发布时间：2023-10-10 15:35:26
序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇高档数控机床的发展趋势，期待它们能激发您的灵感。
关键词：数控技术；一体；变化；核心
数控技术是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化是当今制造业的发展方向，机械制造的竞争其实质是数控的竞争。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》将“高档数控机床与基础制造装备”确定为16个科技重大专项之一。通过国家相关计划的支持，我国在数控机床关键技术研究方面有了较大突破，创造了一批具有自主知识产权的研究成果和核心技术。这主要体现在以下几个方面：
（1）中高档数控机床的开发取得了较大进展，在五轴联动、复合加工、数字化设计以及高速加工等一批关键技术上取得了突破，自主开发了包括大型、五轴联动数控加工机床，精密及超精密数控机床以及一大批专门化高性能机床，并形成了一批中档数控机床产业化基地。
（2）关键功能部件的技术水平、制造质量逐年稳步提高，功能逐步完善，部分性能指标接近国际先进水平，形成了一批具有自主知识产权的功能部件。开发出了高速主轴单元、高速滚珠丝杠、重载直线导轨、高速导轨防护装置、直线电机、数控转台、刀库与机械手、A/C 轴数控铣头、高速工具系统、数字化量仪等高性能功能部件样机，其中有的品种已实现小批量生产。
（3）中高档数控系统开发研究与应用取得一定成果。通过自主研发或与国外开展技术合作，在中档数控系统的开发和生产上取得明显进展。初步解决了多坐标联动、远程数据传输等技术难题；为适应数控系统的配套要求，相继开发出交流伺服驱动系统和主轴交流伺服控制系统，并形成了系列化产品。
1、与国外的差距
1.1高档数控机床的国内供应能力不足。尽管我国机床行业近年来取得了长足的发展，数控化率稳步提高，但机床消费和生产的结构性矛盾仍然比较突出。目前，国内对中高档机床的需求量逐渐超过低档机床。但国产数控机床以低档为主，高档数控机床绝大部分依赖进口。
1.2自主创新能力不足。长期以来，我国机床制造业的基础、共性技术研究工作主要在行业性的研究院所进行。能力薄弱，技术创新投入不足，引进消化吸收能力差，低水平生产能力过剩，自主创新能力不高，缺乏优秀技术人才。虽然国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术，但缺乏对基础共性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，企业的市场响应速度慢。
1.3 产品质量、可靠性及服务等能力不强。国产机床在质量、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。在质量方面，国产数控系统的可靠性指标MTBF 与国际先进数控系统相差较大。国产数控车床、加工中心的MTBF 与国际上先进水平也有较大差距。在交货期方面，绝大多数企业由于任务重拖期交货。服务体系不健全，在市场开拓、成套技术服务、快速反应能力等方面不能满足市场快节奏和个性化的要求。
1.4 功能部件发展滞后。机床是由各种功能部件（主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和数控伺服系统等）在床身、立柱等基础机架上集装而成的，功能部件是数控机床的重要组成部分。数控机床整体技术与数控机床功能部件的发展是相互依赖、共同发展的，所以功能部件的创新也深深地影响着数控机床的发展。我国数控机床功能部件已有一定规模，电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家，其中个别产品的制造水平接近国际先进水平。但整体上，我国机床功能部件发展缓慢、品种少、产业化程度低，精度指标和性能指标的综合情况还不过硬。目前，滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低档数控机床的配套需要。衡量数控机床水平的高档数控系统、高速精密电主轴、高速滚动功能部件等还依赖进口。
2、国内数控机床的发展趋势
根据2004年10月，完成的《数控机床产业发展专项规划》。国内数控机床大致发展趋势表现在以下几方面：
