数控技术发展趋势分析 毕业论文

1、浙江工业职业技术学院毕业设计开题报告题 目 数控技术发展趋势分析 院 系 数字控制工程分院 专 业 数控设备应用与维护 班 级 10数控设备应用与维护1 学 号 100206104 姓 名 指导教师 本课题的现实意义 21世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有1020万台，产值上百亿美元。 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化

2、，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。 对数控技术发展趋势分析有助于我们了解我国的数控现状，以后发展的方向。在全球经济环境日益繁荣,国家经济快速发展的今天,社会发展必将向科技化、现代化迈出一大步，目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上，而我国的机械设备的数控化率不足20%.我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以

3、资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。 由于美国.日本。欧洲等国对我国的技术封锁，我国的数控技术发展不高，特别是高速加工，特种加工等。对数控技术发展趋势的分析让我们了解我国的现状，大力发展先进的数控技术，让中国成为世界中掌握核心技术的制造中心。文献综述 数控技术，简称数控（Numerical Control ）即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。 数控技术是先进制造技术的基础和核心, 可以反映出一个国家制造技术的水平和工业水平。 第一台数控机床由

4、美国帕森斯公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年成功制作了第一台三坐标数控铣床，标志着制造领域中数控加工时代的开始。因为当时的数控装置采用电子管元件，所以数控机床的体积很大 ，价格昂贵。 1959年，在美国出现带自动换刀装置的数控机床，也就是现在的加工中心。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间，大大提高生产效率。标志数控装置进入了第二代。 1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，使数控机床的体积变小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。 60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)，又称

5、群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC)，数控装置正式进入了第四代。 1974年，成功研制使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC)，这是第五代数控系统。 20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有了自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。 20世纪90年代后期，出现了以PC机为硬件部分再在PC机上安装NC软件系统的智能数控系统，此种方式系统维护方便。进入21世纪，中国大力发展数控产业，目前，中国机床工业厂众多，数控机床产量不断增长，但是其数控机床是中低档次的机床，高档次

6、的数控机床，如五轴联动数控机床全部是进口机床。2003年开始，中国就成为全球最大的机床消费国和数控机床进口国。美、德、日三国是当今世界数控技术最先进、经验最多的国家。分析我国数控技术,存在以下几方面问题：中国数控机床产业化低，加工机床大多为中低档次的机床，加工质量不高，与美、德、日等发达国家相比仍有很大差距；重视引进国外技术，但是引进国外先进技术后却未完全消化，轻消化吸收的问题十分突出，我们要注重引进国外先进技术的同时，提高消化、吸收与自主创新能力提高的有机结合；缺乏数控技术的专家型人才和熟练技术工人，科研工作的不重视，缺少吸引高层次、高素质人才创新创业的环境，数控技术方面的持续创新能力弱；数

7、控技术、产业和资源优势的结合不够重视，无法形成合力开展联合攻关，打造先进数控技术的创新平台。 中国数控未来应向智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保方向发展。 随着计算机技术的高速发展，传统的数控加工已经发生了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。中国应该努力培养高端数控人才和技术开发能力，提高信息化技术应用程度。把数控企业作为未来发展的主体，高校和科研单位作为依托，政府在宏观政策上予以指导和扶持，努力把数控产业逐步做优做强。本课题要完成的主要内容1.数控技术的重要性：数控技术是现今社会的一门非常热门的技术，是先进制造业不可缺少的一部分，数控技

8、术的成熟与否直接关系到整个国家的先进水平。数控技术已运用到各行各业，涉及范围非常广。2.了解数控技术的发展历程数控系统大致经历了以下四个阶段： 19521969年研究开发阶段典型应用：数控车床、铣床、钻铣床工艺方法：简单工艺数控功能：NC控制、3轴以下驱动特点：步进、液压电机 l97Ol985年推广应用阶段典型应用：加工中心、电加工、锻压工艺方法：多种工艺方法数控功能：CNC控制、刀具自动交换、五轴联动较好的人-机界面驱动特点：直流伺服电机 1982年系统化阶段典型应用：性制造单元（FUC）、柔性制造系统(FUS)工艺方法：完整的加工过程数控功能：多台车床和辅助设备协同。多坐标控制，高精度、高

