杨毅，孙亮

（池州职业技术学院，安徽 池州 247000）

随着社会经济飞速发展，中国制造行业不断进行改革，制造行业成为权衡国家综合国力的标志性行业。当前，传统的低效机械加工方式逐渐被现代化先进的机械加工技术所取代，制造行业得以快速发展。数控行业的发展技术即为数控机床，作为制造行业实现现代化技术的关键基石，数控技术发展又是中国制造行业实现现代化的主要标志，目前应用范围较为广泛，例如工业生产、机床生产及航天制造等，为社会经济发展以及科技进步提供了重要支持。运用数控技术，有利于制造和加工精准度高、大批量、种类多的零件，数控技术是工业制造行业实现信息化、集成化、数字化、自动化的重要保证，是现代化机床行业的核心与灵魂。

1 国内外数控技术发展现状

1.1 国外数控技术发展现状

早在1952年，MIT研发出世界上第一套数控系统，自此传统加工技术被颠覆。加之计算机技术的高速发展，数控技术被不断研发和创新，其中以美国、德国、日本3 个国家为代表的数控技术在世界范围内具有极大的影响力。美国机床产业在政府的支持下，侧重于实用性，生产技巧与经验也最为丰富，以美国哈斯为例，从创立之初就致力于为用户提供最具性价比的机床，2021 年哈斯展示了UMC-500 系列五轴机床，配备直径为400 mm 的旋转台面、采用标准T 型槽和精密导向孔，具备较高的通用性，最高转速为12 000 r/min，快移速度为30.5 m/min，可用于加工中小型5 轴复杂零件[1]；德国一直以严谨享誉全球，很大一部分原因都要归功于机床产业，西门子（SIEMENS）的数控系统SINUMERIK 在更新迭代后，代表型号有802、810、840 等，以840D 为例，该系统将CNC（Computerized Numerical Control，装有程序控制系统的自动化机床）和驱动控制集成在一块板子上，实现操作、编程、监控一体化，可实现钻、车、铣、磨、切割、冲、激光加工和搬运设备的控制，备有全数字化的SIMODRIVE611 数字驱动模块；日本在学习德国与美国的基础上大力发展数控机床，如今也以精密制造著称，其高端机床占据世界70%以上的市场，以山崎马扎克公司的机床为例，其生产特点就是高精度与体验感强，“EML-2525AJ”作为旗下最快的冲床加工机，组合冲头和模具配有不同直径的炮塔，如上Φ1 010 mm、下Φ1200mm，或上Φ1 200 mm、下Φ1 200 mm 的高容量炮塔，冲程频率相较传统冲床高25%。

1.2 国内数控技术发展现状

中国关于数控技术的研究起步较晚，但在引进技术、吸收探索方面已初具规模，同国外先进机床产业的差距也在逐渐缩小。在“十四五”规划中，中国将持续推动数控机床产业创新发展，着力突破关键技术向高端市场冲击，旨在打破受制于人的僵局。2008 年，由武汉重型机床厂主导研发的国产CKX5680 七轴五联动车铣复合机床问世，最大承重为100 t，定位精度达0.025 mm，此外还能实现螺旋桨一次装夹多表面的加工，大幅提高航母螺旋桨的整体加工质量[2]；2020年由华中科技大学张海鸥团队研发的世界首台铸锻铣一体化3D 打印数控机床问世，将整个制造流程所需时间缩短1/2，同时加工制造部件的稳定性也远超传统制造工艺，并且该项数控技术同年被列入了限制出口目录，标志着中国高档数控机床领域有新突破。上述数控技术的突破无不预示着中国制造业将不断崛起。

2 中国数控技术发展存在的问题

纵观中国数控技术的发展历程，特别是在提出“中国制造2025”计划以来，数控技术的研发应用已上升到国家战略高度，外加大部分行业致力于对数控技术的研究与创新，据此它获得了巨大进步。但中国数控技术在逐渐发展过程中仍具有诸多不容忽视的问题。

2.1 技术缺乏创新

目前中国制造行业中正在使用2 种数控设备，即使用国外制造成品中的数控机床设施和使用模仿其他国家的数控机床而生产获得的国产数控产品，这种使用现状直接造成国内数控技术缺乏创新力度的状况。由于后者的数控设备为模仿外国的国产产品，仅是对国外技术的单纯引进而实现国产数控设备的提升，并未完全吸收内化这些前沿技术，使得新型数控机床的研发及技术创新短时间内未能实现质的提升。也正是由于上述2 类情况导致国内数控企业大多集中于中低端产品市场，未能有效摆脱技术依赖的困境。由于在技术创新上缺乏主动性，中国数控行业在技术研发上难以形成核心壁垒。

2.2 技术缺乏创新环境

与发达国家比较，国内数控技术尚不具备完善的创新环境，主要表现在2 方面，即中国大环境与企业环境。当前中国市场缺乏竞争制度，仍有市场结构层次问题急需处理，造成中国大环境缺乏抵抗压力的竞争力，从而对企业创新能力造成直接影响。因创新系统不够健全，在中国相同行业日益激烈的竞争环境下，大部分企业往往会选择以往的加工生产方式，有规划性、组织性、规模性的技术创新行业较少，尤其是规模不大的中小型行业创新数控技术环境更是不佳。

2.3 数控体系的稳固性不足

如今，国际上用于体现数控体系稳固性的关键衡量指标是无故障的平均时间，据相关人员的调研显示，当前国外数控体系无故障的平均时间超过10 000 h，中国数控体系无故障的平均时间只有3 000～6 000 h，所以中国数控系统的稳定性明显不足。

