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數控機床的發展趨勢范文1
自20世紀末開始，我國制造業就開始了由制造大國向制造強國邁進的腳步，機床制造業也跟著取得數控機床快速增長的業績。機床是先進制造技術和制造信息集成的重要元素，既是生產力要素，又是重要商品。機床的發展和創新在一定程度上能映射出加工技術的主要趨勢。近年來，我國在數控機床和機床工具行業對外合資合作進一步加強，無論在精度、速度、性能，還是智能化方面都取得了相當的成績。在國際貿易中，很多發達國家把數控機床視為具有高技術附加值、高利潤的主要機電出口產品。因此，對數控機床技術的發展歷程進行總結分析，將有助于推進我國數控機床技術實現跨越式發展的目標。
一、數控機床的發展進程
自上世紀50年代以來，世界數控機床主要經歷了數控NC(NumericalControl)和計算機數控CNC(ComputerNumericalControl)2個階段。數控NC階段主要經歷了以下3代：第1代數控系統，始于50年代初年，系統全部采用電子管元件，邏輯運算與控制采用硬件電路完成。第2代數控系統，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應用于數控系統為標志。第3代數控系統，始于60年代中期，由于小規模集成電路的出現，使其體積變小、功耗降低，可靠性提高，推動了數控系統的進一步發展。計算機數控CNC階段也經歷了3代：第4代數控系統，始于70年代，當首個采用小型計算機的CNC裝置在芝加哥展覽會上露面時，標志著CNC技術的問世；第5代數控系統，始于70年代后期，中、大規模集成電路技術取得成就，促使價格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片的產生，并逐步應用于數控系統；第6代數控系統，始于90年代初，受通用微機技術飛速發展的影響，數控系統正朝著以個人計算機(PC)為基礎，向著開放化、智能化、網絡化等方面進一步發展。數控機床通常由控制系統、進給伺服系統、檢測系統、機械傳動系統及其他輔助系統組成。其中進給伺服系統作為數控機床的重要功能部件，其性能是決定數控機床加工性能的極其重要的技術指標。因此提高進給伺服系統的動態特性與靜態特性的品質是人們始終追求的目標。接下來主要介紹一下進給伺服系統和機械傳動系統的發展歷程。
1、進給伺服系統
進給伺服系統是以運動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統，它是一個很典型的機電一體化系統，主要由位置控制單元、速度控制單元、驅動元件(電機)、檢測與反饋單元和機械執行部件幾個部分組成。根據系統使用的電動機的不同，進給伺服系統分為4大類伺服系統：步進伺服系統，直流伺服系統，交流伺服系統，直線伺服系統。
步進伺服系統。在20世紀60年代以前，步進伺服系統是以步進電機驅動的液壓伺服電動機或是以功率步進電機直接驅動為特征，伺服系統采用開環控制。步進伺服系統接受脈沖信號，它的轉速和轉過的角度取決于指令脈沖的頻率或個數。由于沒有檢測和反饋環節，步進電機的精度取決于步距角的精度，齒輪傳動間隙等，所以它的精度較低。而且步進電機在低頻時易出現振動現象，它的輸出力矩隨轉速升高而下降。又由于步進伺服系統為開環控制，步進電機在啟動頻率過高或負載過大時易出現“丟步”或“堵轉”現象，停止時轉速過高容易出現過沖的現象。另外步進電機從靜止加速到工作轉速需要的時間也較長，速度響應較慢。但是由于其結構簡單、易于調整、工作可靠、價格較低的特點，在許多要求不高的場合還是可以應用的。
60~70年代后，數控系統大多采用直流伺服系統。直流伺服電機具有良好的寬調速性能。輸出轉矩大，過載能力強，伺服系統也由開環控制發展為閉環控制，因而在工業及相關領域獲得了更加廣泛的運用。但是，隨著現代工業的快速發展，其相應設備如精密數控機床、工業機器人等對電伺服系統提出越來越高的要求，尤其是精度、可靠性等性能。而傳統直流電動機采用的是機械式換向器，在應用過程中面臨很多問題，如電刷和換向器易磨損，維護工作量大，成本高；換向器換向時會產生火花，使電機的最高轉速及應用環境受到限制；直流電機結構復雜、成本高、對其他設備易產生干擾。
交流伺服系統針對直流電動機的缺點，人們一直在努力尋求以交流伺服電動機取代具有機械換向器和電刷的直流伺服電動機的方法，以滿足各種應用領域，尤其是高精度、高性能伺服驅動領域的需要。但是由于交流電機具有強耦合、非線性的特性，控制非常復雜，所以高性能運用一直受到局限。自80年代以來，隨著電子電力等各項技術的發展，特別是現代控制理論的發展，在矢量控制算法方面的突破，原來一直困擾著交流電動機的問題得以解決，交流伺服發展越來越快。直線伺服系統永磁同步直線電機在推力、動態性能、定位精度方面比其他直線電機更具優越性，因而PMLSM越來越多的用于直線伺服系統中。但由于直線伺服系統存在很大的參數攝動和負載擾動，此外還存在“邊端效應”等問題，因此，采用傳統的比例(P)或比例積分(PI)位置調節器的矢量控制系統很難滿足高性能伺服系統的要求。
2、機械傳動系統
機械傳動系統由數控機床的主傳動系統，進給運動系統，回轉工作臺與導軌組成。數控機床主傳動系統的作用就是產生不同的主軸切削速度以滿足不同的加工條件要求。主傳動系統組成包括主軸電動機、傳動系統和主軸組件等。其中動力源部分包括：電機；傳動系統包括：定比傳動機構、變速裝置；運動控制裝置包括：離合器、制動器；執行件包括：主軸等。進給運動是以保證刀具與工件相對位置關系為目的，被加工工件的輪廓精度和位置精度都受到進給運動的傳動精度、靈敏度和穩定性的直接影響。進給運動是數字控制系統的直接控制對象。對于閉環控制系統，還要在進給運動的末端加上位置檢測系統，并將測量的實際位移反饋到控制系統中，以使運動更準確?；剞D工作臺的作用：按照數控裝置的指令做回轉分度或連續回轉進給。導軌的作用：起導向及支承作用，它的精度、剛度及結構形式等對機床的加工精度和承載能力有直接影響。為了保證數控機床具有較高的加工精度和較大的承載能力，要求其導軌具有較高的導向精度、足夠的剛度、良好的耐磨性、良好的低速運動平穩性，同時應盡量使導軌結構簡單，便于制造、調整和維護。數控機床常用的導軌按其接觸面間摩擦性質的不同可分為滑動導軌和滾動導軌。在數控機床上常用的滑動導軌有液體靜壓導軌、氣體靜壓導軌和貼塑導軌。
