国内外数控系统现状及发展趋势

数控系统发展趋势從目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展。

标签：数控系统;发展趋势;高精尖一、性能发展方面1.1高精高速高效化速度效率、质量是先进制造技术关键的性能指标，是先进制造技术的主体。

若采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统、高分辨率检测元件、交流数字伺服系统配套电主轴、直线电机等技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。

在今后的几年，随着现代科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。

新材料及新零件的出现，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺，大力发展新型超精密加工机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技的发展，超精密数控机床正在向精密化、高速化、智能化和纳米化发展，汇合而成的新一代数控机床，1.2多轴化多轴联动加工，零件在一台数控机床上装夹后，可进行自动换刀、旋转主轴头、能转工作台等操作，完成多工序、多表面的复合加工，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。

采用5轴联动对三维曲面零件加工，可使用刀具最佳几何形状进行切削，不仅加工表面粗糙度值低，而且效率也大幅度提高。

一般，1台5轴联动机床的效率等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工比3轴联动加工能发挥更高的效益。

1.3软硬件开放化用户可根据自己的需要，对数控系统软件进行二次开发，用户的使用范围不再受生产商的制约。

1.4实时智能化在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等方面发展。

如编程专家系统故障诊断专家系统，当系统出了故障时，诊断、维修等实现智能化。

二、功能发展方面2.1图形化界面功能和水平进一步提高高档数控系统发展对图形化界面的功能和水平要求进一步提高，用户希望看到更丰富、更形象、更直观的界面，以此减少用户编程难度，提高编程和加工效率。

