【正文】 品種的國產機床的繁榮景象。但也反映出許多問題： （１） 低技術水平的產品競爭激烈，互相靠壓價促銷； （２） 高 技術水平、全功能的數控機床主要靠從發(fā)達國家進口； （３） 高檔數控機床配套的高質量功能部件、數控系統(tǒng)附件主要靠進口； （４） 應用技術水平較低，聯(lián)網技術沒有完全推廣使用； （５） 數控系統(tǒng)的自行開發(fā)能力較差； 數控機床的擁有量反映了一個國家的國防實力和經濟能力。中國是全世界機床擁有量最多的國家（近３００萬臺），但是中國的機床數控化率遠遠低于美國日本等發(fā)達國家，僅達到１．９％左右，美國日本等發(fā)達國家數控化率一般能達到２０％左右。日本擁有８０萬臺機床卻擁有相比于我國近１０倍的制造能力。已有數控機床利用率、開動率 低，機床數控化率低，這是我國２１世紀工業(yè)發(fā)展必須要解決的最主要問題。每年中國要進口７０００～９０００臺數控機床花，花費十幾億美元，即使這樣也很難把中國工業(yè)的機床數控化率大幅度提升。中國數控技術還有努力發(fā)展，特別是高端數控技術的發(fā)展，希望 24 中國數控技術可以達到世界領先水平。 四、數控技術的發(fā)展趨勢 數控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術和最基本的裝備。數控技術的發(fā)展不但使傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)生了革命性的變化，使制造業(yè)成為了一個國家工業(yè)化的象征，而且隨著數控技術的不斷發(fā)展進步和應用領域的擴大， 數控技術對國計民生的一些重要行業(yè) (汽車、 IT、輕工、醫(yī)療等 )的發(fā)展起著的作用越來越大，這些行業(yè)所需裝備用數字化的數控機床加工制造已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。現(xiàn)在世界數控技術及其裝備發(fā)展的趨勢主要研究熱點有以下幾個方面： 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢 效率和質量是當今世界先進制造技術的主體。高速、高精度的數控機床可以在多品種、變批量加工環(huán)境下保持高效與柔性。高速、高精的加工技術可以極大地提高加工效率，節(jié)約加工時間，提高產品的質量和檔次，降低企業(yè)成本和提高市場競爭力。 2021 以來，中國自主 研發(fā)的航母艦載機殲 15 的消息讓國人倍受鼓舞，而殲 15 航母艦載機作為我國自主研發(fā)的戰(zhàn)機，不僅表現(xiàn)了中國的軍事實力的快速發(fā)展，特別是是展現(xiàn)了我國開始具備遠海進攻能力，可以遇敵于外，而且表現(xiàn)了我國制造業(yè)的尖端水平，這其中，我國數控機床行業(yè)功不可沒。殲 15 航母艦載機中有一些特殊的零部件必須要加工成薄壁和薄筋，飛機零件材料可能為剛度差的鋁或者鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下。才能加工出這些薄壁和薄筋。數控技術的高速正符合加工要求，目前高速加工中心進給速 25 度可達 80m/min 以上，機床空運行速度可達 100m/min 左右。數控技術的應用，使得一些特殊的零件能夠順利并迅速地加工出來，有效地節(jié)省更多的能源好資源。 在加工精度方面，以遵循了“ 毫米工程為理念，努力提高零件質量。使殲 15 航母艦載機裝配出來盡量沒公差，提高殲 15 制造質量，延遲使用壽命。目前普通級數控機床加工精度已經達到 5μ m，精密級數控機床則從 3～ 5μ m，提高到了 1～ m，超精密數控機床的加工精度已經開始進入納米級 ( m)。 為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之高檔數控機床配套的功能部件如電主軸、直線電機正在進行快速的發(fā) 展，數控技術的應用領域也進一步擴大。 