際補償技術效果獲取幅度水平達到了60.00%以上。與此同時，我國還有一定數量的高等院校和企業性生產單位，也相繼圍繞數控機床設備生產運行過程中任務差技術問題展開了系統的研究分析，取得了一定的研究成果，為有效解決數控機床設備在具體生產運行過程中的熱誤差技術問題作出了重要貢獻。
2.數控機床設備熱誤差補償的常見建模處置思路
在現有的數控機床設備熱誤差技術補償活動開展過程中，通常應用補償技術處置方法主要集中展現在如下2個基本方面：第一，直接針對數控機床設備在生產技術運行過程中發生的熱誤差位移技術參數項目展開補償處置。第二，針對數控機床設備在具體技術運行過程中形成的溫度場技術結果實施重新平衡建構處置。
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目前，數控機床在我國的制造業中占有重要的地位，雖然我國數控機床技術在不斷的提高，但是通過研究證明我國的數控機床在機床的使用、維護、部件的選型、系統的設計等方面都存在一定的缺陷，這些都嚴重影響到我國數控機床的可靠性，為了能夠提高我國數控機床的可靠性設計，文章將對我國數控機床的可靠性現狀進行分析，同時提出了提高我國數控機床可靠性的相關策略，希望可以為數控機床的可靠性提供一定的建議。
1 國內數控機床可靠性現狀研究
隨著科技的不斷發展，客戶對于產品的質量、精度等方面都提高了要求，而數控機床正好滿足了當今機械加工類高精度、高質量的要求。因此數控機床也成為了國家綜合實力的代表。我國的數控機床在生產和設計的可靠性中存在一定的問題，文章將對國產數控機床的可靠性現狀進行研究。
可靠性主要是指對產品質量在一定時間內完成工作任務的描述。而可靠性對于數控機床來說占據十分重要的地位。如果數控機床的可靠性低，就代表數控機床在使用上、質量上以及維修等方面都存在一定的問題，而在使用可靠性低的數控機床時，會導致生產不穩定，故障發生率高等問題，給生產企業造成嚴重的影響。
可靠性已經成為評價產品質量的一個重要因素，而對于生產企業來說在購買數控機床時平均無故障工作時間也成為了重要的參考數據。與國外先進的數控機床相比，我國生產的數控機床平均無故障工作時間大約在500-600小時之間，而國外則在800-1000小時。而有的先進的數控機床的平均無故障工作時間已經達到5000-80000小時，由此可以看出，我國的數控機床的可靠性與國外的數控機床存在一定的差距。
隨著我國對數控機床可靠性研究的重視，我國數控機床的生產也得到一定的發展，無論是在質量和數量上都得到一定的發展。同時我國的數控機床在價格方面也具有一定的優勢，但是我國數控機床在產品的質量和性能方面仍存在一定的問題，因此對于我國數控機床可靠性的研究具有重要意義。
2 提高國產數控機床可靠性的對策
2.1 可靠性的意義
要想提高產品的可靠性需要投入一定的資金，主要是因為可靠性的研究既需要技術也需要經濟方面的投入。但是并不是經濟投入的增加，就認為可靠性的研究沒有意義，實際上對于數控機床來說，數控機床在使用過程中所產生的費用主要包括兩個方面，分別是購買費用和維修費用。如果數控機床的可靠性得到一定的提高，那么相應的機器的維修費用就會相應的減少，相反，如果因為提高可靠性需要資金的投入，而減少對數控機床可靠性的研究，那么在使用過程中，數控機床會增加維修費用，同時也會對生產造成一定的影響。因此在產品的設計過程中，要根據實際情況合理的確定機床的可靠性水平，從而確保數控機床在整個生命周期內的費用最低。在競爭激烈的社會中，只有高質量的產品才能獲得市場的信賴，因此高可靠性也就成為數控機床增加市場競爭力的重要因素。