数控发展趋势一数控技术简介数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品；其技术范围覆盖很多领域：1机械制造技术；2信息处理、加工、传输技术：3自动控制技术；4伺服驱动技术；5传感器技术：6软件技术等;计算机对传统机械制造产业的渗透,完全改变了制造业;制造业不但成为工业化的象征,而且由于信息技术的渗透,使制造业犹如朝阳产业具有广阔的发展天地;数控技术的应用不但给传统制造业带来了性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势;从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面;数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品；其技术范围覆盖很多领域：1机械制造技术；2信息处理、加工、传输技术：3自动控制技术；4伺服驱动技术；5传感器技术：6软件技术等;计算机对传统机械制造产业的渗透,完全改变了制造业;制造业不但成为工业化的象征,而且由于信息技术的渗透,使制造业犹如朝阳产业具有广阔的发展天地;二数控技术国内外现状1 开放结构的发展数控技术从发明到现在,已有近50年的历史;按照电子器件的发展可分为五个发展阶段：电子管数控,晶体管数控,中小规模IC数控,小型计算机数控,微处理器数控；从体系结构的发展,可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC数控系统,后者也称为软数控系统：从伺服及控制的方式可分为步进电机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统;数控系统装备的机床大大提高了加工精度、速度和效率;人类发明了机器,延长和扩展人的手脚功能：当出现数控系统以后,制造厂家逐渐希望数控系统能部分代替机床设计师和操作者的大脑,具有一定的智能,能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进数控系统,同时也希望系统具有图形交互、诊断功能等;首先就要求数控系统具有友好的人机界面和开发平台,通过这个界面和平台开放而自由地执行和表达自己的思路;这就产生了开放结构的数控系统;机床制造商可以在该开放系统的平台上增加一定的硬件和软件构成自己的系统;目前,开放系统有两种基本结构：1CNC+PC主板：把一块PC主板插入传统的CNC机器中,PC板主要运行实时控制,CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制;2PC+运动控制板：把运动控制板插入PC机的标准插槽中作实时控制用,而PC机主要作非实时控制;开放结构在90年代初形成；对于许多熟悉计算机应用的系统厂家,往往采用第2方案;但目前主流数控系统生产厂家认为数控系统最主要的性能是可靠性,象PC机存在的死机现象是不允许的;而系统功能首先追求的仍然是高精高速的加工;加上这些厂家长期已经生产大量的数控系统：体系结构的变化会对他们原系统的维修服务和可靠性产生不良的影响;因此不把开放结构作为主要的产品,仍然大量生产原结构的数控系统;为了增加开放性,主流数控系统生产厂家往往采用1方案,即在不变化原系统基本结构的基础上增加一块PC板,提供键盘使用户能把PC和CNC联系在一起,大大提高了人机界面的功能比较典型的如FANUC的150/160/180/210系统;有些厂家也把这种装置称为融合系统fusionsystem;由于它工作可靠,界面开放,越来越受到机床制造商的欢迎;2 软件伺服驱动技术伺服技术是数控系统的重要组成部分;广义上说,采用计算机控制,控制算法采用软件的伺服装置称为“软件伺服”;它有以下优点：1无温漂,稳定性好;2基于数值计算,精度高;3通过参数对设定,调整减少;4容易做成ASIC电路;70年代,美国GATTYS公司发明了直流力矩伺服电机,从此开始大量采用直流电机驱动;开环的系统逐渐由闭环的系统取代;但直流电机存在以下缺点：1电动机容量、最高转速、环境条件受到限制；2换向器、电刷维护不方便;交流异步电机虽然价格便宜、结构简单,但早期由於控制性能差,所以很长时间没有在数控系统上得到应用;随着电力电子技术的发展,1971年,德国西门子的发明了交流异步机的矢量控制法；1980年,德国人Leonhard为首的研究小组在应用微理器的矢量控制的研究中取得进展,使矢量控制实用化;从70年代末,数控机床逐渐采用异步电机为主轴的驱动电机;如果把直流电机进行“里翻外”的处理,即把电驱绕组装在定子,转子为永磁部分,由转子轴上的编码器测出磁极位置,这就构成了永磁无刷电机;这种电机具有良好的伺服性能;从80年代开始,逐渐应用在数控系统的进给驱动装置上;为了实现更高的加工精度和速度,90年代,许多公司又研制了直线电机;它由两个非接触元件组成,即磁板和线卷滑座：电磁力直接作用于移动的元件而无需机械连接,没有机械滞后或螺距周期误差,精度完全依赖于直线反馈系统和分级的支承,由全数字伺服驱动,刚性高,频响好,因而可获得高速度;但由于它的推力还不够大,发热,漏磁及造价也影响了它的广泛应用;对现代数控系统,伺服技术取得的最大突破可以归结为：交流驱动取代直流驱动、数字控制取代模拟控制、或者把它称为软件控制取代硬件控制;这两种突破的结果产生了交流数字驱动系统,应用在数控机床的伺服进给和主轴装置;由于电力电子技术及控制理论、微处理器等微电子技术的快速发展,软件运算及处理能力的提高,特别是DSP的应用,使系统的计算速度大大提高,采样时间大大减少;这些技术的突破,使伺服系统性能改善、可靠性提高、调试方便、柔性增强;大大推动了高精高速加工技术的发展;3 CNC系统的连网数控系统从控制单台机床到控制多台机床的分级式控制需要网络进行通信；网络的主要任务是进行通信,共享信息;这种通信通常分三级：1工厂管理级;一般由以太网组成;2车间单元控制级;一般由DNC功能进行控制;通过DNC功能形成网络可以实现对零件程序的上传或下传：读、写CNC的数据：PLC数据的传送；存贮器操作控制；系统状态采集和远程控制等;更高档次的DNC还可以对CAD/CAM/CAPP以及CNC的程序进行传送和分级管理;CNC与通信网络联系在一起还可以传递维修数据,使用户与NC生产厂直接通信：进而,把制造厂家联系一起,构成虚拟制造网络;3现场设备级;现场级与车间单元控制级及信息集成系统主要完成底层设备单机及I/0控制、连线控制、通信连网、在线设备状态监测及现场设备生产、运行数据的采集、存储、统计等功能,保证现场设备高质量完成生产任务,并将现场设备生产运行数据信息传送到工厂管理层,向工厂级提供数据;同时也可接受工厂管理层下达的生产管理及调度命令并执行之;因此,现场级与车间级是实现工厂自动化及CIMS系统的基础;传统的现场级大多是基于PLC的分布式系统;其主要特点是现场层设备与控制器之间的连接是一对一,即一个I/0点对设备的一个测控点;所谓I/0接线方式为传递4-20ma模拟量信息或24VDC开关信息;这种系统的缺点是：信息集成能力不强、系统不开放、可集成性差、专业性不强、可靠性不易保证、可维护性不高;现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点,用总线相连接,实现相互交换信息,共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统;因此,现场总线是面向：工厂底层自动化及信息集成的数字网络技术;现场总线技术的主要特点为：它是数控系统通信向现场级的延伸、数字化通信取代4-20ma模拟信号、应用现场总线技术,要求现场设备智能化可编程或可参数化：它集现场设备的远程控制、参数化及故障诊断为一体：由于现场总线具有开放性、互操作性、互换性、可集成性,因此是实现数控系统设备层信息集成的关键技术;它对提高生产效率、降低生产成本非常重要;目前在工业上采用的现场总线有PROFIBUS-DP,SERCOS,JPCN-1,Deviconet,CAN,hterbus—S,Marco等;有的公司还有自己的总线,比如FANUC的FSSB,I/OLINK相当于JPCN—1,YASKAWA的MOTIONLINK等;目前比较活跃的是Prof主bus-DP,为了允许更快的数据传送速度,它由0SI的七层结构省去3-7层构成;西门子最新推出802D的伺服控制就是由PROFIBOUS-DP控制的;4功能不断发展和扩大WIDTH=200 align=right BBCOLOR=e5ebba