作者簡介：第一作者：張小雙（1990-01-），男，漢族，河南省南陽市，遼寧工程技術(shù)大學(xué)，礦業(yè)學(xué)院，采礦工程系

第二作者：王旭剛（1991-01-），男，漢族，內(nèi)蒙古鄂爾多斯市，遼寧工程技術(shù)大學(xué)，礦業(yè)學(xué)院，采礦工程系

第三作者：白前程（1989-03-），男，漢族，河南省周口市，遼寧工程技術(shù)大學(xué)，礦業(yè)學(xué)院，采礦工程系

摘 要：時(shí)代的車輪帶動科技的發(fā)展，在這樣的時(shí)代背景下機(jī)電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展，作為機(jī)電一體化典型產(chǎn)品的數(shù)控機(jī)床在企業(yè)得到更廣泛的應(yīng)用。在其實(shí)踐應(yīng)用過程之中，我們可以清晰的窺見數(shù)控機(jī)床的改良與發(fā)展，并對其發(fā)展前景予以前瞻性淺析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床，發(fā)展前景

中圖分類號：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-026X（2013）01-0000-01

一、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺陷

（一）什么是數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床，即數(shù)字控制機(jī)床，是一種新型自動化機(jī)床。簡單來說，其以計(jì)算機(jī)程序代碼控制機(jī)床動作，批量加工零件。在運(yùn)行過程中，先將記錄刀具運(yùn)動軌跡信息的電子信息代碼通過程序戒指編入數(shù)控系統(tǒng)，后經(jīng)過譯碼控制并實(shí)現(xiàn)刀具的規(guī)律運(yùn)功，從而加工出所需工件。

（二）數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)

與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床可加工多種不同復(fù)雜的零件。同一臺數(shù)控機(jī)床，可以通過更換不同的程序代碼完成不同種類的零件的自動加工。這使得試制零件以及普通機(jī)床無法完成的高復(fù)雜度的零件加工成為可能。

與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有更高的精確度。數(shù)字化自動加工很顯然避免了人為加工可能造成的誤差，使得同一批次加工出的零件型號統(tǒng)一性高。

無可厚非，上述優(yōu)點(diǎn)帶來的是更廣泛的通用性與更高的自動化程度，從而能再減少人工勞動強(qiáng)度的同時(shí)獲得更高的產(chǎn)品質(zhì)量。因此數(shù)控機(jī)床具有更優(yōu)良的加工效率，并能為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。

由此可見，數(shù)控機(jī)床的廣泛使用在未來有越來越好的前景。

（三）數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn)顯而易見。其一，價(jià)格昂貴，首次投資數(shù)目大。其二，由于機(jī)電一體的復(fù)雜工作程序，更換程序時(shí)的操作復(fù)雜。其三，對操作人員的知識與能力要求高。

以上種種也預(yù)示了數(shù)控機(jī)床的未來發(fā)展趨勢。

二、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史

（一）機(jī)床的發(fā)展變化

機(jī)床主要用于金屬加工，金屬加工主要靠車和銑。車床上安裝有擴(kuò)孔鉆、鉆頭、絲錐、鉸刀、板牙和滾花工具等，運(yùn)行時(shí)將待加工材料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而使車刀可以將材料加工成各種形狀。由于這樣的加工方式，車床主要用于加工具有回轉(zhuǎn)表面的零件。我們下面分別從車床與銑床的優(yōu)化來看機(jī)床的數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史。

就車床來說，古代的車床主要由人力提供動力，通過手拉與腳踏使繩索牽引的工件旋轉(zhuǎn)，刀具一般不能固定而由人工手持。這種情況直到1797年英國發(fā)明家莫茲利發(fā)明了現(xiàn)代車床才得以改變，這種車床通過交換齒輪可以改變工件的轉(zhuǎn)速，減少了勞動強(qiáng)度，車床開始向機(jī)械自動化方向發(fā)展。之后的近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，車床的動力裝置不斷的改進(jìn)與發(fā)展，出現(xiàn)了諸如磚塔車床、回輪車床、電機(jī)驅(qū)動的車床等。

20世紀(jì)開始，軍事工業(yè)、汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展對機(jī)床產(chǎn)生新的要求，由此帶動其自動化進(jìn)程。車床的動力裝置進(jìn)一步改進(jìn)的同時(shí)，車床本身的復(fù)雜度也在加大，出現(xiàn)了多刀車床、程序控制車床等。

就銑床來說，20世紀(jì)中期，電子技術(shù)萌生，并開始與機(jī)械結(jié)合，銑床開始走向自動化，大大的提高生產(chǎn)效率。數(shù)控機(jī)床也就開始出現(xiàn)了。

最初出現(xiàn)的是數(shù)控銑床，主要用于加工零件的曲線表面。世界上第一臺數(shù)控銑床出現(xiàn)于1952年，由麻省理工大學(xué)研制成功，其在普通銑床的基礎(chǔ)上加上了晶體管數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的數(shù)控化。但是這種銑床運(yùn)用并不廣泛，因?yàn)槠潴w積與制造成本都是讓一般企業(yè)望洋興嘆的。

1959年，銑床發(fā)展為加工中心，這種銑床可以完成多工序的自動加工。它有一個(gè)儲存多種刀具的刀庫，機(jī)器手根據(jù)具體指令選擇不同的刀具并自動完成安裝，從而節(jié)省了人工改換刀具的時(shí)間。1960年開始，除最先研制出數(shù)控機(jī)床的美國外，數(shù)控機(jī)床開始在包括日本、德國在內(nèi)的許多國家中研制成功并投入生產(chǎn)。數(shù)控機(jī)床的高效率使得人們加大了對其研制的力度，因此不久又出現(xiàn)了更加簡便的點(diǎn)位控制的機(jī)床。這種機(jī)床在60年代中后期是應(yīng)用最為廣泛的一類。1967年柔性制造系統(tǒng)在英國研制成功，70年代以后計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床也開始投入使用。