1)液體靜壓導軌：在兩導軌工作面間通入具有一定壓力的油，形成靜壓油膜，使導軌工作面間處于純液態摩擦狀態，摩擦系數極低，多用于進給運動導軌。
2)氣體靜壓導軌：在兩導軌工作面間通入具有恒定壓力的氣體，使兩導軌面形成均勻分離，以得到高精度的運動。這種導軌摩擦系數小，不易引起發熱變形，但會隨空氣壓力波動而使空氣膜發生變化，且承載能力小，故常用于負荷不大的場合。
3)貼塑導軌：在動導軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其它化學材料組成的塑料薄膜軟帶，其優點是導軌面的摩擦系數低，且動靜摩擦系數接近，不易產生爬行現象；塑料的阻尼性能好，具有吸收振動能力，可減小振動和噪聲；耐磨性、化學穩定性、可加工性能好；工藝簡單、成本低。滾動導軌的最大優點是摩擦系數很小，一般為0.0025~0.005，比貼塑料導軌還小很多，且動、靜摩擦系數很接近，因而運動輕便靈活，在很低的運動速度下都不出現爬行，低速運動平穩性好，位移精度和定位精度高。滾動導軌的缺點是抗振性差，結構比較復雜，制造成本較高。近年來數控機床愈來愈多地采用由專業廠家生產的直線滾動導軌副或滾動導軌塊。這種導軌組件本身制造精度很高，對機床的安裝基面要求不高，安裝、調整都非常方便。
3、數控機床加工程序的結構
數控機床程序分成程序開始、程序內容和程序結束三部分。
第一部分程序開始部分。主要定義程序號，調出零件加工坐標系、加工刀具、啟動主軸、打開冷卻液等方面的內容。數控程序主軸最高轉速限制定義G50S2000，設置主軸的最高轉速為2000RPM，對于數控車床來說，這是一個非常重要的指令。坐標系定義如不作特殊指明，數控系統默認G54坐標系。返回參考點指令G28U0，為避免換刀過程中，發生刀架與工件或夾具之間的碰撞和/或干涉，一個有效的方法是機床先回到X軸方向的機床參考點，并離開主軸一段安全距離。刀具定義G0T0505M8，自動調5號左偏刀5號刀補，開啟冷卻液。主軸轉速定義G96S150M4，恒定線速度S功能定義，S功能使數控車床的主軸轉速指令功能，有兩種表達方式，一種是以r/min或rpm作為計量單位；另一種是以m/min為計量單位。數控車床的S代碼必須與G96或G97配合使用才能設置主軸轉速或切削速度。G97：轉速指令，定義和設置每分鐘的轉速。G96：恒線速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一樣的。
第二部分程序內容部分。程序內容是整個程序的主要部分，由多個程序段組成。每個程序段由若干個字組成，每個字又由地址碼和若干個數字組成，它表示數控機床要完成的全部動作。常見的為G指令和M指令以及各個軸的坐標點組成的程序段，并增加了進給量的功能定義。F功能是指進給速度的功能，數控車床進給速度有兩種表達方式，一種是每轉進給量，即用mm/r單位表示，主要用于車加工的進給；另一種和數控銑床相同采用每分鐘進給量，即用mm/min單位表示。主要用于車銑加工中心中銑加工的進給。
第三部分程序結尾部分。在程序結尾，需要刀架返回參考點或機床參考點，為下一次換刀的安全位置，同時進行主軸停止，關掉冷卻液，程序選擇停止或結束程序等動作?；貐⒖键c指令G28U0為回X軸方向機床參考點，G0Z300.0為回Z軸方向參考點。停止指令M01為選擇停止指令，只有當設備的選擇停止開關打開時才有效；M30為程序結束指令，執行時，冷卻液、進給、主軸全部停止。數控程序和數控設備復位并回到加工前原始狀態，為下一次程序運行和數控加工重新開始做準備。
二、數控機床的發展趨勢
進入21世紀，我國經濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發展的新時期。機床制造業既面臨著機械制造業需求水平提升而引發的制造裝備發展的良機，也遭遇到加入世界貿易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數控機床的發展是解決機床制造業持續發展的一個關鍵。隨著制造業對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發展以更適應生產加工的需要。數控機床正向高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、網絡化、多軸化、綠色化等方面發展。
高速化。新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部件(如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統等)主軸轉速達15，000r/min以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。
高精度化。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005mm(ISO標準、統計法)，就是一臺高精度機床，在0.005mm(ISO標準、統計法)以下，就是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造(CAM)系統的發展，精密度已達到微米級。
功能復合化。工件一次裝夾，能進行多種工序復合加工，可大大地提高生產效率和加工精度，是機床一貫追求的。由于產品開發周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發展。機床已逐漸發展成為系統化產品，用一臺電腦控制一條生產線的作業。產品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復合化已是不可避免的發展趨勢。
