时间：2023-05-30 10:43:28
20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。
采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporation）实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±0.0381mm（±0.0015in），达到了当时的最高水平。
1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。
这台机床是一台试验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。
在此以后，从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。
数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。
然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。
到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到1966年实际使用的约6000台数控机床中，85%是点位控制的机床。
数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、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卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。
1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。 1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。
80年代，国际上出现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。
目前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。
所以机床数控技术，被认为是现代机械自动化的基础技术。
那什么是车床呢？据资料所载，所谓车床，是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。
古代的车床是靠手拉或脚踏，通过绳索使工件旋转，并手持刀具而进行切削的。1797年，英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床，并于1800年采用交换齿轮，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年，另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。
为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床；1848年，美国又出现回轮车床；1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床；20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。
第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他机械工业的需要，各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。50年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床，70年代后得到迅速发展。
车床依用途和功能区分为多种类型。
普通车床的加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。
转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。
自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。
多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高3～5倍。
仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10～15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型
立式车床的主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横粱或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件，一般分为单柱和双柱两大类。
铲齿车床在车削的同时，刀架周期地作径向往复运动，用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。
专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床，如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。联合车床主要用于车削加工，但附加一些特殊部件和附件后，还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工，具有“一机多能”的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站
看机床的水平主要看金属切削机床，其他机床技术和复杂性不高，就是近几年很流行的电加工机床，也只是方法的改变，没什么复杂性和科技含量。
我国的数控磨床水平不错，每年都有大量出口，因为它简单，基本属于劳动密集型。
金属加工主要是去除材料，得到想得到的金属形状。去除材料，主要靠车和铣，车床发展为数控车床，铣床发展为加工中心。高精度多轴机床，可以让复杂零件在精度和形状上一次到位，例如，飞机上的一个复杂零件，以前由很多种工人：车工、铣工、磨床工、画线工、热处理工用好几个月干，其中还有报废的，最新的复合数控机床几天甚至几个小时就全干好了，而且精度比你设计的还高。零件精度高就意味着寿命长，可靠性好。
由普通发展到数控，一个人顶原来的十个，在精度上，更是没法说，适应性上，零件变了，换个程序就行。把人的因素也降为最低，以前在工厂，谁要时会车涡轮、蜗杆，没个10年8年的不行，要是谁掌握了，那牛得很。现在用数控设备，只要你会编程，把参数输进去就可以了，很简单，刚毕业的技校学生都会，而且批量的产品质量也有保证。
自美国在50年代末搞出世界一台数控车床后，机床制造业就进入了数控时代，中国在六十年代也搞出了第一代数控机床，但后来中国进入了什么年代，大家都知道。等80年代我们再去看世界的数控机床水平，差距就是20年了，其实奋起直追还有希望，但国营工厂不思进取，到了90年代，我们再去看世界水平，已有30年的差距了。中国改革开放前走的是苏联的路子，什么叫苏联的路子，举个例子来讲：比如，生产一根轴，苏联的方式是建一个专用生产线，用多台专用机床，好处是批量很容易上去，但一旦这根轴的参数发生了变化，这条线就报废了，生产人员也就没事做了。在1960－1980年代，国营工厂一个产品生产几十年不变样。到了1980年代后，当时搞商品经济，这些厂不能迅速适应市场，经营就困难了，到了90年代就大量破产，大量职工下岗。现代的生产也有大批量生产，但主要是单件小批量，不管是那种，只要你的设备是数控的，适应起来就快。专业机床的路子已经到头了， ;西方走的路和前苏联不一样，当年的“东芝”事件，就是日本东芝卖给苏联了几台五轴联动的数控铣床，让苏联在潜艇的推进螺旋桨上的制造，上了一个档次，让美国的声纳听不到潜艇声音了，所以美国要惩处东芝公司。由此也可见，前苏联的机床制造业也落后了，他们落后，我们就更不用说了。虽然，美国搞出了世界第一台数控机床，但数控机床的发展，还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一，数控机床无非就是搞机电一体化，机械方面德国已没问题，剩下的就是电子系统方面，德国的电子系统工业本来就强大，所以在上世纪六、七十年代，德国就执机床界的牛耳了。
但日本人的强项就是仿造，从上世纪70年代起，日本大量从德国引进技术，消化后大量仿造，经过努力，日本在90年代起，就超越了德国，成为世界第一大数控机床生产国，直到现在还是。他们在机床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在机床复合（一机多种功能）化方面，是世界第一。数控机床的核心就在数控系统方面，日本目前在系统方面也排世界第一，主要是它的发拿科公司。第一代的系统用步进电机，我们现在也能造，第二代用交流伺服电机。现在的数控系统的核心就是交流伺服电机和系统内的逻辑控制软件，交流伺服电机我们国家目前还没有谁能制造，这是一个光学、机械、电子的综合体。逻辑控制软件就是控制机床的各轴运动，而这些轴是用伺服电机驱动的，一般的系统能同时控制3轴，高级系统能控制五轴，能控5轴的，五轴以上也没问题。我们国家也由有5轴系统，但“做秀”的成份多，还没实用化。我们的工厂用的五轴和五轴以上机床，100％进口。
机床是一个国家制造业水平高低的象征，其核心就是数控系统。我们目前不要说系统，就是国内造的质量稍微好一点的数控机床，所用的高精度滚珠丝杠，轴承都是进口的，主要是买日本的，我们自产的滚珠丝杠、轴承在精度、寿命方面都有问题。目前国内的各大机床厂，数控系统100％外购，各厂家一般都买日本发那科、三菱的系统，占80％以上，也有德国西门子的系统，但比较少。德国西门子系统为什么用的少呢？早期，德国系统不太能适合我们的电网，我们的电网稳定性不够，西门子系统的电子伺服模块容易烧坏。日本就不同了，他们的系统就烧不坏。近来西门子系统改进了不少，价格方面还是略高。德国人很不重视中国，所以他们的系统汉语化最近才有，不像日本，老早就有汉语化版的。
就国产高级数控机床而言，其利润的主体是被外国人拿走了，中国只是挣了一个辛苦钱。
美国为什么没有能成为数控机床制造大国呢？这个和他们当时制定产业政策的人有关，再加上当时美国的劳动力贵，买比制造划算。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，没有它，飞机、大炮、坦克、军舰的制造都有问题，所以他们重新制定政策，扶植了一些机床厂，规定了一些单位只能买国产设备，就是贵也得买，这就为美国保留了一些数控机床行业。美国机床在世界上没有什么竞争力。
欧洲的机床，除德国外，瑞士的也很好，要说超高精密机床，瑞士的相当好，但价格也是天价。一般用户用不起。意大利、英国、法国属于二流，中国很少买他们的机床。西班牙为了让中国进口他们的机床，不惜贷款给中国，但买的人也很少??借钱总是要还的。
韩国、台湾的数控机床制造能力比大陆地区略强，不过水平差不多。他们也是在上世纪90年代引进日本技术发展的。韩国应该好一点，它有自己制造的、已经商业化了的数控系统，但进口到中国的机床，应我们的要求，也换成了日本系统。我们对他们的系统信不过。韩国数控机床主要有两家：大宇和现代。大宇目前在我国设有合资企业。台湾机床和我们大体一样，自己造机械部分，系统采购日本的。但他们的机床质量差，寿命短，目前在大陆影响很坏。其实他们比我们国产的要好一点。但我们自己的差，我们还能容忍，台湾的机床是用美金买来的，用的不好，那火就大了。台湾最主要的几家机床厂已打算把工厂迁往大陆，大部分都在上海。这些厂目前在国内的竞争中，也打着“国产”的旗号。
近来随着中国的经济发展，也引起了世界一些主要机床厂商的注意，2000年，日本最大的机床制造商“马扎克”在中国银川设立了一家数控机床合资厂，据说制造水平相当高，号称“智能化、网络化”工厂，和世界同步。今年日本另外一家大机床厂大隈公司在北京设立了一家能年产1000台数控机床的控股公司，德国的一家很有名的企业也在上海设立了工厂。
目前，国家制定了一些政策，鼓励国民使用国产数控机床，各厂家也在努力追赶。国内买机床最多的是军工企业，一个购买计划里，80％是进口，国产机床满足不了需要。今后五年内，这个趋势不会改变。不过就目前国内的需要来讲，我国的数控机床目前能满足中低档产品的订货。
美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同，各有特点。
1.美国的数控发展史
美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务，并且提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、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，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是，偏重於基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。
2.德国的数控发展史
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。，於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.日本的数控发展史
日本政府对机床工业之发展异常重视，通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后，1978年产量(7，342台)超过美国(5，688台)，至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46，604台，出口27，409台，占59%)。战略上先仿后创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确，仿创结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。该公司现有职工3，674人，科研人员超过600人，月产能力7，000套，销售额在世界市场上占50%，在国内约占70%，对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。
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， 中国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。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。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年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%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，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，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控，系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。
在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。