BORDERCOLIRIGHT=006600BORDER=1>快速移动速度m/min分辨率μm2401100101NC技术经过50年的发展,已经成为制造技术发展的基础;这里以FANUC最先进的CNC控制系统15i/150i为例说明系统功能的发展;这是一台具有开放性,4通道、最多控制轴数为24轴、最多联动轴数为24轴、最多可控制4个主轴的CNC系统;其快速移动速度与分辨率关系如右表;它的技术特点反映了现代NC发展的特点：开放性：系统可通过光纤与PC机连接,采用Window兼容软件和开发环境;功能以高速、超精为核心,并具有智能控制;特别适合于加工航空机械零件,汽车及家电的高精零件,各种模具和复杂的需5轴加工的零件;15i/150主具有高精纳米插补功能；即使系统的设定编程单位为1μm,通过纳米插补也可提供数字伺服以1nm为单位的指令,平滑了机床的移动量,提高了加工表面光洁度,大大减少加工表面的误差;当分辨率为时,快速可达240m/min速度；系统还具有高速高精加工的智能控制功能：1预计算出多程序段刀具轨迹,并进行预处理;2智能控制,计及机床的机械性能,可按最佳的进率和最大的允许加速度工作,使机床的功能得到最大的发挥;以便降低加工时间,提高效率,同时提高加工精度;3系统可在分辨率为1nm时工作,适用于控制超精机械;高级复杂的功能：15i/150i可进行各种数学的插补,如直线、圆弧、螺旋线、渐开线、螺旋渐开线、样条等插补;也可以进行NURBS非均匀有理B样条插补;采用NURBS插补可以人人减少NC程序的数据输入量,减少加工时间,特别适用模具加工;NURBS插补不需任何硬件;强力的联网通信功能;适应工厂自动化需要,支持标准FA网络及DNC的连接;1工厂干线或控制层通信网络：由PC机通过以太网控制多台15i/150i组成的加工单元,可以传送数据、参数等;2设备层通信网络：15i/150i采用I/0LINK与日本标准JPCN-1相对应的一种现场总线;3通过RS-485接口传送I/0信号：或且也可采用PRELLBUS—DP符合欧洲1标准EN50170以12Mbps进行高速通信;具有高速度内装的PMC有的厂商称为PLC,以减少加工的循环的时间：1梯形图和顺序程序由专用的PMC处理器控制,这种结构可进行快速大规模顺序控制;2基本PMC指令执行时间为：；最大步数：32,000步;3可以用C语言编程；32位的C语言处理器可作为实时多任务运行；它与梯形图计算的PMC处理器并行工作;4可在PC机上进行程序开发;先进的操作：性和维修性;(1)具有触摸面板,容易操作;2可采用存储卡来改变输入输出三数控发展趋势1、高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体;高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力;为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会CIRP将其确定为21世纪的中心研究方向之一;在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工;近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联系方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高;这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求;从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右;目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床;美国CINCINNATI公司的HYPERMACH机床速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60 000r/min;加工薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12000r/mm和1g;在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3～5μm,提高到1～μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级μm;在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h 以上,表现出非常高的可靠性;为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大;2、轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高;一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益;但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出很多,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展;当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头构造大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小;因此促进了复合主轴头类5轴联动机床和复合加工机床含5面加工机床的发展在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工;德国DMG公司展出DMUVOUTION系列加工中心,可5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制;3、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等;为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题;目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGCThe Next Generation Work-Station/Machine Control、欧共体的OSACAOpen System Architecture for Control within Automation Systems、日本的OSECOpen System Environment for Controller,中国的ONCOpen Numerical Control System等;数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路;所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象数控功能,形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品;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;网络化数控装备是近两年国际着名机床博览会的一个新亮点;数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元;国内外一些着名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山骑马扎克MAZAK公司展出的“CYBERPRODUCTION Center”智能生产控制中心,简称CPC；日本大尉Okuma机床公司展出“IT plaza”信息技术广场,简称IT广场；德国西门子Siemens公司展出的Open Manufacturing Environment开放制造环境,简称OME等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势;4、重视新技术标准、规范的建立如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范OMAC、OSACA、OSEC的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临;我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定;数控标准是制造业信息化发展的一种趋势;数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何how加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要;为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649STEP－NC,其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化;STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响;首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上;而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向;其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸约75％、加工程序编制时间约35％和加工时间约50％;目前,欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划;参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构;美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型Super Model,其目标是用统一的规范描述所有加工过程;目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证;。