2.2 從機床的各個細節提高機床的可靠性
產品的可靠性是在產品的設計過程和生產過程中實現的，因此為了提高數控機床的可靠性需要從各個細節來把握。
2.2.1 盡量減少零部件的數量
在數控機床的設計和維修上，可以看出在機床內部任何零部件出現問題都會造成機床發生故障，而在機床內部這些零件之間都是以串聯的關系連接在一起的，如果其中一個零部件出現問題，將會導致整個系統發生故障。因此可以得出數控機床的可靠性與機床內部的零部件有關，如果零部件的數量越多，且單位零件的可靠性低，那么機床的可靠性也會相應的降低；相反，如果零部件的數量少，且單位零部件的可靠性程度高，那么機床的可靠性就會得到相應的提高。
同時，如果系統內部在設計中的零部件數量過多，也會導致各個零部件間的匹配出現問題，增加了維護的難度，也在一定程度上降低了數控機床的可靠性。所以為了提高數控機床的可靠性要在設計過程中，盡可能的減少零部件的數量。
2.2.2 提高單位零部件的可靠性
除了減少零部件的數量之外，也要提高零部件的可靠性才能起到提高數控機床的可靠性的目的。而在系統中，首先要找到最容易發生故障的單位零部件，然后對較薄弱的環節進行改進。主要的方法包括優化零部件的設計、挑選最合適的材料、加大對零部件的質量檢測、提高生產工藝、在采購零部件時要加大對外購零部件的檢查力度等。
2.2.3 采用可靠性方法進行設計
產品的質量和可靠性在很大程度上是在設計過程中決定的，因此，為了提高產品的可靠性要在產品的設計過程中，了解產品的使用需要，從而采用合理的可靠性設計方法，針對產品進行優化和改進。常用的可靠性設計方法包括故障樹分析、可靠性預計和分配、產品失效模式影響和危害度的分析等。
2.3 收集故障過程中的各種數據
由于我國的數控機床可靠性研究的時間并不是太長，因此并沒有大量的數據。但是對于數控機床的維修和可靠性研究，都需要大量的數據，才能對數控機床故障進行分析，找出薄弱的環節，從而對數控機床進行可靠性的研究才有一定的依據。主要需要收集的數據包括平均無故障工作時間、首次出現故障的平均工作時間以及產品出現的故障率等主要數據。
2.4 不斷改進提高數控機床的可靠性
數控機床的可靠性會受到多個因素的影響，并且提高產品的可靠性并不是一項簡單的工程，只有在設計過程中不斷的收集產品各個方面的數據，才能逐漸的找出系統中的薄弱環節，從而逐漸對數控機床的設計進行改善，這樣才能逐漸提高產品的可靠性。在設計初期，由于缺乏經驗和技術，在選擇零件和材料、設計過程、制造工藝等都存在一定的問題，而要想改進這些問題只有不斷的研究，才能在試驗――分析――研究――再試驗這樣的過程中提高產品的可靠性。
3 結束語
可靠性研究對于數控機床系統的設計有著重要的意義，并且近幾年可靠性科學研究已經逐漸形成一定的理論體系，并且在多個領域得到廣泛應用，也稱為提高產品可靠性的較為有效的評價工具，同時在提高我國數控機床的技術方面也有著重要的作用。文章在可靠性科學理論的基礎上對我國數控機床可靠性現狀進行研究，并指出數控機床在各個方面存在的不足，同時提出了提高數控機床可靠性多方面的改善對策，希望可以為我國數控機床的發展提出參考性建議。
參考文獻
[1]賈亞洲.提高數控機床可靠性，加快振興裝備制造業的關鍵[J].中國制造業信息化，2006，35（6）.