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。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年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%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，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，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控，系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。
2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。目前正在提高机械加工设备的数控化率，1999年，我们国家机械加工设备数控华率是5－8％，目前预计是15－20％之间。 一、 什么是数控机床 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。 我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。 我国目前各种门类的数控机床都能生产，水平参差不齐，有的是世界水平，有的比国外落后10－15年，但如果国家支持，追赶起来也不是什么问题，例如：去年，沈阳机床集团收购了德国西思机床公司，意义很大，如果大力消化技术，可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。， 近几年随着中国制造的崛起，欧洲不少企业倒闭或者被兼并，如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气，有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭，例如：新泻铁工所。 二、 数控设备的发展方向 六个方面：智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。目前德国和瑞士的机床精度最高，综合起来，德国的水平最高，日本的产值最大。美国的机床业一般。中国大陆、韩国。台湾属于同一水平。但就门类、种类多少而言，我们应该能进世界前4名。 三、 数控系统 由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界最大的三家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。 华中数控这几年发展迅速，软件水平相当不错，但差就差在电器硬件上，故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军，但机床的硬件方面不行，质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控系统也不错。 我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。
四、 机床精度 1、机械加工机床精度分静精度、加工精度（包括尺寸精度和几何精度）、定位精度、重复定位精度等5种。 2、 机床精度体系：目前我们国家内承认的大致是四种体系：德国VDI标准、日本JIS标准、国际标准ISO标准、国标GB，国标和国际标准差不多。 3、 看一台机床水平的高低，要看它的重复定位精度，一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准.、统计法)，就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO标准.、统计法)以下，就是超高精度机床，高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。 ;4、 加工出高精度零件，不只要求机床精度高，还要有好的工艺方法、好的夹具、好的刀具。 五、 目前世界著名机床厂商在我国的投资情况 1、2000年，世界最大的专业机床制造商马扎克（MAZAK）在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司，生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。机床质量不错，目前效益良好，年产600台，目前正在建2期工程，建成后可以年产1200台。 2、2003年，德国著名的机床制造商德马吉在上海投资建厂，目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右。 3、2002年，日本著名的机床生产商大隈公司和北京第一机床厂合资建厂，年生产能力为1000台，生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。 4、韩国大宇在山东青岛投资建厂，目前生产能力不知。 5、台湾省的著名机床制造商友嘉在浙江萧山投资建厂，年生产能力800台。 5、民营企业进入机床行业情况 1、浙江日发公司，2000年投产，生产数控车床、加工中心。年生产能力300台。 2．2004年，浙江宁波著名的铸塑机厂商海天公司投资生产机床，主要是从日本引进技术，目前刚开始，起点比较高。 3．2002年，西安北村投产，名字象日本的，其实老板是中国人，采用日本技术。生产小型仪表数控车床，水平相当不错。 六、军工企业技改情况 军工企业得到国家拨款开始于当年“大使馆被炸”，后来台湾阿扁上台后，大规模技改开始了，军工企业进入新一轮的技改高峰，我们很多军工企业开始停止购买普通设备。尤其是近3年来，我们的军工企业从欧洲和日本买了大批量的先进数控机床。也从国内机床厂哪里采购了大批普通数控机床，国内机床厂商为了迎接这次大技改，也引进了不少先进技术，争取军工企业的高端订单。 听在军工企业的朋友讲，阿扁如果再能“顶”三年，我们的整体水平会上一个台阶。 其实，胡锦涛总书记掌权以来，已经把国防事业提到了和经济发展一样的高度上，他说，我们要建立和经济发展相适应的国防能力，相信再过10年，随着我国国防工业和汽车行业的发展，我们国家会诞生世界水平的机床制造商，也将会超越日本，成为世界第一机床生产大国。
参考文献
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4.《机床数控系统的发展趋势 》 黄勇 陈子辰 浙江大学
5.《中国机械工程》
6.《数控机床及应用》作者：李佳
7.《机械设计与制造工程》2001年第30卷第1期
8《机电新产品导报》 2005年第12期
9.《瞭望》 2007年第37期
(1)编程误差:主要是数控编程时数控系统产生的插补误差,主要由于用直线段或圆弧段避近零件轮廓时产生的。这是影响零件加工精度的一个重要因素。可以靠增加插补节点数解决,但会增加编程工作量。
(2)刀尖圆弧误差:在切削内孔、外因或端面时,刀尖圆弧不影响其尺寸、形状,但在加工锥面或圆弧时受刀尖圆弧影响造成过切或少切。此误差可通过测量刀尖圆弧半径,采用刀具半径补偿功能来消除误差。
(3)测量误差:主要是受量具测量精度以及测量者操作方法影响,导致的实测尺寸不准确。此误差可弥补。
(4)对刀误差:此误差主要产生在对刀过程中,刀具在移动到起刀点位置时受操作系统的进给修调比例值影响。解决办法是合理选择进给修调比例,尤其是当刀具靠近起刀点位置时采用最小挡进给修调使刀具精确定位于起刀点位置。
(5)机床系统误差:受机床本体影响产生的形位公差,此公差一般不可调整;伺服单元,驱动装置产生的重复定位误差,主要由系统受机床脉冲当量大小、均匀度及传动路线影响;这些误差量很小且稳定,只有在精密加工时应予以考虑。
2对刀方法
数控加工的对刀,对其处理的好坏直接影响到加工零件的精度,还会影响数控机床的操作。所谓对刀,就是在工件坐标系中使刀具的刀位点位于起刀点(对刀点)上,使其在数控程序的控制下,由此刀具所切削出的加工表面相对于定位基准有正确的尺寸关系,从而保证零件的加工精度要求。在数控加工中,对刀的基本方法有试切法、对刀仪对刀、ATC对刀和自动对刀等。
2.1试切法
根据数控机床所用的位置检测装置不同,试切法分为相对式和绝对式两种。在相对式试切法对刀中,可采用三种方法:一是用量具(如钢板尺等)直接测量,对准对刀尺寸,这种对刀方法简便但不精确;二是通过刀位点与定位块的工作面对齐后,移开刀具至对刀尺寸,这种方法的对刀准确度取决于刀位点与定位块工作面对齐的精度;三是将工件加工面先光一刀,测出工件尺寸,间接算出对刀尺寸,这种方法最为精确。在绝对式试切法对刀中,需采用基准刀,然后以直接或间接的方法测出其他刀具的刀位点与基准刀之间的偏差,作为其他刀具的设定刀补值。以上试切法,采用“试切——测量——调整(补偿)”的对刀模式,故占用机床时间较多,效率较低,但由于方法简单,所需辅助设备少,因此广泛被用于经济型低档数控机床中。
2.2对刀仪对刀
对刀仪对刀分为机内对刀仪对刀和机外对刀仪对刀两种。机内对刀仪对刀是将刀具直接安装在机床某一固定位置上(对车床,刀具直接安装在刀架上或通过刀夹再安装在刀架上),此方法比较多地用于车削类数控机床中。而机外对刀仪对刀必须通过刀夹再安装在刀架上(车床),连同刀夹一起,预先在机床外面校正好,然后把刀装上机床就可以使用了,此方法目前主要用于镗铣类数控机床中,如加工中心等。采用对刀仪对刀需添置对刀仪辅助设备,成本较高,装卸刀具费力,但可节省机床的对刀时间,提高了对刀精度,一般用于精度要求较高的数控机床中。
2.3ATC对刀
AIC对刀是在机床上利用对刀显微镜自动计算出刀具长度的方法。由于操纵对刀镜以及对刀过程还是手动操作和目视,故仍有一定的对刀误差。与对刀仪对刀相比,只是装卸刀具要方便轻松些。自动对刀是利用CNC装置的刀具检测功能,自动精确地测出刀具各个坐标方向的长度,自动修正刀具补偿值,并且不用停顿就直接加工工件。与前面的对刀方法相比,这种方法减少了对刀误差,提高了对刀精度和对刀效率,但需由刀检传感器和刀位点检测系统组成的自动对刀系统,而且CNC系统必须具备刀具自动检测的辅助功能,系统较复杂,投入资金大,一般用于高档数控机床中。
在加工中心上一次安装工件后,需用刀库中的多把刀具加工工件的多个表面。为提高对刀精度和对刀效率,一般采用机外对刀仪对刀、ATC对刀和自动对刀等方法,其中机外对仪对刀一般广泛用于中档铿铣类加工中心上。在采用对刀仪对刀时,一般先选择基准芯棒对准好工件表面,以确定工件坐标原点,然后选择某一个方便对刀的面,采用动态(刀转)对刀方式。
3加工误差的原因及采取的措施
概括起来,产生对刀误差的原因有:
(1)当用试切法对刀时,对刀误差主要来源于试切工件之后的测量误差和操作过程中目测产生的误差。
(2)当使用对刀仪、对刀镜对刀和自动对刀时,误差主要未源于仪器的制造、安装和测量误差,另外使用仪器的技巧欠佳也会造成误差。
(3)测量刀具时是在静态下进行的,而加工过程是动态的,同时要受到切削力和振动外力的影响,使得加工出来的尺寸和预调尺寸不一致。此项误差的大小决定于刀具的质量和动态刚度。
(4)在对刀过程中,大多时候要执行“机床回参考点”的操作,在此过程中可能会发生零点漂移而导致回零误差,从而产生对刀误差。
(5)机床内部都有测量装置,最小度量单位的大小也与误差有关。一般说来,最小度量单位大的测装置其误差就大,最小度量单位小的测量装置其误差就小。
减小对刀误差的主要措施有:
(1)当用试切法对刀时,操作要细心。对刀后还要根据刀具所加工零件的实际尺寸和编程尺寸之间的误差来修正刀具补偿值,还要考虑机床重复定位精度对对刀精度的影响以及刀位点的安装高度对对刀精度的影响。
(2)当使用仪器对刀时,要注意仪器的制造、安装和测量精度。要掌握使用仪器的正确方法。
(3)选择刀具时要注意刀具的质量和动态刚度。
(4)定期检查数控机床零点漂移情况,注意及时调整机床。
关键词：数控机床；维护保养；合理使用
随着社会经济的发展和科学技术的进步，企业的自动化水平不断提高，数控机床作为一种高精密的机械设备被应用到生产制造中。数控机床具有精度高、自动化程度高的特点，在现代机械制造业中发挥着不可替代的作用，数控机床的应用极大地提高了零件生产的效率，促进了现代机械制造业的发展。但在数控机床的长期运行过程中，受到生产环境、电源电压、保养检修等多种因素的影响，容易出现严重的机械故障，影响数控机床的正常使用和运转。由于数控机床价格昂贵，且具有先进性、复杂性、智能化高的特点，对于数控机床的维护保养工作要求较高，如何做好数控机床的维护保养工作，成为越来越多企业研究和探索的方向。
1 数控机床的合理使用
数控机床作为一种高精密的机器设备，其机电一体化的程度较高，在现代机械制造业中扮演着重要的角色，极大的提高了机器设备的生产效率。作为机器设备，在使用过程中受到环境、空气、电源等多种因素的影响，使用不当容易造成数控机床的故障，影响其正常的使用和运转。在使用过程中，应加强对数控机床合理使用的重视，为数控机床的正常使用提供保障。
1.1 合理选择工作场地
数控机床在使用过程中应合理选择工作场地，选择优良并适合的工作场地进行使用。在合理选择工作场地时，应注意以下几点：首先，工作场地要避免阳光的直接照射和高温环境，避免过于潮湿、粉尘过多的场所，在使用中要选择干燥清洁的场地，有条件的企业应尽可能的将数控机床的使用置于空调环境下，保持恒定的室温；其次，数控机床由电子元件及金属外壳构成，在选择工作场地时，应避免存在腐蚀性气体的场所，避免因为腐蚀性气体造成的电子元件变质、金属零件腐蚀等问题，影响数控机床的正常使用；最后，数控机床作为自动化、智能化较高的机器，应远离振动较大的工作环境，远离对其产生振动影响的机器设备，必要时工作场地要采取防振措施，为数控机床的使用创造良好的工作场地。
1.2 强化合理使用意识
数控机床的使用不仅要合理的选择工作场地，更要在使用过程中强化合理使用的意识，增加数控机床的使用寿命，提高数控机床的工作效率。在使用过程中，企业要严格把握和控制数控机床的使用电源，增设稳压装置，减少电压不稳对数控机床使用产生的影响，为数控机床的合理使用提供基础的保障。企业要加强对数控对机床使用附件的管理，严格按照标准使用合格的附件，做好管理和控制工作，制定严格的采购和使用标准，强化合理使用的意识，为数控机床的正常的使用提供保障，更好地挥数控机床的加工能力。同时企业要强化机床使用人员的意识，提高使用人员的专业技术水平，建立一支高水平的维护保养队伍，为数控机床做好日常保养和维护提供专业的技术保障支持。
2 数控机床的维护保养方法
随着科学技术的发展，现代机械制造业的自动化、智能化水平越来越高，数控机床也越来越多的应用到生产制造中，促进了现代机械制造业的发展。数控机床的自动化、智能化水平较高，数控机床的维护保养也有较高的技术要求，在日常的使用中，不仅要加强数控机床的合理使用，更要采取科学合理的维护保养方法，为数控机床的正常使用提供保障。良好地维护保养是企业顺利生产的保证，数控机床的价格昂贵，在使用过程中进行维护保养有利于减少数控机床零件的损耗，提高数控机床的使用寿命，保障机床的正常使用。同时良好地维护保养有效地降低了数控机床的机械故障，降低了生产安全事故发生的概率，保障了企业的安全生产。
2.1 做好数控系统的管理工作，制定合理的保养制度
数控机床对工作场所的温度、湿度、气体等有着较高的要求，在使用过程中，要做好数控机床的管理工作，制定合理的保养制度。做好数控机床的维护保养工作，需要企业制定合理的保养制度及完善的操作规程，结合技术的发展及实际需要，对已有的制度和规程进行更新，做到与时俱进。同时企业要做好数控系统的管理工作，加强数控系统的防杂工作管理，及时清理数控机床内的灰尘杂质等，为数控机床的使用提供清洁的工作场地；做好数控柜通风系统的清理工作，及时对通风系统进行清理，保证数控机床工作时产生的热量及时散发掉，为数控机床的正常工作提供保障。
2.2 做好机械系统的维护保养工作