浅谈数控技术的发展现状及趋势摘要：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。

数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。

它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。

关键字：数控技术现状趋势一、国内外数控技术的发展现状随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、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、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。

目前，数控技术正在发生根本性变革，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。

在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。

加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。

CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。

在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。

国外数控机床的发展现状
国外数控机床的发展现状可以总结为以下几个方面：
1. 技术水平不断提升：国外数控机床在技术上不断创新，不断引入先进的数控技术。

例如，采用高速切削技术、五轴联动加工技术、模块化设计和云计算等先进技术，实现了更高的加工精度和效率。

2. 自动化程度不断提高：国外数控机床的自动化程度越来越高，自动换刀系统、自动工件装卸系统、自动测量系统等成为标配。

一些国外厂商还将物联网技术应用于数控机床，实现了机床之间和机床与工厂之间的信息共享和智能化管理。

3. 工业
4.0 特征明显：国外数控机床的发展已经开始与工业4.0紧密结合。

通过采用传感器、物联网和云计算等技术，实现了机床的智能化和网络化。

机床可以通过网络连接到工厂和整个供应链，实现智能制造和智能化管理。

4. 市场需求多样化：国外数控机床市场需求多样化，从高速加工到重型加工，从航空航天到汽车制造，从模具制造到医疗设备制造等各个领域都有不同的需求。

为了满足这些需求，国外厂商不断开发和改进不同类型和规格的数控机床。

5. 环保和能源节约意识提高：国外数控机床的设计和生产越来越注重环保和能源节约。

采用节能电机、高效冷却系统、再生能源回收等技术，降低能源消耗和环境污染。

总的来说，国外数控机床的发展趋势是技术创新、自动化、智能化和环保节能化。

这些发展趋势将进一步推动数控机床产业的发展，提高加工质量和效率，满足不同行业的需求。

机床数控技术的发展现状与趋势机床数控技术是一种将数字化信息传输到机床控制系统上，通过程序控制机床进行加工的技术。

随着信息技术的迅猛发展和制造业的转型升级，机床数控技术得到了广泛的应用，成为现代制造业的重要技术手段之一。

在国家“中国制造2025”战略的推动下，机床数控技术正迎来新一轮的发展机遇，本文将就机床数控技术的发展现状与趋势进行深入探讨。

1. 技术水平逐步提升近年来，随着数控技术的不断进步，机床数控技术的水平也在不断提高。

从数控设备的加工精度、稳定性、速度等方面来看，都取得了较大的进步。

尤其是在高速、高精度、高效加工方面，数控技术已经能够满足大部分工件的加工需求，成为工业制造中不可或缺的重要技术。

2. 产品结构不断优化随着用户需求的不断提高，机床数控技术的产品结构也在不断进行调整和优化。

数控机床的外观设计、操作界面、加工程序等都得到了更加科学合理的设计，提高了用户的使用体验，使得机床数控技术更加贴近实际生产需要。

3. 应用范围不断扩大机床数控技术在不同领域的应用也不断扩大，不仅在传统的机械加工领域得到广泛应用，同时也在航空航天、汽车制造、电子信息等高新技术领域发挥着重要作用。

随着人工智能、大数据等新技术的不断融合，机床数控技术的应用范围将会更加广泛。

4. 产业集聚效应凸显随着机床数控技术的不断发展，相应的产业集聚效应也日益凸显。

在我国，已经形成了以机床数控技术为核心的产业链，涵盖了数控设备制造、数控系统开发、自动化生产线集成等领域，形成了完整的产业生态链。

这种产业集群的发展不仅促进了机床数控技术的不断进步，同时也推动了整个制造业的升级。

二、机床数控技术的发展趋势1. 智能化发展趋势明显随着人工智能、大数据等技术的广泛应用，机床数控技术正朝着智能化方向发展。

未来的数控机床将具备更加智能的自动化功能，能够实现自主识别、自主修复、自主调整等功能。

这将大大提高机床的生产效率和稳定性，推动整个制造业的智能化转型。

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从1952年美国麻省理工学院研制出第1台实验性数控系统，到现在已走过了半个世纪。