控制智能化。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且人機界面極為友好，并具有故障診斷專家系統，使自診斷和故障監控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術與制造技術融為一體。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現快速制造、快速檢測和快速響應的有效途徑，已形成將測量、建模、加工、機器操作四者融合在一個系統中，實現信息共享，促進測量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統。
體系開放化。計算機技術的飛速發展，推動數控技術更快地更新換代。許多數控系統生產廠家利用Pc機豐富的軟硬件資源開發開放式體系結構的新一代數控系統。開放式體系結構使數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易地實現智能化、網絡化。開放式體系結構可以大量采用通用微機技術，使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結構的新一代數控系統，其硬件、軟件和總線規范都是對外開放的，數控系統制造商和用戶可以根據這些開放的資源進行系統集成，同時它也為用戶根據實際需要靈活配置數控系統帶來極大方便，促進了數控系統多檔次、多品種的開發和廣泛應用，開發生產周期大大縮短。同時，這種數控系統可隨CPU升級而升級，而結構可以保持不變。
驅動并聯化。并聯運動機床克服了傳統機床串聯機構移動部件質量大、系統剛度低、刀具只能沿固定導軌進給、作業自由度偏低、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸(一般為動平臺)與機座(一般為靜平臺)之間采用多桿并聯聯接機構驅動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應自由度的運動，可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復雜特種零件的加工，具有現代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優點。
并聯機床作為一種新型的加工設備，已成為當前機床技術的一個重要研究方向，受到了國際機床行業的高度重視，被認為是“自發明數控技術以來在機床行業中最有意義的進步”和“21世紀新一代數控加工設備”。
極端化(大型化和微型化)。國防、航空、航天事業的發展和能源等基礎產業裝備的大型化需要大型且性能良好的數控機床的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰略技術，需發展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機床包括微切削加工(車、銑、磨)機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。
信息交互網絡化。對于面臨激烈競爭的企業來說，使數控機床具有雙向、高速的聯網通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現網絡資源共享，又能實現數控機床的遠程監視、控制、培訓、教學、管理，還可實現數控裝備的數字化服務(數控機床故障的遠程診斷、維護等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個稱為信息塔(e-Tower)的外部設備，包括計算機、手機、機外和機內攝像頭等，能夠實現語音、圖形、視像和文本的通信故障報警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨立的、自主管理的制造單元。
新型功能部件。為了提高數控機床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動機與主軸部件的集成，具有體積小、轉速高、可無級調速等一系列優點，在各種新型數控機床中已經獲得廣泛的應用；直線電動機：近年來，直線電動機的應用日益廣泛，雖然其價格高于傳統的伺服系統，但由于負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關鍵技術的應用，機械傳動結構得到簡化，機床的動態性能有了提高。如：西門子公司生產的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯機床以及動態性能和運動精度要求高的機床等；德國EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅動均采用兩個直線電動機；電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數控機床的結構，具有傳動環節少、結構緊湊等一系列優點。
高可靠性。數控機床與傳統機床相比，增加了數控系統和相應的監控裝置等，應用了大量的電氣、液壓和機電裝置，易于導致出現失效的概率增大；工業電網電壓的波動和干擾對數控機床的可靠性極為不利，而數控機床加工的零件型面較為復雜，加工周期長，要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數控機床有高的可靠性，就要精心設計系統、嚴格制造和明確可靠性目標以及通過維修分析故障模式并找出薄弱環節。國外數控系統平均無故障時間在7~10萬小時以上，國產數控系統平均無故障時間僅為10000小時左右，國外整機平均無故障工作時間達800小時以上，而國內最高只有300小時。
加工過程綠色化。隨著日趨嚴格的環境與資源約束，制造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環境問題尤為突出。因此，近年來不用或少用冷卻液、實現干切削、半干切削節能環保的機床不斷出現，并在不斷發展當中。在21世紀，綠色制造的大趨勢將使各種節能環保機床加速發展，占領更多的世界市場。