数控机床在机械生产中扮演着重要的角色，对数控机床维护保养的工作重视程度越来越高，数控机床的维护保养成为行业的重要任务。做好数控机床的维护保养工作，要加强机械系统的维护保养，主要包括主传动链、液压系统、气压系统、机床精度的维护保养工作。做好主传动链的保养工作，要定期调整主轴驱动带的松紧程度，还要检查主轴的恒温油箱的温度范围、补充油量及清洗过滤器；液压系统作为数控机床的动力系统，要加强对液压系统的定期检查，定期检查油箱内的油、冷却器及加热器、液压件、滤芯等液压系统的零部件。企业要做好机械系统的维护保养工作，加强机械系统维护保养工作的投入，为数控机床的正常使用提供硬件保障。
3 结束语
随着社会经济的发展和科学技术的进步，数控机床越来越多的应用到现代机械制造业中，极大地提高了生产制造的效率。数控机床作为一种价格昂贵、智能水平高的精密机器设备，企业要加强对数控机床的合理使用，为数控机床选择合理的工作场地，强化合理使用的意识，提高企业对合理使用数控机床的重视。在合理使用的前提下，企业要重视数控机床的维护保养工作，加大对维护保养工作的资金投入，做好数控机床的维护保养工作，提高数控机床的使用寿命，保障数控机床的正常使用。
参考文献
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采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporation）实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±0.0381mm（±0.0015in），达到了当时的最高水平。
1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。
这台机床是一台试验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。
在此以后，从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。
数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。
然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。
到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到1966年实际使用的约6000台数控机床中，85%是点位控制的机床。
数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、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卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。
1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。
80年代，国际上出现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。
目前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。
所以机床数控技术，被认为是现代机械自动化的基础技术。
那什么是车床呢？据资料所载，所谓车床，是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。
古代的车床是靠手拉或脚踏，通过绳索使工件旋转，并手持刀具而进行切削的。1797年，英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床，并于1800年采用交换齿轮，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年，另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。
为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床；1848年，美国又出现回轮车床；1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床；20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。
第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他机械工业的需要，各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。50年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床，70年代后得到迅速发展。
车床依用途和功能区分为多种类型。
普通车床的加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。
转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。
自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。
多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高3～5倍。
仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10～15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型
立式车床的主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横粱或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件，一般分为单柱和双柱两大类。
铲齿车床在车削的同时，刀架周期地作径向往复运动，用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。
专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床，如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。联合车床主要用于车削加工，但附加一些特殊部件和附件后，还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工，具有“一机多能”的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站
看机床的水平主要看金属切削机床，其他机床技术和复杂性不高，就是近几年很流行的电加工机床，也只是方法的改变，没什么复杂性和科技含量。
我国的数控磨床水平不错，每年都有大量出口，因为它简单，基本属于劳动密集型。
金属加工主要是去除材料，得到想得到的金属形状。去除材料，主要靠车和铣，车床发展为数控车床，铣床发展为加工中心。高精度多轴机床，可以让复杂零件在精度和形状上一次到位，例如，飞机上的一个复杂零件，以前由很多种工人：车工、铣工、磨床工、画线工、热处理工用好几个月干，其中还有报废的，最新的复合数控机床几天甚至几个小时就全干好了，而且精度比你设计的还高。零件精度高就意味着寿命长，可靠性好。
由普通发展到数控，一个人顶原来的十个，在精度上，更是没法说，适应性上，零件变了，换个程序就行。把人的因素也降为最低，以前在工厂，谁要时会车涡轮、蜗杆，没个10年8年的不行，要是谁掌握了，那牛得很。现在用数控设备，只要你会编程，把参数输进去就可以了，很简单，刚毕业的技校学生都会，而且批量的产品质量也有保证。
自美国在50年代末搞出世界一台数控车床后，机床制造业就进入了数控时代，中国在六十年代也搞出了第一代数控机床，但后来中国进入了什么年代，大家都知道。等80年代我们再去看世界的数控机床水平，差距就是20年了，其实奋起直追还有希望，但国营工厂不思进取，到了90年代，我们再去看世界水平，已有30年的差距了。中国改革开放前走的是苏联的路子，什么叫苏联的路子，举个例子来讲：比如，生产一根轴，苏联的方式是建一个专用生产线，用多台专用机床，好处是批量很容易上去，但一旦这根轴的参数发生了变化，这条线就报废了，生产人员也就没事做了。在1960－1980年代，国营工厂一个产品生产几十年不变样。到了1980年代后，当时搞商品经济，这些厂不能迅速适应市场，经营就困难了，到了90年代就大量破产，大量职工下岗。现代的生产也有大批量生产，但主要是单件小批量，不管是那种，只要你的设备是数控的，适应起来就快。专业机床的路子已经到头了，;西方走的路和前苏联不一样，当年的“东芝”事件，就是日本东芝卖给苏联了几台五轴联动的数控铣床，让苏联在潜艇的推进螺旋桨上的制造，上了一个档次，让美国的声纳听不到潜艇声音了，所以美国要惩处东芝公司。由此也可见，前苏联的机床制造业也落后了，他们落后，我们就更不用说了。虽然，美国搞出了世界第一台数控机床，但数控机床的发展，还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一，数控机床无非就是搞机电一体化，机械方面德国已没问题，剩下的就是电子系统方面，德国的电子系统工业本来就强大，所以在上世纪六、七十年代，德国就执机床界的牛耳了。
但日本人的强项就是仿造，从上世纪70年代起，日本大量从德国引进技术，消化后大量仿造，经过努力，日本在90年代起，就超越了德国，成为世界第一大数控机床生产国，直到现在还是。他们在机床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在机床复合（一机多种功能）化方面，是世界第一。数控机床的核心就在数控系统方面，日本目前在系统方面也排世界第一，主要是它的发拿科公司。第一代的系统用步进电机，我们现在也能造，第二代用交流伺服电机。现在的数控系统的核心就是交流伺服电机和系统内的逻辑控制软件，交流伺服电机我们国家目前还没有谁能制造，这是一个光学、机械、电子的综合体。逻辑控制软件就是控制机床的各轴运动，而这些轴是用伺服电机驱动的，一般的系统能同时控制3轴，高级系统能控制五轴，能控5轴的，五轴以上也没问题。我们国家也由有5轴系统，但“做秀”的成份多，还没实用化。我们的工厂用的五轴和五轴以上机床，100％进口。
机床是一个国家制造业水平高低的象征，其核心就是数控系统。我们目前不要说系统，就是国内造的质量稍微好一点的数控机床，所用的高精度滚珠丝杠，轴承都是进口的，主要是买日本的，我们自产的滚珠丝杠、轴承在精度、寿命方面都有问题。目前国内的各大机床厂，数控系统100％外购，各厂家一般都买日本发那科、三菱的系统，占80％以上，也有德国西门子的系统，但比较少。德国西门子系统为什么用的少呢？早期，德国系统不太能适合我们的电网，我们的电网稳定性不够，西门子系统的电子伺服模块容易烧坏。日本就不同了，他们的系统就烧不坏。近来西门子系统改进了不少，价格方面还是略高。德国人很不重视中国，所以他们的系统汉语化最近才有，不像日本，老早就有汉语化版的。
就国产高级数控机床而言，其利润的主体是被外国人拿走了，中国只是挣了一个辛苦钱。
美国为什么没有能成为数控机床制造大国呢？这个和他们当时制定产业政策的人有关，再加上当时美国的劳动力贵，买比制造划算。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，没有它，飞机、大炮、坦克、军舰的制造都有问题，所以他们重新制定政策，扶植了一些机床厂，规定了一些单位只能买国产设备，就是贵也得买，这就为美国保留了一些数控机床行业。美国机床在世界上没有什么竞争力。
欧洲的机床，除德国外，瑞士的也很好，要说超高精密机床，瑞士的相当好，但价格也是天价。一般用户用不起。意大利、英国、法国属于二流，中国很少买他们的机床。西班牙为了让中国进口他们的机床，不惜贷款给中国，但买的人也很少??借钱总是要还的。
韩国、台湾的数控机床制造能力比大陆地区略强，不过水平差不多。他们也是在上世纪90年代引进日本技术发展的。韩国应该好一点，它有自己制造的、已经商业化了的数控系统，但进口到中国的机床，应我们的要求，也换成了日本系统。我们对他们的系统信不过。韩国数控机床主要有两家：大宇和现代。大宇目前在我国设有合资企业。台湾机床和我们大体一样，自己造机械部分，系统采购日本的。但他们的机床质量差，寿命短，目前在大陆影响很坏。其实他们比我们国产的要好一点。但我们自己的差，我们还能容忍，台湾的机床是用美金买来的，用的不好，那火就大了。台湾最主要的几家机床厂已打算把工厂迁往大陆，大部分都在上海。这些厂目前在国内的竞争中，也打着“国产”的旗号。
近来随着中国的经济发展，也引起了世界一些主要机床厂商的注意，2000年，日本最大的机床制造商“马扎克”在中国银川设立了一家数控机床合资厂，据说制造水平相当高，号称“智能化、网络化”工厂，和世界同步。今年日本另外一家大机床厂大隈公司在北京设立了一家能年产1000台数控机床的控股公司，德国的一家很有名的企业也在上海设立了工厂。
目前，国家制定了一些政策，鼓励国民使用国产数控机床，各厂家也在努力追赶。国内买机床最多的是军工企业，一个购买计划里，80％是进口，国产机床满足不了需要。今后五年内，这个趋势不会改变。不过就目前国内的需要来讲，我国的数控机床目前能满足中低档产品的订货。
美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同，各有特点。
1.美国的数控发展史
美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、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，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是，偏重於基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。
2.德国的数控发展史
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。，於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.日本的数控发展史
日本政府对机床工业之发展异常重视，通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后，1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台)，至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台，出口27,409台，占59%)。战略上先仿后创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确，仿创结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人，科研人员超过600人，月产能力7,000套，销售额在世界市场上占50%，在国内约占70%，对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。
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，中国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。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。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年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%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，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，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。