2.1 智能、高速、高精度化
新一代数控机床为提高生产效率，向超高速方向发展，采用新型功能部件（如电主轴、直线电机、LM 直线滚动系统等）主轴转速达15，000r/min 以上。计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大，计算机系统及其应用软件的复杂化，带来了机床系统及其硬件结构的简化，数控机床的智能化程度日趋提高。一台机床的重复定位精度如果能达到0.005 mm（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。随着电脑辅助制造（CAM）系统的发展，精密度已达到微米级。
2.2 设计、制造绿色化
绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。数控机床在设计时要考虑：绿色材料设计；可拆卸性设计；节能性设计；可回收性设计；模块化设计；绿色包装设计等。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，通过绿色生产过程生产出绿色产品。数控机床在制造时要考虑：节约资源的工艺设计；节约能源的工艺设计；环保型工艺设计等
2.3 复合化与系统化
关键词：数控机床；数控技术；发展趋势；概况
0 引言
数控技术是每个国家先进制造业发展水平的重要标志，国家综合国力的提高和国防工业的现代化所必不可少的重要基础。美国、日本和德国等发达国家的数控机床和技术都处于世界先进行列， 如日本山崎马扎克公司开发出了2种可使用长镗杆切削工件的复合加工机床。德国德马吉（DMG）公司生产的CTX 310 ECO通用车床其主轴驱动在无级可调情况下，转速可达5000r/min，输出功率为ll千瓦 。
而我国数控技术发展比较晚，起步比较慢。在20世纪50年代末，经历了封闭式开发阶段。在“六五”、“七五”间，通过吸收和引进相结合，于“八五”期间建立国产体系。“九五”期间实现了产业化阶段，组建了数控研发，数控生产基地，初步掌握了数控发展的技术，同时培养一批数控专业技术人才，初步形成了国产数控产业规模，开拓了国产数控产业市场。如图1所示为我国数控机床产业销售情况分布图。其规模较大生产公司有华中数控、广州数控和航天数控等具有经济性和普及型的数控系统及机床产品。经过50多年的大力发展，其产品和性能大幅度提高，并逐渐在市场上站稳脚跟。但高端技术产品含量比较低，与国外数控系统差距比较大，对我国数控产业的发展还达不到主导和支撑作用。绝大部分高端数控产品主要依赖进口，如表1所示是近年来我国数控机床进出口变化对比表。因此大力发展国产数控产业对我国经济的发展、国防的进步和综合国力水平的提高具有极为重要的作用。
1 数控机床与技术简介
1.1 数控机床的结构组成
数字控制（Numerical Control ）是一种借助数字、字符或其它符号对某一加工过程进行可编程控制的自动化方法。而数控技术（Numerical Control Technology）就是采用数字控制的方法对加工过程实现自动控制的技术。再将数控技术应用到机床上就演化为现在的数控机床。标准型的数控机床通常由数控机床控制系统和机床本体这两大部分组成，如图2所示。
1.2 数控机床及技术分类
1）按控制系统特点分，主要包括点位控制、直线控制和轮廓控制数控机床。其中，点位控制数控机床只要控制移动部件的终点位置，对运动轨迹不作要求；直线控制数控机床不仅控制两点间准确位置，还要控制其移动速度和轨迹；轮廓控制数控机床能够同时控制两轴以上的轴，并具有插补功能，同时对运动的起、终点，速度和轨迹进行精确控制来加工任意形状的曲线和曲面。
2）按执行机构的控制方式分，主要包括开环、半闭环和闭环数控机床。其中，开环数控机床无位置反馈系统，加工精度低；半闭环数控机床带有位置反馈系统，并安装在滚珠丝杠或电机轴上，加工精度较高；闭环数控机床不仅带有位置反馈系统，而且将其安装在运动部件上，加工精度最高。
3）按工艺用途分，主要包括金属切削类、金属成形类和特种加工数控机床及其他类型数控机床。其中，金属切削类数控机床应用最为广泛，种类最多；金属成形类数控机床最近几年发展较快。
4）按数控机床的性能分，主要有高、中、低档三种数控机床。
1.3 数控机床及技术特点