9、速度，友好的人-机界面驱动特点：交流伺服电机 1990年性能集成化阶段典型应用：计算机集成制造系统(CIMS)、无人化工厂工艺方法：复合设计加工数控功能：多过程、多任务调度、模板化和复合化驱动特点：数字智能化直线驱动 3.了解 我国数控技术的薄弱环节，如信息化技术基础薄弱，产品成熟度较低，可靠性不高，创新能力低，市场竞争力不强4.数控技术的发展趋势：现如今我国应向智能化、开放性、网络化、信息化方向发展，努力生产出中、高档以上的数控系统和数控机床完成本课题的方案及进度计划12月1012月21日：查阅文献资料（10篇以上），并进行文献综述汇报12月2412月28日：完成开题报告12月31日5月10

10、日：毕业设计 第一阶段：了解数控的组成和作业；数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术，网络通信技术和光机电技术等于一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控装备则是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透而形成的机电一体化产品。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现

11、代化的重要标志。 第二阶段：了解我国数控现状和发展历史。上网站查询外国的数控技术两者比较，了解我国数控技术的薄弱环节，了解造成薄弱环节的原因。第三阶段：在我国国情下，写出数控技术发展趋势，努力提高数控技术。 新一代数控系统向Pc化和开放式体系结构方向发展。 驱动装置向交流、数字化方向发展。 增强通信功能，向网络化发展。 数控系统在控制性能上向智能化发展。 主要参考文献1卢红,王三武,黄继雄主编.出版发行：数控技术,北京市,机械工业出版社 , 2010.08.2 （日）森谷正规著.呈永顺,陶建明译.日美欧技术开发之战 国际技术比较研究论.出版发行:北京市,科学技术文献出版社, 1984.3袁安富

12、编著.数控技术及自动化.出版发行:北京市,清华大学出版社, 2009.04.4 黄明吉编著.虚拟数控技术及应用数.出版发行:北京市,化学工业出版社, 2005.06.5 查治中,彭基等主编.数控技术在飞机制造中的应用,出版发行:北京市,国防工业出版社,1992.09.6 吴金明,彭礼红,刘炽隽,王义高著.自主创新 21世纪中国企业的战略选择 ,出版发行 :北京市,中国经济出版社 , 2011.03.7王宇.中国数控车床的现状和发展趋势分析,刊名:机械工程师,2006 期号:第8期 8 林琦.我国数控技术与产业发展途径初探,哈尔滨职业技术学院,2008：1-7.6.研究报告9 申丽国,张昆,黄征

13、.国外数控技术的研究动向和发展趋势, 刊 名:制造业自动化,2004,21(1)：56-58.10张承瑞,数控技术发展趋势,山东大学数控技术研究中心: 济南.指导教师意见指导教师（签名）: 年 月 日浙 江 工 业 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计 （论 文） 进 程 检 查 表院 系 数字控制工程分院 专 业 数控设备应用与维护 班 级 10数控设备应用与维护1 学 生 屠剡毅 学 号 100206104 指导教师 王华峰 毕业设计（论文）题目： 数控技术的发展趋势分析 一、题目与专业的结合程度： 好 ； 较好 ； 中 ； 差 。选题情况：规定选题；自选题 。二、学生对课题的深入程度：