在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。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。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年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%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，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，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。
2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。目前正在提高机械加工设备的数控化率，1999年，我们国家机械加工设备数控华率是5－8％，目前预计是15－20％之间。一、什么是数控机床车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。我国目前各种门类的数控机床都能生产，水平参差不齐，有的是世界水平，有的比国外落后10－15年，但如果国家支持，追赶起来也不是什么问题，例如：去年，沈阳机床集团收购了德国西思机床公司，意义很大，如果大力消化技术，可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。，近几年随着中国制造的崛起，欧洲不少企业倒闭或者被兼并，如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气，有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭，例如：新泻铁工所。二、数控设备的发展方向六个方面：智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。目前德国和瑞士的机床精度最高，综合起来，德国的水平最高，日本的产值最大。美国的机床业一般。中国大陆、韩国。台湾属于同一水平。但就门类、种类多少而言，我们应该能进世界前4名。三、数控系统 由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界最大的三家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。华中数控这几年发展迅速，软件水平相当不错，但差就差在电器硬件上，故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军，但机床的硬件方面不行，质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控系统也不错。我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。
四、机床精度1、机械加工机床精度分静精度、加工精度（包括尺寸精度和几何精度）、定位精度、重复定位精度等5种。2、机床精度体系：目前我们国家内承认的大致是四种体系：德国VDI标准、日本JIS标准、国际标准ISO标准、国标GB，国标和国际标准差不多。3、看一台机床水平的高低，要看它的重复定位精度，一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准.、统计法),就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO标准.、统计法)以下，就是超高精度机床，高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。;4、加工出高精度零件，不只要求机床精度高，还要有好的工艺方法、好的夹具、好的刀具。五、目前世界著名机床厂商在我国的投资情况1、2000年，世界最大的专业机床制造商马扎克（MAZAK）在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司，生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。机床质量不错，目前效益良好，年产600台，目前正在建2期工程，建成后可以年产1200台。2、2003年，德国著名的机床制造商德马吉在上海投资建厂，目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右。3、2002年，日本著名的机床生产商大隈公司和北京第一机床厂合资建厂，年生产能力为1000台，生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。4、韩国大宇在山东青岛投资建厂，目前生产能力不知。5、台湾省的著名机床制造商友嘉在浙江萧山投资建厂，年生产能力800台。5、民营企业进入机床行业情况1、浙江日发公司，2000年投产，生产数控车床、加工中心。年生产能力300台。2．2004年，浙江宁波著名的铸塑机厂商海天公司投资生产机床，主要是从日本引进技术，目前刚开始，起点比较高。3．2002年，西安北村投产，名字象日本的，其实老板是中国人，采用日本技术。生产小型仪表数控车床，水平相当不错。六、军工企业技改情况军工企业得到国家拨款开始于当年“大使馆被炸”，后来台湾上台后，大规模技改开始了，军工企业进入新一轮的技改高峰，我们很多军工企业开始停止购买普通设备。尤其是近3年来，我们的军工企业从欧洲和日本买了大批量的先进数控机床。也从国内机床厂哪里采购了大批普通数控机床，国内机床厂商为了迎接这次大技改，也引进了不少先进技术，争取军工企业的高端订单。听在军工企业的朋友讲，如果再能“顶”三年，我们的整体水平会上一个台阶。 其实，总书记掌权以来，已经把国防事业提到了和经济发展一样的高度上，他说，我们要建立和经济发展相适应的国防能力，相信再过10年，随着我国国防工业和汽车行业的发展，我们国家会诞生世界水平的机床制造商，也将会超越日本，成为世界第一机床生产大国。
参考文献：
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4.《机床数控系统的发展趋势》黄勇陈子辰浙江大学
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7.《机械设计与制造工程》2001年第30卷第1期
8《机电新产品导报》2005年第12期
9.《瞭望》2007年第37期
10.机械》2007年第34卷第8期
崛起的中国数控机床
在武侠小说里，得武林至宝“倚天剑”者便可叱咤风云、号令天下，而现实的国与国之间的国力竞争、经济角力、工业争霸中，高端数控机床真可以称得上是一柄锋芒锐利的“倚天之剑”。
“安得倚天剑，跨海斩长鲸”。倘若能够锻造出这样一柄倚天剑，高端装备制造业自然无往不胜，我国在航空装备、卫星及应用、轨道交通装备、海洋工程装备、智能制造装备等领域的实力也将在国际竞争中占据绝对优势，对我国的国防安全、制造业发展乃至人民生活都具有极大的意义。
高端数控机床的“江湖”
1952年，世界上第1台数控铣床横空出世，预告了制造业新时代的到来。从此，制造业的生产方式、产业结构、管理方式完全改变，世界制造业的格局发生了巨大的变化。
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。数控机床的操作和监控全部在数控单元中完成，它是数控机床的大脑。
半个世纪来，数控机床历经了两阶段六代的发展。随着电子信息技术的快速发展，如今的机床行业已经迈入了以数字化制造技术为一体的机电一体化时代，集计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感测量、机械制造于一身的高端数控机床就是其中的典型代表。
在这个工业科技为王的时代，高端数控机床的意义对于每个处在国际竞争格局中的国家来说都意义重大。在高端数控机床机床方面占有优势，就意味着在国防、军事、经济等方面占有全面的优势。
目前，德国、瑞士、日本和美国等发达国家是世界公认的机床强国，国际国内高端机床市场基本为这些国家的企业所占据，中端机床市场的市场主流是韩国机床和中国台湾机床，国产机床目前只能在低端市场徘徊。
在高端数控机床方面，我国显然还处于较为弱势的地位。国内对高端数控系统的需求，基本要依靠进口来解决，中高档数控系统和功能部件主要依赖进口，高档系统自给率不到5%，国产中高档数控系统加起来不到20%。
虽然目前情况不尽如人意，但是中国机床制造业有着较大的提升空间和可能。我国已经成为名副其实的机床大国。进入21世纪以来，我国机床工具行业一直保持着快速连续增长的态势，从2002年开始，我国机床工业规模连续多年排名世界前三。近年来，在高端数控机床方面的技术进展和突破的速度令世界为之瞠目。中国机床制造产业已经有了与国际巨头对话的实力与底气。
中国对高端数控机床的重要性和发展一直有着高度清醒的认识，一直不遗余力地推动着数控机床制造业的系统发展。中央政府从宏观上提出对机床行业发展具有推动力的政策、规划，“高档数控机床与基础制造装备”多年来一直被立为国家科技重大专项，而地方政府则是从当地实际出发，结合当地代表性机床企业给予相应的政策支持。过去的十余年，在市场需求旺盛、政策得力的情况下，中国机床制造业经历了飞跃式的发展，我国已经成为机床制造消费大国，机床工业规模连续多年排名世界前三。
“十二五”规划中，政府把高端制造业提到了一个战略性的高度。发展大型、精密、高速数控设备和功能部件被列为国家重要的振兴目标之一，计划到2020年，实现航空航天、船舶、汽车、发电设备制造所需要的高档数控机床与基础制造装备70%――80%立足国内。有业内人士分析指出，到2020年，中国高端机床不仅实现国内自给，还有望在世界市场上占据主导地位，虽非一统江湖，却可呼风唤雨。
中国机床十年“铸剑”
人们常说，十年铸剑，然而中国机床制造业走过的发展之路，又何止十年。时光回溯到新中国成立时，我国只能生产简易皮带机床1600台，到2009年生产金切机床58.2万台，其中数控机床12万多台，机床产值、产量均居世界第一。我国机床工业，可以说是从零起步，在成为世界第一机床生产大国的过程中，虽然历尽曲折，但显著的成绩更值得国人为之骄傲。
进入21世纪，中国机床制造业也进入了高速增长期。过去十年，对中国机床制造业来说，可以说是黄金十年。崛起的中国制造业拉动了机床的市场需求，随着市场需求旺盛、固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展迅猛、外商投资企业增长速度加快，在市场和政策的刺激下，“十五”和“十一五”期间，国产机床制造业发展势头十分强劲。
据国家统计局资料，“十五”期间，我国机床制造业产值产量与“九五”末期相比，以百倍翻增。2005年我国机床工具行业合计完成工业总产值l260亿元人民币，是“九五”末期的23倍；产品售收人1213亿元，是“九五”末期的239倍。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，是2001年的3.7倍，平均年增长39%；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的424倍。
“十一五”期间，中国机床制造业加速发力。国产机床产值的市场占有率方面，2007年为56.3%，2008年为61%，2009年继续提高，达到70.1%。2007年我国数控机床产量123，257台，比2006年增加32.6%。2008年我国数控机床受世界经济危机影响，产量122，211台，与2007年相比基本持平。2008年1-12月我国数控机床产量，受经济危机影响，7月后产量下降，12月已略有回升。2008年，我国机床工业消费机床194.4亿美元，居世界第一；生产机床139.6亿美元，居世界第三；出口机床21.1亿美元，居世界第六；进口机床75.9亿美元，居世界第一，机床进出口入超54.8亿美元。2009年我国数控机床产量明显增加，达143，904台，国产数控机床市场占有率达到62%，我国生产机床跃居世界第一，进口机床59亿美元，出口机床14.1亿美元，机床进出口入超44.9亿美元，进口和消费机床连续多年排名世界第一。
如今，我国机床产业不但蓬勃发展，还形成了具有鲜明地域特色的产业集群。沈阳、大连两市已成为全国数控车床、加工中心的最重要开发生产基地。齐重数控装备有限公司生产的大、重型数控车床，产量约占全国大、重型数控车床产量48%，产值约占全国大、重型数控车床产值50%。齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司生产的大、重型数控镗床，产量约占全国数控镗床产量35%，产值约占全国数控镗床产值30%。 以哈尔滨市为主，形成全国工具和特种复杂工具生产基地，其代表企业是哈尔滨量具刃具集团有限责任公司和哈尔滨第一工具有限公司。 长江三角洲地区，成为磨床（数控磨床）、电加工机床、板材加工设备、工具和机床功能部件（滚珠丝杠和直线导轨副）的主要生产基地。 以上海、无锡、杭州三市为主，形成我国磨床的生产开发基地。上海机床厂有限公司、杭州机床集团、无锡开源机床集团有限公司3家企业的磨床产值占全国磨床产值65%，磨床产量占全国磨床产量约42%，其中数控磨床产量占全国数控磨床产量74%。
在机床产业结构调整方面，中国机床制造业在“十一五”期间有所进展，取得了阶段性成果。
国内企业优化重组包括跨所有制的企业重组加速推进的同时，国际并购工作也在积极慎重进行。企业重组和国际并购使得内外企业的有机结合得到促进，为建立产业新格局、提高行业创新能力，实现规模化生产和提高国际竞争能力打下良好的基础。
从产品结构来看，机床工具产品的结构也发生了良性变化。中高档、专用产品取代低档、大路货产品成为主流；数控机床的产量比例逐年上升，普通机床产量比例逐年下降；新品生产逐渐超过传统老产品。
在技术创新方面，行业企业投入了更多的精力和财力，科技进步成果显著，自主创新成果的产业化进程加快，高精尖产品不断涌现，新技术新工艺应用广泛。
随着中国机床业的繁荣发展，中国机床业在国际上的影响也与日俱增。从1989年起每两年（逢单年）一次，由中国机床工具工业协会主办的中国国际机床展览会（CIMT）已成为有影响力的国际机床行业展会之一，位列世界机床四大展会之首，并成为了国际先进制造技术交流与贸易的重要场所。
十年铸剑，而今已臻大成。十年辉煌之后，中国已经迈开了由机床大国向机床强国前进的步伐，而不久的将来，中国的机床业将带动整个装备制造业，实现真正的腾飞。
从机床大国到机床强国
从机床大国到机床强国，并非一路坦途，必须有所超越才能到达巅峰。中国机床制造业的“利剑”虽已臻大成，却只有在经过“高精尖”的炉火淬炼后，才能铸成高端数控机床这柄“倚天宝剑”。
机械科学研究总院原副院长、中国机械工程学会常务理事屈贤明指出：“高性能数控系统、电主轴、纳米精度光栅等功能部件及整机设计制造的核心技术”，是发展高端数控机床最关键的因素，我国机床制造业在这些技术上的落后制约了我国高端数控机床的发展。
目前，世界上公认机床强国是德国、瑞士、日本和美国等发达国家，在这些高端机床制造强国，有很多企业规模不大，但产值很高。我国与这些国家相比，在高端数控机床的技术上还存在诸多差距。
第一，高性能数控系统相对薄弱。数控系统的体系结构、软硬配件、高速高精算法都需要长时间的研究和改善。国内电子基础产业落后，决定了我国高档数控系统的弱势表现。
尽管国产的低端数控系统基本把国外竞争对手挤出了中国市场，高端数控系统市场还是基本上在法那科和西门子等厂家的掌握中。