数控机床作为一种先进的自动化机床，不仅具有较高的自动化程度，而且还具有广泛的通用性，综合运用了计算机技术、微电子技术、自动控制技术、机械结构和精密测量等最新成就和技术，广泛应用于机械加工制造、国防军工产品生产、航空航天、交通运输等领域，其主要特点如下：
1）加工精度高，加工质量稳定、可靠性高；
2）加工过程无需人工干预，降低了工人的劳动强度；
3）当零件发生改变时，只需改变数控程序，即可继续加工，节省生产准备时间，提高生产率；
4）能实现多坐标的联动加工，能加工各种形状复杂的零件，加工范围广；
5）适应性强，适合加工单件和小批量复杂工件；
6）有利于实现机械加工的现代化管理。
2 数控机床及技术的发展概况
数控机床产业是国民经济发展的支柱产业，中国是世界制造大国，但不是制造强国。创新能力不强，基础薄弱，主要以低端产品为主，而制造业的发展主要依赖于机床业的发展。为此，国家于2005年制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，同时将“高档数控机床与基础制造装备”确立为16个科技重大专项之一。通过国家计划支持，在数控关键技术方面取得较大突破，主要表现在如下几个方面：
1）关键部件的技术水平和质量逐步提高，功能日趋完善，部分零部件的性能指标逐步达到国际先进水平。开发出了高速主轴控制单元、重载导轨、数控回转工作台、A/C轴数控铣头、机械手和刀库装置和数字化量仪等部件和样机，并实现小批量生产规模。
2）中高档数控系统的研发取得了一定的成果。通过自主研发与国外合作，在中档数控系统研发上取得很大进展。解决了远程数据传输和坐标联动的关键难题，相继又开发了伺服驱动系统，形成了系列化和标准化生产。
3）中高档数控机床研发有了较大的突破，在复合加工、五轴联动、高速加工和数字设计等方面取得了重大进展。
但与国外先进发达国家相比，差距还很大，还有很长的路要走，其不足主要有以下几点：
1）自主创新能力还不足，创新成分少，吸收和消化能力差。就目前情况来看，我国只是停留在掌握已有国外的先进技术上和提高国产化率上，没有形成自主研发和自主创新能力。要改变这种局面，不仅借助国外的先进技术作引导，还必须增强消化吸收能力，否则会更加依赖于国外技术。
2）功能部件发展滞后。由于数控机床是由若干功能部件在立柱和床身上进行组装而成。其整体和功能部件之间是相互依赖，相互发展的，这些功能部件的发展也在一定程度上限制了数控机床的发展。
3）产品的稳定性、可靠性不高。进口机床的平均无故障时间约为10，000小时以上，国产为3000-6000小时左右。这种差距在一定程度上影响了国产机床在市场上的占有率。
4）网络化水平和技术较低。目前应用较多的还是NC传输、串口通讯技术和纸带阅读器，而远程故障排除、集成化和网络化水平有限。
5）产品可靠性、服务水平和产品质量等方面不强。国产机床的交货期、服务和质量等方面与国外的著名品牌差距较大，其数控系统的平均无故障时间差距也很大。另外，服务体系不完善，快速反应能力和成套技术服务满足不了现在的多元化市场要求。
6）高档数控机床的需求量较大。尤其对高端数控机床的需求量较大，每年大约有60%的固定资产用于购买机床。在“十二五”期间，随着汽车、高铁、航天工业、工程机械等行业投资增速、产业结构调整，对中高端数控机床需求量将继续增大。据分析，到2020年低中高档数控机床之比将达到20：60：20，中高档数控机床年需求量在12万台左右。
7）体系结构不够完善和开放。用户接口不够完善，少数开放功能的产品，只停留在试验和试制阶段。
8）创新环境不完善。我国还未形成有利于企业创新的竞争环境，创新动力和创新意识不强。
3 数控机床及技术的发展趋势
数控技术不仅对传统的制造业带来了巨大的变革，而且成为工业化的象征。随着数控技术的发展和应用领域的逐渐扩大，对国际民生的重要行业产生了极为重要的作用。从目前世界上数控技术及装备的发展趋势来看，主要体现在以下几个方面：
3.1 高精度化、高速化、高效性、高可靠性
世界各工业国家从精密到超精密加工，从微米级到亚微米级，再到纳米级发展，以适应现代科技的发展。通过高速化缩短切削时间，来提高生产率，实现高效发展。高的可靠性可以大大降低机床故障率，提高机床寿命。
3.2 开放式、智能化、网络化
