时间：2023-08-04 17:26:06
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇国内数控机床现状，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
摘要:本文对我国数控机床产业的发展现状、产业的发展特点进行了归纳与总结,并对产业区域分布情况和代表性企业的发展情况进行了描述和分析。
关键词:数控机床 产业发展 特点分析
1、我国数控机床产业发展优势分析
1.1 中国已成为世界机床第一大产销国
近年来我国每年推出高端数控机床新品种数百个,数控机年产量平均递增高达30％左右。五轴联动数控机床、复合机床等高档机床已经逐步实现国产化。中小型数控机床用激光器产量居全球第一位,大型工业激光器产量居亚洲第一位。国产数控软件已经占国内总销量的70％左右。同时,我国还涌现出了一批数控机床产业基地。依托这些基地,一批本土数控机床加工企业初步实现了跨越式发展。沈阳机床、大连机床连续多年处于世界机床企业排名前列,并逐步提高。另外,在近几年里,沈阳机床、北一机床等国内多家大型机床企业参与国际并购,对机床强国的多家机床生产企业实现收购或控股,这对提高国产数控机床技术水平,提升中国数控机床企业的国际影响力产生了积极的影响。
1.2 数控技术实现重大突破
中国数控技术近20多年来经历了引进、消化吸收、自主开发和产业化等阶段,产品技术水平有了较大提升,尤其是数控系统,近年来取得了重大突破,涌现出华中数控、大连光洋、广州数控等企业,形成了一系列高端产品,填补了国内的空白,使国产数控机床的技术水平实现了飞跃式发展。例如华中数控以通用工业微机为硬件平台、以DOS、Windows为开放式软件平台的技术路线,从而避开了制约中国数控系统发展硬件制造可靠性的瓶颈,技术上取得重大突破。现在该公司具有自主知识产权的中高端数控系统采用基于PC 的新一代开放式体系结构,具有6 轴联动、全闭环控制、高速高精度加工和网络通讯等功能,并已成功配置在桂林机床股份公司的5 轴联动数控龙门铣床上,这一重大技术突破迫使国外放松了对中国5 轴联动数控系统的限制。
2、我国数控机床产业发展面临的严峻形势
虽然我国数控机床产业发展势头强劲,优势明显,但未来产业发展所面临的形势依然严峻。
2.1 产品结构性矛盾加剧
从近几年的行业运行数据来看,数控机床产品的结构性矛盾愈加明显,高档数控产品缺乏,中小型和普通机床却已饱和。目前,市场对高档和大型机床需求量很大,产品供不应求;与之相反的是,中小型和普通机床出现供过于求的现象,库存有所增加。数控机床产品的结构性矛盾进一步凸现,处理好扩大产能与产业升级、产品升级的关系迫在眉睫。
2.2 核心部件和技术缺失
制约国产数控机床的快速发展的一个重要瓶颈是关键功能部件以及核心数控系统的自给不足。2007年,中国金属加工机床进口总量虽然有所下降,但是龙门加工中心、数控齿轮加工机床、数控折弯机、数控板带横剪机和数控冲床等产品的进口确保持着高速增长,并且数控系统、零部件、工具进口依然保持了强势增长,机床附件进口增长达到50.5%。中国目前快速发展的中高端数控机床对国外功能部件的依赖性很强,国产的功能部件和数控系统研发相对滞后。
2.3 技术壁垒制约我国数控机床产业发展
在出口方面,国内机床企业面临着新的挑战,欧盟正在着手研究机床生产和使用中的环保问题,并拟制定相应的能耗标准,这有可能形成新的技术壁垒,对机床企业的国际贸易产生负面影响。不符合能耗或者环保要求的数控机床产品,将难以进入欧盟市场或者被征收高额关税,甚至在使用过程中也要支付额外费用,对可能面临的新的技术壁垒,要求企业必须在机床设计、制造和使用阶段考虑能耗和环保,实施绿色制造。
3、我国数控机床产业区域特点分析
我国数控机床产业区域分布广泛,全国各地区都有发展,下面将注重分析东北、华北、华中、华南等区域数控机床产业发展的特点。
3.1 东北地区
沈阳和大连两市已成为全国数控车床、加工中心的最重要的开发生产基地。沈阳机床和大连机床两家企业的机床产值占全国机床产值的26%,数控金切机床产量占全国数控金切机床的25.4%,其中数控车床占全国总产量的35%,加工中心产量约产全国产量的21%。
齐齐哈尔是我国重型数控机床的生产基地。齐重数控装备有限公司的主导产品为大、重型数控卧式车床和数控立式车床;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特色产品是数控落地镗铣床、数控龙门镗铣床和数控多连杆压力机,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%。
3.2 华北地区
北京主要发展加工中心、数控精密专用磨床、重型数控龙门铣床和数控系统。代表企业有北京第一机床厂、北京机电院高技术有限公司、北京二机床厂有限公司、北京凯恩帝机电技术有限公司、北京航天数控有限公司等。
山东地区主要发展以机械压力机为主的锻压机械和数控车床、高速龙门铣床、龙门加工中心。济南二机床集团有限公司重点生产薄板冲压生产线的机械压力机和数控高速龙门铣床。济南捷迈数控机械有限公司重点发展数控转塔冲床、数控激光切割机、数控液压折弯机等板材加工设备。济南一机床集团有限公司和威海华东数控有限公司重点发展数控车床和各种数控机床。
3.3 华中地区
华中地区数控机床发展以武汉为中心,武汉重型机床集团有限公司以重型机床为发展重点,重型机床数量占全国重型机床数量11%、产值占全国重型机床产值17%。武重机床为船舶制造业自主研发了CK53100 数控船体坡口加工机床,解决了非正圆壳体随动加工技术,又为核电设备制造业研发了 CKX53613 数控核电加工专用机床,最近又与二重集团签订了一台世界最大的DL250 型5 米超重型数控卧式车床合同。另外,武汉还是全国最为重要的数控系统生产基地之一,代表企业是武汉华中数控股份有限公司。
3.4 华东地区
华东地区形成我国磨床的生产开发基地,数控磨床产量占全国四分之三。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%。
参考文献
关键词：数控机床; 技术路线; 路线图
机床行业建国后一直是重点发展行业之一。2008年，我国机床产值列世界第三位，数控化率达20％。然而放眼世界，我们与国际先进技术差距仍然很大。我国机床行业产量世界第一，而产值才达到第三，实是大而不强，技术上仅居世界二流水平。2008年，我国机床进口75.8亿美元，居世界各国首位，而出口仅为21亿美元，国产机床在国内市场的占有率仅为61％。
1 我国数控机床技术水平的现状分析
我国机床质量大致上列于瑞士、德、日、意、法、美、英、西班牙之后。上世纪60年代末，在精密机床专案的推动下，我国生产的坐标镗床、齿轮磨床还是具有一定的技术含量。80年代，有的机床厂为德、日企业来图制造质量较为严格的机床，并且做得很好，还出口了相当数量。在那时的基础之上，如今我国的齿轮磨床产品在国际上属上流水平。品种数似居德、日之后，近年来有长足的进步，如发展了多坐标联动、数控复合加工机床等高档数控产品。但仍难满足军工、汽车等行业的需要。机床行业要发展，就得增强竞争力，努力提高质量，大力发展品种，提升技术水平，以替代进口,扩大出口。多年前机床行经济情况不大好时，有的企业曾提出"以质量求生存，以品种来发展"我们以此作为行业的长期发展方针。
2 数控机床技术发展的瓶颈
长久以来，我国制造业企业大多都存在着“重设计、重管理、轻工艺”的状况，企业在设计部门投入的资金往往是工艺领域的很多倍。企业的各种资源都在向设计研发、生产管理部门倾斜。但是无法回避的一个事实是：我们可以花大价钱购买国外的产品设计图纸而买不来他们的制造工艺方案。因为如何生产和制造是企业最核心的价值点所在。所以，目前我国制造企业工艺部门的水平和效率的低下已经成为企业发展的现实瓶颈。很多的制造企业在具备大量的3D设计分析工具与现场自动化生产设备(PLC、现场总线、工业机器人等)的同时依然在用很传统的手段(AutoCAD、Project等)处理诸如：工艺计划排定、资源设备的整合、工厂生产线布局设计和各种各样的工艺文档。各种来自上有产品设计的3D信息和制造车间先进的自动化生产设备(如5轴机床)所需要的数字指令都由于中间工艺设计阶段的低效率和低集成性而失去它们的本来的价值;另外一方面，传统的工艺设计阶段的低下率使得工艺准备阶段变得十分漫长而充满不确定因素，很多的工艺问题需要到车间进行物理试生产来验证工艺的质量。让昂贵的制造工厂成为企业低效率工艺设计环境下的实验室;更为头痛的是：所有的试生产必须是物理样机和制造设备(主、辅设备)就绪后才能开始进行，如果发现设备在配合或者加工上存在问题(如干涉、超差等)则需要进行设备制造的返工，无论是在时间还是资金成本上都是巨大的毫无意义的浪费。