篇10
數控系統確保了數控機床具有高精、高速、高效的功能，可以使裝備制造業實現數字化、柔性化和網絡化制造。隨著我國航空航天、船舶、汽車、電站設備和國防工業等制造業的高速發展，數控機床在裝備制造業中的重要性愈來愈明顯，中高檔數控系統的需求也越來越大。以往中高檔數控系統基本被國外廠商占領，因此我國中高檔數控系統技術必須加快發展。
一、國外數控系統現狀
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控系統。國外的主要數控系統制造商有西門子（Siemens）、發那克（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實用階段
納米插補將產生的以納米為單位的指令提供給數字伺服控制器，使數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，可實現納米級別的高質量加工。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，發那克就展出了30i/31i/32i/35i-MODEL B數控系統。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系列的數控系統也可實現納米級插補。[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。機器人作為數控系統的一個重要應用領域，其技術和產品近年來得到快速發展。機器人的應用領域，不僅僅局限于傳統的搬運、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，從傳統的減輕勞動強度的繁重工種，發展到IC封裝、視覺跟蹤及顏色分檢等領域，大大提高了數控機床的工作效率。典型的產品有德國的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展，數控系統的智能化程度也得到不斷提高。應用自適應控制技術數控系統能夠檢測到過程中的一些重要信息，并自動調整系統中的相關參數，改進系統的運行狀態；車間內的加工監測與管理可實時獲取數控機床本身的狀態信息，分析相關數據，預測機床狀態，使相關維護提前，避免事故發生，保證其不穩定工況下生產的安全，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，伺服系統能通過自動識別由切削力導致的振動，產生反向的作用力，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，一旦切削不穩定，機床會自動調整切削參數，保證加工的穩定性。 4.CAD/CAM技術的應用
當前，為了使數控機床操作者更加便利地編制數控加工程序，解決復雜曲面的編程問題，國際數控系統制造商將圖形化、集成化的編程系統作為擴展數控系統功能、提高數控系統人機互動性的主要途徑。最新的CAD/CAM技術為多軸多任務數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軟件公司的產品除了具備傳統的CAM軟件功能模塊，還開發了多任務編程、對加工過程的動態仿真等新的功能模塊。
二、國內數控系統現狀
隨著國際學術及產業界對開放式數控系統研究的日益推進，我國的相關研究也越來越受到重視。經過幾十年的發展，我國機床行業也形成了具有一定生產規模和技術水平的產業體系，國產數控系統產業發展迅速，在質與量上都取得了飛躍。
國內數控系統基本占領了低端數控系統市場，在中高檔數控系統的研發和應用上也取得了一定的成績。其中，武漢華中數控股份有限公司、北京機電院高技術股份有限公司、北京航天數控系統有限公司和上海電氣（集團）總公司等已成功開發了五軸聯動的數控系統，分別應用于數控加工中心、數控龍門銑床和數控銑床。近期，武漢重型機床集團有限公司應用華中數控系統，成功開發了CKX5680數控七軸五聯動車銑復合加工機床。國內主要數控系統生產基地有華中數控、航天數控、廣州數控和上海開通數控等。[3]
國內的數字化交流伺服驅動系統產品也有了很大的發展，已能滿足一般的應用，并能與進口產品競爭，占領了國內的大部分市場。伺服系統和伺服電機生產基地主要有蘭州電機廠、華中數控、廣州數控、航天數控和開通數控等。
然而，由于我國原有數控系統的封閉性及數控軟硬件研究開發的基礎較差，技術積累較少，研發隊伍的實力較弱，研發的投入力度不夠，國產中高檔數控系統在性能、功能和可靠性方面與國外相比仍有較大的差距，限制了數控系統的發展。為此需要政府、科研院所和制造商共同努力，推進我國中高檔數控系統的發展。