5 軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展 5 軸加工是指在一臺機床上至少有五個坐標軸 (三個直線坐標和兩個旋轉坐標 )，而且可在計算機數控 (CNC)系統(tǒng)的控制下同時進行加工。 5 軸聯(lián)動數控機床可以加工具有復雜曲面的機械配件，特別在解決葉片、葉輪、大型柴油機曲軸、船用螺旋槳等方面具有獨特的優(yōu)勢。5 軸數控機床對于一個國家的軍事、精密醫(yī)療設備、航空航天、科學研究、精密儀器等行業(yè)有著舉足輕重的影響力，堪稱“制造業(yè)之靈魂”。 直線電機驅動技術，經過了十幾年的發(fā)展現(xiàn)在 已經非常成熟。具有最佳的定位精度和較高的動態(tài)性。直線電機還具有可靠性高、加速度大（ 2kg）和免維護等特點。直線電機的轉速范圍大，可以讓機床進行 26 大切削量的強力切削，可以有效地降低零件的加工時間和輔助時間，提高了生產效率，降低企業(yè)生產成本。 5 軸數控機床加工零件，可以預先精確的估計加工時間，所要使用的刀具、夾具，可對生產進行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理。 5 軸聯(lián)動數控機床使用數字信號與標準代碼為控制信息，使加工信息標準化，五軸聯(lián)動數控機床與計算機輔助設計與制造（ CAD/CAM）有機地結合起來，努力成為現(xiàn)代集成制造技 術。 5 軸聯(lián)動機床有立式、臥式和搖籃式等 立式 搖籃式 臥式 隨著市場中復合化 產品對外觀曲線要求的提高，目前五軸數控機床發(fā)展已經開始成熟，機床加工的復合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。 5 軸機床中以“五軸聯(lián)動數控”難度最大、應用范圍最廣，它是集計算機控制、精密加工技術和高性能伺服驅動于一體，是應用于加 27 工復雜曲面的高效、精密、自動化加工機床。五軸聯(lián)動數控機床加工效率相當于兩臺普通的三軸機床，甚至可以完 全省去某些大型自動化生產線，大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉運輸時間及費用。五軸聯(lián)動數控機床是軍事、船舶、精密醫(yī)療設備、航空航天、模具、精密儀器發(fā)電、高精密儀器等軍工部門和民用工業(yè)迫切需要的關鍵加工設備。五軸聯(lián)動數控技術已經成為一個國家工業(yè)化水平高低的標志。 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 網絡化的數控裝備成為最近幾年國際數控機床博覽會上的一個新亮點。隨著制造企業(yè)、生產線、制造系統(tǒng)對信息集成的需求，數控裝備的網絡化開始快速發(fā)展，數控裝備的網絡化成為了實 現(xiàn)新的制造模式如虛擬企業(yè)、敏捷制造、全球制造的基礎單元。數控網絡化是指通過網絡、 Intra 將制造單元和控制部件連接，把制造過程所需資源（如工具、加工程序、機床、檢測監(jiān)控儀器等）通過網絡進行共享。智能化、網絡化的數控系統(tǒng)平臺由內部網絡（現(xiàn)場總線網絡）和外部網絡 o 系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件組成。系統(tǒng)軟件包括通訊系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、設備驅動程序以及其他可供選擇的系統(tǒng)程序，如數據庫系統(tǒng)和圖形系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件通過標準的應用程序接口（即接口可以是一致的。也可以通過設備驅動程序使之與操作系統(tǒng)分隔。系統(tǒng)硬件通過信息管理網絡和開 放網絡互連，可以用來傳遞命令和數據信息，并行完成數控任務。對于數控系統(tǒng)硬件來講，開放性主要是指其計算機、網絡、伺服系統(tǒng)及 I／ O 邏輯控制等單元應該具有統(tǒng)一的標準，以實現(xiàn)互換 28 性。