开放式数控系统能在一个统一平台上，面向厂家和用户，通过增加、剪切和改变结构对象，实现产品的系列化。智能化主要是对产品质量、驱动性能、编程、人机对话、智能控制、智能诊断等方面实现智能化。网络化是近年来的一大亮点，这一目标的实现可极大满足制造系统和制造企业对信息集成的需求，实现虚拟制造和敏捷制造等。
3.3 五轴联动加工和复合快速加工
采用五轴联动可实现对三维曲面零件的加工，效率高、加工质量好。但价格较高，编程难度较大，从而限制了五轴联动机床的发展。由于当前电主轴的快速发展，使五轴联动的复合主轴头结构大为简化，制造难度和成本降低，促进了五轴联动机床和复合加工机床的迅速发展。我国复合加工机床刚刚起步、国内首台复合加工机床是由沈阳机床集团与德国MAX-MULLER公司合作生产的车铣复合中心。
3.4 环保化
随着环境保护意识的增强，环保的要求也越来越高。不仅在制造过程中不污染环境，在使用中也不产生二次污染。在这种环境下，装备制造领域对机床提出了无液、无冷却液、无气味的环保要求。欧洲已有10%-15%的加工实行了干切削或准干切削，如德国HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技术；美国HARDING的QUEST系列车床；日本原洲公司加工中心采用了液氮冷却技术；日本富士公司的数控车床采用了冷风冷却技术。
3.5 新技术规范和标准的建立
开放式数控系统有更好的适应性、扩展性、通用性和柔性。美国、欧共体和日本等国纷纷开始对开放式体系结构的数控系统新技术规范的研究和制定，这预示着数控技术的又一个新的变革时期的到来。我国在2000年也开始对中国的ONC数控系统的规范进行研究和制定。
4 结束语
我国是制造和生产大国，在世界产业转移中尽量接受前端而不是后端的转移。一方面，要努力掌握世界先进制造核心技术，缩短与先进国家之间的差距。重视数控人才的培养，加大对数控高端科技领域的拓展，加大经济的投入，实现由制造大国到制造强国的转变。另一方面，制造业还是我国就业人口最多的行业，可缓解当前就业的压力，提高人民的生活水平，保障社会的稳定。
参考文献：
[1] 林宝，单国栋.我国数控机床市场发展现状和趋势[J].东方企业文化，2010（9）：121.
[2] 张玲. 数控加工编程[M]. 南京：南京大学出版社，2012.1.
[3] 胡俊，王宇晗，吴祖育等.数控技术的现状和发展趋势[J].机械工程师，2000（3）：5-7.
（南京理工大学科学技术研究院，江苏 南京 210094）
0前言
数控系统是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素，而国外对我国仍进行封锁限制，成为制约我国高档数控机床发展的瓶颈。近年“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项通过重点扶持，为我国数控技术行业创造了良好的外部环境，特别是针对航空航天、汽车制造等领域实施了国产高档数控机床应用国产数控系统示范工程，提高了国产高档数控装置的市场占有率，但用户仍然对国产数控系统信心不足，我国高档数控机床配套的数控系统一大部分依旧依赖国外产品。
“十三五”是全面完成国家科技重大专项战略任务的冲刺五年，是落实中央全面深化科技体制改革、实施创新驱动发展战略等系列决策部署的关键五年，因此总结过去，做到四个聚焦（聚焦关键、聚焦重大、聚焦长远、聚焦能力），意义重大，时不我待。
1目前国产数控系统存在的问题
通过“十二五”规划的实施，我国机床行业技术水平明显提升。数控系统、功能部件及数控刀具与主机产品配套研发，实现与中高档机床的批量配套。高档数控系统的多通道、多轴联动等关键技术指标已基本达到国际主流系统先进技术水平，但在性能、成套性、可靠性、批量生产稳定性和品牌等方面与国外先进水平还存在较大差距，主要存在以下问题：
1.1测试验证不足
国产数控系统虽有大批量应用，但大都集中在低端市场，中高端市场占有率仍然较低。数控系统软件的可靠性和精度保持性较低，故障率较高，“S”件试切还达不到指标要求，其中一些隐性问题还没有完全暴露出来，特别是软件的鲁棒性问题。为此“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项“十二五”期间已经安排了部分产品的实验验证和示范工程，并取得了一定的成果，但还需经过大量和长时间的验证后逐步完善，以此保证数控系统的稳定运行。