參考文獻
[1]彭芳喻等.從IMTS 2010展看我國數控系統未來發展之路[J]，金屬加工，2011第4期：8-11
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0 緒言
機床是世界先進制造技術與制造信息結合的重要元素，并且是機械制造業發展的重要環節與工具。所謂數控機床，指的是在數字化控制下，能夠在尺寸精準與幾何精準兩個方面制造毛坯零件加工中需要立體幾何形狀的工作母機的總稱。與傳統的數控機床相比，現代數控機床具有高效、高精度等特征，解決了原來數控領域難以解決的問題，保證了加工零件的質量，并且降低了數控工人的工作強度，進而提升了生產效率。發展數控機床技術是我國實現工業現代化的基礎工作，并且也是機械制造產業改革的必經之路。而隨著科學技術的不斷發展，我國的數控機床技術也取得了明顯的成果，但是依然存在一些問題，就需要我們去改進與創新。
1 我國數控機床技術發展現狀與問題
機床產業是我國經濟發展的基礎，而其中的裝備制造業又是工業發展的核心。我國將發展高檔數控機床技術作為新時期十六個科技創新項目之一，尤其在我國政府的大力支持下，我國的數控機床領域有了重大的研究突破，并且研發出了一批具有我國自主知識產權的數控機床技術。
第一，在中高檔數控機床方面有了重大突破。我國在近幾年開發出了大型、五軸聯動的數控加工機床與其他大批的專業化高效率數控機床，并且建立了大批的中檔數控機床核心產業基地。
第二，核心功能部位的制造水平提高。隨著科學技術的發展，我國制造的數控機床的部分性能已經接近了國際的指標，達到了制造的先進水平。我國相應開發出了高速主軸單元、重載直線導軌等高性能的核心數控部件樣機，而其中有些部件已經開始小批量的生產，獲得了不錯的反響。
第三，部分中高檔數控機床系統開發應用取得一定成果。我國的數控領域通過自主研發與其他國家相互合作，在部分中檔數控機床技術領域取得了明顯的成果，能夠初步解決遠程數據等傳統機床出現的技術難題。
然而我們看到了我國數控機床取得的明顯成果，也要正視依然存在的問題：
第一，我國高檔數控機床供應能力較弱。雖然我國的數控機床領域在近幾年得到了顯著的發展，并且工作效率也明顯提高。但是我們依然可以看到機床消費與生產結構之間的矛盾，而隨著我國工業發展，對中高檔數控機床的需求遠遠超過了低檔的需求，但是我國高檔數控機床依然需要從外國進口。
第二，自主創新能力較差。一直以來，我國的機床制造業都在行業內的研究所中進行，但是由于創新能力較差，技術投入不足，導致自主創新能力不高。雖然我國一直引進海外技術，并且購買了許多先進的數控技術，但是由于缺乏基礎性的研究技術，因此難以汲取先進技術為己用。
2 我國數控機床發展創新策略研究
第一，提高自主開發與創造能力。面對我國這個工業大國，我們必須要提高機床產品的創新開發力度，要實現核心技術與功能部件的有機結合，以研發高檔數控機床為主要目標，提高整個數控產業化的水平。加強我國數控技術基礎研發理論的研究以及數控應用軟件的科研，改革行業標準，為我國數控機床領域發展奠定基礎。
第二，將數控功能部件作為基礎，核心共性科學技術作為支撐力量。我國的數控系統與功能部件等基礎研究方面是弱項，并且成為阻礙我國數控機床領域發展的一大障礙，因此我們必須要提高專業化程度與自主研發能力。數控技術的發展與自主創新能力的提升需要依靠數控核心技術的掌控，并且依靠數控核心共性技術的支撐作用。我們都知道基礎技術的研究是提高整個數控產業水平的基礎與保障，也是機床設計中的核心與關鍵之處，這對于我國數控機床領域跨出一大步具有重要的作用。
第三，引進先進技術，與先進國家合作。我們可以向西方具有先進技術的國家吸取經驗，并且以市場來換技術，與跨國公司進行合作，實現數控主流產品的高起點與專業化發展模式。對引進的先進技術，要充分吸收，實現創新，滿足用戶的多種需求。
3 結語
隨著我國工業化進程的大踏步前進，數控機床領域的發展也是迅猛飛進的，并且朝著高效、高速、網絡化等方向發展。在近幾年我國政府注重對數控機床的投入資金與研發力度，并且取得了巨大的成效。但是縱觀我國數控機床技術，依然以西方先進國家存在較大差距。我們需要不斷努力，加強對自主知識產權技術與創新產品的研發，進而滿足我國重點工程的現代需求，縮短與先進國家的差距，實現我國數控機床領域的可持續發展。
參考文獻
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［2］肖曙紅，夏紅梅，張伯霖.直接驅動進給系統模糊推理自校正控制的研究［J］.現代制造工程，2004，（07）.
［3］謝紅，高健.加工中心的工作臺和伺服進給系統設計［J］.現代機械，2002，（02）.