为了解决工艺数字化的问题，上世纪九十年代开始很多的制造企业尝试着引入CAPP系统(计算机辅助工艺规划)来解决工艺环节的低效率和落后手段的挑战。但是，由于国内CAPP系统天生的制约和限制，所有国内商业CAPP系统都不能称之为严格意义上的“辅助工艺设计”，而是更多的起到将传统手写编辑工艺文档在电脑中格式化处理和录入和归档管理。CAPP 系统的确帮助企业提高了工艺编制的效率，减少了重复劳动。但是，CAPP 解决的主要是工艺文件的编制和工艺汇总等问题，而没有解决如何提高企业的工艺设计水平，如何验证编制的工艺是否合理，如何对加工和装配工艺进行优化、如何提炼典型工艺、如何更有效地利用工艺资源、如何有效传承工艺经验等问题。随着信息化时代带来工业化的高速发展，信息化产品的结构、性能和复杂程度越来越高，工艺知识的积累和重用变得越来越重要。而这一切的期望都使得我们应该把目光投向更为专业的数字化制造系统，学术上称为MPM(制造过程管理)的工艺设计、分析优化和数据管理IT平台。
3 数控机床领域技术路线图范式
高档数控机床与基础制造装备领域主机产品根据其加工特点可以分为冷加工和热加工。其中冷加工包括高速精密复合数控金切机床、重型数控金切机床、数控特种加工机床、大型数控成形冲压设备等，热加工包括重型锻压设备、清洁高效铸造设备、新型焊接设备与自动化生产设备、大型清洁热处理与表面处理设备、数控系统等，此外还包括功能部件、刀具、测量仪器等，设备的加工技术差别较大，关联性不强。如果把所有种类的机床和基础制造装备技术路线图画在一张图表里重点不突出。也没有实际意义。因此本课题分别针对冷加工和热加工涉及的九个领域编制技术路线图。“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项明确指出针对重点研究航空航天、船舶、汽车制造、发电设备制造四大用户需要的高档数控机床。国内外技术路线图的研究中还没有类似满足定向的用户需求的高档数控机床与基础制造装备领域的技术路线图研究。
研究需要对数控机床与基础制造装备产业的发展现状和趋势进行分析。明确产业发展的机遇和挑战，提出不同时期的发展目标；并根据发展目标，确定不同时期本产业需要开发的重大产品和关键要素指标：对关键技术进行评价。包括研发基础、技术路径、实现时间等。主要针对高档数控机床与基础制造装备的四个主要用户。即航空航天、船舶、汽车和发电设备需求出发。重点考虑未来5-10年主要用户对工艺与装备的重大需求。结合国内外高档数控机床与基础制造装备发展趋势。以及重点领域的需求，提出未来的重点发展方向，例如精密化、复合化、智能化、绿色化等。主要指围绕四大领域重点工艺与装备的需要。提出能支持本产业发展的重点关键技术，对选择的重点从研发基础、研发方式、产业应用时间等方向进行分析。
4 结束语
应用技术的开发推广，反映数控机床制造水平的重要技术指标，如主轴最高转速、快速移动速度、换刀速度、切削能力等参数正在向国际水平接近，一批关键技术获得重大突破，缩小了与世界先进水平的差距。
参考文献
关键词：数控机床 操作技能 培训模式
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0238-01
数控技术已被世界各国纳入到重点发展的技术行列中，是经济全球化下各国科技竞争的重要手段。所以，数控技术的水平和其推广应用程度，已经成为衡量一个国家综合国力和科技发展水平的重要标志。为了迎合这一时展的要求，国内的各大职业技术学院都开始注重加强对数控人才的培养。但是由于各个学校教学理念、教学方法以及师资力量的不同，培训模式和学生的技能水平也就各有差异，笔者结合自身的教学经验，针对数控机床操作技能的培训提出以下几点建议。
1 改善教学条件，配置多功能一体化的机床设备
随着科学技术的进步与发展，数控机床的功能逐渐完善，精确度和自动化程度也在不断提高，并且，数控机床更新的速度也变得越来越快。许多职业技术学院因为资金短缺、技术限制等因素，将更多的资金用于普通机床的改造方面、模拟设备或者已经过时的系统上，一味地追求数量，而不知道注重质量的提升。尽管着这种方法能够帮助解决眼前问题，但是这类机床的技术含量过低，难以满足现代数控教学的要求，其早晚都会被淘汰，到时候不但浪费了资金，而且不利于学生数控操作技能的提升，从而使得学生在就业时难满足企业对数控人才的需求。笔者认为，学校应该以长期发展为立足点，将现有的资金投入到多功能一体化的先进设备的采购中，宁愿要质量的提升，也不要盲目追求数量。因为各职业技术学校的经济层次不同，所以在资金投入比重上也有所差异，对于缺少足够资金配置多功能数控机床的学校，可以完善学校基础理论课程的教学，采用仿真软件进行操作模拟，然后在条件较好学校进行联系，安排学生过去进行技能培训，确保学生数控机床操作技能的提升。
2 重视基本技能的掌握，抓好基本操作训练
相对于普通机床而言，数控机床具有一定的先进性，但是在实际操作中，数控机床和普通机床还是存在许多相同之处的。比如在刀具角度、加工工艺、工件装夹方法以及夹具设计等方面，数控机床和普通机床都是采用同种操作方法。倘若学生对普通机床的操作技能还未掌握，就直接上手操作数控机床，很容易还导致因操作方法不当而损坏数控机床，一旦数控机床受到损坏，其维修费用将比普通机床高得多，对于学校来说，这是一笔不小的经济支出。况且现在是大部分的职业技术学校是普通机床较多，而数控机床的数量的则很少，学校倘若在教学中充分发挥了普通机床的作用，先让学生熟练掌握普通机床的操作技能，再动手操作数控机床，由此而来便会在很大程度上节省数控机床的投资资金，大大缩减了教学成本。因此，学校在对学生进行数控机床操作技能培训之前，必须要先让学生熟练掌握普通机床的操作技能，在国外，一些发达国家的职业技术学校就采取这种培训模式，即在数控机床培训之前先加强普通机床的操作技能培训，必要时为学生提供一次实习的机会。这样学生在操作数控机床的安全性能就明显提高多了，学习效率也会得到提高，并且还在一定程度上降低了实习成本。
3 培训要与实际生产相结合，紧跟时展步伐
目前，大多数的职业技术学校为学生提供技能培训的场地就是学校内部的实习车间，这不论是工作环境还是技术含量，都要比工厂的实际生产要差的多。以往的职业技术学校对学生进行考核都是采用60分及格制，为此，学生在操作时都存有侥幸心理，认为只要达到60分这个产品便合格了，尽管有些部分的尺寸不精确也没有关系。而在实际生产中，产品的合格率需达到百分之百，所有的产品制作都要按照图纸要求，尺寸大小要十分精准。但事实上，学校的数控培训通常只重视学生的编程能力，只要零件加工的单大体轮廓满足要求便可，而忽视零件的尺寸设计、形位公差以及艺术加工等方面的要求，更不会注重实际生产中生产效率的提升了。所以，在此种模式下培养出来的数控专业的学生是难以满足企业实际生产的需要的。另外，数控机床的操作技能培训要迎合科学技术发展的需求。当下，国内的许多职业技术学校对学生的技能培训还只停滞在手工编程中，所有的程序都是通过手工输入，这种方法只适用于简单的零件，而对于复杂零件则很难发挥作用，所以，职业学校的数控培训有必要提高编程的自动化程度，应用图形交互自动编程系统，将计算机与机床有机结合起来，这在很大程度上节约了学生的操作时间，培训效果也比较显著。
4 加强师资队伍建设，提高数控专业教学质量
对于任何一门课程来说，教学质量得以提升的基础是拥有一支较强的师资队伍，数控专业课程也不例外。因为数控技术是多种学科的结合体，所以数控教学对师资要求就相对更高。职业技术学校的数控专业的教师不仅要熟练掌握一定的数控原理、机电控制以及计算机等方面的知识，而且要有一定实际生产操作经验。只有同时具备这两种条件，才会对学生数控机床操作产生有效的课程指导作用。并且教师掌握一定的数控机床维护知识，有助于及时发现并解决学生在进行数控机床操作中所遇到的问题。但是在现实教学中，指导老师或许不具备这么多的条件，但是在数控操作技能培训中，必须要有一定的理论指导、实际操作以及机床维护等内容，从而保障培训体系的完整性。与此同时，教师对学生进行数控机床操作培训时要遵照循序渐进的原则，同其他教学内容一样，数控培训也是一个不断积累的过程。除了上文所述要注重基本操作技能的培训，还需要从简单到复杂展开数控机床的操作技能培训，要确保培训知识能够被学生们有效吸收，从而提高培训的效率。
随着社会经济水平的不断提高，数控机床在我国的应用越来越广泛，数量也在不断增长，企业对数控人才的需求量也越来越大。为了促进数控机床技术的进一步发展，关键是要培养一大批适应时展需求的数控专业人才。因此，国内的各大职业技术学院必须要积极创新教学方法，提升数控机床的培训效率，加强学生数控操作技能的培养。
参考文献
[1] 陆燕冰.提高数控专业学生实践技能的对策[J].职业教育研究，2007（6）.