1.2功能配置不全
经过前期的攻关，国产数控系统实现了很多功能，解决了有无的问题，但很多功能是“形似而神不似”。目前国产数控系统的功能满足80%的用户需求，但其余的功能开发难度和工作量较大，同时产品的宜用性不好，与主机融合度不高，针对性不强，一些辅助调试工具不全，特别是系统标准辅助面板上的按键标识大多是固定，不能更改，不利于机床厂进行系统的扩展开发，并且国产数控系统在多轴多通道或者多轴单通道控制功能方面不能实现任意几轴之间的插补加工，这些都在一定程度上影响了国产数控系统的推广。
1.3性能表现不佳
国产数控系统在性能上和主流的进口数控系统还有差距，特别是在高速高精控制方面。伺服驱动和电机的性能比较薄弱，且差距较大，比如伺服的参数自适应控制、电机的高速、高刚度、高精度、高加速度、功率体积比等方面与国外主流产品还存在差距，后续的性能提升难度大，伺服电机的工艺制作水平不高，数字化制造水平低，造成产品一致性差，规格系列不全，成套性不足，这些在一定程度上拖了数控系统的后腿。
1.4系统标准不统一
国产数控系统缺乏统一的标准，如总线标准不统一，系统内部通讯协议不统一，不利于工厂实现网络化智能制造，标准不统一致使各个厂家之间的伺服和系统无法混用，调试监控软件互相不兼容，不利于加工企业实现网络化智能制造，也不利于机床制造企业进行机床的网络化批量调试。
2国产数控系统发展趋势
自1952年美国研制出第一台试验性数控系统以来，数控系统的发展十分迅速，数控系统也由原先的硬连接数控发展成为今天的计算机数控(CNC)，目前国产数控系统正在由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
2.1信息化
随着制造业的发展，数控机床不再是一个独立的加工单元，数控机床和人、数控机床之间的交流都离不开网络。面向制造自动化集成的网络功能数控系统应具有与上层信息管理系统交换信息功能，这些必要的交换信息包括制造加工任务计划，数控系统及底层执行装置的工作状态及故障信息等。同时基于新一代云服务平台的大数据采集、大数据挖掘等变得越来越重要，这些都离不开高速、可靠地网络信息功能。
2.2智能化
智能化是制造技术发展的一个大方向，随着人工智能在计算机领域的渗透，研制智能数控系统必将成为未来的发展趋势。例如：研制开放式智能化数控系统，支持温度、振动、RFID等传感器介入的物联网平台；研制基于高级语言的智能化数控系统解释器；研究基于开放式智能化数控系统智能加工技术，如智能化加工路径控制、进给率自适应、故障诊断，监控与设备的自动维护等。
2.3开放化
利用丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统是当今数控系统的趋势之一。开放式体系结构使数控系统具有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、信息化。开放式体系结构可以采用通用的计算机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单，同时可以根据资源进行系统集成，促进数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，缩短开发生产周期。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
3国产数控系统用户需求和技术要求
数控系统和主机及终的端用户的联系是密不可分的。因此以用户需求为牵引，加强示范应用格为重要。
3.1开展面向智能化控制的高档数控系统扩展模块开发
支持用户自主研发的共性技术或智能化技术通过程序模块（软件）或者通过总线功能模块（硬件）等多种方式与数控系统集成，缩小模块的体积，增强可维修性模块，并且处理好各模块之间的耦合等内部结构问题。开发数控系统的指令域采样数据的分析工具、机床加工过程功率控制、数控机床动态误差补偿与加工过程智能监控技术等功能模块，以满足国产高档数控系统对高性能零件加工工艺的适应性要求。
3.2数控系统与伺服驱动、电机等协同发展
伺服性能与电机性能已经是制约数控系统发展的关键因素，应针对机床需求，注重数控种类、产品规格及性能差距，改善伺服驱动、电机性能，开发伺服系统优化工具，开发广泛适应各种用途的伺服驱动产品和主轴电机。同时也对高精度绝对光栅尺、编码器等关键部件展开开发和应用，使之定位提升，协同发展。