14、好 ； 较好 ； 中 ； 差 。三、文献查阅情况：1、中文文献查阅：好 ； 较好 ； 中 ； 差 ， 篇； 2、外文文献查阅：有 ； 无 。 篇；3、资料总结：好 ； 较好 ； 中 ； 差 。四、毕业设计（论文）书面材料情况： 好 ； 较好 ； 中 ； 差 。在毕业设计（论文）过程中，具有分析和解决问题的能力：好 ； 较好 ； 中 ； 差 。五、毕业设计（论文）进展情况： 1、是否按原定计划进程执行： 是 ； 基本是 ； 否 。 2、已完成总任务 。3、指导教师对阶段性工作的评语： 好 ； 较好 ； 中 ； 差 。4、毕业实习（调研）报告完成情况：好 ； 较好 ； 中 ； 差 。六、学生本阶段

15、工作态度和纪律情况： 1、学生向指导教师每月汇报次数：3次以上 ； 3次 ；1次 ；0次 。 2、指导教师对学生工作态度的评价： 认真 ； 一般 ； 不认真 。3、对指导教师的修改意见及时修改毕业设计（论文）：是 ； 否 。七、总体评价：好 ； 较好 ； 中 ； 差 。八、对下阶段工作的意见和建议： 检查人： 年 月 日浙江工业职业技术学院数字控制工程分院学生毕业设计（论文）联系表专 业数控设备应用与维护班 级10数控设备应用与维护1学 号100206104姓 名屠剡毅通讯地址浙江省嵊州市鹿山街道江东村369号联系电话83222686手 -mail（QQ）133449

16、4178邮 编312400实训单位 浙江万丰奥威汽轮股份有限公司 实习指导老师姓 名丁益电称（或技术等级）组长联系时间60天实训内容及毕业设计开展情况实习内容 ：（1） 了解实习单位生产部门的组织管理结构及各职能部门的职责范围。（2）了解实习单位各项规章制度、技术工作人员的岗位职责等。（3）了解实习企业相关产品、设备及技术资料熟悉典型零件的加工工艺。（4）学生接触认识社会、提高社会交往能力、学习工人师傅和工程技术人员的优秀品质和敬业精神、培养学生的专业素质明确自己的社会责任。毕业设计开展情况：2013年1月10日开始完成开题报告，每周上报周报表1份，开始写论文初稿。2

17、0013年3月28日 开始查找关于数控技术发展趋势方面的文献资料20013年3月28日2013年5月8日基本上完成论文的初稿，上传论文给老师审查。备注浙江工业职业技术学院毕业论文（2013届）（数控技术的发展趋势分析）学生姓名 屠剡毅 学 号 100206104 院 系 数字控制工程分院 专 业 数控设备应用与维护 指导教师 王华峰 完成日期 2013.5 数控技术的发展趋势分析摘 要：装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行

18、业）的发展起着越来越重要的作用。本论文对数控技术的基本概念进行了具体分析，分析国内外数控现状，解析中国数控行业的局限性与应对策略，预测未来数控技术的发展方向，以从整体上提高我国数控技术的竞争力。关键词 数控技术 绿色制造 智能化 数控技术发展 目 录引用.3一、数控技术的简述 3二、数控技术的发展历史.4三、国内外数控现状53.1美国的数控技术发展.53.2德国的数控技术发展.73.3日本的数控技术发展.73.4我国的现状.9四、数控技术的发展趋势 124.1高速、高精加工技术及装备的新趋势.13 4.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展.134.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展

19、的主要趋势.164.4 绿色制造.18五、结论20 引 言 数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。数控技术的发展不但使传统制造业发生了革命性的变化，使制造业成为了一个国家工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展进步和应用领域的扩大，数控技术的应用使传统制造业发生了革命性的变化，对于一个国家的军事、精密医疗设备、航空航天、科学研究、精密仪器等行业有着举足轻重的影响力，堪称“制造业之灵魂”。它的先进程度在一定程度上代表一个国家制造水平和工业化程度，现在各国都在到力发展数控技术。