【关键词】维修实验台；数控机床；基本组成；存在问题；发展方向
1、引言
随着我国制造业的迅速发展，数控装备被大量的使用，涉及数控机床、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等一大批高科技的产品。数控装备给企业提供了强大的加工手段和技术支持，提高了生产效率和加工精度。在使用数控设备的过程中，由于使用不恰当、维护不好而造成故障频频发生，且维修又不及时很容易造成设备停机，损失巨大。另一方面，大量企业对数控设备的维护和维修能力偏低，缺乏专业数控维修人员。因此，加强数控设备的维修和管理直接关系到发挥数控设备优势，关系到企业的经济效益。因此数控维修人员培养问题迫在眉睫，完备的数控维修人才培养模式应该具备有数控维修经验的教师团队，有配套的教材、教学方法、教学手段、考核方法和政策支持，有配套的数控维修实训设备和校内外实训基地。但是，目前用于数控维修人员学习、培训的专业实训设备不多。即使有，也价格也是非常昂贵的，而且也并不一定适合现阶段各个企业和职业院校的需要。
2、数控维修实验台的基本组成
数控维修实验台是以数控机床为基础，并能充分揭示数控机床各部分功能的实验设备。
3、国内外现状
现代企业随着社会的发展，数控设备以及数控设备的工作状态都直接关系到企业的进步和发展。由此数控设备的维护和修理工作就显得尤为重要了。所以说在现代企业中不公需要会操作数控设备的高科技人员，同时维修数控设备的操作工作也是同样需要。而传统企业维修人员的培养模式都是师傅带徒弟的模式，这样都是远远不能满足现代企业发展的需求的。为了适应企业需要，现在有很多职业院校，都开设〈数控机床维修〉这门课程，注入大量的师资力量，来培养专业人才。尽管目前各个学校级别上还存在一定的差距，但是要想培养出合格的数控设备操作和维修人员，必须理论结合实际。
通过对于市场的调查显示，用于数据维修的国外系统的实验台比较少，这种国外系统价格较贵，并且这些系统也不符合我国现阶段的发展要求；而国内有华中数控模拟实验台、广数数控原理机、成都天川教学仪器、南京巨森自动化设备等实验台。据调查研究分析，证实这些实验数控台在用于培养维修人才时有以下缺点：
1）现有数控设备维修实验台， 价格却比数控机床还要贵， 且故障模式相对固定，只适合简单的出厂检测，与真正意义的综合维修测试水平还有比较大的差距。
2）没有设备故障的讲解和展示，一些常见的机械和电器故障发生的原因、位置、处理都没有让培训人员了解透彻。
3）无总线配置故障诊断功能。
4）在计算机技术使用上存在不足，只起到简单的辅助功能，未发挥计算机技术的优势。
4、发展趋势
随着数控机床的高速发展，网络化、智能化、综合性等功能的不断增强，这些都影响了数控维修技术的发展，受这些因素影响，数控机床故障诊断维修实验台走向网络化、集成化就成为一种趋势，且在不久的将来，数控机床故障维修实验台将会出现出以下特点：
1）智能化，具有很高的自诊断功能。只要给出机床故障的特点，机器马上就可以分析出机床故障的位置以及怎样调整等信息；
近年来我国数控机床数量大幅增加，但数控机床的功能和利用率得不到充分发挥的现状，研究面向制造业数控编程人员的数控加工仿真系统关键技术，旨在开发出包含数控机床、刀具、夹具、毛坯等几何实体在内的、具有刀具轨迹和机床运动双重仿真功能的面向用户的数控加工仿真系统。在现代的制造业中，数控技术标志着装备工业技术水平和机械现代化水平，是发展新兴机械高端技术的最基础和最基本的装备。数控技术包含了微电子，计算机，信息处理，自动检测，自动控制等高新技术于一体，具有高精度，高效率，柔性化，自动化和集成化的特点，在现代工业生产中起着非常重要的作用，是当今制造业最核心的技术。
21世纪的数控技术将是一个具有人工智能化的系统，它包括数控系统中为增加加工效率和加工质量智能化等的各个方面。数控机床作为一种高附加值的产品，它的产生带来了制造业的一次革命性的变革。随着数控机床产量的逐年飞速增长，如何提高数控机床的利用率、充分发挥数控机床的功能成为数控技术应用领域函待解决的问题。目前在我国制造业中存在着为数众多的具有丰富理论和实践经验的工艺技术人员，但由于数控机床本身及其对数控程序要求的特殊性，致使本应由工艺师编制的数控程序，在制造企业中大多数是由数控机床操作人员编制、调试和试切的，这不仅占用数控机床大量的加工时间，而且受工人技术水平的限制，使得数控机床的功能得不到充分发挥。即便在某些具有专业编程工艺师的企业，由于数控编程时间和数控加工时间以及零件试切时间和零件加工时间比值之大，也是导致我国数控机床开工率低的主要原因。有专家统计，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比约为30：1，这还不包括在机床上的试切验证时间。
自1958年数控机床出现到现在，国内随着数控技术发展迅速，现在数控加工已成为计算机辅助设计中重要的一部分。国内也有许多高校、科研机构在数控仿真方面开展了研究工作，取得了一些成果。并在早期时候开发出了一些二维数控仿真软件系统，利用二维动画图形仿真来进行NC程序加工过程。随着国内数控仿真技术研究的深入以及技术水平的逐渐成熟，数控仿真也二维仿真转向真实感较好的三维仿真系统。
数控加工仿真是研究数控机床加工过程在虚拟环境中的映射，集机械制造技术、数控加工技术、计算机技术和虚拟现实技术于一体，在计算机上建立和真实机床完全一致的虚拟加工环境，在数控机床进行实际加工之前，在虚拟环境中对零件的数控加工程序进行检验，检查数控程序的正确性、合理性，对数控加工工艺的优劣做出评估与优化数控仿真系统不但能够应用于企业的生产实际，也可以缩短零件从设计到加工的时间，并检验零件设计的正确性、工艺规程的有效性和数控程序的正确性，提高零件加工的质量，减少制造成本。另外数控仿真系统还可以应用于学校的数控教学培训，满足数控人才培训的要求。
数控加工仿真是一门进行数控加工实验研究的综合性课题，对于数控仿真系统的开发是一个系统工程，必须遵循一定的开发步骤或流程，最重要的是要实现数控仿真系统的各项功能，所以，一个优秀的数控仿真系统应该包含以下几个功能要求：满足仿真要求：综合或设计一个数控仿真系统。是为了实现数控加工预定的目的，也就是说仿真系统具有目的性。因此，任何一个仿真系统最基本的要求就是能够实现其基本的加工功能，因此对于我们的数控仿真系统，其基本加工功能包括了加工过程的几何动态仿真、数控操作面板的模拟操作、加工过程中碰撞干涉的检验和报警等;数控仿真系统具有整体性，它的各部分既相对独立，又是不可分割的。所以对于整个仿真系统的设计是把它划分为几种功能模块进行设计，各模块之间相互联系、相互作用。因此，各仿真模块之间的接口技术非常重要，它能够实现数控仿真系统的整体化;它是利用实际系统的数学模型来仿真实验，因为实际系统与数学模型总是存在着各种各样的差距，所以，如何将其差异控制在一定的范围内，这就是可靠性问题。
衡量仿真系统的一个重要指标就是可靠性。如果在仿真系统中，不能实现仿真效果的可靠性，那么仿真系统的设计就是失败的。对于数控加工仿真系统，一定要实现仿真的动态画面、仿真的图形与设计和干涉检验等的可靠性;仿真是数控加工过程中的一个重要的问题，如果数控加工仿真建模和其算法太过复杂、并且程序冗长，那么在有限的计算机资源下，势必影响系统仿真的速度和效率。因此，必须进行数控仿真优化设计，主要是要优化数控加工仿真建模和算法、数据结构等来保证仿真系统的有效性;数控加工软件开放性就意味着软件可以实现系统的二次开发。它可以修改系统和优化系统的性能，而不是一种封闭的、不可变动的系统。所以数控仿真系统正朝着开发式数控仿真系统的方向发展，所以其应具备可扩展性能够为后续的功能升级和二次开发提供接口。首先，对数控代码进行预处理。它包括语法纠错、格式转换等，以此生成统一的代码;在数控仿真系统中建立刀具库，同时向用户提供刀具选择界面，库内保存常用的铣刀工具，主要是平底铣刀，球头铣刀，圆鼻铣刀等;在数控仿真系统建立常用毛坯库，同时向用户提供毛坯选择界面，库内保存常用的工料毛坯，对铣床加工而言，主要是板料;数控仿真系统核心模块。根据用户输入（NC代码、刀具信息、毛坯信息），生成动态加工仿真效果，主要包括刀具轨迹仿真，碰撞干涉检测，工件加工仿真。
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。国内的数控行业最近发展的比较迅速，但是相对于发达国家还是有很大的距离，国家最近也不断提出发展数控的口号，提倡数控应用化。数控加工仿真是CAM的重要组成部分，是CAM到实际数控加工的检查环节，本课题研究的数控仿真系统是真实数控机床在计算机上的精确、完整映射，具有和真实机床完全一致的数控代码驱动功能。编程人员可以利用数控加工仿真软件来有效验证CAM生成的NC代码的有无过切，碰撞等干涉现象，对编制的数控程序进行仿真、查误、修改、验证，保证NC代码的正确性。减少了加工过程中的试切时间，缩短了生产周期，更加充分发挥数控机床的作用，提高了生产效率和产品质量，给企业带来更多的效益。
关键词：数控技术 机械制造
引言
近年来，随着工业化、信息化的快速发展，现代制造技术对机械产品提出了高精度、高复杂性和高效率的要求，同时对加工设备的通用性和灵活性提出了更高的要求[1～2]。在这些要求的促使下，传统制造业发生了革命性的变化，由一般的机械加工向智能化，高速、高精度化，复合化，系统化的方向发展。这就为数控机床的应用创造了广阔的施展空间，也大大的促进了数控加工技术的发展。数控加工技术的应用是机械制造业的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个崭新的阶段。
1 国内数控技术的发展现状
1.1数控系统的发展现状
改革开放以来，国家对数控技术和数控机床的发展十分重视，通过引进技术和科技攻关，经历了“六五”、“七五”引进消化吸收、“八五”开发自主版权数控系统，“九五”的商品化、产业化三个阶段[3～5]。此三阶段的研究、使用经验为数控加工技术的产业化奠定了良好的基础，也使数控加工技术取得了长足的进步。
在引进消化吸收阶段，我国从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，进行合作、合资生产、科技攻关，解决了数控机床可靠性和稳定性的问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在开发自主版权数控系统阶段，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。商品化、产业化阶段，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%；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；但是，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。
目前，我国数控技术已由研究开发阶段向推广应用阶段过渡，也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。现已有一批能成批量生产数控机床和数控系统的企业。在数控技术软件上，一些单项技术已达到国外水平。
1.2 数控机床的发展现状
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[6]。