多媒體技術的應用。多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對用戶界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。除此以外，在數控技術領域應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，應用于實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等，因此有著重大的應用價值。
三、數控機床發展中所存在的問題
由于我國的技術水平和基礎工業相對其他發達國家比較落后，數控機床的性能、水平和可靠性與工業發達國家相比差距還很大。因此，加速進行中國數控系統的工程化、商品化攻關，盡快建成與完善我國數控機床和數控產業成了我國的主要任務。目前，我國在發展數控機床業中存在的主要問題主要有以下幾點：
缺乏實事求是的科學精神，忽視了數控機床本身的技術特點、發展規律，沒有實事求是地制定數控機床發展的規劃，盲目性大。
缺乏系統深入的科研工作難以對各種技術資料進行積累，設計方法陳舊，僅靠類比模仿進行產品設計，既缺乏機床創新的基本理論，又缺乏豐富的生產實際經驗，對高效自動化機床、數控機床的剛度、振動、熱變形、噪聲、精度補償等基礎技術缺乏深入研究，對各類機床加工工藝、布局、結構、導軌、卡軸、卡具等應用技術又缺乏認真試驗，難以創新設計出優質適銷的先進產品。
沒有合理地運用資源，這主要表現在兩點：第一，對于所涉及到的研究所、廠房等沒有綜合應用、取長補短，往往見到的是他們孤軍作戰，而且各單位忙于生存，普遍缺乏深入系統的科研工作，更沒有做到生產一代、研制一代、預研一代等可持續的發展；第二，機床行業人員素質低，缺乏各方面人才，而且各研究單位、企業、人才流失嚴重，科研、設計力量十分虛弱，往往呈現低效運行狀態。
我國制造業大環境的制約。由于沒有在全國范圍內發展大量大批生產自動化，對高效自動化機床的卞機設計的基本功較差，而機床的品種結構發展，全靠主機設計本領加以變化，因此，依靠引進和合作生產來發展各類卞機，至今我國許多高性能、新結構的數控機床大都為合作產品，基本處于仿制階段。缺乏吸引高層次、高素質人才創新創業的環境，高速、柔性、精密機床配套技術的自主研發能力低。對國外技術重引進、輕消化吸收的問題仍很突出?！跋痹谡麄€資金投入中所占的比例相對其他工業發達國家來講太低。
四、數控機床的發展策略
從上世紀80年代起，我國機床制造業對數控技術和數控機床一直給予較大的關注。但是由于我們的數控技術與其他工業發達國家差距較大，與國外一些先進產品相比，仍存在著很大劣勢，使得我們總是處于技術跟蹤階段。面對這種情況，為了加速振興我國的機床制造業，提高我國的數控機床技術，應當加強以下幾個方面的研究工作：
1、以高速化為先導，提高數控機床的綜合性能
數控機床的高速化是提高其高效、柔性和高精化的一個重要措施。分析中型加工中心的高速化與高精化的發展歷程，可以得出，作為表征其切削運動高速化的主軸最高轉速和最大進給速度，大致持續地以每10年增長1倍的比率上升，而表征壓縮機床輔助時間的快移速度(指以滾珠絲杠和旋轉伺服電機驅動)和自動換刀/工作臺轉位速度，基本上以每12~15年翻一番的速度增長，1993年后逐步推廣用直線電動機直接驅動的新技術，使加工中心的快移速度比用滾珠絲杠副驅動時又提高了1倍。高速化的發展還要多注意2個問題：從先進適用出發確定高速范圍；高速化要和機床的結構和控制性能相匹配。
2、推進μm工程，研制高效精密數控機床
目前國內生產的數控機床尚缺少高效、高可靠性且加工精度達微米級的產品。為此，需研發一些能兼顧高效化和高精化的數控制造裝備以適應汽車制造業加工關鍵零件的需求。由于這些數控制造裝備的加工精度主要在微米級(μm)范圍內，因此可稱為μm級制造裝備及技術研究，簡稱“μm工程”。
3、發展復合加工數控機床、縮短制造過程鏈
加快復合數控機床的發展步伐，提高工序的集中度，使加工過程鏈集約化，可以提高多品種單件和中小批量加工的工效，也有利于加工精度的穩定性。復合數控機床可以減少在不同數控機床間進行工序的轉換而引起的待工以及多次上下料等時間。通常這些時間占零件整個生產周期的40%~60%，即使在信息管理良好的情況下，仍將占20%左右。因此，復合數控機床具有明顯的技術效果。為了避免復合機床因功能的擴展而過多地引起結構的復雜化和成本的增加，還需要探求兩個問題：通過創新技術擴大功能部件的適用面來簡化結構；發展模塊化和可重構化的復合機床。
4、高效柔性化的新一代制造系統
1995年開始研究的在可重構制造技術支持下，構建具有適應大批量高效柔性化生產的可重組制造系統(RMS)是一個值得注意的發展動向。其核心為制造系統能物理組態，即根據加工對象的變化方便地進行布局和設備配置的調整，發展了能對多變的市場需求做出合理的配置規劃和易于調整的布局方式、適應重構的控制軟件、開放式控制系統和規范化接口以及能快速提升系統重組后制造質量的診斷系統等技術，使其兼具專用生產線的高效性能和適用的柔性以取得更佳的經濟性，已在生產中取得了初步成功的應用。
5、發展網絡化制造單元，推進企業制造能力的高效柔性化
當前，國內外一些機床和數控系統制造企業在從分布式網絡化聯盟制造的角度出發研究相適應的制造單元，強化其自治管理能力，能與企業的資源計劃(erp)，產品數據管理(PDM)和計算機輔助設計/計算機輔助制造/計算機輔助工程(CAD/CAPP/CAM)的信息集成，進而通過與客戶關系管理(CRM)和供應鏈管理(SCM)的聯系做出智能決策，實施并行工程、可視化監控等以提高機床利用率，實現高效的柔性生產。
6、開展可靠性設計，加強全面質量管理，保證數控機床的可靠性增長
為了保證數控機床有高的可靠性，設計時不僅要考慮其功能和力學特性，還要進行可靠性設計，根據可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標，在配套件采購和制造過程中重視質量要求，加強全面質量管理以求可靠性的不斷增長。
7、提高技術人員的綜合素質。
中國機床工業的振興，數控機床的加速發展，歸根到底，取決于人員素質的提高、工業文化水平的提高、人才的加速培養，有效的深化改革、改組、改制，切切實實加強科學管理，提高工作質量、生產率、勞動生產率。進入21世紀知識經濟時代，科學知識作為重要生產要素的機床，其作用將更加突出。
數控機床的發展趨勢范文2
關鍵詞：數控機床；新技術；趨勢
0 引言