20、 中国的数控技术经过20年的高速发展，中国数控机床的性能和可靠性有了较大的提高，逐渐被广大的用户认可，但是由于中国的数控系统技术含量低，产生的附加值少，与外国的进口系统相比缺乏竞争性，无法进行全面抗衡，只能在低端市场占有一席之地。已有数控机床利用率、开动率低，机床数控化率低，这是我国世纪工业发展必须要解决的最主要问题。中国数控技术还要努力发展，特别是高端数控技术的发展，希望中国数控技术可以达到世界领先水平。一、数控技术的简述 数控技术，简称数控（Numerical Control ）即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有

21、关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。 数控技术是先进制造技术的基础和核心, 可以反映出一个国家制造技术的水平和工业水平。二、数控技术的发展历史 第一台数控机床由美国帕森斯公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，标志着制造领域中数控加工时代的开始。因为当时的数控装置采用电子管元件，所以数控机床的体积很大，价格昂贵。 1959年，出现带自动换刀装置的数控机床，也就是现在的加工中心，这种机床可以装丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装

22、卸时间和更换刀具的时间，大大提高生产效率。使数控装置进入了第二代。 1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，使数控机床的体积变小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。 60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，成功研制使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC)，这是第五代数控系统。 20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数

23、控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。 20世纪90年代后期，出现了以PC机为硬件部分再在PC机上安装NC软件系统的智能数控系统，此种方式系统维护方便。三、国内外数控现状3.1美国的数控技术发展 美国历届政府十分重视数控技术的发展，特别是美国国防部因为武器方面的要求，大力发展数控技术，同时网罗世界人才，注重基础科研并且提供充足的经费，使美国在数控机床方面不断推陈出新。由于美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线。当今美国不仅生产宇航等使用的高性能数控机床，也有中小企业廉价生产开

24、发的中低档次的数控机床。如Haas公司等。 但是美国当时偏重于基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，当时美国的劳动力贵，数控机床的购买比自我研究开发划算。机床属于投资大，见效慢，回报率底的产业，而且需要技术积累，不太附和美国情况。但后来美国发现，机床属于战略物资，没有高性能数控机床，无法制造先进的武器，所以在90年代美国重新制定政策，扶植了一些机床厂，在美国航空业.汽车业和制造业对数控机床的需求不断增加，美国政府对先进的数控机床研发制定计划.措施和充足的经费，在数控机床研发出来后组织生产加工，创造出经济价值，从而加速科研进一步深化。 目前美国在NC机床.自动生产线.高效自

25、动化机床等等还仍处于世界领先地位，特别是中小型精密机床，由于国防和尖端技术的加工需要，还开发了大型精密机床，其代表产品有DTM型精密车床和LODTM大型光学金刚石车床，它们是世界公认水平最高的、达到当前技术最前沿的大型精密机床。美国目前把电子化、高速化、精密化作为了美国机床业发展的主流。着眼未来，美国机床制造有以下明显的发展趋势：(1)追求具有更高加工效率的机床。因为提高机床的效率就等于缩短零件的加工周期，降低生产的成本。(2)追求更加安全可靠和符合环保要求的机床。环保已经成为制造业发展的大方向，当今世界科技发展日新月异，绿色制造已经受到高度重视。(3)机床配套部件产业迅速发展。配套件产业的发

26、展不但有助于提高机床的速度和性能，而且可以大大缩短主机的生产周期，降低生产成本。(4)追求更加完善的控制系统。使零件程序可以离线开发，操作者可以在屏幕上观察、检测刀具运行情况和加工过程，便于操作者对数控机床加工工件过程进行必要的修正和优化。3.2德国的数控技术发展 德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植，于1956年研制出第一台数控机床后，德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精

27、密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统，均为世界闻名，竞相采用。3.3日本的数控技术发展 日本机床工业产值在1982年开始就成为世界第一，虽然在2009年受金融危机影响日本机床工业产值跌落至世界第三，但是至今数控机床的产量.出口量居世界首位，占世界广大世界50%以上。以2009年数据为例，2009年日本的机床出口额为3214亿日元，其中数控机床出口额达2943亿日元，大力出口包括中国、韩国在内和中国台湾地区的东亚地区，数控化率高达91.6%（见表3）。 图32009年日本