篇12
1 引言
鑒于機器是我國社會經濟發展中的重要工具，因而，機器中的重中之重――機床――則成為了經濟發展中所需要解決的一大難題。正確了解機床在經濟發展中的地位，準確把握機床的設計，不斷優化機床是經濟發展中擁有強大工具的關鍵，也是國家經濟發展程度的有效體現，因而，在了解到機床在經濟發展中的地位和作用后，我國應該將機床的設計與優化提上議事日程，通過不斷地優化機床設計來促進經濟的發展。
2 簡述我國機床發展現狀
優化機床設計首先需要了解我國機床發展的現狀，從機床發展的現狀中找出其存在的問題并尋求有效的方法解決，以此來促進機床設計的不斷進步和發展：
2.1 機床的市場廣闊
在目前看來，我國各類機床的市場需求較大，尤其是數控機床，高市場需求給了機床不斷發展的空間。在市場需求的推動下，機床生產人員會更加重視機床的設計與生產，通過市場需求拉動機床的優化與發展，另外，市場廣闊也給了新人進入機床設計與生產市場的空間，新鮮力量的注入能夠使機床設計市場充滿了生機與活力，而新舊思想的碰撞則有利于促進機床不斷被優化，有利于機床的發展，對社會經濟的發展也有十分重要的作用。
2.2 國產機床銷量較小
雖然機床在我國的需求量較大，但與高需求量相反的是，國產機床的銷量較小。在機床市場的銷售中，絕大部分消費者在選擇機床時會選擇國外機床產品，而對國內的機床需求則較少，與高需求的機床市場成反比。國內外機床在中國的銷量相距較大，其主要原因不外乎兩個方面：性能與質量。國內機床與國外機床相比較而言，由于中國是傳統的農業大國，在機器設計與制造方面與國外相比在技術上存在著較大的差異，加上中國制造“偷工減料”這些普遍存在的行為，導致消費者在選擇機床時為了更好地實現經濟效益，通常會選擇國外的機床，這就出現了國內機床需求旺盛而國內機床的銷量不高的現象。
2.3 數控機床發展速度快但缺乏關鍵技術
數控機床在機床市場中占有十分重要的位置，消費者對數控機床的需求占機床市場需求的比重也比較大，在市場需求的作用下，我國也在數控機床方面加強了探索和研究，就目前而言，我國數控機床的研究得到了一定的進展，數控機床的發展速度較快，但是，在數控機床迅速發展的同時也存在著一定的問題：缺乏關鍵技術。由于我國研究數控機床的年限較短，在數控機床設計與制造中，關鍵技術基本掌握在外國手里，國內只是掌握了數控機床設計與制造的基本基礎，缺乏關鍵技術使得我國在數控機床的研究與設計中舉步維艱，嚴重阻礙到我國機床行業的發展。因而，要想促進我國機床行業的發展，就必須在機床的設計與制造中掌握關鍵技術。
3 如何有效優化國內機床
鑒于 我國在機床的發展研究中存在著種種問題，只有將其解決了才能有利于機床行業的發展，針對我國機床發展中存在的問題，本文提出了以下幾點解決措施，希望對我國機床的發展有所幫助：
3.1 提高機床的質量
質量問題是我國機床發展中存在的重要問題，要想促進我國機床行業的不斷發展就需要解決質量問題，而提高機床的質量問題，可以從以下幾個方面做起：提高機床制造人員的質量意識，讓其認識到“偷工減料”并不是節省材料，而是給后續工作制造更多的麻煩；加強機床的質量檢查，在機床生產中按照一定的比例進行機床的抽檢，對于不合格機床的制造者進行懲處，而對于長時間沒有檢查出不合格品的制造者進行獎勵，通過賞罰分明來提高員工的工作積極性，提高機床的質量；另外，國家加強對機床質量的監控是提高國內機床質量的關鍵舉措。我國在機床的生產中如果能做到以上幾個方面，相信我國機床生產的質量將會得到大幅度的提高。
3.2 優化組合機床主軸箱