由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可靠性还较差，数控产业尚未真正形成[7]。因此加速进行数控系统的高速、高精度化、复合化、系统化、智能化、商品化攻关，尽快建成完善的数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前面临的主要问题有：核心技术严重缺乏；数控功能部件质量差，急需技术攻关；技术创新和成果转化与市场脱节，市场定位不明确；项目安排带有盲目性，缺乏先进的管理机制。
1.3 刀具的发展现状
刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。早在公元前20世纪，我国就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发明，1783年，法国的勒内首先制出铣刀。1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。 1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年，美国的泰勒和怀特发明了高速工具钢。1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。1949～1950年间，美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片，同年，美国的邦沙和拉古兰发现了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层，这种复合材料具有更好的切削性能。
近年来，数控刀具的科技成果主要体现在研发一刀多切削功能和提高刀刃切削性能的方面，数控刀具材料集中应用在高速（超高速）、硬质（含耐热、难加工）、干式、精细（超精）数控机加工技术领域。刀具材料新产品的研发在超硬材料（金刚石、表面改性涂层材料、TiC基类金属陶瓷、立方氮化硼、Al2O3、Si3N4基类陶瓷），W、Co类涂层和细颗粒（超细颗粒）硬质合金基体及含Co类粉末冶金高速钢等领域进展速度较快。
2 机械制造中的数控技术
随着经济的全球化，尤其在我国加人WTO以后，国际经济竞争将进人短兵相接的阶段。在新的形势下，我国的机械制造业有强烈的危机感、紧迫感，以只争朝夕的精神，全力提高机械制造技术水平、降低生产成本，发展先进制造技术，促进产品升级换代，提高整体竞争能力，迎接新世纪的机遇和挑战。
20世纪50年代初第一台数控机床的出现，使机械制造技术的发展出现了日新月异的变化，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的应用技术和装备，又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国机械制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术，已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
2.1数控加工技术在机械制造业中的作用
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，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段，是国防现代化的重要战略物质，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。
近年来，数控技术以其加工精度高、生产率高、柔性好等特点而日益受到重视，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术，已成为世界各国加速经济发展的重要途径。目前，世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家提高综合国力和国家地位的重要途径。世界上各工业发达国家采取各种重大措施来发展自己的数控技术及其产业，将数控技术及数控装备列为国家的战略物资。数控技术集智能化，柔性化，高速、高精度化，复合化，系统化于一身。这在现代制造技术的发展中有着不可替代的作用。
2.2 数控加工技术在机械制造业中的意义
数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高度自动化的特点，提高了机械制造业的制造水平，解决了机械制造中常规加工技术难以解决甚至无法解决的复杂型面零件的加工，为社会提供了高质量、多品种及高可靠性的机械产品，已取得了巨大的经济效益。
数控加工技术具有较强的适应性和通用性，能获得更高的加工精度和稳定的加工质量，具有较高的生产效率、能获得良好的经济效益，能实现复杂的运动，能改善劳动条件、提高劳动生产率，便于实现现代化的生产管理。同时，数控加工技术的发展对提高国家战略地位和国家综合国力水平有着不可替代的作用。
结语
我国数控技术的发展由简单的机械加工过渡到高速、高精度化、复合化、系统化、智能化、柔性化的现代机械加工，发展主要经历了三个阶段。数控加工技术具有加工精度高、生产率高、柔性好等特点，具有较强的适应性和通用性，其加工精度高，生产效率高，能实现复杂的运动，能改善劳动条件，在现代机械制造业中有着不可替代的作用和意义。
参考文献
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[3]王瑚.数控加工刀具技术的现状及发展趋势[J].工具技术，2006，40：35～38.
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[5]冉振旺.数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析[J].科技咨询，2011，（26）：54.
[6]许金梅，迟振香.数控技术在我国机械制造行业应用[J].煤炭技术，2010，29（8）：28～29.
[7]丛高祥，陈丽，李凯，等.浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J].价值工程，2011，30（3）：276.
作者简介：董丽梅（1979-），女，工学硕士，现为兰州城市学院培黎石油工程学院老师，讲师，研究方向：机械化保护性耕作技术及机具研究。
关键词：数控机床;先进技术;未来机床
前言
数控机床是装备制造业的工作母机，其技术水平的高低代表了一个国家制造业的发展水平。数控机床是复杂的机电液系统，与其它电子产品和机械制造业不同的是，它已经具备了相对成熟的理论和可靠技术。数控机床的先进技术已经运用到了精密高速复合加工机研发制造领域，此后随着科学技术的飞速发展和完善，其功能也将会越来越多，操作方法越来越简单，稳定性越来越好，数控机床的性价比也会越来越好，应用和发展空间广阔。
1.数控机床的概念和特点
数控机床就是采用了数控技术的机床，包括主机、数控装置、驱动装置、辅助装置。数控机床发展以及经历了三个阶段，一个是上世纪50年代的初级阶段，一个是上世纪90年代的中级阶段，第三阶段是上世纪末，数控机床普遍用于生产，柔性单元、柔性系统、计算机中央集成制造系统开始应用[1]，数控技术产业化进入成熟阶段。在未来的发展过程中，数控机床技术会出现五大特点：智能化、网络化、数字化、集成化和微型化。这将会给制造业带来可观的经济效益。
2.数控机床的先进技术
不管是国内国外，先进的数控机床都会应用到企业的核心技术，力求生产出高技术、高效益的数控机床，并根据企业自身的特点，用最低的成本生产出最高效益的产品。还必须有科学的管理和应用，才能发挥这种技术高密度集合的数控机床的最大价值。
我国的数控技术已经形成了开放的结构体系，机床制造商通过开放平台增加自己需要的硬件和软件。目前的先进数控技术主要有可重构技术、软件伺服驱动技术、CNC系统互联网技术和自适应技术[2]。
2.1可重构技术
可重构技术使数控机床成为以用户为中心的模块化机床，用户可以根据所生产产品的变化对机床的结构、布局和加工功能进行转变，提高数控机床的生产效率，满足了不同的加工工业的需求，克服了实际批量生产过程中的数控机床功能利用低的缺点，具有很强的经济性。
2.2软件伺服驱动技术
数控系统中另一个重要组成部分是软件伺服驱动技术。就是通过计算机控制算法采用的伺服装置。这项技术具有几大优点值得我们重视，稳定;基于数值计算、精度高;通过参数设定、调整减少;ASIC电路容易形成。伺服技术对于现代数控系统而言已经取得了重大突破，突破的结果产生了数字交流驱动系统。随着电力电子驱动技术及控制理论、微电子技术的发展、软件运算及处理能力的提高，系统的运算速度有了很大的提高，伺服技术可靠性提高、调试方便、柔性增强，推动了高精密高加速加工技术的发展。
2.3CNC系统联网技术
网络的主要任务就是通信、共享信息。通信联网及现场设备生产、运行数据采集等功能，能够保证现场设备高质量完成任务，并将现场设备生产的数据传送到管理层，管理层得到数据后会下达生产管理及调度的命令。因此，CNC系统联网是实现工厂自动化的基础。
2.4自适应技术
自适应技术借助高动态控制技术，使机床部件具有自动适应性，能够自主地适应加工过程和外界环境等，反应更快、更加精确也更坚实更灵活，通常情况下，它能够有效地消除振动、变形、噪声等内部干扰，加工更稳定更经济，具有一定的智能化。
3.数控技术未来发展趋势
数控机床以后的发展前景会更加广阔，在结构体系、功能方面、性能方面都会有很大的改革和转变。具体有以下几方面的内容：
3.1高速化与高精度化
数控机床一直追求的是高效率、高质量。提高产品的质量和生产效率的前提是高速度和精准的加工技术。缩短生产周期，企业才能在市场竞争中获得优势。
3.2智能化
数控技术已经智能化了，并且智能化会渗透到数控机床的各方面。为了驱动方便更多人性化的设计也会出现，会出现智能诊断、智能监控系统和感应装置，系统出现问题时候会得到及时的反馈和维护，减少了查找故障的时间，为数控产业的规模发展提供了机会。
3.3驱动并联化
并联驱动机床通过机床主轴和机座之间采用多杆并联机构驱动，控制杆系中杆的长度使得杆系支撑的平台获得相应自由度的运动。多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能都会得到实现，同时能够实现更加复杂的加工，具有重量轻、速度快等优势。
3.4网络化
数控机床网络化发展是一个必然趋势。机床依靠网络技术实现统一管理和在线监测功能，同时方便对机床进行程序的修改。数控机床联网后会有几个能力：可靠性、随时性、稳定性、在线性，方便采集数据，程序交换，实现电脑监控的执行。
总的来说，数控机床的未来发展趋势很好。首先在功能方面，将来的用户界面会出现图形化，通过三维的立体式的动态图来展现，非专业人员也能很好的操控，方便用户使用。将来的计算可视化也会用于自动的编程和预处理等多个方面，数控技术也会加入多媒体技术，使机床能够综合处理图像、文字、声音等混合信息。在结构方面，未来机床会出现结构模式化、数控功能专门化、数控技术智能化。将来机床智能化会自动适应控制技术，自动检测的环境，智能发出指令指使机床工作，自行检测发生的故障，在未来也会自行修复产生的故障。智能化驱动装置会分析机床的数据自动调整系统参数，使机床具有更好的运动效果。智能化将成为未来生产厂家必争的技术和核心。
4.结束语
国家的发展离不开制造业，制造业离不开数控机床，数控机床技术又是发展制造业的基础。面对市场的需求，数控机床会实现智能化、网络化、微型化、数字化[3]，随着计算机和科学技术的发展，机床也会得到很大的发展和提高。
参考文献：
[1]张羽，王润波.数控机床技术的应用与发展研究[J].科技向导，2014，20：241.