3.3优化编程软件
目前市场上大部分是采用通用的CAD/CAM编程软件，对特定工件加工的工艺知识考虑不是很多，今后需集成有特定工件的切削工艺知识的专用CAM软件，如在生成刀具轨迹时再考虑到机床的切削力，使生成的加工程序质量得以高度提升，同时随着机器人的使用越来越普及，基于动力学的机器人离线编程软件的需求也会越来越广。
3.4支持先进技术集成性开发
加大辅助功能的研发，配置更友善的交互界面以及与主机融合的宏程序，做到可“私人订制”。深入研究二次开发平台（下转第134页）（上接第115页）技术，提高数控系统的开放性，为第三方开展不同层次的二次开发提供方便而完整的移植方案，形成加工处理数据链（CAD/CAM/CAPP/CNC）。
3.5形成统一的标准体系
在未来进行的数控系统、伺服单元、主轴电机、进给驱动电机、直驱主轴的定子转子、力矩电机、直线电机等在机械接口方面应该形成一种国家标准体系，统一规格，在同一规格下应统一接口尺寸，统一数据接口形式，便于用户进行维修与更换。并需具有与国际技术标准的主流数控系统和自动化控制装置接口的联接能力，注重与第三方应用的互连，完善总线的标准化以及通信协议的标准化。
3.6健全综合配套能力
数控系统的研发生产厂家要成为数控机床的工艺和控制应用专家，研制阶段应充分了解主机的各种性能，提高产品的性能和水平，不断增强系统的可靠性、稳定性，并建立一支优秀的研发队伍、跟踪队伍、维护队伍，为用户提供良好的综合配套服务。另外系统厂家还应逐渐提供综合成套技术，使数控系统与驱动系统、主轴电机、进给电机、力矩电机等进行检测试验好后一起成套供应。
3.7建立应用反馈机制，以数据支撑产品持续改进
现代生产管控对数控设备提出了更多的要求，需要实时监控掌握数控设备的工作状态，记录零件加工过程中的大量数据，加强应用过程中的数据统计分析，有计划地安排预防性维修和保养，能够快速诊断解决设备故障，这些方面均需要数控系统厂家进行强力的技术支持。
3.8推广和应用数控机床刀具寿命跟踪管理技术
随着设备增加，刀具数量相应增多，若日常管理不当，刀具寿命跟踪不准确，将造成极大的浪费。通过对刀具信息层的管理，比如刀具全生命数据管理、刀具修磨管理刀具寿命监控等技术手段，可实现机床刀具的数据化使用和维护，将有效缩短出现问题时的排查时间，提高了生产效率。
4数控系统发展在专项管理中的启示
4.1充分发挥创新平台的作用，提升企业创新能力
“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项前期安排了不少创新平台的课题，应充分借鉴“十二五”成果，继续加强开放式数控系统创新平台建设，通过平台确实提升企业的自主创新能力，健全产学研用结合的技术创新和成果转移转化的机制和体系，摸索出一套适合企业自身发展的创新之路。
4.2紧跟市场需求，提升企业自身竞争能力
市场是配置资源的重要因素，企业应紧盯市场发展需求，根据自身特点，利用有限的资源，走差异化发展道路。不能只停留在共同完成扶持项目的层面，研发满足客户需要的产品，从而引导消费，实现“双赢”提升国产数控系统产业化水平，占得市场先机，从机床制造、人才培养、用户使用等多个角度做工作，以实现机床、系统、用户企业三方共赢，形成系统与机床企业稳定、长效的批量配套产业链，建立市场化互动机制，实现国产数控系统配套应用示范工程，提升企业在市场中的竞争力。
4.3加强数控系统可靠性，建立数控系统评价体系
可靠性是企业的生命，严格开展数控系统可靠性测试验证（数据采集）工作，要在产品出厂时保证产品出产质量，切不可将机床厂和最终用户作为系统功能的试验验证地，为企业提供一个放心可用的产品，并在应用中对于数控系统做出评价，建立新的数控系统评价体系，保证专项目标的完成。
4.4加快数控机器人发展