與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床減少了勞動力數(shù)量，發(fā)展到現(xiàn)在集成制造系統(tǒng)，已經(jīng)不需要大量的人員投入，只需要幾人看管即可。精確度的提高顯而易見，人工造成的誤差可以被有效的避免，批量生產(chǎn)統(tǒng)一零件成為可能。隨之而來的效率提高極快，曾經(jīng)需要不同的頂級工匠花長時(shí)間完成的復(fù)雜工件可以在短時(shí)間內(nèi)被制造出來。高度的自動化也降低了對勞動者的技術(shù)要求，曾經(jīng)很少人可以掌握的復(fù)雜工藝現(xiàn)在全部由自動化機(jī)械代替完成，勞動者只需輸入程序即可，大大縮短了培養(yǎng)一個(gè)技術(shù)人才的時(shí)間。

由此可見數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展并不是孤立的，而是以多種技術(shù)的綜合發(fā)展為前提的，它的發(fā)展程度很好的反應(yīng)了現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的力量。

（二）我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)字化生產(chǎn)的確為制造業(yè)帶來了極大的便利。其實(shí)早在60年代我國就自主研制出了第一代數(shù)控機(jī)床，僅僅比美國落后十年不到，此時(shí)我們還算走在世界前列。然而經(jīng)過十年動蕩，改革開放以后再來看世界水平，我們就落后一大截了。就我國目前的情況來看，自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，數(shù)控技術(shù)跟不上世界水平，從而導(dǎo)致無法研制出領(lǐng)先的數(shù)控機(jī)床。即使是生產(chǎn)出的較好的數(shù)控機(jī)床，其核心零配件主要是進(jìn)口的，自主生產(chǎn)的零配件無論是從質(zhì)量、精密度到壽命都不可與進(jìn)口零配件同日而語。零配件如此數(shù)控系統(tǒng)就更不用說全部是外購，主要進(jìn)口自日本。

目前我國面臨的問題就是自主研制能力差，主要靠進(jìn)口，因此即使制造了一些高級數(shù)控機(jī)床，主體利潤還是由外國人拿走。中國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展當(dāng)然也引起了一些機(jī)床生產(chǎn)領(lǐng)先國家的注意，不少外資廠商到中國進(jìn)行合資生產(chǎn)，但畢竟目前還是少數(shù)，并且沒有自己的技術(shù)支撐始終只能依靠外商。對于這一情況政府也制定了一些緩解政策，比如大力扶植本土機(jī)床制造廠，然而僅有的制造廠不可能滿足高速發(fā)展中的工業(yè)的需求。

所以，加大力度培養(yǎng)數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)的頂尖技術(shù)人才，進(jìn)行自主研發(fā)是當(dāng)務(wù)之急。畢竟過快的發(fā)展腳步?jīng)]有自主技術(shù)支撐是不可能走穩(wěn)的。

三、數(shù)控機(jī)床的未來發(fā)展前景

我們知道科技發(fā)展的日新月異，人們要求的提高與變化使得未來的產(chǎn)品更新?lián)Q代十分的快速。另外現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用已經(jīng)不局限于軍事工業(yè)，其簡便化使之更廣泛的走進(jìn)中小企業(yè)。而目前的中小型企業(yè)多采用多品種小批量的生產(chǎn)方式。為了迎合以上改變數(shù)控機(jī)床應(yīng)當(dāng)有如下的發(fā)展前景。

首先，高精度化是必然走向。從其發(fā)展歷程可知，數(shù)控機(jī)床的改進(jìn)是不斷的追求精密化的，這也是它的傳統(tǒng)優(yōu)勢之一。

其次，控制系統(tǒng)將會向簡便小型發(fā)展。從一開始只能用于軍事的晶體管式的大型控制系統(tǒng)到如今的在中小型企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代集成化數(shù)控機(jī)床，簡便小型是數(shù)控機(jī)床發(fā)展的必然走向。如果想實(shí)現(xiàn)其普遍的應(yīng)用，必然要實(shí)現(xiàn)成本的降低與體型的縮小，因此未來的控制系統(tǒng)將會向小型發(fā)展。

最后，多功能與智能化是其可預(yù)知的未來面貌。因?yàn)橐m應(yīng)中小型企業(yè)的多品種生產(chǎn)，并完成更復(fù)雜零配件的加工，所以多功能化將會是必然趨勢。而為了進(jìn)一步提高效率智能化也是必不可少的。

結(jié)語

從數(shù)控機(jī)床的發(fā)展走向我們可以看出其未來的發(fā)展前景。數(shù)控機(jī)床一起高效率、高復(fù)雜度、高精準(zhǔn)度、高回報(bào)滿足著日新月異的工業(yè)需求。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展同時(shí)也對生產(chǎn)線勞動者的知識能力水平有了新的要求。針對我國數(shù)控技術(shù)薄弱的現(xiàn)狀，我們應(yīng)當(dāng)做的就是提高自主創(chuàng)新能力，培養(yǎng)尖端科技人才，施行合理開放政策，從而實(shí)現(xiàn)我國數(shù)控技術(shù)的高度發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李元，《數(shù)控機(jī)床發(fā)展史》，南華大學(xué)學(xué)報(bào)，2003。

[2] 沈新宇，《數(shù)控技術(shù)改造》，遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010。