1.1 数控系统发展简史
1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。
1.2国内数控机床状况分析
1.2.1国内数控机床现状
近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。 2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。 近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。
1.2.2 国内数控机床的特点 ：
(1) 新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。
(2) 数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高。
2001年国内数控金切机床产量已达1.8万台，比上年增长28.5%。金切机床行业产值数控化率 从2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。
(3) 数控机床发展的关键配套产品有了突破。
1.3 数控系统的发展趋势
1.3.1继续向开放式、基于PC的第六代方向发展
基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。
1.3.2向高速化和高精度化发展
这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。
1.3.3向智能化方向发展
随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。
(1)应用自适应控制技术
数控系统能检测过程中一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。
(2) 引入专家系统指导加工
将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。
(3) 引入故障诊断专家系统
(4) 智能化数字伺服驱动装置
可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行。
1.4机床数控化改造的必要性
1.4.1微观看改造的必要性
从微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。
(1) 可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。
由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。
(2) 可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了"柔性自动化"。
(3) 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要"修配"。
(4) 可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。
(5) 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。
(6) 由以上五条派生的好处。
如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。
1.4.2宏观看改造的必要性
从宏观上看，工业发达国家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落20年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重（数控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已达20.8％，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。
数控化改造的市场空间
机床的数控化改造是一个方兴未艾的行业，从各种统计数字上看前途应该是十分光明的，例如："在美国，日本和德国等发达国家，它们的机床改造能作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及数控技术的不断进步，机床改造是一个"永恒"的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业所以不难看出：`
(1) 国内的市场
我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6％。我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。
(2) 进口设备和生产线的数控化改造市场
我国自改革开放以来，很多企业从国外引进技术、设备和生产线进行技术改造。据不完全统计，从1979～1988年10年间，全国引进技术改造项目就有18446项，大约165.8亿美元。
这些项目中，大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。但是有的引进项目由于种种原因，设备或生产线不能正常运转，甚至瘫痪，使企业的效益受到影响，严重的使企业陷入困境。一些设备、生产线从国外引进以后，有的消化吸收不好，备件不全，维护不当，结果运转不良；
有的引进时只注意引进设备、仪器、生产线，忽视软件、工艺、管理等，造成项目不完整，设备潜力不能发挥；有的甚至不能启动运行，没有发挥应有的作用；有的生产线的产品销路很好，但是因为设备故障不能达产达标；有的因为能耗高、产品合格率低而造成亏损；有的已引进较长时间，需要进行技术更新。种种原因使有的设备不仅没有创造财富，反而消耗着财富。
这些不能使用的设备、生产线是个包袱，也是一批很大的存量资产，修好了就是财富。只要找出主要的技术难点，解决关键技术问题，就可以最小的投资盘活最大的存量资产，争取到最大的经济效益和社会效益。这也是一个极大的改造市场。
机床改造的效益分析
提高机床数控化效率有两个途径：一是购买新的数控机床；二是对旧的机床进行改造而对于一个机床拥有量大，经济财力又不足的发展中国家来说，采用旧机床改造来提高设备的先进性和数控化率是一个极其有效和使用的途径，采用第二种方法有以下的优点：
a) 减少了投资和交货的期限
同购置新的数控机床相比，一般可以节省60%到80%的费用，改造的费用大大减低。
b) 机械的稳定性可靠
机床的床身，立柱等基础件都是重而坚固的铸铁构件，而铸件越久自然失效充分，内应力的消除使得比新的铸件更稳定，这些铸件的使用又可以节约社会资源，又减少了铸铁件生产时对环境的污染。
c) 熟悉了解设备结构性能，便于操作维修，购买的新设备，事先很难前面了解机床的结构性能，以至很难预算是否完全适合加工要求，而改造则完全可以避免这种情况，并且大大缩短了对数控机床在使用和维修方面的培训时间，机床一旦改装完成，很快就可以投入使用，见效较快。
d) 可以充分利用现有的条件
可以充分利用现有的地基，不必像购新机时重新构筑新基，同时工夹具、样板和外设备也可以在利用。
e) 可更好的因地制宜合理筛选功能
购买现成的通用型机床，往往对一个具体的生产加工有一些多余的功能，又可能缺少某一个专用的特殊功能，如向机床制造厂提出特殊定货要求，增加某些特殊的加工要求，往往费用大，交货的日期又长。而采用改造方案就可以根据生产加工要求，采用组合的方法再某些部件设计改造成专用的数控机床。
f)可及时采用最新技术，充分利用社会资源
由于技术进步和我国机床功能部件专业化生产的发展，目前已有众多的疏忽资源支持机床方面的改造 ，如随意采购各种尺寸的滚珠丝杠副，且交货期短；采用贴塑导轨新技术，可使传统的滑动导轨的摩擦系数降低五至十几倍来防止爬行，还可以使得刮研极容易，等等例子说明有一大批社会资源，可根据技术更新的发展速度，及时地采用最新技术来提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机场改造成当今水平的机床。
2 普通车床数控改造的可行性论证
对于普通车床的经济型数控改造，在考虑总体设计方案时，应遵循的原则是：在满足设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能的少，以降低成本。
2.1 车床的数控改造
2.1.1数控机床工作原理及组成
(1) 数控机床工作原理：
数控机床加工零件时，首先应编制零件的加工程序，这是数控机床的工作指令。将加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变化、起停，进给运动的方向、速度和位移量以及其它如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却的开、关等动作，使刀具与工件及其它辅助
2-1
2.1.2设计内容及任务
普通车床（C6163）的数控改造设计内容包括：总体方案的确定和验证、机械改造部分的设计计算（包括纵向、横向进给系统的设计与计算）、主运动自动变速原理及改造后的机床传动系统图的设计、机床调速电动机控制电路的设计。