1940年，美国的密执安（即现在的密歇根州）飞机制造公司为了加工飞机叶片轮廓框架，设计了加工轨迹和进行了数据处理，由此产生了早期的数控思想。1952年，Parsons公司和M.I.T（麻省理工学院）合作研制了世界上第一台三座标数控机床，它的电子元器件是电子管，体积庞大，硬接线电路，这台数控机床的研制具有划时代的历史意义，因为它采用了先进的数字控制技术，综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量、新型机械结构等多方面的技术成果，是一种新型的机床，开辟了工业生产技术的新纪元。1955年，第一台工业用数控机床由美国Bendix公司生产出来，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。从1952年至今，NC机床按NC系统的发展经历了五代，第一代：1955年NC系统以电子管组成，体积大，功耗大；第二代：1959年NC系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路板，跨入了第二代（晶体管）；第三代：1965年NC系统采用小规模集成电路作为硬件，其特点是体积小，功耗低，可靠性进一步提高。以上三代NC系统，由于其数控功能均由硬件实现，故历史上又称其为“硬线NC”；第四代：1970年NC系统采用小型计算机取代专用计算机，其部分功能由软件实现，它具有价格低，可靠性高和功能多等特点；第五代：1974年NC系统以微处理器为核心，不仅价格进一步降低，体积进一步缩小，使实现真正意义上的机电一体化成为可能。人们习惯上将第四代、第五代统称为CNC――软件数控。
进入20世纪90年代以来，随着国际上计算机技术突飞猛进的发展，数控技术不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化、体系开放化和交互网络化方向发展，最近30年，CNC性能和功能不断发展，CNC机床向综合自动化方向发展。所以机床数控技术，被认为是现代机械自动化的基础技术。
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年~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，在我国，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、寿命等方面都有或多或少的问题，技术还不够成熟。目前国内的各大机床厂，数控系统大部分是由国外进口，各厂家一般都买日本FANUC、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，而日本很早就有汉语化版的。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。
近年来随着中国经济的不断发展，使世界一些主要机床厂商引起他们的重视，在2000年，最大的日本机床制造商“马扎克”在中国银川建立了数控机床合资厂，制造水平相当先进，号称“智能化、网络化”工厂并且与世界同步。日本大隈公司在北京也建立了年产1 000台数控机床控股公司，德国的一家企业也在我国上海建立工厂。步入21世纪的今天，随着行业规模不断壮大，国产高档数控机床明显进步，国产中高档数控系统取得重大突破，这些都充分说明，中国数控机床整体水平全面提升。在数量不断上升的同时，数控机床质量在追赶世界的进程中也在飞速发展。同时，作为数控机床核心技术国产数控系统也在这样的变化中取得了重大突破与进步。
由于国家把高端装备制造业作为战略性新兴产业培育，在“十二五”期间加大了该项重大专项投入。我国每年重大专项有效带动本国机床行业增加研发投入达到100亿以上，使国家中央财政投入大幅提升至30亿元。高档数控机床、数控系统和功能部件核心技术将是本次资金投入的主要方向，有国家的重点扶持和重视，相信我国在不久的将来数控技术将会步入国际先进行列。
参考文献
[1]中投顾问.2011-2015年中国数控机床市场投资分析及前景预测报告.
关键词：龙门式数控机床；发展；研究
引言
面对市场发生的变化、面对用户对技术进步要求的日益迫切形势，开发新型数控产品来替代普通数控产品失去的市场份额已势在必行。分析中国市场形势高档的数控产品因其价格昂贵，目前对于相当多的乡镇企业、私人企业、以及不十分景气的国有企业也是可望而不可及的。而对于国外市场，由于我们的技术相对落后、生产经验、生产能力、制造水平都存在较大差距，现在要开发高档产品与国外厂家竞争显然时机很不成熟。而大、中规格的经济型数控机床尽管有关性能指标不及高档机床，但功能类似、且价格低、操作方便使用可靠而受到广大中国用户欢迎。
1.龙门式数控机床的发展趋势