28、机床出口地区分布 日本发那科公司(FANUC)是世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力一流的数控公司，目前FANUC数控系统月生产能力超过7000套，大量出口国外，销售额在世界数控市场上占50%，在日本国内占70%。FANUC公司以远见卓识，引进技术、自主创新著称，FANUC成立为基础研究所和商品开发研究所。在基础研究所中进行的是5年、10以后商品开发所需之技术基础研究，商品化目标一旦决定，立即转到商品开发研究所，努力在一年内拿出成果。针对中国大、中档、价廉物美的数控机床市场的需求量，中国需要量大面广的数控系统配套，发那科于1985年开发出O系列的数控系统，抢先于美国和德国占领了中国的数控市

29、场，并在1992年由北京机床研究所与日本FANUC公司合资组建北京FANUC机电有限公司，在中国大量推销O系列的数控系统，获取了巨大利润。3.4我国的现状 我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。我国数控产业发展迅速，19982004年中国国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国。在十五期间，中国数控机床的产量2001年为17500台，2002年24800台，2003年36813台，2

30、004年51861台，2004年的机床产量是2000年的3.7倍，平均年增长达到39%之多；2005年中国的国产数控机床产量59639台，接近6万台的大关，。“十五”期间，中国市场需求旺盛是机床行业发展迅猛的主要原因是，特别是汽车和机械制造行业对中国本土机床工业提出加工高质量、大范围和不断更新的要求。发展需要。2007年，中国数控金切机床产量达123,257台，数控金属成形机床产量达到3,011台；中国国产数控机床拥有量约50万台，其中进口机床约20万台。 从行业总体来看，从1992年开始中国机床行业开始了良好的发展时期。从1999年开始的恢复性增长算起，中国机床行业的工业总产值已连续4年呈两

31、位数增长。2003机床工业总产值548亿元，同比增长30%，其中进口44亿美元，出口6.84亿美元。中国机床全行业利润约为13亿元，同比去年增长3%。2002年机床工具部分产品进口情况见表1。 表1 产品名称 进口量(台) 进口额 电加工机床 4,636 3,224 加工中心(包括组合机床、组合生产线) 3,001 31,404 数控车床(包括车削中心) 9,864 19,74O 钻、镗、铣床 14,599 27,561 刨、插、拉、齿轮加工机床 7,742 11,166 锻压机床 30,362 63,337 其它机床 15,869 25,672 从产品结构看，中国的数控机床产业也正经历着可以

32、说是历史上最好的变革时期。从1999年到2009年，中国数控机床数量增长了5倍，从数控机床的品种看，经济型数控机床所占比例从1992年的10%增长到2002年的37%。这个结构的变化说明了中国机床行业的整体素质有了很大的改善和提高。 从组织结构上看，中国机床行业的企业所有制构成发生了明显的变化。据2001年随机抽样调查统计400个企业，其中国有和集体企业是251个，占63%，其它为合资企业、民营企业、股份制企业，甚至外商独资企业。与95年同类调查相比，当时国有企业占93%。更能说明这个变化的是在这400个企业的产值中，国有企业只占50.6%，利润只占23.4%，而固定资产却占79%。从所有制构

33、成的变化可以看出，当前中国机床工具行业的形势好转是有保障条件的，包括国有企业内部的改革引起的体制、机制的变化，是这一条件的主要因素。 经20年的高速发展，中国数控机床的性能和可靠性有了较大的提高，逐渐被广大的用户认可，但是由于中国的数控系统技术含量低，产生的附加值少，与外国的进口系统相比缺乏竞争性，无法进行全面抗衡，只能在低端市场占有一席之地。在中国国内，国产的经济型机床占据了95以上的市场份额；国产的中档机床只占大约20的市场份额；而在高档机床市场中，中国自主生产的机床则仅占大约2的市场份额。在年月份举办的上海数控机床展览会和年月在北京举办的国际机床展览会上，可以看到多品种的国产机床的繁荣景