目前我国制造数控机床的厂家，多是购买国外的数控系统与自家的机床集成，自主生产的国产化数控系统比例太低。
第二，高速和高精度不足。国内产品在高度和高精度上表现不佳，在高速和高精度表现上以及在五轴加工和智能化方面，国内数控系统比国外产品表现要差，其平均无故障时间仅为国外国产品的1/4。
第三，关键零部件领域的薄弱限制了国产机床的高度。即使是最简单的零件，一旦要用在精密机床上，都必须达到一定的精密程度。而国产零件精密度不够，导致了国产机床很难达到理想高度。即使是应用了法那科或西门子数控系统的国产高端机床，与国外装配同样“大脑”的机床相比，转速只有国外的三分之一，误差范围是国外的5倍。
我国自主品牌制造业的核心竞争力普遍不强，中低端产能过剩、竞争尤为激烈，很多产业的高端环节都被外资品牌牢牢掌控；同时，在关键零部件和核心技术方面，长期以来一直被外资品牌‘卡着脖子’。
如今，高端数控机床的核心技术仍掌握在外资品牌手中，在关键零部件方面，国产机床也掣肘于人。由于高端机床研制能力落后，部分重点行业所需机床仍为西方控制，譬如在航空发动机、汽车发动机、船用柴油机和核电机组制造等核心制造领域，依然以进口为主。高端数控机床的种种薄弱之处，正是中国整个制造业的痛处，也是制约我国成为真正机床强国和制造强国的关键。要成为机床强国，中国的机床制造业必须突破在发展高端数控机床方面的一些瓶颈，这些瓶颈包括思路上的瓶颈、人才上的瓶颈和市场上的瓶颈。
在思路上，机床企业必须转变在企业决策和资源配置上以短期利益为导向的思路，不能鼠目寸光，唯订单马首是瞻，而是应当具备长远目光和全球视野，在产品的研发上更强调前瞻性，加大研发力度，着眼于在关键技术和核心部件上取得突破，从实质上提升产品。
二十一世纪的竞争，是人才的竞争，在高端数控机床的研发和生产上，更是如此。人的水平，决定了机器的水平。目前，我国相应的研发人员缺乏，较低的待遇也很难留住高级人才。机床企业必须加大对人才的培养和投入力度，着力培养大量的基础研究方面经验丰富、知识面宽广、对技术问题有深刻理解、擅长攻坚克难的高级人才。同时，还应提高大力提高科研人员的待遇，不仅要善于培养好人才，更要善于留住人才。
我国机床行业的市场瓶颈体现在高档机床缺乏市场需求，这是因为国内购买机床的用户对精度和质量要求较低造成。由于用户在技术改造时倾向于资金较低的投入，使得企业陷入订单充足时顾不上研发、订单减少时无力研发的怪圈。要改变这一状况，除了机床企业要有意识地主动引导市场需求外，有力的政策扶持也是必不可少的。
不可避免的激烈竞争
最初的爆发式增长已经过去，利益的驱使和政策的鼓励，将使高端装备领域将成为众多企业新的角力场，而蓬勃的中国市场与世界低迷的经济格局形成鲜明对比，显然对外资品牌的吸引力将日益增长。中国高端装备市场的竞争将日趋激烈，这是不可避免的。
长期以来，占据我国高端机床市场主导地位的一直是美国、日本、德国等企业，中端市场则是中国台湾机床、大陆机床、韩国机床三足鼎立，国产机床只有在低端市场才能占据主流地位。
而今，中端市场的平静状态将被彻底打破。打破这种状态的，一是我国机床业的开拓中高端市场的发展势头和发展目标决定的，二是世界经济的低迷和中国市场的利好，迫使一些原本只关注高端的外资机床品牌，有意在中档机床的市场中分一杯羹。市场牵一发而动全身，中端市场的竞争态势，也必将波及低端及高端市场的格局。
2012年中国从德国进口的机械比上一年增长了14%，并以24亿欧元的进口额成为德国机械工业的最大单一市场。德国机械制造商协会主席马丁・卡普表示，德国制造商不应忽略日益强劲增长的中档技术领域，因为新型工业国家正在越来越多地自行生产中档技术产品。卡普对于中国和印度市场中档技术领域表示出浓厚的兴趣，认为德国企业应当对这一领域加强关注。
虽然中国企业逐渐往中端市场靠拢，但中端市场仍然以中国台湾、韩国制造为主。中端市场是中国企业未来必须开拓的方向，在中端市场获得一席之地并稳定扩大市场份额对于中国机床制造业的发展至关重要。同时，也是往高端市场进发的必经之路。德国机床不论机床性能或制造工艺堪称行业龙头，其若进入我国中端市场，对非德系企业将造成相当的冲击。而对于意欲进军中高端的中国企业来说，并非利好消息，将会增强我国高端装备制造业发展的不确定性和曲折性。中端市场的竞争将更加激烈，中国机床业只有赢得这场厮杀，才能屹立在高端数控机床制造的巅峰。
“随着我国国民经济的转型升级，工业化初期的需求爆发式增长期即将过去。去年以来，国内机械工业需求增长呈现出放缓趋势；另一方面，各行业对装备水平、质量的要求将越来越高。”全国人大代表、奇瑞重工公司总经理王金富说：“与此同时，相对于国际上低迷的经济局势，我国的经济增长表现比较强劲，使发达国家企业加大了到我国争抢高端装备市场的力度。自主高端装备制造业赖以成长的市场，正面临国外厂商更为激烈的挤占。”
面对即将到来的德国等外企大规模入侵和激烈竞争，国内机床业除了苦练“内功“外，与中国台湾地区机床业加强合作也不失为一个有效的办法。近年来中国台湾的机床产业发展迅速，保持60%以上的增速，并在世界市场居第六位。2011年，台湾机床业产值达到50亿美元，为世界机床第六大生产地区和第四大出口地区，2012年出口额达42.36亿美元，有望超越意大利，成为仅次于日本、德国的第三大机床出口地。中国台湾每年出口到中国大陆及香港地区的机床价值约10亿美元，2012年出口到中国大陆的机床为14.31亿美元，占全部出口的33.8%。
中国大陆企业与台湾企业强化合作、加强技术交流对于中国机床业的发展有诸多益处，对大陆企业向高端发展、技术的提升、制造能力的增强以及创新思维上都能起到良好的促进作用。通过技术引进、项目合作实现共同发展，提升市场竞争力，从而有效应对外企对我国机床市场的挤占，保障行业良好的生存和成长空间。
2020，中国高端机床的天下
尽管目前行业存在诸多瓶颈、激烈竞争即将到来，业内对于机床制造业突破瓶颈、国产高端数控机床在未来成为市场主流还是充满信心的，信心来自国内市场的需求旺盛、持续有力的政策支持、和中国机床业不断增强的“内功”。
中国国内对数控机床需求将持续旺盛。
2012年中国机床工具行业一般贸易同比去年增长62.92%。去年我国机床工具产品、金属加工机床、数控金属加工机床的累计进口额和月度进口额全部创出新高。其中，全行业产品累计进口额突破150亿美元，机床超过90亿美元，数控机床接近80亿美元。在国家宏观调控的整体经济规划下，据预计，2014年中国机床市场将增长14.2%至3890亿元人民币。中国目前作为世界最大机床消费国和生产国的地位将因这种强劲的增长势头得到巩固。
有利的政策环境将长期存在。
进入21世纪，我国实施振兴装备制造业战略，将发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件列为16项重点振兴领域之一。在国家政策的支持和市场的拉动下，特别是汽车工业快速扩张，机床产品市场兴旺。
2011年7月，工业和信息化部、中国工程院组织制定的《“数控一代”装备创新工程行动计划》提出，经过十年时间的努力，数控技术和装置要普遍推广应用并实现产业化，装备技术水平和附加值显著提升，生产效率大幅提高，带动装备制造业转型升级。
在“十二五”规划中，大力发展高档数控机床和基础制造装备更是被列入工业发展规划，随着一系列扶植政策的陆续出台，未来几年中国的机床行业有望在保持快速增长态势的同时，在质量和技术水平上达到一个突破。目前，部分项目已经取得阶段性成果。科技重大专项以及国家培育和发展战略性新兴产业等一系列方针政策的实施，为高档数控机床发展提供了新的机遇。
在市场和政策的推动下，中国机床行业中的佼佼者已经在高端数控机床的研发和生产上开始赶超国际水平。
东北的数控机床产业在全国具有举足轻重的地位，一直是国家重点支持的项目。实践中，国内机床产业的领军企业――沈阳机床集团在高端机床研制中已走出了具有开拓意义的一步，该集团自主研发的飞阳数控系统安装在广东、辽宁企业的400多台高、中档数控机床上，自2011年运行以来性能稳定可靠，解决了外国“大脑”指挥中国数控机床的“体、脑”分离的弊端，使核心部件不再依赖国外厂商的控制和垄断，而且缩小了与世界先进水平的差距。
在赶超国际高端装备制造水准方面，重庆机床集团同样步伐飞快。2010年，重庆机床集团在南岸茶园新区开建集大型、精密、数控、高效、绿色环保于一体的成套制齿加工装备研发制造基地。在2011年，重庆机床集团母公司重庆机电股份收购了英国费兰砥公司下属的精密技术集团（PTG），并交由重庆机床集团运营托管，重庆机床集团由此获得了螺杆机床、各种型线的螺杆加工、磨齿机、大型机床（包括大型卧式车床、轧辊磨床、深孔镗床、摩擦焊接机等）等4类主要产品的开发、设计及制造的国际先进技术。重庆机床的国家科技重大专项“模块化高速、精密、大型数控滚齿机”产品Y31200CNC6和Y31320CNC6大型高档数控滚齿机，以YKX39320为代表的高速、精密、大型数控铣齿机，都具备了与欧美顶级机床生产商同台较量的实力，填补了国内空白。
被业界称为世界三大顶级高端冲压装备制造商之一的济南二机床，开发了每分钟冲压15件大型汽车覆盖件的全自动冲压生产线，打破了此前由国外企业保持的每分钟12件的世界纪录，这不仅改写了中国机床工业不能为汽车工业提供最先进设备的历史，也令世界汽车制造行业对汽车高端冲压装备的选用格局发生了逆转，在世界行业领域取得了中国企业的话语权。
由中国兵器工业集团公司武重集团主持实施的CKX5680型数控七轴五联动螺旋桨加工用重型车铣复合机床荣获2012年度国家科学技术进步奖二等奖，这是武重集团继2005年十六米大立车获得此奖项之后的第二次获得该国家级奖项。
具有我国自主知识产权、全功能、高精度数控重型曲轴复合加工机床（一拖二）也于日前研制成功，攻克了“分体开合式数控旋风切削刀架”这一关键技术，使我国成为世界上继德国、日本之后第三个能够自主设计、自主制造曲轴加工设备的国家。
机床水平的明显进步，使我国在一些制造业领域实现突破。例如成功国产的3.6万吨的垂直挤压机，使我国能够生产大口径厚壁管，因此日本同类产品的售价被迫大幅调低。重庆机床集团，去年仅直径1.25-2米系列的齿轮加工机床就销售了100多台，价值超1亿元，占有国内80%的市场份额。新产品问世后，价格仅为洋品牌的一半，这逼迫原本卖价达上千万、垄断国内市场的两家美国和德国企业都不得不降价应对，目前其价格已下调了20%左右。
在市场需求旺盛、政策扶持有力、行业成长稳健的情况下，中国机床行业的未来呈现出更为光明的前景。因此，《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006―2020年）明确将“高档数控机床与基础制造装备”列为国家16个科技重大专项之一。“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项重点开发航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造等行业。其目标是，到2020年形成高档数控机床与基础制造装备主要产品的自主开发能力，总体技术水平进入国际先进行列，部分产品国际领先；建立起完整的功能部件研发和配套能力；形成以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系。
到2020年，制造业各领域需要的高档数控机床，将有大量产自国内。国际市场上，目前以美国、德国、日本为三洲的代表的美、欧、亚三足鼎立的平衡格局将被打破，中国制造的高档数控机床将成为吸引全世界目光的主角新星。
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国产机床未来趋势预测
国内高端数控机床的市场需求加大，数控机床的新品频出。数控冲床具有CNC控制系统，能根据加工方法的需要任意设定滑块的运动方式和速度。根据市场的变动，未来国产数控机床的发展方向预期有以下一些机型。
螺杆式数控冲床
伺服工作机是使用AC伺服马达通过螺杆驱动滑块的，成形中下死点的位置可通过位置读取装置提供数据给位置控置装置进行控制。因此，机械的热膨涨和弹性变形不会影响产品的精度，调整出最适合的滑块运动方式及以极其微小的单位控制下死点的位置。所以适用于高精度高机能的无切削成形螺杆式伺服冲床采用油压马达和储能器进行扭矩控制的形式，下死点的位置控制可达到微米级，是节省能源且有环保要求的机种。
曲轴式伺服冲床
曲轴式冲床与AC伺服马达组合起来的数控冲床。这种冲床是用伺服马达代替原来冲床上的离合制动器和飞轮。这种冲床具有滑块运动模式可任意设定的伺服冲床的特点，同时具有普通机械式冲床的扭矩特点。但其工作能量在低速区不会降低。
复动成形冲床
复动成形是无切削成形的有力手段。在冷间锻造中的闭塞锻造就是一个例子，是通过控制多个冲头、凹模的动作和时间图来达到控制材料塑性流动的目的。制品的精度和成形性可得到提高，甚至可以缩短工序数量。
复动成形粗略可分为两大类：重视冲床的通用性使用复动模架的复动成形；多品种生产用模具装拆容易的使用复动冲床的成形。最近不仅在锻造加工上，同时在板金成形与锻造的复合成形的多样化及能力的提高的同时，要求冲床不仅具有多动作性能，还须具备高的通用性。
闭塞锻造冲床
星形轮及十字连轴节的成形已普遍利用闭塞锻造模具及通用锻造冲床。其模具结构具有闭塞机能和协调机能。其他可节省模具装配时配管时间的闭塞锻造冲床可分成两类：这些功能全在冲床里和上下油缸在冲床上而协调机构在模座上两种形式。
齿轮成形用冲床
螺旋齿轮成形用复动油压冲床。这种冲床共有滑动驱动用、滑块内2个、工作台内2个，共5个驱动源全部合用1个油压式驱动装置。成形的初期阶段与常压顶杆方式的内圈锻造成形一样，凸模插入闭塞中的凹模齿形空间，材料从下方开始流动进行初成形。在这种状态下，模芯上升，材料中心的模芯直径由粗变细。此时工件内径部又有了新的空间，可以产生新的塑性流动，所以加大压力材料就可充满齿形的先端部位。利用复动成形对材料流动进行控制成形出来的齿轮可达JIS3～4级，这非常接近于高附加值的无切削成形。
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机床企业的核心竞争力。
在德国、瑞士、日本和美国，一些高端机床制造企业虽然规模不大，但产值很高，其核心竞争力在于高研发投入、企业定位精准和稳定的人员构成。
德国著名的长度计量企业海德汉公司在产品研发投入上可谓不惜血本，其每年研发经费占其销售额的16%。为了提升其高精度可复制的产品技术，上世纪90年代该公司投入2亿多元建了一个生产车间，制造光栅母版以及复制光栅。这个车间恒温，误差为正负百分之一度，三级隔振，振幅在正负一个半纳米。它拥有原子钟以及我国国家计量局不具备的长度传递标准。这些条件是世界之最，使它在机床检测元件领域独占鳌头。
德国和瑞士的许多企业都有着异常精准的定位，因此德国和瑞士机床以各种专用机见长。每一个企业都专注于自己的领域，而不去做别人已做的产品，且大多数代表了各自领域的技术方向。其中很多企业都有百年技术积淀。世界最大机床商之一，德国的德马吉公司以做整机为方向。他们用合成花岗岩制造床身，安装孔全部预埋，材料抗震性好，床身全部实心结构，质量大，稳定性好。他们的机床床身，可以在加工中刚度不变。机床必须用高性能和高可靠性的部件组装，才能保证整体上的可靠性。
稳定的人员构成，对于机床企业来说也是重要的核心竞争力。专门出品磨床的瑞士美盖勒公司的产品核心部件全部自己制造，工艺、装备和装配检验规程30年不变；员工组成也很稳定，基本在40岁以上。这保证了质量的长期稳定。该公司员工100多人，年产6000多万欧元。
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世界四大机床展会
中国国际机床展览会（CIMT）：由中国机床工具工业协会主办。从1989年起每两年（逢单年）一次。CIMT的展会规模一直居中国各类国际专业工业展览会之首，已成为国际先进制造技术交流与贸易的重要场所，成为我国机械制造技术进步和工业发展的推动力量。CIMT展会是当今国际机床名展中商贸活动最为活跃的展会，是拥有丰富内涵的高品位展会。