数控系统也由当初的电子管式起步，发展到了今天的开放式数控系统。

数控系统确保了数控机床具有高精、高速、高效的功能，可以使装备制造业实现数字化、柔性化和网络化制造。

随着我国航空航天、船舶、汽车、电站设备和国防工业等制造业的高速发展，数控机床在装备制造业中的重要性愈来愈明显，中高档数控系统的需求也越来越大。

以往中高档数控系统基本被国外厂商占领，因此我国中高档数控系统技术必须加快发展。

一、国外数控系统现状在国际市场，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。

国外的主要数控系统制造商有西门子(Siemens)、发那克(FANUC)、三菱电机(Mitsubishi Electric)、海德汉(HEIDENHAIN)、博世力士乐(Bosch Rexroth)、日本大隈(Okuma)等。

1.纳米插补与控制技术已走向实用阶段纳米插补将产生的以纳米为单位的指令提供给数字伺服控制器，使数字伺服控制器的位置指令更加平滑，从而提高了加工表面的平滑性。

将“纳米插补”应用于所有插补之后，可实现纳米级别的高质量加工。

在两年一届的美国芝加哥国际制造技术(机床)展览会(IMTS 2010)上，发那克就展出了30i/31i/32i/35i-MODEL B数控系统。

除了伺服控制外，“纳米插补”也可以用于Cs轴轮廓控制;刚性攻螺纹等主轴功能。

西门子展出的828D所独有的80bit浮点计算精度，可使插补达到很高的轮廓控制精度，从而获得很好的工件精度。

此外，三菱公司的M700V系列的数控系统也可实现纳米级插补。

机床数控技术的现状及发展趋势数控机床是高新技术的代表之一，它具有使用方便、自动化程度高、产品精度高等特点，已经成为现代制造业的重要组成部分。

机床数控技术在我国发展较晚，但近年来随着制造业的快速发展和自主创新的逐步提升，我国数控机床的制造技术和自主研发能力得到了快速提升。

本文将探讨机床数控技术的现状及未来发展趋势。

1.1 外买与自主创新并行我国机床数控技术发展的历程，包括了外买和自主创新两种方式。

早期我国制造的机床数控系统多是采用国外品牌，但随着自主制造能力的提升，如今国内数控系统的市场占有率不断提高。

同时，我国数控机床制造企业也在数控系统及关键零部件的自主研发和制造方面取得了积极进展。

1.2 技术水平逐步提升在我国机床数控技术的发展中，主要体现在生产工艺、技术水平、自主研发能力等方面的巨大提升。

特别是在一些关键技术上，我国的数字控制技术已经达到了国际先进水平。

例如，在五轴数控加工中，我国企业已经具备了相当高的技术能力，并且不断扩大市场份额。

1.3 面临的挑战尽管机床数控技术在国内得到了迅速发展，但其仍然面临着困难和挑战。

首先，一部分企业的技术水平与国际差距明显，需要进一步提升自主研发能力。

其次，目前我国机床数控系统和核心技术仍然受到国外厂商垄断，市场占有率不足。

此外，高端数控机床的市场需求依然巨大，但进入领域的成本相当高昂，这对于机床数控技术的进一步发展也提出了较大的挑战。

2.1 多轴协同加工多轴协同加工已经成为机床数控技术的一个主要创新点，其能够满足更高水平的加工需求，同时还能够提高加工效率和精度。

我国机床制造企业已经开始了这方面的研究，并且不断研制出一些实用型产品。

2.2 智能化和自动化随着人工智能、物联网等技术的不断普及和应用，机床数控技术必然会向智能化和自动化方向发展。

数字化企业制造平台、智能化制造键盘、远程控制技术，自动装卸模块等产品也在逐步出现。

这些技术的应用，不仅仅可以提高机床的复杂程度和精度，还能够加快生产速度，降低生产成本。

国内外数控机床的发展现状数控机床作为现代制造业中的重要设备，对于提高生产效率、优化生产工艺、提高产品质量具有重要意义。

下面将从国内外两个方面介绍数控机床的发展现状。

国内数控机床的发展现状：随着国内制造业的快速发展，数控机床在国内市场上得到了广泛应用和推广。

目前，国内数控机床的发展呈现以下几个特点：首先，规模不断扩大。

国内数控机床制造企业不断增加，产品规模不断扩大，涵盖了车床、铣床、磨床等各类机床，可以满足不同行业的需求。

其次，技术水平不断提高。

国内数控机床在机械设计、数控系统控制、加工精度等方面取得了长足进步，与国外先进水平逐渐缩小差距，部分技术已经达到了国际先进水平。

再次，应用范围扩大。

国内数控机床的应用不再局限于传统的航空航天、军工等高端领域，而是逐渐进入了汽车、电子、医疗器械等各个领域，满足了不同行业的多样化需求。