34、象。但也反映出许多问题：（） 低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销；（） 高技术水平、全功能的数控机床主要靠从发达国家进口；（） 高档数控机床配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；（） 应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；（） 数控系统的自行开发能力较差；数控机床的拥有量反映了一个国家的国防实力和经济能力。中国是全世界机床拥有量最多的国家（近万台），但是中国的机床数控化率远远低于美国日本等发达国家，仅达到左右，美国日本等发达国家数控化率一般能达到左右。日本拥有万台机床却拥有相比于我国近倍的制造能力。已有数控机床利用率、开动率低，机床数控化率低，这是我国世纪工业发展必须要解决

35、的最主要问题。每年中国要进口台数控机床花，花费十几亿美元，即使这样也很难把中国工业的机床数控化率大幅度提升。中国数控技术还有努力发展，特别是高端数控技术的发展，希望中国数控技术可以达到世界领先水平。四、数控技术的发展趋势 数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。数控技术的发展不但使传统制造业发生了革命性的变化，使制造业成为了一个国家工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展进步和应用领域的扩大，数控技术对国计民生的一些重要行业(汽车、IT、轻工、医疗等)的发展起着的作用越来越大，这些行业所需装备用数字化的数控机床加工制造已是现代发展的大趋势。现在世界数控技术及其装

36、备发展的趋势主要研究热点有以下几个方面：4.1高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率和质量是当今世界先进制造技术的主体。高速、高精度的数控机床可以在多品种、变批量加工环境下保持高效与柔性。高速、高精的加工技术可以极大地提高加工效率，节约加工时间，提高产品的质量和档次，降低企业成本和提高市场竞争力。 2012以来，中国自主研发的航母舰载机歼-15的消息让国人倍受鼓舞，而歼-15航母舰载机作为我国自主研发的战机，不仅表现了中国的军事实力的快速发展，特别是是展现了我国开始具备远海进攻能力，可以遇敌于外，而且表现了我国制造业的尖端水平，这其中，我国数控机床行业功不可没。歼-15航母舰载机中有一些特殊的

37、零部件必须要加工成薄壁和薄筋，飞机零件材料可能为刚度差的铝或者铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下。才能加工出这些薄壁和薄筋。数控技术的高速正符合加工要求，目前高速加工中心进给速度可达80m/min以上，机床空运行速度可达100m/min左右。数控技术的应用，使得一些特殊的零件能够顺利并迅速地加工出来，有效地节省更多的能源好资源。 在加工精度方面，以遵循了“0.1毫米工程为理念，努力提高零件质量。使歼-15航母舰载机装配出来尽量没公差，提高歼-15制造质量，延迟使用寿命。目前普通级数控机床加工精度已经达到5m，精密级数控机床则从35m，提高到了11.5m，超精密数控机床的加工精度已经开

38、始进入纳米级(0.01m)。 为了实现高速、高精加工，与之高档数控机床配套的功能部件如电主轴、直线电机正在进行快速的发展，数控技术的应用领域也进一步扩大。4.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展 5轴加工是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时进行加工。 5轴联动数控机床可以加工具有复杂曲面的机械配件，特别在解决叶片、叶轮、大型柴油机曲轴、船用螺旋桨等方面具有独特的优势。5轴数控机床对于一个国家的军事、精密医疗设备、航空航天、科学研究、精密仪器等行业有着举足轻重的影响力，堪称“制造业之灵魂”。直线电机驱动技术，经过了十几年的

39、发展现在已经非常成熟。具有最佳的定位精度和较高的动态性。直线电机还具有可靠性高、加速度大（2kg）和免维护等特点。直线电机的转速范围大，可以让机床进行大切削量的强力切削，可以有效地降低零件的加工时间和辅助时间，提高了生产效率，降低企业生产成本。 5轴数控机床加工零件，可以预先精确的估计加工时间，所要使用的刀具、夹具，可对生产进行规范化、现代化管理。5轴联动数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，使加工信息标准化，五轴联动数控机床与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，努力成为现代集成制造技术。5轴联动机床有立式、卧式和摇篮式等立式 摇篮式 卧式 随着市场中复合化-产品对外观曲