在世界經濟一體化進程加快的影響下，各個國家間呈現出越來越激烈的競爭，并且這為企業的良好發展提供了契機，尤其是制造行業應當把握住機會實現更好的發展。應用數控機床技術促進了制造行業的發展，數控機床技術的特點是質量高、生產效率高，因此能夠為企業帶來理想的經濟效益。
1 數控機床的組成部分和特點
通常而言，數控機床的組成部分是：（1）主機，其屬于數控機床的主體，數控機床的機械部件是主軸、立柱、機床身等，其作用是為了對機械部件進行切削加工；（2）數控設備，其屬于數控機床的核心部分，主要有軟件和硬件（紙帶閱讀機、鍵盒、CRT顯示器、印刷電路板），用以將數字化零件程序輸入，且存儲輸入信息、插補運算、變換數據，以及進行一系列的控制；（3）驅動設備，其屬于數控機床執行的驅動部分，主要有進給電機、主軸電機、進給單元，以及驅動單元組成?；跀悼卦O備的控制，借助電液伺服系統或電氣完成進給與主軸驅動。在幾個進給聯動的情況下，能夠加工空間曲線、平面曲線、直線，定位；（4）輔助設備，其指的是數控機床的一部分配件，確保數控機床的監測、照明、、排屑、冷卻等，這主要有監控檢測設備、刀具設備、數控分度頭、數控轉臺、交換工作臺、排屑設備、氣動設備，液壓設備等等；（5）編程和其它的一些附屬裝置，其主要作用是存儲和編制零件程序。
在數控單元當中包括數控機床的監控與操作部分，其屬于數控機床的核心。相比較于普通的機床，數控機床的特點是：（1）生產效率高（通常是普通機床的幾倍）、機床的剛性大，精度高；（2）加工精度高、加工質量穩定；（3）機床的自動化能力強、能夠使工人的勞動強度減輕；（4）能夠實施多坐標聯動，可以對復雜形狀的零件進行加工；（5）在改變加工零件的情況下，通常僅僅要求對數控程序進行改變，如此能夠使生產準備的時間減少；（6）需要操作工作者和維修工作者都具備較高的素質。
2 數控機床新技術的特性
（1）在數控機床中應用新型智能化的機器人。在最初的階段，智能機器人的工作主要是裝卸搬運，在日益進步的科學技術影響下，新型的智能機器人業已具備視覺與觸覺的功能，可以憑借感官完成一些人工方面的事項。應用一些智能機器人不但使大量的物力和人力節省，而且也使大量的費用減少。
（2）復合加工技術的應用。復合加工業已由初期的鉆、車等加工步驟向加工齒面、削磨內外圓，以及表面助理轉變。
（3）直驅技術的應用。功率和扭矩較大的直線點擊重點用在重載機床與高速機床，這不但使高定位精度和快速度實現，而且力矩電機會代替普通的機械傳動。在國際機械制造領域當中，業已出現相似的成功例子，接下來的發展就是推廣與普及。
（4）應用綠色機床技術。學術界很長一段時間以來探究的重點就是綠色機床。在注重數控機床高精度和高速度的過程中也應當重視它的環保性。機床的環保會對人們的健康產生直接性的影響，怎樣節能減排以及確保工作者身體健康以及提高工作效率，這是綠色機床的根本所在。
3 數控機床技術的發展趨勢
（1）高精度。各個工業大國都十分注重提升數控機床的加工精度，通常來講，數控機床的加工精度涵蓋數控機床生產的幾何精度和數控機床應用的加工精度。在提高數控機床穩定性以及應用補償技術和輔助策略的基礎上能夠大大地提高數控機床的精度。
（2）高穩定性。針對數控系統和數控機床的制造商來講，其非常重視的一個問題是數控機床的穩定性，如果一臺數控機床的穩定性能非常高，就會使數控機床的事故率大大地降低，這不但有利于制造工作的順利進行，而且有利于生產效率的大大提升。為此，衡量數控機床質量的一個關鍵性指標是數控機床的穩定性。
（3）高效性。具體來講，高效性是指大大地提高數控機床的運行速度，這一是能夠確保產品的質量，實現運行效率的提升，二是能夠使投入的費用降低，在生產的過程中普遍性地應用零件的高速加工。
（4）智能化。針對各種領域的生產過程而言，一致的理想是智能化。應用一種模擬網絡化監控與數字化網絡技術，憑借電子計算機編制本來人工操作的運行程序為一種既定的模式，且以機器控制代替人力控制的方法就是智能化加工。通常而言，應用智能化重點包括智能維修、智能分析，以及智能監控。
（5）網絡化。網絡化數控機床的網絡化又稱“e-制造”，是把數控系統通過網絡連接和網絡控制，在計算機上操作使用，虛擬設計、虛擬制造等高端技術也越來越多地為工程技術人員所追求。通過軟件智能替代復雜的硬件，正在成為當代機床發展的重要趨勢。
4 結論
總之，數控加工技術對于制造業的重要性不言而喻， 其對一國經濟、國防、綜合實力和國際地位的推動作用是十分突出的。針對制造領域的重要性來講，數控加工技術舉足輕重。其有利于國家綜合實力、國防經濟，以及國際地位的提升，當前形勢下，一個非常顯著的問題是我國的制造領域的發展不夠先進，依舊滯后于西方發達國家，這就要求進一步地探究數控加工這種機械制造技術。在對新型技術引進的過程中也應當不斷地創新，進而不再依賴于發達國家的數控技術，自主研發有著國際先進能力的數控機床技術，從而使我國逐步地轉變成為世界性的制造業強國。
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數控機床的發展趨勢范文3
關鍵詞：數控機床；發展現狀；趨勢
1 數控機床技術發展狀況
社會的不斷進步，市場需求量的不斷增多，使得人們對產品的質量更加的重視，企業為了能夠適應市場發展環境就必須提高自身的加工技術，數控機床得以被廣泛應用。但是我國使用數控機床的時間比較短，不能真正地掌握數控機床的使用技術，在實際的應用過程中能夠會出現很多的問題，給我國制造企業的發展造成不良影響。通過大量的實踐工作，我們總結出我國的數控技術發展情況的幾種現象。
1.1 數控機床技術的“三多”要求
企業之間的競爭愈演愈烈，這就導致數控機床加工零件的數量不斷增多，數控化加工設備的使用量不斷增多，對加工產品的工藝要求越來越多。這三個方面對數控機床使用技術提出更高的要求。通過實踐發現當前有很多行業百分之九十到百分之百關鍵部位的零件都采用機床加工技術。特別是近幾年制造業的發展過程中，數控機床加工技術起到了很大的推動作痛，而且隨著機床技術的不斷發展，加工精度、效率等方面都有很大的提高。
1.2 數控機床技術的“三缺”現象