中国国际机床展览会（CIMT）是一个在中国本土创办的完全由国人自主举办的国际性机床名展。随着我国改革开放的深化，国民经济的快速发展以及市场经济体系的完善，在中国机床工具工业协会20年来的精心培育和合作伙伴及业界同仁的共同努力下，CIMT展览会不断得到发展壮大，已经成为举世公认的4大着名的国际机床展览会之一（EMO、IMTS、CIMT、JIMTOF），成为展示中国和世界先进制造技术和机床工具产品的盛会，成为推动中外技术交流和我国机床工业技术进步的重要平台。
2013第十三届中国国际机床展览会将于4月22日至4月27日在北京中国国际展览中心举行，届时国际机床龙头企业将再次汇聚一堂，共襄此次盛会。
美国芝加哥国际制造技术展览会（IMTS）：于第二次世界大战前（约1942年）举办了第一届美国芝加哥国际制造技术展，至2012年已举办了34届（逢双年举办）。
关键词 数控机床 技术改造 经济分析 发展趋势 提高精度
数控机床被广泛应用于生产实践中，取得了巨大的效果。目前数控机床以开始朝着基于PC的第六展方向，由于PC是一个开放性的成本，可靠性高，软件系统应用广泛，在应用中比较广泛；又朝着高速化和高精度发展，这是社会高速化发展的必然要求；又朝着智能化方向发展，随着计算机技术的发展，数控系统的智能化的程度也在不停地提高，在智能化发展趋势中，许多企业引进自适应控制技术，引入专家系统来指导加工，引入故障诊断专家系统以及智能化数字伺服的驱动装置等。这些发展趋势都是可以预见的，将有助于了解数控技术。
一、数控机床的概论
数控机床是指采用数字形式信息控制机床。详言之，凡是用数字化的代码将零件加工过程中所需的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量等记录在程序介质上，送入计算机或数控系统，经过译码、运算以及处理，控制机床的刀具与工件的相对运动，加工出所需要的工件的一类机床即为数控机床。
数控机床较好地解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，是一种灵活的、高效能的自动化机床，尤其对于约占机械加工总量80%的单件、小批量零件的加工，更显示出其特有的灵活性。概括起来，采用数控机床有以下几方面的好处：一是提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使产品质量稳定；二是提高生产效率，一般约提高效率3～5倍，使用数控加工中心机床则可提高生产率5～10倍；三是可加工形状复杂的零件；四是减轻了劳动强度，改善了劳动条件；五是有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。
然而，数控机床毕竟是一种高度自动化的机床，技术复杂，成本较高。在实际采用时，一定要充分考虑其技术经济效果。目前，选用数控机床时主要考虑以下三种因数：即单件、中小批量的生产；形状比较复杂，精度要求高的加工；产品更新频繁，生产周期要求短的加工。凡是符合这三种因素之一的情况，采用数控机床，对于改进产品质量、减轻工人劳动强度、提高经济效益等，都会获得显著的效果
二、数控机床的经济分析
（一）实用性
选购数控机床时，企业要有明确的目的和出发点，首先考虑的是数控机床的实用性。
（1）数控机床规格、精度的实用性。在选择数控机床时，首先应确定数控机床上加工的典型零件。零件的尺寸决定机床的加工范围；零件关键部位的精度决定了所选机床的精度等级。机床精度的评定指标较多，因数控机床类别而异，但共有的关键项目是定位精度、重复定位精度以及综合加工精度。定位精度与传动链各环节的弹性、间隙等因素有关，反映了机械系统中的扭曲、挠度、爬行、共振等诸因素造成的综合误差。这些指标既反映了伺服机构的刚度，也说明了位置反馈测量系统的质量。重复定位精度反映了数控轴在全行程内定位点的稳定性，传动链刚性直接影响重复定位精度。综合加工精度指最后加工出来的工件尺寸与所要求尺寸之间的误差。选购时应避免盲目追求高精度，注意机床精度与工件精度相匹配。
（2）数控系统功能的实用性。数控系统功能可分为基本功能与选用功能， 各知名品牌数控系统的基本功能差别不大。除基本功能以外， 数控系统还为用户提供多种可选功能。通常数控系统具备的基本功能比较便宜， 而特定选择的功能很贵。在可供选择的功能模块中， 性能差别很大，价格也相差数倍，所以要根据加工要求和机床性能的需要来选择。从控制方式、驱动形式、反馈形式、检测、操作方式、接口形式和故障诊断等方面来衡量， 合理地选择适合机床的可选功能，放弃可有可无或不实用的可选功能。比如，自动换刀装置（ATC） 是加工中心的基本特征，ATC装置的投资往往占整机的30%～50%。因此在满足使用要求的前提下尽量选用结构简单和可靠性高的ATC， 以提高机床的可靠性和降低整机的价格。应当注意，单独签订合同购买附件的单价大大高于随同主机一起供货的附件单价，应尽可能在购买主机时一并购置部分易损部件及其他附件。
（二）经济性
经济性是指选用的数控机床在满足加工要求的条件下， 所支付的“钱”最少或较为合理的。经济性往往是和实用性紧密相连的， 机床选得实用、经济， 可避免不必要的浪费， 避免以高代价换来功能过多而又不实用的较复杂的数控机床，避免在操作使用、维护保养等诸多方面带来困难。
数控机床的设计使用寿命一般为7年， 主要以数控方面的使用寿命为准。同时还得考虑市场占有率， 市场占有率高的数控设备说明是旺销产品， 已受到多数用户的青睐和肯定， 一般不会有太多的质量问题。
选购数控机床应考虑投资回报， 能够在短期内收回投资的机床才是好机床。因为数控机床的主要优势是实现工序集中，从而提高生产率和加工精度，所以数控机床既适于单件小批生产，又适于大批量生产。多数中小型企业购买的数控机床用于批量生产，因为批量生产不仅节省编程、对刀等辅助时间，提高机床利用率；而且对操作者的技术要求不高，人工费用也相对较低。所以用于大批量生产的机床投资回报较快。少数产品附加值高，具有一定经济实力的企业，为了生产组织方便而购买用于单件生产的数控机床。机床利用率较低时，不仅要考虑设备的使用费用，比如油、冷却液、电力消耗等，还要计算设备折旧。另外一个不可忽视的因素是设备的贬值，数控机床的升级、更新较快，同配置的一台机床，现在售价40万，三年后可能降至35万，这样算起来贬值和折旧一样不可忽视。所以没有定型产品或产品附加值较低的中小型企业，在购置贵重数控设备之前，一定要充分研究收回投资的周期。有些企业事先确定较稳定的批量加工意向，甚至已经接到订单，选购机床时要求机床厂为其准备工装、编制程序、培训工人，即所谓“交钥匙”工程，这是投资数控机床最理想的情况。
（三）稳定可靠性
数控设备的可靠性是广大数控设备用户必须关心的焦点问题， 因此在选用数控设备时应注意生产厂家的规模和市场占有率， 确认其产品是否达到国家规定的平均无故障时间标准（规定为500h）。目前多数机床厂都采购成熟的数控系统和零部件进行组装。国内应用较多的数控系统有日本FANUC、德国的西门子等。立式加工中心的床身出自昆明和南京的居多，而床身中的直线导轨、主轴又分别来自德国和台湾等地。所以机床的主要零部件的质量一般是可靠的，需要重点考察的是数控机床组装企业的售后服务网络是否健全，服务队伍的素质是否能胜任工作，服务能否及时，是否能履行承诺等。
参考文献：
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关键词：数控机床;几何精度;定位精度;切削精度;检测与注意事项
机床的精度主要包括机床的几何精度、机床的定位精度和机床的切削精度。现根据我在日常工作中所积累的经验，就这些精度的检测项目、检测方法及注意事项进行综合的说明。
1 数控机床的几何精度
数控机床的几何精度反映机床的关键机械零部件（如床身、溜板、立柱、主轴箱等）的几何形状误差及其组装后的几何形状误差，包括工作台面的平面度、各坐标方向上移动的相互垂直度、工作台面X、Y坐标方向上移动的平行度、主轴孔的径向圆跳动、主轴轴向的窜动、主轴箱沿z坐标轴心线方向移动时的主轴线平行度、主轴在z轴坐标方向移动的直线度和主轴回转轴心线对工作台面的垂直度等。
常用检测工具有精密水平尺、精密方箱、千分表或测微表、直角仪、平尺、高精度主轴芯棒及千分表杆磁力座等。
1.1 检测方法：
数控机床的几何精度的检测方法与普通机床的类似，检测要求较普通机床的要高。
1.2 检测时的注意事项：
（1） 检测时，机床的基座应已完全固化。（2） 检测时要尽量减小检测工具与检测方法的误差。（3） 应按照相关的国家标准，先接通机床电源对机床进行预热，并让沿机床各坐标轴往复运动数次，使主轴以中速运行数分钟后再进行。（4） 数控机床几何精度一般比普通机床高。普通机床用的检具、量具，往往因自身精度低，满足不了检测要求。且所用检测工具的精度等级要比被测的几何精度高一级。（5） 几何精度必须在机床精调试后一次完成，不得调一项测一项，因为有些几何精度是相互联系与影响的。（6） 对大型数控机床还应实施负荷试验，以检验机床是否达到设计承载能力；在负荷状态下各机构是否正常工作；机床的工作平稳性、准确性、可靠性是否达标。
另外，在负荷试验前后，均应检验机床的几何精度。有关工作精度的试验应于负荷试验后完成。
2 数控机床的定位精度
数控机床的定位精度，是指所测机床运动部件在数控系统控制下运动时所能达到的位置精度。该精度与机床的几何精度一样，会对机床切削精度产生重要影响，特别会影响到孔隙加工时的孔距误差。
目前通常采用的数控机床位置精度标准是ISO230-2标准和国标GB10931-89。
测量直线运动的检测工具有：标准长度刻线尺、成组块规、测微仪、光学读数显微镜及双频激光干涉仪等。标准长度测量以双频激光干涉仪的测量结果为准。回转运动检测工具有360齿精密分度的标准转台或角度多面体、高精度圆光栅和平行光管等。目前通用的检测仪为双频激光干涉仪。
2.1 检测方法（用双频激光干涉仪时）
（1）安装与调节双频激光干涉仪。
（2）预热激光仪，然后输入测量参数。
（3）在机床处于运动状态下对机床的定位精度进行测量。
（4）输出数据处理结果。
2.2 检测时的注意事项：
（1）仪器在使用前应精确校正。
（2）螺距误差补偿，应在机床几何精度调整结束后再进行，以减少几何精度对定位精度的影响。
（3）进行螺距误差补偿时应使用高精度的检测仪器（如激光干涉仪），以便先测量再补偿，补偿后还应再测量，并应按相应的分析标准（VDI3441、JIS6330或GB10931-89）对测量数据进行分析，直到达到机床的定位精度要求。
（4）机床的螺距误差补偿方式包括线性轴补偿和旋转轴补偿这两种方式，可对直线轴和旋转工作台的定位精度分别补偿。
3 切削精度
检查机床切削精度的检查，是在切削加工条件下对机床几何精度和定位精度的综合检查，包括单项加工精度检查和所加工的铸铁试样的精度检查（硬质合金刀具按标准切削用量切削）。检查项目一般包括：镗孔尺寸精度及表面粗糙度、镗孔的形状及孔距精度、端铣刀铣平面的精度、侧面铣刀铣侧面的直线精度、侧面铣刀铣侧面的圆度精度、旋转轴转900侧面铣刀铣削的直角精度、两轴联动精度等。
参考文献
［1］何龙著.数控设备调试与维护［M］.重庆：西南交通大学出版社，2006，（8）.
关键词：数控机床；直流电机；伺服电机；工业控制
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）05-0-01
随着经济的发展，机床的自动化日益兴起，其中机床系统内的核心部分的驱动源，即电机，起着关键性的作用，数控机床借助于电机输出的角位移和角速度，执行相应的动作；直流电机应用于数控机床，亦具有广泛的应用价值，其启动转矩一般较大，调速性能也较好，但其制造成本较高，可靠性也较差，相当于马达，在直流电的作用下，执行相应的输出；伺服电机相当于机床数控系统的无级变速装置，区别于马达，马达一般是由直流或者交流电流直接驱动，无法实现调速性能，伺服电机则主要受到信号的控制，在信号的作用下，实现高速的动作，执行相关的功能，其精度高，几乎不受环境的影响。本文将针对数控机床的直流电机和交流伺服电机展开论述，全面而系统的分析和研究数控机床的驱动技术。
一、数控机床的直流电机驱动技术
过去，数控机床的主要驱动技术采用的是直流电机驱动，在实际应用中，也广泛的应用，例如现今的大型的化工、冶金工业、大型同步发电机等等都广泛的应用，直流电机有诸多的优点，其调速性能较好，特别对于航空、电力机车等应用较好；如今的汽车电瓶、一些电动工具，较为屡见不鲜的机械设备中，直流电机也较为应用广泛。对于直流电机驱动，其为了达到较高的精度和机床的高速运作，多应用于高档数控机床，对于一般的数控机床，直流电机驱动应用较少，主要是其维护成本较高，可靠性较差。
对于现今的数控机床，数控机床多为快速加工，实时的高校的加工一些磨具、金属加削处理等等，直流电机驱动调速方便快捷，启动转矩较大，主要在大型的起重行业较为应用多点，而对于数控机床本身而言，没有实质性的效果，直流电机一般都较大，使用和维护相对于交流伺服电机而言比较困难。
数控机床一般工艺流程较简单，执行简单可靠即可，直流电机自身制造工艺复杂，其制造的成本的较高，其次是由于其维护较困难，对于数控机床，其长时间的实时运作，柔度较大，应用实际中，一般不允许有较多的故障出现，直流电机驱动，经常性的出现卡机现象，也造成不便，其可靠性也较差。数控机床采用数控编程的思想，一般采用输入信号电压作为输入电压，电机根据输入的脉宽数进行相应的工作，对于数控机床本身而言，其自动化程度和可靠性和加工精度都较高，一般均采用伺服电机作为驱动源。
二、数控机床的伺服电机驱动技术
数控机床多采用的伺服电机技术，在日常生活中多使用交流电，而且可调，应用简单方便灵活。对于伺服电机的输出作为数控机床的驱动源，伺服电机通过接受到的电压信号，识别信号的占空比，从而实现伺服电机的转速的输出控制，其占空比比较大，时间常数相应比较小，能够快速的响应。
现今使用的多为交流伺服电机，交流伺服电机有着优良的特性，执行相应时间小，其功率值的调动.范围很大，相对于直流伺服电机而言，其执行的精度虽高，但在成本和实用下，性能比远远低于交流伺服电机，现如今，工业企业，机器人、流水线作业等等大小的实验，均采用的是交流伺服电机，交流伺服电机分为同步交流伺服电机和异步交流伺服电机。交流伺服电机采用的是单片机输入的脉宽数，执行相应的反应动作，交流伺服电机通过接收到的脉宽数，执行电机的主轴（输出轴）的转速的控制。
对于交流伺服电机，其驱动技术分为开环控制和闭环控制；对于开环交流伺服电机控制系统，交流伺服电机采用单片机输入的PWM脉宽数，交流伺服电机通过接收到的PWM脉宽数，执行电机的主轴的转速的控制，没有构成负反馈，直接通过接收到的脉宽数，由一个脉宽数对应的一个角度来计算，从而输出一个角位移或者是角速度，该开环控制系统精度不高，无法和系统之间的通讯连接起来，由于控制系统脉宽数存在缺失的情况，控制效果较差，系统稳定性不高，故开环交流伺服电机控制系统较难满足工业化设计的要求。
闭环交流伺服电机控制系统增加了负反馈的连接，其闭环控制系统亦是采用脉宽计数，从而实现控制电机轴的角位移和角速度的输出。由于交流伺服电机自身具有发送PWM脉宽数的功能，这个脉宽数在闭环控制系统中，和交流交流伺服电机接受到的脉宽数相互的影响，相互的调节，形成闭环控制系统，从而知道系统发送给了交流伺服电机多少脉宽数，交流伺服电机控制系统又收到了多少脉宽数，从而执行精确的电机轴的转速的输出，闭环交流伺服电机控制系统，控制误差较小，通过反馈回路，不断的调整系统响应参数，达到精确控制的目的，在现今的工业控制领域广泛应用。
三、结语
本文基于应用广泛的数控机床出发，浅析和探讨了其驱动动力的方式，即直流电机驱动和交流伺服电机驱动，对于直流电机驱动，其为了达到较高的精度和机床的高速运作，多应用于高档数控机床，对于一般的数控机床，直流电机驱动应用较少，主要是其维护成本较高，可靠性较差；对于交流伺服电机而言，其应用很广泛，大小企业都采用交流伺服电机进行控制，本文阐述了其控制技术的应用，交流伺服电机的控制技术主要基于半闭环交流伺服电机控制技术、闭环交流伺服电机控制技术全面而系统的说明了交流伺服电机控制技术。
参考文献：
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[2]张初生.伺服电机控制技术.机电技术，2006.