最后，高速化、柔性化发展。

随着数控技术的日益成熟，国内数控机床不断提高加工速度和精度，同时逐渐发展出柔性制造系统，可以适应不同加工任务和生产模式，提高生产效率和灵活性。

国外数控机床的发展现状：国外发达国家在数控机床领域一直处于领先地位，其发展现状主要表现在以下几个方面：首先，技术创新不断推动发展。

发达国家在数控机床领域进行了大量的研发工作，不断推出新的技术、新的产品。

例如，多轴、多功能、高速、高精度、柔性制造等先进技术得到了广泛应用。

其次，高端机床制造水平较高。

发达国家在高端机床的制造技术上有着较高的水平，可以生产大型复杂零件的数控机床，并且具备较高的加工精度和稳定性。

再次，数字化、自动化程度高。

发达国家在数控机床系统中注重数字化和自动化程度的提高，通过加强自动化控制、信息化管理、智能化操作等手段，提高生产效率和质量水平。

最后，管理和服务综合能力强。

发达国家在数控机床生产中注重管理和服务的综合能力，可以为用户提供全方位的技术支持、培训服务、售后服务等，确保机床的正常运行和效益。

总的来说，国内数控机床的发展在技术水平、规模、应用范围等方面取得了长足进步。

数控系统的国内外发展及应用现状数控系统是自动化技术和数字控制技术相结合的产物，是一种以数字信号为基础的自动控制系统。

它广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造、电子制造等领域。

本文将从国内外发展和应用现状两个方面来探讨数控系统的发展情况。

首先，国外发展。

数控系统最初在二战期间由美国等西方国家开始研发，用于航空制造，进一步推动了航空技术的进步。

随后，数控技术逐渐应用于其他工业领域，如汽车制造、电子制造等。

美国、日本和德国等发达国家在数控系统的研发和应用方面保持着领先地位。

特别是日本，其在数控技术方面投入巨大，使得其机械制造业获得了全球领先地位。

例如，日本的数控车床、加工中心等设备在全球市场占有很大份额。

而在中国，数控技术的发展起步较晚。

上世纪50年代末，我国开始引进一些数控设备，并在1965年建立了第一个数控机床生产厂。

从那时起，我国开始了数控技术的研发与推广，在国内一些关键领域形成了自主的数控技术体系。

近年来，中国在数控系统的研发和应用方面取得了巨大的进步，国内的数控设备制造技术水平逐步提高，一些大型企业在技术上具备了与国外企业竞争的能力。

目前，我国的数控设备已广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。

在应用现状方面，数控系统在各个国家和地区都得到了广泛应用。

数控设备改变了传统的手工操作模式，提高了生产效率和产品质量。

它不仅可以提供高度精确和稳定的加工能力，还能够实现复杂零件的自动化生产。

此外，随着智能制造和工业4.0的发展，数控系统将更加智能化和自动化，为工业生产带来更多的便利和效益。

总之，数控系统是现代制造业的重要技术之一，其在国内外的发展和应用呈现出不同的特点。

国外发达国家在数控技术方面具有明显的优势，而中国在近年来的快速发展使得其在数控技术领域逐步迎头赶上。

随着技术的进步和应用的推广，数控系统在工业生产中的地位将愈加重要。

国内外数控技术的发展现状与趋势一、本文概述数控技术，即数控加工编程技术，是现代制造业的核心技术之一，它涉及到计算机编程、机械设计、自动控制等多个领域。

随着科技的飞速发展，数控技术在国内外都取得了显著的进步，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等各个行业。

本文将对国内外数控技术的发展现状与趋势进行深入探讨，以期了解数控技术的最新发展动态，为相关领域的从业者提供有益的参考。

本文将回顾数控技术的起源与发展历程，从最初的简单数控系统到现在的高度智能化、网络化数控系统，阐述数控技术在国内外的发展历程和主要成就。

接着，本文将重点分析国内外数控技术的现状，包括数控系统、数控机床、数控编程软件等方面的发展情况，以及数控技术在各个行业的应用现状。

同时，本文还将探讨数控技术发展中的关键问题，如精度与效率、智能化与自动化、开放性与标准化等。

在趋势分析方面，本文将关注数控技术的前沿动态，探讨数控技术的未来发展方向。

随着、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展，数控技术将如何实现与这些技术的深度融合，提高加工精度、效率和智能化水平，将是本文关注的重点。