我們需要正視的問題是當前我國對數控機床加工技術的研究還比較少，缺乏相關的數據參數，缺乏實踐的理論指導，缺乏研究發展的平臺。這就是當前我國的數控機床技術所缺乏的方面，其中缺乏科學的理論參數就不能對數控機床加工技術有深入的了解，進而不能發揮出其真正的作用，具體的表現在應用中出現故障不能拿上解決，影響了生產效率，不能滿足高效生產的要求。有關機床加工數據庫的建立還不是很完善，而且使用范圍也是非常的有限，這就很大程度上影響了加工技術的應用和發展，特別是缺乏針對服務業的加工技術數據庫，甚至有很多企業根本就沒有建立相關的系統，這就給數控機床技術的發展造成阻礙。
1.3 數控機床技術的“一低”現象
當前的數控加工技術的總體效率比較低，具體的表現為主軸開動的效率比較地，直接影響到相關加工企業的經濟效益。
關于數控機床加工技術出現的問題，已經引起了人們的關注。國家針對此問題也開展了很多的項目研究，取得了很好的成果，在提高數控機床技術快速發展方面起到了很大的促進作用，這也進一步增加了相關企業的經濟效益。
2 我國數控機床技術問題對策
雖然我國的數控機床技術起步比較晚，但是發展比較快，通過總結大量的實踐經驗，加工技術得到了很大的發展并取得了很好的效果。但是市場經濟環境是不斷發展和變化的，特別是技術方面在實際的應用中總會產生一些問題，影響其發展。下面我們就針對這些問題給出相應的對策。
2.1 重視數控機床理論探索
理論對實踐具有重要的指導作用，數控機床理論對于技術的不斷創新和產品的開發起到支撐作用，該理論涉及到的內容比較多，包括工程、力學、機械學等方面的知識。隨著研究的不斷深入，當代的數控機床理論有了更大的進步，具體的包括基礎暗黑動力學、動態分析等方面。
由于數控機床技術發展的時間比較短，相應的專業人才也比較短缺，使得機床技術的研究理論成果比較少，試驗的環境不夠完善。針對我國數控機床技術理論上的落后，我們必須提高這方面的投入，特別是人才的培養，在高校中設置這門學科，培養該學科的實踐能力，并能夠從實踐中總結出理論經驗，在實際的工作中，能夠利用有限的理論資源來提高生產效率，建立一定規模的研究機構，實現對機床技術各個方面的理論探索。
2.2 提高數控機床開發設計能力
數控機床是集電機、電子、機械等多個學科為一體的高科技設備，當前我國在數控機床自主研發、設計方面還有很大的差距，主要表現在設計沒有對相關零部件進行整合、以靜態設計模式為主、設計沒有充分的論證僅僅依靠以往的經驗進行定型化設計等。這種設計往往導致零件加工同質化現象嚴重，缺乏創新，有關零件細分產品較少很難滿足現代市場的需求。因此，在現代數控機床設計時應注重探索數控技術設計理論，提高機床性能和功能的創新意識，不斷優化在數控機床方面的探究和應用，逐漸實現油靜態設計到動態設計模式的轉化。
2.3 加強數控機床可靠性探究
數控機床工作性能是判定機床質量的重要指標，是用戶比較關心的重要內容。數控機床穩定性一般使用平均故障時間間隔來判定，該參數不但描述了產品質量時間度量值，而且還綜合反映了機床生產企業的綜合實力。因此，應加強數控機床可靠性方面的研究，建立和完善機床可靠性評價體系，熟悉機床故障發生的模式，在設計時采用相關措施加以避免，全面提高數控機床的可靠性能。
2.4 掌握經典加工工藝
掌握典型的數控機床加工工藝，能夠準確把握市場需求，從而不斷研發新產品，在提升產品競爭上具有重要意義，尤其最近幾年來我國機床企業對此引起了高度重視，對經典工藝的研究越來越重視。通過對經典加工工藝的研究能夠指導新工藝的開發，縮短新工藝的開發周期，樹立企業良好的形象，以此發揮企業的競爭優勢。
3 數控機床的發展趨勢
隨著制造業對數控機床的依賴程度越來越大，以及現代計算機技術水平的飛速發展為數控機床功能的擴展提供了堅實的技術支撐，使數控機床的應用范圍不斷擴大，而且逐漸向智能化、高精度化以及網絡化的趨勢發展。
數控技術控制智能化主要通過執行相關算法對加工的產品進行識別，從而選擇合理的加工參數。智能化功能的實現極大的提高零件加工的精讀，提高機床的工作效率。例如，它能利用已有的故障信息對新出現的故障進行快速定位。
數控機床的高精度化不僅僅局限在幾何精度上，它還包括機床各個部件運動、振動檢測等方面上，因此，能夠在同條件下完成多個零件的加工。
數控機床的網絡化是未來發展的主要特點之一，通過網絡能夠保證加工參數在各個車間進行傳遞，既能達到數據之間的共享還能對數控機床進行遠程監控，因此大大提高了機床的操作效率。
4 結束語
綜上所述，文章主要針對數控機床技術在我國的應用現狀以及出現問題進行了相關闡述，并進一步提出了當前應該采取的措施和該項技術未來的發展趨勢。數控機床技術對企業的重要性是不言而喻的，我們必須抓住發展的機遇，對數控機床理論進行分析和研究，并不斷創新，希望能夠使我國盡快地實現制造強國。
參考文獻
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數控機床的發展趨勢范文4
關鍵詞：數控機床 控制技術
數控機床是機電一體化的典型產品，數控機床控制技術是集計算機及軟件技術、自動控制技術、電子技術、自動檢測技術、液壓與氣動技術和精密機械等技術為一體的多學科交叉的綜合技術。隨著科學技術的高速發展，機電一體化技術迅猛發展，數控機床在企業普遍應用，對生產線操作人員的知識和能力要求越來越高。
一、數控機床的優點與缺點
(一)數控機床的優點
對零件的適應性強，可加工復雜形狀的零件表面。在同一臺數控機床上，只需更換加工程序，就可適應不同品種及尺寸工件的自動加工，這就為復雜結構的單件、小批量生產以及試制新產品提供了極大的便利，特別是對那些普通機床很難加工或無法加工的精密復雜表面(如螺旋表面)，數控機床也能實現自動加工。
加工精度高，加工質量穩定。目前，數控機床控制的刀具和工作臺最小移動量(脈沖當量)普遍達到0.0001mm，而且數控系統可自動補償進給傳動鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數控機床達到很高的加工精度。此外，數控機床的制造精度高，其自動加工方式避免了生產者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產品合格率高，加工質量穩定。
生產效率高。由于數控機床結構剛性好，允許進行大切削用量的強力切削，從主軸轉速和進給量的變化范圍比普通機床大，因此在加工時可選用最佳切削用量，提高了數控機床的切削效率，節省了機動時間。與普通機床相比，數控機床的生產效率可提高2—3倍。