本设计任务是对C6163卧式车床进行数控化改造，实现微机对车床的数控化控制。利用微机对车床的纵向、横向进给系统进行数字控制，并要达到纵向最小运动单位为0.01mm/脉冲，横向最小运动单位0.005mm/脉冲，主运动要实现自动变速，刀架要改造成自动控制的自动转位刀架，要能自动的切削螺纹。
2.1.3 数控部分的设计改造
(1) 数控系统运动方式的确定
数控系统按其运动轨迹可分为：点位控制系统、连续控制系统。点位控制系统只要求控制刀具从一点移到另外一点的位置，而对于运动轨迹原则上不加控制。连续控制系统能对两个或两个
以上坐标方向的位移进行严格的不间断的控制。由于C6163车床要加工复杂轮廓零件，所以本微机数控系统采用连续控制系统。
(2)伺服进给系统的设计改造
数控机床的伺服进给系统按有无位置检测和反馈可分为开环伺服系统、半闭环伺服系统、闭环伺服系统。
闭环控制方案的优点是可以达到高的机床精度，能补偿机械传动系统中的各种误差，消除间隙、干扰对加工精度的影响。但他结构复杂、技术难度大、调式和维修困难、造价高。
半闭环控制系统由于调速范围宽，过载能力强，又采用反馈控制，因此性能远优于以步进电动机驱动的开环控制系统。但是，采用半闭环控制其调式比开环要复杂，设计上也要有其自身的特点，技术难度较大。
开环控制系统中没有位置控制器及反馈线路，因此开环系统的精度较差，但其结构简单，易于调整，所以常用于精度要求不高的场合。
经过上序比较，由于所改造的C6163车床的目标加工精度要求不高，所以决定采用开环控制系统。
(3) 数控系统的硬件电路设计
数控系统都是由硬件和软件两部分组成，硬件是控制系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。
数控装置的设计方案通常有：
a) 可以全部自己设计制作
b) 可以采用单板机或STD模块或工控机改制
c) 可以选用现成的数控装置作少量的适应化改动
跟据本次设计的要求采用第一种设计方案。
2.1.4机械改造部分的设计
(1) 主传动部分的改造设计
将原机床的主轴电动机换成变频调速电动机，无级调速部分由变频器控制。将原机床的主轴手动变速换成有电磁离合器控制的主轴变速机构。改造后使其主运动和进给运动分离，主轴电动机的作用只是带动主轴旋转。
(2) 进给机构的改造
将原机床的挂轮机构、进给箱、溜板箱、滑动丝杠、光杠等全部拆除。纵向、横向进给以步进电动机作为驱动元件经一级齿轮减速后，由滚珠丝杠传动。
关键词： 数控机床 制造强国 发展趋势
数控技术是先进制造技术中的一项核心技术，由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受制造业的关注，其设计、制造和应用的水平在某种程度上代表了一个国家的制造业水平和竞争力。近年来，国内机床设备和技术的发展在市场需求旺盛的情况下，设备以满足市场和用户需求为主，在高性能加工的设备和技术上并没有进行很好的研究和技术储备，在市场趋于平稳的时期，我国的机床工业势必会更加缺乏竞争力。因此，国家将数控机床作为重点支持的产业项目，在发展规划中明确了发展高速、高精度数控加工设备作为主要的支持发展方向，将提升装备水平和核心技术放在重要的位置。
“机床是装备制造业的工作母机，实现装备制造业的现代化，取决于我国的机床发展水平。振兴装备制造业，首先要振兴机床工业，要大力发展国产数控机床”。振兴装备制造业，机床工业需先行，这是一条经济发展的客观规律。在国民经济快速发展的拉动和国家产业政策的正确引导下，中国机床工业行业发展迅速，产销两旺，行业综合水平落后的面貌得到改变。进入21世纪以来，随着我国国民经济实力的快速增长，我国制造业在国际上的地位日益提高。目前，我国正处在工业化的中期阶段，制造业仍然是国民经济的主体和支柱。但从总体上看，我国制造业与先进国家的差距还比较明显。有人坦言：“无论今后科学技术怎样进步，发展先进的制造业将是人类社会永恒的主题，制造业也将永远是人类社会的‘首席产业’。”在当今世界上，高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为衡量一个国家综合经济实力和科技水平的最重要标志。制造业最重要的基础是装备制造业。现在我国已是制造业大国，但并不是制造业强国。目前我国的装备制造业水平有限，以至于不能很好地满足现代化机械生产的需要。而现代制造业发展的主要方向体现在信息化制造方面，其中自动化、智能化制造则是装备制造业中的主导技术，这对于高速、高精度、低消耗的产品制造来说尤为重要。
数控机床是近展起来的具有广阔发展前景的新型自动化机床，是高度机电一体化的产品。随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品零部件生产设备――机床也相应提出了高性能高精度与高自动化的要求。大批量的产品，如汽车拖拉机与家用电器的零件，以及航空航天、内燃机、军工、汽车、船舶等行业需要的重要加工设备，尤其是高刚性、高精度、高稳定性、高复合型的精密数控卧式铣镗床更是航天和军工企业急需的关键设备。
“十一五”期间，国家对装备制造业提出要求：变“制造大国”成为“制造强国”，调整产业结构，重点开发高档数控机床，提升行业水平。自主开发高速精密卧式机床，研究其相关的设计和制造技术并取得突破，对国家在高端装备领域拥有自主知识产权和核心竞争力，将起到至关重要的影响。随着工业技术的发展，各行各业对高速数控机床的需求也越来越多。2010年9月8日国务院召开常务会议审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，高端装备制造、节能环保、新一代信息技术、生物、新能源、新材料和新能源汽车七个产业作为重点领域将集中力量加快推进，国家将加强财税金融等政策扶持力度。国务院发展研究中心产业部部长冯飞预计，未来十年将是战略性新兴产业蓬勃发展的十年，到2020年，战略性新兴产业占工业增加值比重可望达到20%以上。机床工业由于技术含量和工艺要求极高，属于技术和资本密集型产业，行业壁垒很高，无论在国内还是全球范围，行业格局变化都比较缓慢。机床本属于机械行业，而机械行业与下游行业固定资产投资密切相关。下游行业每年固定资产投资中，约60%用于购买机械产品。设备工器具购置在固定资产投资中的比例保持在20％左右，并长期保持稳定。因此在机床行业下游产业中，固定资产投资的主要部分都是用来购买装备制造工具――机床。通过统计发现，机床下游行业固定资产投资增速远快于全社会平均增速水平。数控机床的需求来自于下游的机械行业固定资产投资，2011年汽车及零部件、航空航天设备、高速列车、军工、电子信息、电力设备、船舶、工程机械、模具等高端装备业崛起，行业产能高速扩张，继续带动数控机床消费的高速增长。罗百辉表示，2011年高端装备自主创新势头将更为强劲，继续带动机械工业15%以上的增速。目前我国正处于重化工业化时期，这是超脱于经济短期波动、在近几十年里对中国经济产生巨大影响的因素，对我国机械工业的发展也起着促进作用。它与长期向好的中国宏观经济一样，成为机械工业近30年来持续快速发展的最好注解。所谓重化工业化时期，也就是工业化的中期，即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变，煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对机床市场尤其是数控机床的巨大需求。中国已经超过德国，成为世界第一大机床市场。数控机床已成为机床消费的主流。预计2015年数控机床消费将超过60亿美元，台数将超过10万台。数控系统的发展趋势是：①平台数字化。②运行高速化。③加工高精化。④功能复合化。⑤控制智能化。⑥伺服驱动高性能控制。中高档数控机床的比例会大幅增加，经济型数控机床的比例不会有太大变化，而非数控的普通机床的需求将会大幅度减少。
参考文献：
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［6］姜华.高速精密卧式加工中心开发的关键技术研究（博士论文），2007.
先来看这样一组数据：中国社会固定资产设备投资的三分之二依赖进口；中国装备制造业产品每年的外贸逆差高达数百亿美元；中国机械制造业中有近60%产品产业化是在引进技术的基础上完成的……
然而、简单的“拿来主义”并没有产生预期的效果，中国装备制造业仍然在“引进―落后―引进”的怪圈中四顾茫然。在诸多的国际装备制造业博览会上，国内产品与国外产品立眼分明，差距是明摆着的。
这样的现实让中国装备企业不停地打着寒颤。众多有识之士在问自己也问别人：未来的路怎么走？
这个问题也同样横在南京工艺装备制造厂的面前，并由此拉开了其发展滚动功能部件产业化专项规划的序幕。
为什么要产业化？
国际制造业向中国转移，使中国基础装备市场的竞争骤然升级。中国数控机床市场也在不经意间目睹了前所未有的热闹，并继而体验到了前所未有的压力。
数控高端技术产品代表着国家经济、政治、军事实力，是国家经济安全的支柱。正因为如此，数控高端技术一直是国内外数控机床企业竞争的焦点，但这恰恰也正是国内企业的软肋。这种差距甚至悬殊得使中外企业无法在一个平台上平等对话。显然，中国企业试图依赖引进，通过合资、合作的途径取得高端技术从而发展高档产品的道路是走不通的。因此，国内机床工具行业形成了这么一个共识：必须选择一些基础较好的企业，加快建设具有国际竞争力的数控机床产业化基地，掌握核心技术，开发具有自主知识产权的产品。