龙门式数控机床是当代机械制造业的主流装备，是市场热门商品。世界上工业发达的国家美国、日本等西方国家把该类产品作为战略物质。用于大型螺旋浆空间曲面加工的龙门式五轴联动铣床，曾引发轰动一时的美-日制裁原苏联的“东芝事件”。上世纪末，美国国会因当时我国进口16台用机制造的多轴联动旧机床，而炮制所谓要求制裁中国的考克斯报告。世界上工业发达的国家美国、日本、德国、法国、意大利、西班牙等国家的龙门式数控机床在中国销售量很大，都为本国开发、制造龙门式数控机床制定了技术创新的环境与机制和数控机床业技术创新战略。其代表性产品所具备先进技术及发展趋势。
当今世界龙门式数控机床正快速向高速、高精、复合、智能、环保的方向发展。中国的龙门式数控机床产品处于落后的地位，长期依赖进口。近年来，我国每年进口数控机床的总额中有42%是用于购买龙门式数控机床。我国为发展该类产品通过购买国外产品、合资合作引进先进技术，花费了大量的资金。根据海关统计，2004年我国机床消费94.6亿美元，消费了世界机床产值的五分之一，居世界机床消费的首位，其中进口59.2亿美元，居世界机床进口的第一位，出口5.4亿美元。我国龙门式数控机床产品的发展历程是通过购买国外产品和合资合作引进先进技术，如：北京航天与法国FOREST―LINE公司、北京第一机床厂与德国瓦特利西靠勃公司合作，与日本大隈公司合资等。目前，我国虽然在该类型数控机床方面有了长足的发展，但与美国、德国、法国、日本、意大利、西班牙发达国家相比，最少有10年左右的差距。
龙门式数控机床的开发及产业化的实施，将具有很好的国内外市场需求前景，应用领域为铁路、航空、航天、桥梁、汽车、军工、造船、化工、印刷、建筑、能源、模具、机械、纺织等行业。地处东北老工业基地沈阳的沈阳机床集团是全国最大的机床制造商，对民族工业的振兴肩负历史重任，具有开发此类机床近20年的经验，开发的GMB系列产品具有自主知识产权，填补了国家同类产品的空白。
2.国内外研究
（a）为动工作台、动横粱式加工中心；（b）为动工作台，定横粱式加工中心；（c）为定工作台、高架桥式加工中心；（d）为定工作台、动龙门式加工中心
图2.1框架结构图
随着航天、航空、汽车、模具等行业的日益发展，龙门式加工中心已成为必不可少的设备之一。目前龙门式加工中心的种类繁多，各类型产品所适用的行业也不同。行业的不同导致了适用的龙门式加工中心的类型也有所不同，因此在概念设计阶段必须正确的把握不同类型的龙门式加工中心都适用于哪些行业。
（符号注解：“”代表极好；“+”代表好；“o”代表一般；“-”代表差；“―”代表极差）
根据市场调研及对国内外同类产品的水平分析，龙门式加工中心根据框架结构的不同大体上分为如图2.1所示的4种类型。龙门式加工中心适用的行业大致分为4种：
（1）普通行业；
（2）汽车、模具行业；
（3）航天、航空行业；
（4）船用柴油机、汽轮机行业。
适用情况如表2-1所示。
通过表2-1我们看到一些行业会有多种类型的龙门式加工中心适用于该行业，但怎样确定最适用于该行业的龙门式加工中心变得尤为重要，因此必须了解各类型的龙门式加工中心在各性能指标上的优缺点。见表2-2。
对于适用于不同行业的龙门式加工中心在其性能指标上的侧重点也是不同的。
（1）普通行业：加工的工件大多数精度要求不高、批量较大。适用的龙门式加工中心应以成本较低、装卸工件方便、易排屑为主。
（2）汽车、模具行业：加工的工件要求精度高、效率高，但大多无复杂曲面。适用的龙门式加工中心应以快移速度高、换刀时间短、装卸工件方便、易排屑为主。
（3）航天、航空行业：加工的工件多以细长和复杂曲面为主，要求连续加工精度高。适用的龙门式加工中心应以加速度高、CNC五轴加工为主。
（4）船用柴油机、汽轮机行业：加工的工件体积大、重量大、高度较高，加工时切削量较大。适用的龙门式加工中心应以刚性高、Z轴行程大或有W轴为主。
结论
大规格高、中档龙门式镗铣加工中心作为通用机床表现为市场需求量多，适应性广。该类机床主要面向于航天、航空、汽车、军工、能源、模具、IT产业等行业的零件加工，以加工黑色和有色金属大中型复杂零件为对象，具有高精度、高柔性、环保型、自动化程度高等特点，特别适合多品种小批量精密加工。其性能指标和精度指标均贯彻国家标准。工件在一次装夹后可进行镗、铣、钻、攻丝等多工序加工，配备角度头可进行五面加工。通过样机试制证明：机床的功能、精度均达到了设计的要求。开发此类机床是我厂数控机床一个质的飞跃。