良好的經濟效益。使用數控機床進行單件、小批量生產時，可節省劃線工時，減少調整、加工和檢驗時間，節省直接生產費用；同時還能節省工裝設計、制造費用；數控機床加工精度高，質量穩定，減少了廢品率，使生產成本進一步下降。此外，數控機床還可實現一機多用，所以數控機床雖然價格較高，仍可獲得良好的經濟效益。
自動化程度高。數控機床自動化程度高，可大大減輕工人的勞動強度，減少操作人員的人數，同時有利于現代化管理，可向更高級的制造系統發展。
(二)數控機床的缺點
數控機床的主要缺點如下：價格較高，設備首次投資大；對操作、維修人員的技術要求較高；加工復雜形狀的零件時。手工編程的工作量大。
二、數控機床的種類
數控機床的種類很多，主要分類如下：
按工藝用途分類。按工藝用途，數控機床可分類如下。普通數控機床：這種分類方式與普通機床分類方法一樣，銑床、數控錨床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。加工中心機床：數控加工中心是在普通數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置而構成的數控機床，它可在一次裝夾后進行多種工序加工。
按運動方式分類。按運動方式，數控機床可分類如下：點位控制數控機床。數控系統只控制刀具從要有數控鉆床、數控坐標錘床、數控沖剪床等。直線控制數控機床：數控系統除了控制點與點之間的準確位置以外，還要保證兩點之間移動的軌跡是一條直線，而且對移動的速度也要進行控制。這類機床主要有簡易數控車床、數控銷、銑床等。輪廓控制數控機床：數控系統能對兩個或兩個以上運動坐標的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的運動軌跡能滿足加工的要求。這類機床主要有數控車床、數控銑床等。
按伺服系統的控制方式分類。按伺服系統的控制方式，數控機床可分類如下。開環控制系統的數控機床。閉環控制系統的數控機床。半閉環控制系統的數控機床。
按數控系統的功能水平分類。技功能水平分類，數控系統可分類如下。經濟性數控機床。經濟性數控機床大多指采用開環控制系統的數控機床價格便宜，適用于自動化程度要求不高的場合。中檔數控機床。這類數控機床功能較全，價格適中，應用較廣。高檔數控機床。這類數控機床功能齊全，價格較貴。
三、數控機床控制技術的發展
機械設備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀奶年代至50年代，出現了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環反饋系統，系統的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調運性能大為改善，而且減少了機械設備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機—電動機控制系統。
在20世紀的60年代出現丁一種能夠根據需要方便地改變控制程序，結構簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規模集成電路和微處理器技術的發展及應用，在20世紀70年代出現了一種以微處理器為核心的新型工業控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應惡劣的工業環境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統兩方面的優點，故目前已作為一種標準化通用設備普通應用于工業控制。
隨著計算機技術的迅速發展，數控機床的應用日益廣泛，井進一步推動了數控系統的發展，產生了自動編程系統、計算機數控系統、計算機群控系統和天性制造系統。計算機集成制造系統及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現產品從設計到制造的全部自動化。
綜上所述，機械設備控制技術的產生，并不是孤立的，而是各種技術相互滲透的結果。它代表了正在形成中的新一代的生產技術，已顯示出并將越來越顯示出強大的威力。
四、數控機床控制技術的發展趨勢
數控機床的發展趨勢范文5
【關鍵詞】維修實驗臺；數控機床；基本組成；存在問題；發展方向
1、引言
隨著我國制造業的迅速發展，數控裝備被大量的使用，涉及數控機床、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS）等一大批高科技的產品。數控裝備給企業提供了強大的加工手段和技術支持，提高了生產效率和加工精度。在使用數控設備的過程中，由于使用不恰當、維護不好而造成故障頻頻發生，且維修又不及時很容易造成設備停機，損失巨大。另一方面，大量企業對數控設備的維護和維修能力偏低，缺乏專業數控維修人員。因此，加強數控設備的維修和管理直接關系到發揮數控設備優勢，關系到企業的經濟效益。因此數控維修人員培養問題迫在眉睫，完備的數控維修人才培養模式應該具備有數控維修經驗的教師團隊，有配套的教材、教學方法、教學手段、考核方法和政策支持，有配套的數控維修實訓設備和校內外實訓基地。但是，目前用于數控維修人員學習、培訓的專業實訓設備不多。即使有，也價格也是非常昂貴的，而且也并不一定適合現階段各個企業和職業院校的需要。
2、數控維修實驗臺的基本組成
數控維修實驗臺是以數控機床為基礎，并能充分揭示數控機床各部分功能的實驗設備。
3、國內外現狀
現代企業隨著社會的發展，數控設備以及數控設備的工作狀態都直接關系到企業的進步和發展。由此數控設備的維護和修理工作就顯得尤為重要了。所以說在現代企業中不公需要會操作數控設備的高科技人員，同時維修數控設備的操作工作也是同樣需要。而傳統企業維修人員的培養模式都是師傅帶徒弟的模式，這樣都是遠遠不能滿足現代企業發展的需求的。為了適應企業需要，現在有很多職業院校，都開設〈數控機床維修〉這門課程，注入大量的師資力量，來培養專業人才。盡管目前各個學校級別上還存在一定的差距，但是要想培養出合格的數控設備操作和維修人員，必須理論結合實際。