要使其硬件具有互換性，全球所有數控系統(tǒng)制造商都認為應該采用現(xiàn)場總線技術。 開放式數控系統(tǒng)是指數控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上開發(fā)數控系統(tǒng)，對于數控機床廠家和最終用戶，形成系列化。并且可以把用戶的特殊要求集成到數控系統(tǒng)中．制造出不同品種、不同功能、不同檔次的數控系統(tǒng)。開放式系統(tǒng)能在不同的平臺之上有效地運行．并且可以和其他的應用系統(tǒng)相互 操作，并可以提供與用戶互相交流的風格，即開放式數控系統(tǒng)具有可移植性、互操作性、可伸縮性和可互換性。隨著國際計算機軟硬件技術的快速發(fā)展，目前對開放式系統(tǒng)最新的具體的看法包括： （ 1）開放式控制系統(tǒng)應具備柔性的硬件和軟件，可以改變硬件的基本配置，而軟件也可以在所有的控制級別上改變。 （ 2） 開放式結構系統(tǒng)的軟硬件必須可以真正“即插即用”的，如果開放式控制系統(tǒng)必須要被“召回”才可以安裝新的硬件和軟件。那就不能做到真正的開放。 （ 3） 控制器必須是標準化的?？梢允沟谌侥茉诖嘶A上開發(fā)新的硬件和軟件，使開放式控制系統(tǒng)可以進行升級。 （ 4） 開放式系統(tǒng)必須允許可以增加第三方軟件作為系統(tǒng)的部件。在使系統(tǒng)能在部件級別上與其他部件集成。使數控系統(tǒng)可以共享數 （ 5） 開放式控制系統(tǒng)可以在系統(tǒng)級別上同其他系統(tǒng)協(xié)同工作，也就是所謂的智能化數控系統(tǒng)，像一個人一樣可以自我學習．對影響加工精度和效率的物理量進行提取特征、檢測、建模、自動感知加工系統(tǒng) 29 的內部狀態(tài)及外部環(huán)境，智能數控系統(tǒng)可以快速做出可以實現(xiàn)最佳目標的智能決策，實時控制機床的切削深度、進給速度、主軸轉速、坐標移動等工藝參數，使機床的處于最佳狀態(tài)的加工狀態(tài)。現(xiàn)在數控系統(tǒng)要滿足的功能不僅僅只是高的性能（高精度、高 轉速、高可靠性）。而且還應該具有許多智能功能．如加工環(huán)境的感知能力、加工運動規(guī)劃、推理、制造網絡通信能力（包括與人的交互）、智能數據庫、智能編程、智能監(jiān)控等。 經過實踐證明， 21 世紀，新一代數控機床的調整、使用與維修等各個環(huán)節(jié)需要上述的“智能化”技術，可以大大簡化人工參與，節(jié)約企業(yè)的人力成本，充分利用自然語言，優(yōu)化人機界面，使工作人員可以通過視窗界進行簡單化的人工運作．使機床的維護、使用與維修趨于“傻瓜化”。 目前中國基本掌握網絡化數字化制造系統(tǒng)的基礎技術，已經開發(fā)出了達到了國際先進水平的數控 系統(tǒng)如航天 I 型、華中 I 型、藍天 I型和中華 I 型等。開放式智能化、網絡化數控系統(tǒng)能的發(fā)展可以快速的提高我國數控技術和產業(yè)化水平，中國現(xiàn)在已經充分認識了發(fā)展開放式智能化、網絡化數控技術的必要性，目前中國努力開發(fā)我國自主版本的數控系統(tǒng)，對數控系統(tǒng)進行示范應用，努力推動我國新一代數控系統(tǒng)的發(fā)展，對國產數控系統(tǒng)市場競爭提高、數控系統(tǒng)規(guī)?；a的實現(xiàn)奠定具有十分重要的意義。 綠色制造 制造業(yè)的快速發(fā)展推進了人類工業(yè)化進程 ,但是隨著環(huán)境污染、 30 資源和能源枯竭以及人口增長等問題 ,環(huán)境污染已經開始危及到人類的生存 和發(fā)展。美國能源部報告預測：未來 20 年全球能源消耗將增加 60%，造成全球環(huán)境污染排放物的 70%以上來自制造業(yè)，制造業(yè)每年產生約 55 億噸無害廢物和 7 億噸有害廢物，報廢產品的數量更是驚人。 綠色制造就是要在生產制造過程各環(huán)節(jié)中體現(xiàn)“綠色環(huán)?！币庾R，在生產制造過程中，要使資源利用率最高，同時消耗要最低，環(huán)境污染要最小，從產