本文还将分析数控技术在绿色制造、智能制造等领域的应用前景，以及国内外数控技术市场竞争格局的变化趋势。

本文旨在全面梳理国内外数控技术的发展现状与趋势，为相关领域的从业者提供有价值的参考信息，推动数控技术的持续创新与发展。

二、数控技术的历史回顾数控技术，即数字控制技术，其发展历程可以追溯到20世纪40年代末。

初期的数控技术主要应用于军事工业，例如美国为了制造飞机叶片而研发的数控铣床。

随着计算机技术的飞速发展和普及，数控技术也逐步实现了电子化、信息化和智能化。

20世纪50年代，数控技术开始进入商业应用领域，主要用于机床加工和自动化生产线。

此时，数控系统多为硬件连线式，编程复杂，灵活性差。

进入60年代，随着计算机软件技术的发展，数控系统开始采用软件编程，大大提高了编程的灵活性和效率。

数控机床的发展趋势及国内发展现状．引言从世纪中叶数控技术浮现以来，数控机床给机械创造业带来了革命性的变化。

数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。

数控机床是一种高度机电一体化的产品，合用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求检验的零件。

数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。

进入世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。

机床创造业既面临着机械创造业需求水平提升而引起的创造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床创造业持续发展的一个关键。

随着创造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。

本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。

．数控机床的发展趋势高速化随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。

( )主轴转速：机床采用电主轴(内装式主轴机电)，主轴最高转速达；( )进给率：在分辨率为0.01μm 时，最大进给率达到且可获得复杂型面的精确加工；( )运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开辟出已发展到位以及位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。

由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1μm 、0.01μm 时仍能获得高达 ~ 的进给速度；( )换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在摆布，高的已达。

机床数控技术的现状及发展趋势机床数控技术是指利用数字控制系统对机床进行控制，实现工件加工的自动化、精密化和高效化。

随着信息技术的飞速发展和制造业的转型升级，机床数控技术在工业生产中扮演着日益重要的角色。

本文将对机床数控技术的现状及未来发展趋势进行分析。

一、机床数控技术的现状1. 技术水平不断提升随着数控技术、人工智能技术和传感技术的不断进步，机床数控技术已经实现了高速、高精度、多功能的加工。

数控系统不仅能够实现复杂零部件的加工，还能够进行自动换刀、自动测量和自动修复等功能，大大提高了生产效率和产品质量。

2. 应用领域不断拓展机床数控技术已经广泛应用于汽车、航空航天、船舶、军工、电子、医疗器械等领域，成为现代制造业中不可或缺的重要工具。

随着3D打印技术、激光加工技术等新型制造技术的发展，机床数控技术的应用领域还将进一步拓展。

近年来，我国的机床数控技术水平不断提高，国产数控机床在性能、精度和稳定性等方面已经与国外先进水平相当，甚至在某些领域已经领先。

国产化水平的提高不仅提升了我国工业制造的自主能力，还有利于降低制造成本，提高工业竞争力。

1. 智能化发展趋势明显随着人工智能、大数据、云计算等新技术的发展和应用，机床数控技术将向着智能化方向迈进。

智能化的数控系统将具备自学习、自诊断、自适应等能力，能够根据加工任务自动调整加工参数，实现自动化生产，极大地提高了生产效率和产品质量。

2. 网络化加工成为趋势随着工业互联网和物联网技术的发展，机床数控技术将与网络化、智能化的制造模式相结合，实现设备之间的信息共享和协同加工。

通过实时监测和远程控制，实现生产过程的智能化管理，提高制造业的灵活性和适应性。

3. 精密加工技术将不断突破随着新材料、新工艺的不断涌现，对零部件精密度和表面质量的要求越来越高，机床数控技术将不断突破精密加工的难点，实现高速、高精度、高效率的加工。