組合機床是機床市場中一個較為重要的組成部分，因而，優化國內機床的設計就需要將組合機床的設計考慮在內，而在組合機床中，主軸箱是一個重要的組成部件。優化組合機床主軸箱首先需要合理安排傳動路線，通過該措施來減少生產成本的同時提供主軸箱通用件的數量，使其使用效率得到大幅度提高；另外，使用第Ⅳ排齒輪完成主軸的傳遞也是優化組合機床主軸箱的有效舉措，由于第Ⅳ排齒輪的活動空間較大，更利于主軸之間的傳遞，使用第Ⅳ排齒輪完成主軸的傳遞有利于提高主軸間傳遞的靈活性，提高組合機床的工作效率。組合機床是我國機床市場的重要組成部分，優化組合機床中的重要部件――主軸箱，對于提高組合機床的工作效率，促進國內機床市場設計的優化有著重要的促進作用。
3.3 加強創新
目前我國機床的銷量與高市場需求不匹配的一個重要原因是國內機床的性能與國外機床相比存在著較大的差距，而縮短國內外機床的差距，提高國內機床的性能就需要從創新方面著手。國家可以通過鼓勵創新，給目前國內的機床增加性能，另外加強機床的創新也有利于打破目前我國機床行業由于沒有掌握關鍵技術而受制于人的局面。通過創新，跳出目前國家機床設計與制造的方框，自行研究開發新技術、新功能，有利于促進機床關鍵技術的研發，提高國內機床的性能，以此提高國內機床的市場競爭力，促進我國機床行業的發展。
4 結束語
在經濟飛速發展的今天，機床在促進經濟發展和顯示國家實力方面都起著十分重要的作用：促進機床的設計與優化，促進國內機床行業的不斷發展，有利于提高國家的科技實力，在科學技術拉動經濟發展的今天有著十分重要的作用；另外，研究機床設計，提高機床的性能與質量也能夠提高國內機床的市場競爭力，通過市場競爭力的提高來提高我國的國際地位；同時，機床的研究與設計成果也從側面反映出我國的國家實力。因而，促進機床行業的發展十分必要，相信通過國家和機床設計制造者的不斷努力，我國的機床在質量與性能方面一定能夠得到飛速的提高，我國的機床行業一定能夠得到更近一步的發展！
參考文獻：
篇13
數控技術是每個國家先進制造業發展水平的重要標志，國家綜合國力的提高和國防工業的現代化所必不可少的重要基礎。美國、日本和德國等發達國家的數控機床和技術都處于世界先進行列， 如日本山崎馬扎克公司開發出了2種可使用長鏜桿切削工件的復合加工機床。德國德馬吉（DMG）公司生產的CTX 310 ECO通用車床其主軸驅動在無級可調情況下，轉速可達5000r/min，輸出功率為ll千瓦 。
而我國數控技術發展比較晚，起步比較慢。在20世紀50年代末，經歷了封閉式開發階段。在“六五”、“七五”間，通過吸收和引進相結合，于“八五”期間建立國產體系。“九五”期間實現了產業化階段，組建了數控研發，數控生產基地，初步掌握了數控發展的技術，同時培養一批數控專業技術人才，初步形成了國產數控產業規模，開拓了國產數控產業市場。如圖1所示為我國數控機床產業銷售情況分布圖。其規模較大生產公司有華中數控、廣州數控和航天數控等具有經濟性和普及型的數控系統及機床產品。經過50多年的大力發展，其產品和性能大幅度提高，并逐漸在市場上站穩腳跟。但高端技術產品含量比較低，與國外數控系統差距比較大，對我國數控產業的發展還達不到主導和支撐作用。絕大部分高端數控產品主要依賴進口，如表1所示是近年來我國數控機床進出口變化對比表。因此大力發展國產數控產業對我國經濟的發展、國防的進步和綜合國力水平的提高具有極為重要的作用。
1 數控機床與技術簡介
1.1 數控機床的結構組成
數字控制（Numerical Control ）是一種借助數字、字符或其它符號對某一加工過程進行可編程控制的自動化方法。而數控技術（Numerical Control Technology）就是采用數字控制的方法對加工過程實現自動控制的技術。再將數控技術應用到機床上就演化為現在的數控機床。標準型的數控機床通常由數控機床控制系統和機床本體這兩大部分組成，如圖2所示。
1.2 數控機床及技術分類