40、线要求的提高，目前五轴数控机床发展已经开始成熟，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。 5轴机床中以“五轴联动数控”难度最大、应用范围最广，它是集计算机控制、精密加工技术和高性能伺服驱动于一体，是应用于加工复杂曲面的高效、精密、自动化加工机床。五轴联动数控机床加工效率相当于两台普通的三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。五轴联动数控机床是军事、船舶、精密医疗设备、航空航天、模具、精密仪器发电、高精密仪器等军工部门和民用工业迫切需要的关键加工设备。五轴联动数控技术已经成为一个国家工业化水平高低的标志。 4.3智能化、开放

41、式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 网络化的数控装备成为最近几年国际数控机床博览会上的一个新亮点。随着制造企业、生产线、制造系统对信息集成的需求，数控装备的网络化开始快速发展，数控装备的网络化成为了实现新的制造模式如虚拟企业、敏捷制造、全球制造的基础单元。数控网络化是指通过网络、Intranet将制造单元和控制部件连接，把制造过程所需资源（如工具、加工程序、机床、检测监控仪器等）通过网络进行共享。智能化、网络化的数控系统平台由内部网络（现场总线网络）和外部网络o系统硬件和系统软件组成。系统软件包括通讯系统、实时操作系统、设备驱动程序以及其他可供选择的系统程序，如数据库系统和图形系统。系统

42、软件通过标准的应用程序接口（即接口可以是一致的。也可以通过设备驱动程序使之与操作系统分隔。系统硬件通过信息管理网络和开放网络互连，可以用来传递命令和数据信息，并行完成数控任务。对于数控系统硬件来讲，开放性主要是指其计算机、网络、伺服系统及IO逻辑控制等单元应该具有统一的标准，以实现互换性。要使其硬件具有互换性，全球所有数控系统制造商都认为应该采用现场总线技术。开放式数控系统是指数控系统的开发可以在统一的运行平台上开发数控系统，对于数控机床厂家和最终用户，形成系列化。并且可以把用户的特殊要求集成到数控系统中制造出不同品种、不同功能、不同档次的数控系统。开放式系统能在不同的平台之上有效地运行并且可

43、以和其他的应用系统相互操作，并可以提供与用户互相交流的风格，即开放式数控系统具有可移植性、互操作性、可伸缩性和可互换性。随着国际计算机软硬件技术的快速发展，目前对开放式系统最新的具体的看法包括：（1）开放式控制系统应具备柔性的硬件和软件，可以改变硬件的基本配置，而软件也可以在所有的控制级别上改变。（2） 开放式结构系统的软硬件必须可以真正“即插即用”的，如果开放式控制系统必须要被“召回”才可以安装新的硬件和软件。那就不能做到真正的开放。（3） 控制器必须是标准化的。可以使第三方能在此基础上开发新的硬件和软件，使开放式控制系统可以进行升级。（4） 开放式系统必须允许可以增加第三方软件作为系统的部

44、件。在使系统能在部件级别上与其他部件集成。使数控系统可以共享数（5） 开放式控制系统可以在系统级别上同其他系统协同工作，也就是所谓的智能化数控系统，像一个人一样可以自我学习对影响加工精度和效率的物理量进行提取特征、检测、建模、自动感知加工系统的内部状态及外部环境，智能数控系统可以快速做出可以实现最佳目标的智能决策，实时控制机床的切削深度、进给速度、主轴转速、坐标移动等工艺参数，使机床的处于最佳状态的加工状态。现在数控系统要满足的功能不仅仅只是高的性能（高精度、高转速、高可靠性）。而且还应该具有许多智能功能如加工环境的感知能力、加工运动规划、推理、制造网络通信能力（包括与人的交互）、智能数据库、