数控机床的发展需要高水平、专业化、规模化生产的功能部件作为支撑。可以说，数控机床的产业化，关键在于包括数控系统、滚动功能部件等功能部件的产业化。长期以来，功能部件一直是发展国产数控机床的瓶颈，我国中高档数控机床配套所需的功能部件基本依靠进口。
为此，中国机床工具工业协会一直在向有关方面建议将关键功能部件产业化攻关项目列入国家发改委重要支持计划。让所有机床工具行业人士备受鼓舞的是，最近，、黄菊、曾培炎等国务院领导对发展国产数控机床作了重要批示，国家发改委也正在编制数控机床、功能部件产业化的专项规划。这对于南京工艺装备制造厂来说，无疑是个难得的发展机遇。
南京工艺装备制造厂作为中国规模最大的滚动功能部件生产基地，备受国家发改委以及中国机床工具工业协会等部门的高度关注。其实，从1999年开始，企业就一直在积极探索滚动功能部件产业化的道路，而这与国家要求重点培育滚动功能部件产业基地的想法不谋而合。企业意识到必须抓住机遇，跻身于滚动功能部件发展的“国家队”，瞄准国际先进技术，摸索一条持续、稳定、高效、快速发展的成功之路，做大做强国产滚动功能部件产业。
搭建一个怎样的框架？
“滚动功能部件产业化”的概念，在南京工艺装备制造厂厂长张建平脑子里由来已久。早在五年前，张建平和南京工艺的其他领导者就已经开始琢磨产业化的发展思路，并制定了总体目标，为产业化发展描绘了一副清晰的轮廓。
张建平这样描绘南京工艺产业化的发展思路：以创新的观念引领企业的快速发展，以创新的管理引领企业深入市场，以创新的制度引领企业高速运行，以创新的技术引领企业走向国际。对于其中所提到的“创新的观念”，张建平有自己独特的理解与感悟。张建平说，国家体制改革是静态、物质化的，是试图通过物质化的改变，让企业在物质交换中被迫转变思想。但事实是，对于企业而言，资产置换不能解决一切问题。体制与机制只是土壤，比如在盐碱地里，庄稼是长不好的，但是经过改良后也是可以长出好庄稼的。所以，重要的是转变观念，找到切入点。
除此之外，被南京工艺人津津乐道还有这样几句话：以国产滚动功能部件为本，加速数字机器产业化进程；高品质、高精度、高性能，产业化；全品种、全规格、全系列、全精度、全面解决方案。第一句话解决的是南京工艺的产品定位问题，“三高一产”表达了南京工艺预备做“高端”的决心，而“五全”则是试图在总量、结构、功能上最大限度地满足国内市场的需求。
应当说，重复建设与重复引进是我国装备业面临的一个严重问题。比如，我国国产经济型数控机床、普及型数控机床与高档型数控机床的结构比例是75∶22∶3。大家都盲目地发展经济型，有些企业甚至拼价格、拼资源。这种恶性竞争行为对于行业而言，无疑是摧毁性的破坏。因此，南京工艺提出的“三高一产”显然追求的是非实物量的产业化，而是兼顾质与量的产业化，除了解决“有多少”的问题，还要解决“有多好”的问题。
针对我国国产数控机床结构比例不协调的问题，南京工艺也制定了自己的目标，即将经济型、普及型与高档型的比例调整为30∶40∶30。同时，根据我国机床行业的总体趋势，即到2010年，我国数控金切机床年产量将达到10万台，年销售额为30亿~35亿美元，国产数控机床国内市场占有率将达到60%，南京工艺也相应制定了到2010年滚动功能部件年产量25万套，年产值5亿元的发展目标。
如何细化操作？
作为中国规模最大的滚动功能部件生产基地，南京工艺在长期的发展过程中形成了自己独特的技术优势、装备优势、品牌优势、规模优势。此外，不断创新的企业文化与不断提升的组织学习能力也使得南京工艺在业界一直独占鳌头。艺工牌滚动功能部件已经获得全国用户满意产品、江苏省名牌产品称号，企业也获得全国用户满意企业、南京市质量管理奖，并已通过ISO9001质量管理体系认证。南京工艺表示将在此基础上，产品力创中国名牌，企业管理创江苏省质量管理奖，继续保持行业第一，并达到国内领先、国际知名。
面对接下来的专项规划，南京工艺制定了进一步弘扬企业优势的措施。首先是要提高产品档次，拓展并优化产业结构。一方面不断提高滚动功能部件的技术水平，增加产品技术含量，优化产品结构；另一方面在滚动功能部件产品品种、规格、产量、质量及精度方面赶上世界先进水平，在满足国内市场需求并逐步替代进口的情况下，积极参与国际市场的竞争。
其次，采用先进工艺装备，确保产品精度，提高产品性能。有效利用现有恒温生产厂房，将有限的积累投入到关键设备上，并在充分利用现有工艺设备的基础上，在设备选型方面突出重点，增加必要、关键、高效、自动化程度高的设备，加强和提高产品精密检测、测试能力，添置高性能精密检测设备和测试仪器，以确保产品的检测质量。在技术水准达到或接近国际化的前提下，南京工艺还积极与国内著名机床企业联合解决大型数控机床关键设备的“首台、首套”国产化问题，以形成大型数控机床关键设备的国产化，实现工艺装备国产化的突破。比如，3米、4米、8米数控螺纹磨床，4米、6米数控直线导轨专用磨床，6米丝杠导程精度动态测量仪，数控螺母磨削中心等。
此外，南京工艺积极提高产品开发能力和技术水平，进一步强化产品的设计能力，提高产品开发能力，缩短(产品)设计周期，提高企业信息化集成水平。其五年规划中也明确表示要重点发展8米整根磨制滚珠丝杠副、线速度60m/min的高速滚珠丝杠副、6米整根滚动直线导轨副、线速度100m/min的滚动直线导轨副。
装备制造业的发展水平是衡量一个国家经济实力的重要标志。国外发达国家在抢占了技术制高点，取得品牌效应后，又开始图谋市场份额。危机就在眼前，更何况，随着发达国家进一步加强对知识产权的保护，以往一些国内企业通过简单仿制来提高竞争力的路也将逐步被堵死。接下来的路，只有靠自己踏踏实实一步一步往前走。
对此，张建平看得很透彻，“跨国公司的重点已经从贸易和技术转让变成建立生产基地，由商品输出变为资本输出和品牌输出。大量进口功能部件产品，就意味着用别人的功能部件生产终端产品，使我们的产品附加值低，赚的只是劳动力价值，不是技术价值和品牌价值。”他意识到，必须充分利用国内现有企业与科研机构的能力，采取多种形式的联合，实现优势互补，提升国产功能部件档次，否则单纯依靠自身力量，就可能成为跨国公司的配套厂，而国内的成套技术与能力可能被分解，并逐步丧失整体设计、成套的自主能力。就此而言，作为行业重点企业的南京工艺，任重而道远。
长期以来，有一个声音始终在我们耳边响起：“中国装备，装备中国！”日复一日，气势磅礴。然而，这还仅仅只是一个催人奋进的口号而已，恰如张建平所总结的那样，我们所面临的事实是：“中国装配，装备中国！”装备与装配，仅仅只是一字之差，但恰恰是这一个字，不停地叩问我们：谁来装备中国？如何装备中国？
无数次的叩问之后，强烈的忧患意识与民族感情促使作为配套行业龙头企业之一的南京工艺挺身而出，开始寻求解题思路，并喊出了振兴中国配套业的最强音。
如何解决眼下的难题？如何避免未来的核心技术空心化？南京工艺结合实际制定了滚动功能部件五年发展规划并已上报国家有关部门。在这个规划中，记者透过枯燥的数字，感到了南京工艺装备制造厂每一个员工发展国产高档、高性能滚动功能部件的情怀。南京工艺每一台设备的购买、每一位人才的引进、每一个产品的设计、每一种工艺的改进，都与国家发展数控机床产业的规划息息相关。在南京工艺人心里，他们的目标不仅仅是“跟进”，还要“引领”。因为他们觉得，中国数控机床产业的落后，有自己的责任，而发展中国数控机床产业的重担，也将落在自己的肩上。
关键词：数控机床；管理；维护
数控机床是利用数字化信号对机床的运动及其加工进行控制的机床，是数控技术与机床技术相结合的产物，它有加工精度高、质量稳定可靠、生产效率高、对零件加工的适应性强等优点，使其应用日益扩大，已经成为机械制造业的标志性装备。
我国目前的现状是：国内数控技能人才严重缺乏，阻碍了我国制造实力的提高，教育部等六部委启动了“制造业和现代服务业技能型紧缺人才培训工程”，对高技能型人才的培养提出了具体的方案。许多高职院校根据自身特点、结合市场需要，开设了数控技术专业，为满足实践教学，除设置实训基地外，还相继配备现代化的数控机床等设备。数控机床是精密的机电一体化产品、价格昂贵，其管理和维修要求严格，如何管理和维护好这些数控机床，使之更好地满足教学需求，最大限度地发挥其优势，已经成为各个学校普遍关注的问题。本文经对各校教学实训基地的调研，根据数控机床的结构原理及使用特点，结合设备管理方面的实践经验，分析了教学用数控机床使用中出现的问题，并提出了改进措施，以供同行参考。
一、教学用数控机床的特点
教学用数控机床与生产用数控机床相比主要有下列特点：1）使用目的不同。生产用数控机床的主要目的是提高生产效率，创造更多的经济效益，以生产为主。教学用数控机床主要是用于满足教学工作，将学生的理论知识通过实际操作转变为直观认识的机床，是一种以试验为主的机床。2）操作人员不同。生产用数控机床的操作人员，一般是具有丰富实践经验的工人。教学用数控机床的操作人员，大部分是新手——学生，第一次将理论知识转化为实践的操作，经验很少，所以故障率较高。3）维修和管理方式不同。
生产用数控机床往往配有专业的维修人员，一般都是有计划、系统性的管理和维修。教学因数控机床缺少专业人员进行管理和预防性维护，往往是故障发生后再去弥补，很少将故障消除在萌芽状态。4）使用效率不同。与生产用数控机床相比，教学用数控机床作为一种演示型机床，大部分时间处于停工状态，机床的利用率不高，可能造成资源浪费。
二、存在问题