1）按控制系統特點分，主要包括點位控制、直線控制和輪廓控制數控機床。其中，點位控制數控機床只要控制移動部件的終點位置，對運動軌跡不作要求；直線控制數控機床不僅控制兩點間準確位置，還要控制其移動速度和軌跡；輪廓控制數控機床能夠同時控制兩軸以上的軸，并具有插補功能，同時對運動的起、終點，速度和軌跡進行精確控制來加工任意形狀的曲線和曲面。
2）按執行機構的控制方式分，主要包括開環、半閉環和閉環數控機床。其中，開環數控機床無位置反饋系統，加工精度低；半閉環數控機床帶有位置反饋系統，并安裝在滾珠絲杠或電機軸上，加工精度較高；閉環數控機床不僅帶有位置反饋系統，而且將其安裝在運動部件上，加工精度最高。
3）按工藝用途分，主要包括金屬切削類、金屬成形類和特種加工數控機床及其他類型數控機床。其中，金屬切削類數控機床應用最為廣泛，種類最多；金屬成形類數控機床最近幾年發展較快。
4）按數控機床的性能分，主要有高、中、低檔三種數控機床。
1.3 數控機床及技術特點
數控機床作為一種先進的自動化機床，不僅具有較高的自動化程度，而且還具有廣泛的通用性，綜合運用了計算機技術、微電子技術、自動控制技術、機械結構和精密測量等最新成就和技術，廣泛應用于機械加工制造、國防軍工產品生產、航空航天、交通運輸等領域，其主要特點如下：
1）加工精度高，加工質量穩定、可靠性高；
2）加工過程無需人工干預，降低了工人的勞動強度；
3）當零件發生改變時，只需改變數控程序，即可繼續加工，節省生產準備時間，提高生產率；
4）能實現多坐標的聯動加工，能加工各種形狀復雜的零件，加工范圍廣；
5）適應性強，適合加工單件和小批量復雜工件；
6）有利于實現機械加工的現代化管理。
2 數控機床及技術的發展概況
數控機床產業是國民經濟發展的支柱產業，中國是世界制造大國，但不是制造強國。創新能力不強，基礎薄弱，主要以低端產品為主，而制造業的發展主要依賴于機床業的發展。為此，國家于2005年制定了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》，同時將“高檔數控機床與基礎制造裝備”確立為16個科技重大專項之一。通過國家計劃支持，在數控關鍵技術方面取得較大突破，主要表現在如下幾個方面：
1）關鍵部件的技術水平和質量逐步提高，功能日趨完善，部分零部件的性能指標逐步達到國際先進水平。開發出了高速主軸控制單元、重載導軌、數控回轉工作臺、A/C軸數控銑頭、機械手和刀庫裝置和數字化量儀等部件和樣機，并實現小批量生產規模。
2）中高檔數控系統的研發取得了一定的成果。通過自主研發與國外合作，在中檔數控系統研發上取得很大進展。解決了遠程數據傳輸和坐標聯動的關鍵難題，相繼又開發了伺服驅動系統，形成了系列化和標準化生產。
3）中高檔數控機床研發有了較大的突破，在復合加工、五軸聯動、高速加工和數字設計等方面取得了重大進展。
但與國外先進發達國家相比，差距還很大，還有很長的路要走，其不足主要有以下幾點：
1）自主創新能力還不足，創新成分少，吸收和消化能力差。就目前情況來看，我國只是停留在掌握已有國外的先進技術上和提高國產化率上，沒有形成自主研發和自主創新能力。要改變這種局面，不僅借助國外的先進技術作引導，還必須增強消化吸收能力，否則會更加依賴于國外技術。
2）功能部件發展滯后。由于數控機床是由若干功能部件在立柱和床身上進行組裝而成。其整體和功能部件之間是相互依賴，相互發展的，這些功能部件的發展也在一定程度上限制了數控機床的發展。
3）產品的穩定性、可靠性不高。進口機床的平均無故障時間約為10，000小時以上，國產為3000-6000小時左右。這種差距在一定程度上影響了國產機床在市場上的占有率。
4）網絡化水平和技術較低。目前應用較多的還是NC傳輸、串口通訊技術和紙帶閱讀器，而遠程故障排除、集成化和網絡化水平有限。