关键字：机械制造；数控仿真软件；数控机床教学
中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：2095-980X（2015）11-0098-02
随着数控加工技术在机械制造业的广泛应用，对数控相关技术人员的需求增大和要求提高。为此，各院校的机械类专业都开设了“数控机床与加工”相关课程以契合市场需求，与此同时，昂贵的教学用数控设备及资金短缺的矛盾也凸显。因此，须探索出一套既符合本校教学现状，又能满足数控专业教学要求的模式。经教学实践发现：将数控加工仿真软件运用于实际教学，既能有效缓解教学实训需投入大量资金购置设备的矛盾，又能利用感观激发学生的主动意识和自觉意识，是一种有效的教学途径。
1仿真软件原理及软件类型
数控仿真软件是在虚拟现实技术与计算机技术相结合的基础上建立起来的，是一种利用计算机编程及建模，用二维或三维图形将加工过程以动态形式演示出来的软件。简而言之，就是通过计算机技术，对现实的运动过程进行模拟及声像演示。利用该软件，操作者可以如临其境地查看生产、实验、施工等过程，从而确认系统的性能或发现运动过程的缺陷。数控加工过程涉及多种不同类型的软件，根据其使用范围，可分为仿真软件及一体化软件等。
（1）模拟实际机床加工环境及工作状态的虚拟机床仿真软件。该类软件可以模拟真实的场景，实现操作者和仿真场景的交互，使操作者体验到真实的机床操作的感觉。这类软件以实用为出发点，较典型的例子如南京航宇自动化技术研究所、广州超软公司、武汉金银花公司等开发的数控仿真系统。
（2）以零件设计和加工程序为主的CAD/CAM一体化软件。这一类软件可以利用计算机完成零件加工前期的编程、设计等过程，使数控更佳精准、规范。如丹麦CIMCO公司的CImcoSoftwareSulte、SolidWorks等，该仿真流程如图2所示。数控仿真系统有着全面的仿真功能、完善的图形和标准数据接口；而且能与多种计算机操作系统兼容，对设备的配置要求较低；能大大节省教学设备投资，有效避免资源浪费。
2仿真软件在数控机床教学中的应用
（1）激发学生学习数控机床的积极性。数控理论相对来说比较复杂、枯燥，加之课程实践机会少、学习难度大，学生对该门学科缺乏一定的学习主动性。因此，利用先进的教学理念和教学手段来激发学生的参与热情显得尤为重要。数控机床课程要求理论与实践的高度结合，采用传统的教学方法对编程指令进行按部就班地讲解，学生只能接收到一些抽象、空泛、枯燥的计算机语言，而无法理解指令的真正内涵及实际应用情况。数控仿真软件具有和实际机床相同的用户界面和可操作性，利用仿真软件进行辅助教学，直观地向学生展示编程指令的实际加工过程，使学生能够更具象、更真实地了解数控机床的各个运动过程，轻松掌握机床的操作方法，从而激发学生的学习积极性，挖掘学生的内在潜力，培养学生刻苦钻研、勇于创新的精神。
（2）实现“教———学———练”一体式教学。运用数控仿真软件，可以实现“教———学———练”三位一体化的教学，如对刀过程，实际操作起来没有太大的难度，若采用传统的教学方法，仅纸上谈兵，就会使学生陷入僵硬、呆板的理论学习怪圈。但结合仿真软件的演示过程教学，通过对车刀及其他工件进行分步讲解与操作演示，学生就能通过教师的理论讲解和软件的实际操作来加深认识，理论与实践教学相互渗透，实现两者的同步教学。另外，在进行数控机床教学的过程中，教师可以充分利用仿真系统的示教功能对程序的编制过程进行详细的介绍，并通过虚拟的仿真系统显示加工路线及其过程。或者，利用测量功能检测所加工零件的尺度、粗糙程度是否达标。然后教师通过发送相关的编程实例，让每一位学生在该系统中进行程序的编制、录入、校验及加工，以此来锻炼学生的实际操作能力。对此，教师可以根据学生的学习情况设计操作过程中可能发生的各种事故、故障、缺陷等，让学生在发现问题、处理问题的过程中全面掌握加工技巧和方法。例如，在进行直线插补指令G01和快速插补指令G00的应用与区别时，可以在运行的第一个G01后面通过F的添加与否，让学生感受到切削进给与快速插补所带来的不同表现与影响，从而让学生在有限的时间内掌握更多的数控机床的操作方法，提高学生对不同数控机床的适应能力。
（3）提高数控机床课程的教学效率。传统的教学活动中，教师往往要花费较大的精力来批阅学生的作业，而数控编程具有较大的灵活性，使得每位学生编写的程序都存在一定的差异。如某学生用固定循环指令编程，而另一位学生则采用子程序编程，这样所产生的工艺路线也随之变化。如果采用传统的批阅式逐篇查阅，并不能保证每个课题都考查到；若未按时阅完学生的作业，还有可能影响后续的教学活动。在这种情况下，引入数控仿真软件，教师可以直接查看由学生编程导出的刀具轨迹和加工过程，并据此判定学生编程是否存在问题，或者通过图形反映出加工工件的最终形状，判定工件是否合格。这便有效减轻了教师的教学工作量，能保证各类课题进行全面的考核，也有利于后续教学任务的开展，提高了教学效率。
3运用于教学的优势及注意事项
（1）仿真操作在数控机床教学中的优势。将数控仿真软件运用于数控机床教学，充分利用网络系统为学生搭建交流平台，创设数控实习环境，不仅为师生提供了良好、安全的交互空间，还使传统教学中只能在数控实验室或实习工厂进行的教学演示功能得以实现，使教学过程变得更加灵活、方便、直观、有说服力。数控仿真软件不仅可以提高学生学习的积极性，还能促进“教———学———练”的有机结合，提高教学效率。
关键词：数控机床；CNC；PLC；故障分析；诊断方法
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）36-0045-03
数控车床是集机械、电气、液压、气动、光学器件为一体的自动化设备。它采用了计算机技术，使用数字信号对机床运动进行精确控制。数控机床结构复杂、功能繁多，直接导致了数控机床故障的复杂性，给维护维修带来了难度。本文就数控机床维护维修的基本要求、故障分类、诊断方法进行分析说明，目的是提高维修效率和维修准确率。
1 数控机床诊断和维修的基本要求
数控机床是一种综合应用了计算机、自动控制、精密测量等先进技术的机电一体化产品。技术面比较复杂，涉及知识面也比较广。因此不仅要求维修人员有较高的个人素质，而且还对维修资料、仪表等方面提出了比普通车床更高的要求。
1.1 技术资料的要求
技术资料是维修的指南，它在维修工作中起着至关重要的作用，借助于技术资料可以大大提高维修效率和准
确性。
数控机床的使用说明书，是由机床厂家编制并提供的随机资料。在这些说明书中，包括大量的系统调试和维修信息。数控系统厂家提供的说明书包括系统的连接说明书、系统维修说明书、参数说明书、编程说明书、伺服驱动和主轴驱动说明书，有的还包含了原理图中未反映的信号功能描述。有条件的用户还可以得到机床的数据备份。
1.2 工具和配件的要求
合格的维修工具是进行数控维修的必要条件，不同故障需要的维修工具也不尽相同。最常用的是万用表（最好是数字万用表），它可以测量大部分电气故障，判断电气元器件性能的好坏。有条件的地方可以配备示波器、数字转速表等工具。数字转速表可以测量和调整主轴的转速；示波器可以维修编码器、光栅输出、伺服驱动等输出
波形。
常用配件有开关电源、各种规格的熔断器、小型断路器、小型继电器等。如果是以前的老式数控，也可以常备一些电阻、二极管、三极管、运算放大器和集成稳压电
源等。
2 数控机床常见故障分类
在国内，大多数数控是FANUC、SIEMENS和国产普及型数控系统，结构大体相同，都是由CNC主控系统、伺服单元、驱动装置、可编程控制器（PLC）、车床辅助装置、车床本体及各种测量装置组成的。数控机床发生故障的原因很复杂，为方便分析和处理，按照故障性质及故障原因大致分为以下四类：
2.1 机械故障和电气故障
机械故障主要发生在机床本体部分，故障现象是传动噪声大、加工精度差、运行阻力大；另外液压、气动和系统也是常见故障，表现为密封不严和管路堵塞。电气故障又可分为强电故障和弱电故障。强电故障主要是断路器、接触器、电动机、行程开关、电源变压器等电气元器件及其所组成的电路；弱电故障主要是CNC装置、PLC控制器、CRT显示器、伺服驱动单元、开关电源及输入输出设备等，弱电故障不好查找，需要一定的专业技术知识。
2.2 报警显示故障
报警显示故障又分为硬件报警显示和软件报警显示两种。硬件报警显示故障一般是各单元LED或数码管显示的报警信息，如CPU主板、I/O通讯板、位置控制电路板、伺服控制单元、主轴单元及开关电源等。这些部位一旦发生故障，指示灯或数码管就会指示故障信息含义，参考相应产品说明书，可大致判断出故障发生的部位与性质，给故障诊断和分析带来极大的方便。软件显示故障通常是指CRT显示器上显示的报警号和报警信息。由于现在数控系统具有自诊断功能，一旦检测到故障，即按故障的级别进行处理，会在CRT显示器上以报警号的形式显示该报警信息。软件报警又分CNC报警和PLC报警，CNC报警（又称系统报警）可在《数控系统维修手册》上找到报警原因与处理的内容。而PLC报警显示大多是属于机床侧的报警文本，可通过显示的报警号对照厂家提供的电气图纸和PLC有关接口，确定故障产生的部位。
2.3 无报警显示故障
这类故障发生时无任何硬件或软件报警显示，因此分析诊断难度比较大。主要根据故障发生的前后状态、系统工作原理、PLC梯形图及维修经验进行分析判断。例如：X轴发生爬行现象，我们可以在手动方式下，均匀旋转脉冲发生器，分别观察比较CRT显示器上的X、Z轴进给数字的变化率，通常变化速率基本相同说明电气控制部分正常，从而区分出X轴爬行现象是由伺服部分还是由机械传动部分造
成的。
2.4 随机故障和机床品味下降故障
随机故障通常指数控机床只偶然发生一次或两次的故障，由于是偶然发生，其故障分析和诊断比较困难。这类故障的发生往往与机床安装质量、连接插件、参数设定、元器件品质、操作失误和维修不当以及工作环境等诸多因素有关。例如插件连接不好、电路板元器件松动、继电器触点接触不良、电器元件可靠性下降和工作环境温度过高等原因造成的故障。
机床品味下降是指机床经过多年的运行，出现噪声变大、震动较强、定位精度下降、加工零部件不合格等。故障无报警显示，只能通过仪器来检测。例如滚珠丝杠精度下降时，会出现加工出的零部件误差变大，我们可以通过千分表和CRT显示器上各轴进给数字变化率加以比较，从而分析判断出故障部位。
3 数控机床故障诊断维修方法
数控机床发生故障时要进行综合判断，然后通过必要的检测和分析，以达到确认和排除故障的目的。维修人员在现场维修之前，一定要认真询问故障产生的过程：在什么情况下发生、做了什么操作、按下什么按钮、执行什么程序等，以便尽快查找原因。下面介绍四类常用的维修诊断方法：
3.1 直观检查法
这是一种最基本、最简单的维修方法，就是通过眼睛看、鼻子闻、耳朵听、用手摸等感觉器官认真观察和分析诊断。直观检查法遵循“先外后内”的原则，观察有无烧毁痕迹、发热发烫冒烟现象；仔细听各种异常声音的来源；闻有无糊焦味等。直观检查法很容易发现电缆电线发热；电源变压器、电抗器因铁心松动引起的“吱吱”声；继电器、接触器性能不好引起的电磁“嗡嗡”声；电器元器件过压引起的击穿声；线路和电气元件因过热和过载而发热。经验证明，直观检查法找出故障所花费的时间要比直接用仪器仪表测试少得多，可以起到事半功倍的效果。这种方法可将故障缩小到很小的范围，但是要求维修人员具有丰富的实践经验和综合的判断能力。
3.2 交换法
交换法简单易行，是现场判断常用的方法之一。维修人员在分析判断出大致故障部位，可以利用备用的配件替换相同类型可疑部件，也是验证对故障部位分析正确与否最有效的方法。例如我厂一台FANUC数控Z轴出现电机过流报警，有时一开机就出现报警，有时在行走过程中出现报警。检查各部件完好情况下，利用另外一台相同数控机床的Z轴伺服（βiSV40 A06B-6130-H003）替换后，故障
排除。
3.3 PLC梯形图和参数状态在线诊断法
数控机床分NC侧和MT侧（机床侧）两大部分，NC侧包括CNC系统的硬件和软件，MT侧则包括机床机械部分及其液压、气动、冷却、、排屑等辅助装置。NC作用是通过PLC程序控制机床接口侧的输入输出端口对机床各部位进行精确控制。数控机床大部分故障可以通过PLC梯形图程序排查出来，在线跟踪PLC运行可以保障故障定位的准确性和高效性。图1是FANUC系统PLC梯形图诊断显示画面：
图1 梯形图画面显示
参数在线诊断是通过CNC系统内装诊断程序，在系统处于正常运行状态对数控装置、伺服系统、外部I/O及其他外部设备进行自动诊断和检查，并显示有关状态信息。系统不仅能在屏幕上显示报警号和报警内容，还能实时显示CNC内部关键寄存器及PLC操作单元状态，为在线诊断提供极大的方便，只要系统不断电，在线诊断就不会停止。在线诊断常以二进制0、1显示其状态，对于正逻辑来说，0表示断开，1表示接通。借助状态显示可以判断出故障发生部位，也可以利用I/O状态显示，并结合PLC梯形图和电气控制线路图，用推理法和排除法判断出故障点的真正位置。
例如我厂某KND1000T数控机床，其尾座套筒的PLC输入输出开关量如图2所示：
图2 KND1000T系统尾座套筒控制图
故障现象是脚踏尾座开关PSW2时，套筒没有顶进，也无报警。我们在处理故障时，调出系统诊断画面，出现X、Y输入输出信号状态表，发现脚踏开关输入地址X2.7为1，尾座套筒输出信号Y1.2为1，说明既有输入又有输出，但是套筒不动。原因可能是继电器、电磁阀、油路故障，最后查出是继电器接触不良造成的。
3.4 敲击法和原理分析法
如果数控机床故障是若有若无，还可用敲击法检查故障所在位置。因为这种故障大多数是由于虚焊或接触不良引起的，因此用绝缘物敲击虚焊或接触不良的可疑处，故障就会重复出现，可以很快分析诊断出故障部位。
原理分析法是根据数控系统的组成原理，从逻辑原理上分析检测故障点的逻辑电平和特性参数（如电压值和波形曲线等），对其进行分析和比较，从而对故障进行定位。运用这种方法，要求维修人员具有较高的技术水平，能对整个数控系统的电路原理有清晰和深厚的了解。
其他方法还有离线诊断法、转移法等。这就要求维修人员在工作中认真细心、善于观察、勤于总结。在维修实践中灵活掌握各种维修技巧，提高自己的维修技能和
水平。
4 结语
总之，数控机床具有结构复杂、技术涉及面广等特点，维修人员应不断学习，刻苦钻研，扩大知识面，使各类故障得到及时的维修。工作中多思考，开阔视野，防患于未然；多实践，积累维修经验；多讨论、多交流、多总结，提高个人的维修技能和维修效率。
参考文献
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出版社，2009.