45、智能编程、智能监控等。 经过实践证明，21世纪，新一代数控机床的调整、使用与维修等各个环节需要上述的“智能化”技术，可以大大简化人工参与，节约企业的人力成本，充分利用自然语言，优化人机界面，使工作人员可以通过视窗界进行简单化的人工运作使机床的维护、使用与维修趋于“傻瓜化”。 目前中国基本掌握网络化数字化制造系统的基础技术，已经开发出了达到了国际先进水平的数控系统如航天I型、华中I型、蓝天I型和中华I型等。开放式智能化、网络化数控系统能的发展可以快速的提高我国数控技术和产业化水平，中国现在已经充分认识了发展开放式智能化、网络化数控技术的必要性，目前中国努力开发我国自主版本的数控系统，对数控系统进

46、行示范应用，努力推动我国新一代数控系统的发展，对国产数控系统市场竞争提高、数控系统规模化生产的实现奠定具有十分重要的意义。4.4 绿色制造 制造业的快速发展推进了人类工业化进程,但是随着环境污染、资源和能源枯竭以及人口增长等问题,环境污染已经开始危及到人类的生存和发展。美国能源部报告预测：未来20年全球能源消耗将增加60%，造成全球环境污染排放物的70%以上来自制造业，制造业每年产生约55亿吨无害废物和7亿吨有害废物，报废产品的数量更是惊人。 绿色制造就是要在生产制造过程各环节中体现“绿色环保”意识，在生产制造过程中，要使资源利用率最高，同时消耗要最低，环境污染要最小，从产品的设计开始，努力在

47、材料选用、制造、使用过程直至产品报废回收，形成“绿色”的全过程。绿色制造技术涉及到先进制造工艺、设备现代设计技术、环境工程技术、环境技术标准、通信网络及数据库支撑技术、系统工程技术、并行工程技术以及政策法规等。这些技术主要集中体现在数控设备资源充分利用方面。因此，努力充分利用数控设备资源，提高数控设备资源利用率就成了绿色制造的重中之重。 在绿色制造的产业链中，努力提高数控设备资源利用率，对于推进绿色制造具有重要意义。在2007年，中国的数控设备约70万台，但是中国数控设备大多落后和资源利用率低，目前我国军工行业正在“实施数控机床专项增效计划”，开展了“高效数控集成制造技术攻关”和“基于切削过程

48、仿真的数控加工工艺优化技术攻关”，开始尝试绿色制造，高数控设备资源利用率，使制造业的快速发展的同时，又保护环境。结 论 现代数控技术是现代先进制造技术的基础，数控技术的发展和应用，开创了制造业一个的新时代，数控技术成为了提高产品质量和劳动生产率必不可少的手段，数控技术的发展成为影响国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要因素，数控技术水平的高低已经成为衡量一个国家工业化程度的核心标志。未来的数控技术将向高速、高精加工、5轴联动加工、智能化、开放式、网络化和绿色制造方向发展。中国的数控技术经过20年的高速发展，数控机床的性能和可靠性有了较大的提高，逐渐被广大的用户认可，但是由于中国的数控系统技术含量低，产生的附加值少，与外国的进口系统相比缺乏竞争性，无法进行全面抗衡，只能在低端市场占有一席之地。已有数控机床利用率、开动率低，机床数控化率低，这是我国世纪工业发展必须要解决的最主要问题。我国要充分认识到发展数控技术的紧迫性，参与国际市场竞争，努力抓住机遇，认真研究这些新趋势、新技术、新理论，采取相应的措施，提高国产数控技术的市场竞争力，使我国早日赶超世界数控技术生产强国。、 致 谢 行文至此，我的这篇论文已接近尾声；岁月如梭，我四年的大学时光也即将敲响结束的钟声。离别在即，站在人生的又一个转折点上，心中难免思绪万千，一种感恩之情油然而生。育我成才者老师。感谢我的指导老师