激光加工、电火花加工等非传统加工技术也将迎来发展机遇，成为机床数控技术的重要发展方向。

数控技术的现状及发展趋势随着时代的发展，制造业已经转变了传统的制造模式，投入巨资研发先进的制造技术，数控技术就是其中之一。

目前，数控技术的应用已经越来越广泛，在不断应用的过程中也顺应时代的发展发生了相应的变革，向着更高端的技术水平迈进。

1 数控技术的发展历程与重要性数控技术的历史是从1952年开始的，美国研制出了第一台试验性的数控系统，标志着数控技术的产生。

数控系统从产生到现在经历了四个主要的发展阶段，分别是研究开发阶段、推广应用阶段、系统化阶段、高性能集成化阶段。

经过这四个阶段的发展，数控技术逐渐走向成熟，并向新的发展阶段迈进。

数控技术的广泛使用为制造业提供了全新的生产制造模式，数控技术是利用数字信息对机械和工作的活动进行控制的一项技术。

现代的数控技术包括传统的机械制造、计算机和网络通信等技术，具有高效率、高精度和柔性自动化等显著特点。

数控技术是国家工业现代化的关键技术，与国家的战略地位紧密相连，体现一个国家的综合国力，所以数控技术往往成为衡量一个国家工业现代化程度的标志。

2 我国数控技术的发展现状数控技术在我国发展的时间较短，从上个世纪五十年代末开始发展至今，基本掌握了现代化的数控技术，建立了一批具有我国自身特色的数控研发和生产的基地，培育了大批专业的数控人才，数控技术产业初具规模。

特别是近几年，我国加大了对数控技术的研发力度，在诸多方面取得突破性进展，如可以供应集成化和网络化的制造装备；五轴联动技术逐步成熟；进入了世界高速、高精度、精密数控机床的生产国的行列等等，并且拥有自主知识产权。

虽然我国数控技术发展较快，在一些先进领域取得了长足的进步，但同时我们也应该看到，我国的数控技术水平与国际先进水平相比还存在一定的差距，在发展中还存在着一定的问题。

首先，我国数控技术的基础薄弱，对于许多先进的数控信息化技术主要依赖于对国外技术的引进，自主研发和创新能力较弱，缺乏生产高精度、高效率的数控机床的能力，大多采取进口，信息化的应用程度和水平偏低；其次是数控产品的稳定性和可靠性较低，还不是很成熟，与国外的数控系统的平均无故障时间相比相差很远；最后，国内的数控技术缺乏创新能力，虽然拥有众多的数控机床的生产企业，但许多企业的规模有限，信息化技术的应用程度低，缺乏技术创新的能力，生产出来的产品缺乏市场竞争力。

浅谈数控技术的国内外分析与发展趋势的展望摘要：新中国成立后，我国的工业化在六十多年的时间里得到长足发展，在日新月异的全球化潮流中勇创佳绩，已经成为了拥有独立且最为完整工业体系的国家。

“十四五”规划，我国开启了全面建设社会主义现代化国家新征程，也是我国制造强国建设的关键五年，我国的工业化正在逐步向“内生增长、创新驱动、智能绿色、协同开放”方向加快升级转变。

工业的发展离不开制造业的不断革新进步，而制造业又是我国的经济支柱性产业。

在“中国制造”向“中国智造”不断前行的征途上，对科学技术的依赖性越来越强，制造业潜能不断被发掘，数控技术就是推动制造业向智能化方向进一步发展的催化剂。

关键词：数控技术；现状；发展趋势数控技术是先进制造技术的核心，是在机械制造业中新兴的综合性技术，集合了微电子和计算机技术、信息处理技术、精密检测技术、自动控制技术、光机电技术、网络通信技术等高新技术于一体，不断推动传统制造业转型升级，同时也对数控技术不断优化提出新要求。

谋求进步就要理清发展脉络，本文将浅谈数控技术的发展现状，并对未来发展趋势做出合理预测。

一、数控技术的发展现状分析（一）国外数控技术发展自上世纪九十年代中期开始，国外数控技术大致经历了两阶段式发展。

第一阶段称为NC（Number control即数字控制），是由操作者自己运用文本符号等编程进而实现机器自动化运行。

第二阶段称为CNC（Computer number control即计算机数值控制），是通过计算机中高效的系统控制软件进行机器运行数值计算，直接发出运行和控制指令。

1952年，在美国麻省理工学院研制成功的电子管数控系统开启先河，随后又创造出晶体管数控系统，但由于装备零件昂贵难以得到广泛推广，科学家开始向集成电路控制系统研究，并在之后生产出小型计算机、微型计算机数控系统，随着信息处理技术和精度控制技术的不断发展，创造出开发式数控系统，不仅能够在不同平台运行，还可以与其他系统相互配合实现操作目标。