[2] 牛志斌，潘波.图解数控机床—西门子典型系统维
修技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[3] 叶晖.图解NC数控系统—FANUC 0i系统维修技巧
【关键词】数控机床;操作人员;操作规程;使用环境;开动率;机床故障
【Abstract】Number control tool machine to be the technique intensive degree and the automation typical model machine with very high degree electricity integral whole to turn to process an equipments.It process accuracy Gao， product quality stability， and automation degree very Gao， can ease the worker's manual labor strength， consumedly exaltation produce efficiency.Can completion the common tool machine be hard completion or root can't process of complications the spare parts of the curved face process， as a result number control tool machine to seem to be more and more in the position in the machine manufacturing industry importance.But can attain number to control tool machine an above advantage say， also need to see an operation can be fitting in the production， with accuracy usage.
【Key words】The number control tool machine;The personnel of the operation;Operation regulations;Usage environment;Start a rate;The tool machine break down
数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机床相比，其优越性是显而易见的，不仅零件加工精度高，产品质量稳定，且自动化程度极高，可减轻工人的体力劳动强度，大大提高了生产效率，特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工，因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。但我们要清醒地认识到，能否达到数控机床以上所述的优点，还要看操作者在生产中能不能恰当、正确地使用。下面从操作者的角度来谈一下数控机床使用中应注意的事项，以保证数控机床的优越性得以充分发挥。
1.提高操作人员的综合素质
数控机床的使用比使用普通机床的难度要大，因为数控机床是典型的机电一体化产品，它牵涉的知识面较宽，即操作者应具有机、电、液、气等更宽广的专业知识，因此对操作人员提出的素质要求是很高的。目前一个不可忽视的现象是数控机床的用户越来越多，但机床的利用率却不高，当然有时是生产任务不饱满，但还有一个更为关键的因素是数控操作人员素质不够高，碰到一些问题不知如何处理，特别是新购机床，由于电子元器件的质量问题，以及运输中受到的振动等因素影响，在正式投产3～6个月内数控系统出现一些故障现象，往往在维修手册中是查不到的，也可能以前从未遇到过，这就要求使用者具有较高的素质，能冷静对待问题，头脑清醒，现场判断能力强，当然还应具有较扎实的数控基础等。一般情况下，新购机床时机床厂家会为用户提供技术培训的机会，时间虽然不长，但他们的针对性很强，用户应予以重视，所送人员应包括以后的机床操作者。操作人员综合素质的提高不是一时二时的事，而要抓长久，在日后的使用中应不断积累，还有一个值得一试的办法是走访一些同类机床的老用户，他们有很强的实践经验，最有发言权，可请求他们的帮助，让他们为操作者进行一定的培训，这是短时间内提高操作人员综合素质最有效的办法。
2.遵循正确的操作规程
不管什么机床，它都有一套自己的操作规程。它既是保证操作人员安全的重要措施之一，也是保证设备安全、产品质量等的重要措施。使用者必须按照操作规程正确操作，如果机床在第一次使用或长期没有使用时，先使其空转几分钟，使用中注意开机、关机的顺序和注意事项(如开机后首先要用手动或用程序指令自动回参考点)，这些对初学者尤其应引起足够重视，因为他们缺乏相应的操作培训，往往在这方面容易犯错。
3.创造一个良好的使用环境
随着科学技术的进步，一般来说，数控机床的使用环境没有什么苛刻要求，可放置于普通机床一样的生产车间。话虽然这么说，但由于数控机床中含有大量的电子元件，它们最怕阳光直接照射，也怕潮湿和粉尘、振动等，这些均可使电子元件受到腐蚀变坏或造成元件间的短路，引起机床运行不正常，这些一般在安装机床时就已经注意了。对于使用者而言，主要是注意周围环境的保护，比如说下雨天，就要注意不要将雨伞带到生产现场，更换鞋子等。
4.尽可能提高机床的开动率
数控机床购进后，如果它的开动率不高，这不但使用户投入的资金不能起到再生产的作用，还有一个令人担忧的问题是很可能因过保修期，设备发生故障需支付额外的维修费用，因为新购进的设备都有一定时间的保修期限，从以往的经验来看，CNC设备在使用初期故障率相对来说往往大一些，用户就应在这期间充分利用机床，使其薄弱环节尽早暴露出来，在保修期内得以解决。平常缺少生产任务，也不能空闲不用，这不是对设备的爱护，反而由于长期不用，可能由于受潮等原因加快电子元器件的变质或损坏。使用者要定期通电，每次空运行1小时左右，利用机床运行时的发热量来去除或降低机内的湿度。
关键词：可靠性研究 过程控制 机床早期故障 FMECA和FTA分析
1.研究目的与目标
数控机床能否稳定地发挥其功能与性能，关键取决于其可靠性。公司数控机床的可靠性水平与国外先进水平存在较大差距，制约了数控机床的市场占有率，影响了公司替代进口的战略实现，因此研究数控机床的可靠性是十分必要的。
在数控机床的全生命周期开展可靠性工作的根本目的是寻找产品存在的薄弱环节和潜在弱点，反馈给设计、制造、装配、采购及销售部门，共同提出可靠性增长对策与改进方案，最终提高数控机床的可靠性与维修性水平。
2.研究思路与方法
可靠性工程贯穿于产品设计、制造以及使用各阶段。选择加工中心作为研究对象，在设计阶段实施可靠性分析，在制造阶段实施生产过程可靠性控制，在使用阶段根据故障与维修数据进行可靠性统计分析与评估。数控机床可靠性研究的总体思路如下图所示。
可靠性分析主要进行FMECA和FTA分析，找出产品的薄弱环节和潜在故障。生产过程可靠性控制重点做好关键配套件、外购件的质量优选和可靠性保证技术以及关键工序和装配过程的可靠性保证技术。生产过程可靠性控制采用PFMECA分析工具。在使用维护阶段，对加工中心的故障与维修数据进行收集、整理，完成故障原因、故障部位及故障模式的统计分析。
3.开展的工作
3.1 加工中心FMECA分析
根据加工中心的功能结构，将其划分为10个子系统，然后对各子系统进行了FMECA分析，并给出了分析结论，如下图所示。
3.2 加工中心FTA分析
对加工中心各子系统进行了故障树分析。根据刀库功能结构及FMECA分析结果可知，刀库子系统是故障多发部位，所以重点对其进行了FTA分析，分析结论如下图。
3.3 数控机床早期故障试验规范的制定
经组织讨论，大家认为早期故障排除十分重要，我们联合制定一套数控机床早期故障试验规范。在查阅了有关机床早期故障试验的相关资料，结合公司的实际情况，制定了一份比较详细的、综合性较强的数控机床早期故障试验规范。
3.4 数控机床故障分类办法的制定
目前在记录原始维修或故障数据方面还存在故障现象描述不详细、故障原因界定模糊、故障发生部位和故障发生时间均未记录。针对此问题，我们专门制定了如何正确记录数控机床故障数据的方法，重点对故障原因、故障部位、故障模式分类提出了详细办法。
3.5 加工中心故障数据收集、整理、分析及建议
经过对去年技服单中的加工中心早期故障记录整理和统计分析，发现装配质量（24%）、外购件（22%）、使用不当（19%）、技术培训（27%）是造成加工中心早期故障的主要原因。进一步对技服中提供的911条加工中心整机故障数据按故障原因进行分类，发现装配质量（23%）、外购件（28%）、使用不当（18%）、技术培训（23%）是造成加工中心整机故障的四大主要原因，与造成加工中心早期故障的主要原因完全一致。
提出公司应在数控机床装配制造工艺方面全面深入地开展制造工艺的可靠性研究，从根本上提高数控机床的可靠性水平。
对早期故障和整机故障按故障部位进行了统计分析，发现刀库子系统是立加故障高发部位（与FMECA和FTA分析结果完全一致），约占总故障的1/3，公司应该从刀库订货、安装调试、技术培训几个方面开展可靠性工作，不断减少刀库子系统的故障数量。
3.5.1 卧式加工中心液压系统存在的问题及改进
MCH63卧式加工中心的回转式交换工作台在转位后即将停止时发生抖动现象。原因是当转台即将到位时，油路切断，马达两腔被液压锁封闭。此时受惯性作用，转台仍继续旋转，马达成为一个“液压泵”。接着，当马达瞬间停止转动，但回油口的高压油又会把马达反向推回去，这种情况会反复几次，直到进油口和回油口的压力趋于平衡后才稳定下来。
解决办法：借鉴液压挖掘机上转台采用的缓冲和防反转装置，可以在液压锁后加装缓冲阀和防反转阀；只装一对缓冲阀（溢流阀）也能起到减小转台抖动的效果，虽然效果差一些，但方便，且成本低；还可以装一对过载溢流阀达到交换台缓冲的目的，过载溢流比普通溢流阀结构复杂。
3.5.2 车削加工中心液压系统存在的问题及改进
SL50车削中心液压尾座在加工过程中会出现缓慢后退现象，更换电磁换向阀后解决了后退问题，但带来了新的问题，即不工作时尾座顶针会缓慢前移。经分析可知，以前用的电磁换向阀阀是正确的，出现尾座后退的原因是液控单向阀泄漏或液压缸泄漏。实测发现液控单向阀的反向密封性不好，存在泄漏。
解决办法更换密封性能更好的液控单向阀；采用蓄能器加压力继电器的保压回路。
南通科技投资集团股份有限公司
江苏省南通市港闸区永和路1号
邮编：226011 电话：0513-81110540 传真：0513-85512271
作者：赵建杰