通过兄弟院校相关人员间的教学交流，结合我们的教学实践经验，教学用数控机床在管理和使用的问题概括为：1）机床运行中事故较多，例如撞车、撞刀、超程等现象频繁发生，导致机床精度下降。2）机床发生故障后，不能及时得到有效处理，机床带病、带伤工作情况较多，最终导致机床发生破坏性的故障，造成巨大损失。3）管理方面存在漏洞，对机床的维护缺少系统性、计划性，不能起到预防故障的作用。4）机床操作人员和维护人员责任性不强，当出现问题时，不是积极地去处理，而是相互推卸责任，直接影响正常的教学工作。5）维修不及时，学生上课时间不合理、甚至出现冲突时，有些教师责任心不强，为了图省事赶课时，将多个小组合并上课时，出现多名学生围着一台机床的现象，教学效果很差。6）通过调查，学生反映实训效果不太好，与预期目标相差很大，从而得不到应有的教学效果。
以上诸多原因导致机床“停工”现象严重，学生学不到实质性的东西，使数控机床不能发挥应有作用，造成了资源的浪费；
三、原因分析
教学用数控机床的管理和维修方面存在的问题，其原因虽多种多样，但可归纳为：1）管理人员没有经过专门培训，缺少设备管理方面的专业知识，对数控机床没有制定严格的点检、维修计划，又碍于面子不去向别人请教，导致维修人员不能及时排除故障，延误了故障的排除，直接影响正常的教学。2）管理人员缺乏责任心，对机床了解不够，工作没有计划性，是造成机床维护缺少系统性、预期性的主要原因。3）维修人员自身责任性不强，技术水平低，不能及时处理工作中出现的故障，是机床带病工作的主要原因。4）学生在实训前准备不充分，操作时粗心大意，不按规定的步骤操作等，是导致机床运行过程中发生撞刀、撞车、超程现象的主要原因。5）教师自己缺乏实践经验，对机床的结构、原理理解不够深入，讲课缺少灵活性，对一些结构、原理性的问题解释不清楚。学生实践经验本来就较少，学习主动性又较差；是学生感到难以接受的主要原因。6）教师和学生对实训工作不够重视，只求单纯完成任务，很少考虑教学效果，是影响教学效果的主要原因。
四、改进措施
根据以上分析，结合实际情况，提出如下改进措施：1）聘请专业人员对设备进行管理，制定科学的管理方法。根据各类数控机床的不同特点，结合自己的实际使用情况，参照机床说明书，制订出合理、规范的数控机床管理和维护制度，对设备的保养维护做到三定，即定期、定级、定人。2）要重视“双师型”教师队伍的建设。数控机床是集机、电、液、气于一体的机电产品，具有技术与知识密集的特点；要求数控机床的操作与维修人员，不仅要具备各方面的知识，也要具有丰富的经验和较强的动手能力；建设技术全面的教师队伍是科学管理，合理维护数控机床的前提。3）提高操作人员的责任心，出现问题时要积极的去处理，实在解决不了的要及时找别人帮忙解决，防止机床带伤、带病工作，以免影响正常教学工作。4）选拔责任心强的教师进行定期专业培训。实践证明经过培训学习，是能在相对较短时间内达到数控机床操作和维护要求的。
5）在教学和维修之间灵活安排工作，做到教学、维修两不误，例如可利用教学期间机床利用率不高的时间，对机床进行一些常规维护和检修。6）实训之前，要对学生进行安全教育，学习操作规程，强调严格按照规程操作的重要性；如果有条件的话，可先让学生在计算机上进行仿真模拟练习，用以防止撞刀、撞车等事故的发生。
五、结束语
1）数控机床的管理和维护是一项很重要的工作。数控机床管理及维护人员，不仅要掌握机械、电气、气动、液压、控制、检测等方面的知识，还要熟悉伺服驱动、计算机、PLC的工作原理及PLC编程，还应具有相应的专业英语水平。
2）只有对数控机床做到科学的管理，合理、及时的维护，才能保证机床的正常运行，使之更好地为教学服务。
3）不管是教师还是管理、维修人员，都应有高度的责任心，才能充分发挥数控机床的作用，培养出更多的高素质高技能型人才，为我国的装备制造业作出更大贡献。
参考文献：
[1]郑小年，杨克冲编著。数控机床故障诊断与维修[M]。武汉：华中科技大学出版社，2007。
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【关键词】数控机床；教学；改进
引言
数控机床是机电一体化的高科技产品，综合了机械技术、计算机技术、电气技术、液压技术、气动技术、信息处理和光电技术，它以其高精度、高效率、加工对象适应性强和自动化等特点，使得工业制造飞速发展。然而目前劳动力市场数控应用型人才短缺，这就需要职业技术学院等技工学校，探讨教学方法，快速培养人才，以适应社会需要。
根据对40多所技工类学校调查，目前数控机床教学中普遍存在以下主要问题：教师队伍的水平较低、教学方法不当，学生厌学情绪、接受能力差，教学用设备陈旧、故障率高等，制约着数控机床的教学提高。
1.教学中存在的问题
（1）教师队伍方面存在问题
教师队伍的知识水平（个别老师专业不对口）和教学方法已经跟不上数控机床的发展。有些学校较长时间没有更新教师队伍，一部分老师知识没有及时更新，制约着数控机床教学提高，这就需要老师不断学习，学校及时补充教师队伍，不断探讨教学方法。
（2）学员方面存在问题
一部分学员厌学情绪较重，究其原因有：一是老师讲课缺少艺术性，不生动、不形象，有的甚至照本宣科；二是学校不重视，寄希望于到企业实习完成主要课程；三是因为老师自身原因不能深入讲解，使学生听的稀里糊涂。
（3）教学用设备方面存在问题
教学用数控机床设备陈旧、老化：出于经费紧张或对设备了解不够等种种原因，学校不投入，没有及时更新设备，致使设备老化、陈旧，故障率高，也影响教学。
2.解决对策
2.1创新教学模式
（1）讲练结合。将“教、学、做”融一体。教师在讲清基本概念、基本理论与方法之后就布置学生进行实践训练。例如在数控编程课中老师在讲清了几种基本程序设计方法之后，就由学生应用编程模拟器编制加工程序，然后仿真模拟检验编制得是否正确。
（2）问题探究。教师提出几个综合性的问题，然后逐个加以分析，按设定条件提出解决办法，使学生从中领会思路，学会解决问题的办法。
（3）讨论式教学。这种模式是教师在课堂上提出几个讨论题，学生分组准备并派出代表在班上发言，不同观点之间可以展开争论，最后教师进行归纳总结，如果统一不了，不同的观点可以允许存在，以后继续讨论，甚至保留。例如对零件加工工艺方案设计的讨论。
（4）案例教学。生产一线的情况是千变万化的，案例教学为学生提供了一种模仿、借鉴和引伸的范例。这种教学模式的最大特点是师生互动性强，体现了以学生为主的教育思想。如对某种典型零件的加工工艺方案的分析等。
（5）虚拟环境。数控设备价钱昂贵，资源毕竟是有限，虚拟环境教学模式是解决这一矛盾的有效方法。我们用CAD/CAM软件进行刀具路径仿真加工，用华中数控仿真软件进行数控机床的操作仿真，即可解决实训设备不足的问题，有可保证数控机床设备的安全性，培养学生的安全文明生产的良好习惯。
2.2教学方法创新
（1）通过教学实践，总结出“悬念法”和“倒叙教学法”教学，收到良好效果。“悬念法”即是：老师要把每一节课作为一种艺术，精心设计，一节课不但有精彩的开始，而且结束时还要有扣人心弦的悬念。我们常听到说书人一句口头禅：欲知后事，且听下回分解。总让学员有一个悬念，引导下一次学习积极性。“倒叙教学法”：文学作品中，常是先出来一个故事情节，然后才介绍其中人物。先出来结果，再介绍原因。常规教学是采用理论教学而后实践教学，教学中不妨可以先上实验课，学生会感到有很多问题要问，然后再上理论课，这样就会和学员的求知欲合拍，达到事半功倍效果。同时，在理论课中要多用图片，尽可能把实验课中的图片搬到课堂，互相印证。
数控机床维修课程可以少安排或不安排，把这些尽可能放到去厂矿企业实习中，让企业员工做老师为学员讲解，一方面这些员工可以用自己的语言简洁传授，再者学员在这样的环境下可以激发浓厚兴趣，甚至还会深层次追问。
另外，也可以打破教材的顺序，老师在备课时可以针对学员接受能力和兴趣，优先选取最易接受的课程讲授。
（2）让学生带着问题听课，注重实效，把课堂搬到工厂车间，就会打破学生认为“数控机床课程枯燥”的僵局。讲课时还要穿插讲出国内外数控机床发展现状和未来前景，激发学生学习、创造性；旁征博引，开阔视野，激发兴趣：在讲机床电气与PLC时，可以讲PLC在工矿机电设备和纺织行业、冶金行业应用很广。而纺织行业对小型PLC尤其是微型PLC应用远远超过其他行业。
同时讲出加工某个工件的用途，激发学习兴趣；从安全人机工程学角度，在机床外观颜色等选择考虑，以满足学生审美需要而激发学习兴趣；少讲理论多实践，如公差配合可以简单讲一下基本定义，最多的要在实际公差测量操作过程中理解概念。
实践课可以采取“竞赛法”，即分为几个小组，每个小组加工同一部件，看谁加工所用时间短，加工精度高。这样既培养了小组团队意识，又增强了取胜的喜悦。实际教学中发现，两个“互动”调节课堂气氛，教学效果良好，即是：教师与学员的互动（学员教学员，老师监督），学员与学员的互动。
2.3设备选择的适用
应该看到先进设备具有的经济性，教学的有效性，对日益竞争激烈的教育业，这些是提高学校知名度和提高教学质量必须的。
针对数控机床涉及知识面广、学时少的特点，给学生提供了并联运动机床、高速机床、数控机床故障维修、数控编程、数控机床操作等方面大量的参考资料和相关学习网站，鼓励学生根据自己的兴趣进行选择性自学，从而有效的拓展了学生的知识面，提高了数控技术教学的完整性和系统性。
3.结语
要想提高数控机床教学质量，必须从教师队伍、学员学习动态、数控机床设备的更新等方面入手，不断更新教师队伍和知识，探讨科学的教学方法，才能确保教学质量。