5）產品可靠性、服務水平和產品質量等方面不強。國產機床的交貨期、服務和質量等方面與國外的著名品牌差距較大，其數控系統的平均無故障時間差距也很大。另外，服務體系不完善，快速反應能力和成套技術服務滿足不了現在的多元化市場要求。
6）高檔數控機床的需求量較大。尤其對高端數控機床的需求量較大，每年大約有60%的固定資產用于購買機床。在“十二五”期間，隨著汽車、高鐵、航天工業、工程機械等行業投資增速、產業結構調整，對中高端數控機床需求量將繼續增大。據分析，到2020年低中高檔數控機床之比將達到20：60：20，中高檔數控機床年需求量在12萬臺左右。
7）體系結構不夠完善和開放。用戶接口不夠完善，少數開放功能的產品，只停留在試驗和試制階段。
8）創新環境不完善。我國還未形成有利于企業創新的競爭環境，創新動力和創新意識不強。
3 數控機床及技術的發展趨勢
數控技術不僅對傳統的制造業帶來了巨大的變革，而且成為工業化的象征。隨著數控技術的發展和應用領域的逐漸擴大，對國際民生的重要行業產生了極為重要的作用。從目前世界上數控技術及裝備的發展趨勢來看，主要體現在以下幾個方面：
3.1 高精度化、高速化、高效性、高可靠性
世界各工業國家從精密到超精密加工，從微米級到亞微米級，再到納米級發展，以適應現代科技的發展。通過高速化縮短切削時間，來提高生產率，實現高效發展。高的可靠性可以大大降低機床故障率，提高機床壽命。
3.2 開放式、智能化、網絡化
開放式數控系統能在一個統一平臺上，面向廠家和用戶，通過增加、剪切和改變結構對象，實現產品的系列化。智能化主要是對產品質量、驅動性能、編程、人機對話、智能控制、智能診斷等方面實現智能化。網絡化是近年來的一大亮點，這一目標的實現可極大滿足制造系統和制造企業對信息集成的需求，實現虛擬制造和敏捷制造等。
3.3 五軸聯動加工和復合快速加工
采用五軸聯動可實現對三維曲面零件的加工，效率高、加工質量好。但價格較高，編程難度較大，從而限制了五軸聯動機床的發展。由于當前電主軸的快速發展，使五軸聯動的復合主軸頭結構大為簡化，制造難度和成本降低，促進了五軸聯動機床和復合加工機床的迅速發展。我國復合加工機床剛剛起步、國內首臺復合加工機床是由沈陽機床集團與德國MAX-MULLER公司合作生產的車銑復合中心。
3.4 環保化
隨著環境保護意識的增強，環保的要求也越來越高。不僅在制造過程中不污染環境，在使用中也不產生二次污染。在這種環境下，裝備制造領域對機床提出了無液、無冷卻液、無氣味的環保要求。歐洲已有10%-15%的加工實行了干切削或準干切削，如德國HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技術；美國HARDING的QUEST系列車床；日本原洲公司加工中心采用了液氮冷卻技術；日本富士公司的數控車床采用了冷風冷卻技術。
3.5 新技術規范和標準的建立
開放式數控系統有更好的適應性、擴展性、通用性和柔性。美國、歐共體和日本等國紛紛開始對開放式體系結構的數控系統新技術規范的研究和制定，這預示著數控技術的又一個新的變革時期的到來。我國在2000年也開始對中國的ONC數控系統的規范進行研究和制定。
4 結束語
我國是制造和生產大國，在世界產業轉移中盡量接受前端而不是后端的轉移。一方面，要努力掌握世界先進制造核心技術，縮短與先進國家之間的差距。重視數控人才的培養，加大對數控高端科技領域的拓展，加大經濟的投入，實現由制造大國到制造強國的轉變。另一方面，制造業還是我國就業人口最多的行業，可緩解當前就業的壓力，提高人民的生活水平，保障社會的穩定。
參考文獻：
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