2.4 数控技术利用率不高

虽然中国制造业产值名列前茅，机床数量也位居世界第一，但数控化率还有待提升。反观日本、德国等发达国家，前者机床数控化率高达90%，后者也有75%，中国历经20 年的发展数控化率从最初的7.79%上升至41.11%，虽然有了显著的提升，但相较之下还存在一定的提升空间。若数控率难以得到提升，中国制造业落后的困境也无法得到逆转[3]。

中国仍有诸多行业现存的数控产品的自动开放程度不足，具体表现在以下方面：全部产品尚未实现数控的开放性功能；虽然有些数控产品已经开放，但多数处在半开放现象，没有实现全面开放。

3 数控技术发展提升对策

3.1 重视人才培养，引入技术成果

优秀的人才是一个行业发展的基石，数控技术的发展更是如此，技术人员既要具备创新意识，同时需要有丰富的专业知识储备，因此企业要注重营造人才培养的良好氛围。应邀请业内知名数控专家定期到企业举办技术讲座，提高员工的知识素养；鼓励企业之间的人才交流或委派骨干人员前往科研所学习，促进员工技术水平全方位提升；完善奖惩机制，以技术研发、创新实践成果等内容作为重要评价指标，通过量化指标适当转化为精神奖励或绩效等反馈给员工，激发员工的工作积极性，从而提升产品的竞争力。

3.2 深化产业改革，拓宽应用前景

供给侧结构性改革背景下，数控企业革新传统技术已是大势所趋。企业应当不断拓宽新型数控技术的应用范围，最大化发挥实际应用价值[4]。为打破行业垄断局面，应当提升数控技术加工效率，持续扩大企业的经济效益。不仅如此，制造企业应当致力于提升产业化与管理营销水平，为进入国际市场夯实基础。

3.3 引入先进技术，强化创新力度

诚然中国现阶段数控技术相比于美、德、日等国家还存在一定差距，为此相关企业应当正视这一点，并结合自身实际情况调整发展策略。一方面要积极引入国外先进数控技术，但不要盲目引进，企业技术人员必须合理使用先进理念，与引进的技术设备相适配；另一方面要立足于数控企业发展瓶颈加大研发资金的投入力度，在充分借鉴国外先进技术理念的基础上完成技术创新，最终研发出契合中国制造业发展要求的数控技术。

4 数控技术未来的发展趋势

4.1 朝柔性化方向发展

数控技术的柔性化发展即指在同一个机床上整合不同加工功能，促进机床操作辅助时间的减少，自动柔性化技术可对市场动态化需求实现快速响应，紧随产品的换代更新脚步，属于制造行业未来主流的发展趋势。数控技术柔性化发展可以促进制造流程实现信息集成。

4.2 朝绿色环保方向推进

工业快速发展，容易引起环境污染问题，且伴随工业化持续推进，环境问题日益明显化。随着人们生活质量逐渐提高，人们开始重视环境保护。制造行业加工生产污染环境无法避免，而在制造行业中数控加工为核心，因此数控加工未来必将朝着绿色环保的发展方向前进[5]。比如，目前要求数控机床无润滑液、无冷却液、无气味等，数控设备势必会发生巨大变革。

4.3 朝智能化方向发展

数控技术未来必然的发展趋势为智能化加工生产，它将人工模拟智能活动引进加工生产流程，处理加工中技术方面存在的诸多问题。其中包含优化加工参数、智能优化交流驱动设备、主动诊断故障与修复等，处理问题更简便，从而保证操作更便捷，保证数控机床可控性逐渐提升的过程中，提高自动化水平。为了满足市场对产品提出的动态化要求，数控技术的智能化、网络化成为必然的选择，一方面可以让数控技术从点线状态转向面体状态，同时，还需提高数控技术的经济性与实用性。

4.4 朝开放化方向发展

数控技术实现开放化可让用户处于统一界面，可以保证各平台上的机床实现共同生产，具备简单易操作的优势，可提升机床的兼容性。用户需按照本身要求进行裁剪、增加及改善，保证数控系统实现多种类、多档位开放化。此外，在实践发展中对多媒体加以运用，拥有综合处理信息的能力，便于实时监控生产设备，从而成为具备市场竞争力的产品。

4.5 朝高精准度及高速度方向发展

中国制造行业未来对产品精准度与速度的要求逐渐升高，保证切削加工实现精准度较高作为数控技术领域的主要方向和趋势。机床技术朝高精准度方向发展，势必会促进各种高精度机床的有效发展。此外，因切削速度加快可提升加工效果，且提高工件表层的精准度，因此加快切削速度为数控机床未来必然的发展趋势。但加快切削速度，提高了对内部其他零件的要求，比如主轴刚度及稳固性等。

5 结束语

综上所述，科学技术的进步使制造行业获得了有利的发展条件，同时也使得产品加工的质量要求愈发严格，如何有效推进行业稳定发展，提升自身社会性价值是目前相关研究的重点考虑问题。其中数控技术作为制造工业现代化的基础，它发挥的作用尤为关键，它对整个行业的生存发展会造成直接的影响，不仅能提升生产效率，还能增强加工精度控制的整体效果，为企业创造更多的经济效益。然而中国数控技术目前尚不先进，需要与本身实况相结合后，增加研发数控技术与投入，促进它主动研发与创新水平不断提升的同时，延着数控技术发展方向加速前进。