通過對于市場的調查顯示，用于數據維修的國外系統的實驗臺比較少，這種國外系統價格較貴，并且這些系統也不符合我國現階段的發展要求；而國內有華中數控模擬實驗臺、廣數數控原理機、成都天川教學儀器、南京巨森自動化設備等實驗臺。據調查研究分析，證實這些實驗數控臺在用于培養維修人才時有以下缺點：
1）現有數控設備維修實驗臺， 價格卻比數控機床還要貴， 且故障模式相對固定，只適合簡單的出廠檢測，與真正意義的綜合維修測試水平還有比較大的差距。
2）沒有設備故障的講解和展示，一些常見的機械和電器故障發生的原因、位置、處理都沒有讓培訓人員了解透徹。
3）無總線配置故障診斷功能。
4）在計算機技術使用上存在不足，只起到簡單的輔助功能，未發揮計算機技術的優勢。
4、發展趨勢
隨著數控機床的高速發展，網絡化、智能化、綜合性等功能的不斷增強，這些都影響了數控維修技術的發展，受這些因素影響，數控機床故障診斷維修實驗臺走向網絡化、集成化就成為一種趨勢，且在不久的將來，數控機床故障維修實驗臺將會出現出以下特點：
1）智能化，具有很高的自診斷功能。只要給出機床故障的特點，機器馬上就可以分析出機床故障的位置以及怎樣調整等信息；
數控機床的發展趨勢范文6
關鍵詞 數控機床 技術改造 經濟分析 發展趨勢 提高精度
數控機床被廣泛應用于生產實踐中，取得了巨大的效果。目前數控機床以開始朝著基于PC的第六展方向，由于PC是一個開放性的成本，可靠性高，軟件系統應用廣泛，在應用中比較廣泛；又朝著高速化和高精度發展，這是社會高速化發展的必然要求；又朝著智能化方向發展，隨著計算機技術的發展，數控系統的智能化的程度也在不停地提高，在智能化發展趨勢中，許多企業引進自適應控制技術，引入專家系統來指導加工，引入故障診斷專家系統以及智能化數字伺服的驅動裝置等。這些發展趨勢都是可以預見的，將有助于了解數控技術。
一、數控機床的概論
數控機床是指采用數字形式信息控制機床。詳言之，凡是用數字化的代碼將零件加工過程中所需的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量等記錄在程序介質上，送入計算機或數控系統，經過譯碼、運算以及處理，控制機床的刀具與工件的相對運動，加工出所需要的工件的一類機床即為數控機床。
數控機床較好地解決了復雜、精密、小批、多變的零件加工問題，是一種靈活的、高效能的自動化機床，尤其對于約占機械加工總量80%的單件、小批量零件的加工，更顯示出其特有的靈活性。概括起來，采用數控機床有以下幾方面的好處：一是提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產品質量穩定；二是提高生產效率，一般約提高效率3～5倍，使用數控加工中心機床則可提高生產率5～10倍；三是可加工形狀復雜的零件；四是減輕了勞動強度，改善了勞動條件；五是有利于生產管理和機械加工綜合自動化的發展。
然而，數控機床畢竟是一種高度自動化的機床，技術復雜，成本較高。在實際采用時，一定要充分考慮其技術經濟效果。目前，選用數控機床時主要考慮以下三種因數：即單件、中小批量的生產；形狀比較復雜，精度要求高的加工；產品更新頻繁，生產周期要求短的加工。凡是符合這三種因素之一的情況，采用數控機床，對于改進產品質量、減輕工人勞動強度、提高經濟效益等，都會獲得顯著的效果
二、數控機床的經濟分析
（一）實用性
選購數控機床時，企業要有明確的目的和出發點，首先考慮的是數控機床的實用性。
（1）數控機床規格、精度的實用性。在選擇數控機床時，首先應確定數控機床上加工的典型零件。零件的尺寸決定機床的加工范圍；零件關鍵部位的精度決定了所選機床的精度等級。機床精度的評定指標較多，因數控機床類別而異，但共有的關鍵項目是定位精度、重復定位精度以及綜合加工精度。定位精度與傳動鏈各環節的彈性、間隙等因素有關，反映了機械系統中的扭曲、撓度、爬行、共振等諸因素造成的綜合誤差。這些指標既反映了伺服機構的剛度，也說明了位置反饋測量系統的質量。重復定位精度反映了數控軸在全行程內定位點的穩定性，傳動鏈剛性直接影響重復定位精度。綜合加工精度指最后加工出來的工件尺寸與所要求尺寸之間的誤差。選購時應避免盲目追求高精度，注意機床精度與工件精度相匹配。
（2）數控系統功能的實用性。數控系統功能可分為基本功能與選用功能， 各知名品牌數控系統的基本功能差別不大。除基本功能以外， 數控系統還為用戶提供多種可選功能。通常數控系統具備的基本功能比較便宜， 而特定選擇的功能很貴。在可供選擇的功能模塊中， 性能差別很大，價格也相差數倍，所以要根據加工要求和機床性能的需要來選擇。從控制方式、驅動形式、反饋形式、檢測、操作方式、接口形式和故障診斷等方面來衡量， 合理地選擇適合機床的可選功能，放棄可有可無或不實用的可選功能。比如，自動換刀裝置（ATC） 是加工中心的基本特征，ATC裝置的投資往往占整機的30%～50%。因此在滿足使用要求的前提下盡量選用結構簡單和可靠性高的ATC， 以提高機床的可靠性和降低整機的價格。應當注意，單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機一起供貨的附件單價，應盡可能在購買主機時一并購置部分易損部件及其他附件。
（二）經濟性
經濟性是指選用的數控機床在滿足加工要求的條件下， 所支付的“錢”最少或較為合理的。經濟性往往是和實用性緊密相連的， 機床選得實用、經濟， 可避免不必要的浪費， 避免以高代價換來功能過多而又不實用的較復雜的數控機床，避免在操作使用、維護保養等諸多方面帶來困難。
數控機床的設計使用壽命一般為7年， 主要以數控方面的使用壽命為準。同時還得考慮市場占有率， 市場占有率高的數控設備說明是旺銷產品， 已受到多數用戶的青睞和肯定， 一般不會有太多的質量問題。
選購數控機床應考慮投資回報， 能夠在短期內收回投資的機床才是好機床。因為數控機床的主要優勢是實現工序集中，從而提高生產率和加工精度，所以數控機床既適于單件小批生產，又適于大批量生產。多數中小型企業購買的數控機床用于批量生產，因為批量生產不僅節省編程、對刀等輔助時間，提高機床利用率；而且對操作者的技術要求不高，人工費用也相對較低。所以用于大批量生產的機床投資回報較快。少數產品附加值高，具有一定經濟實力的企業，為了生產組織方便而購買用于單件生產的數控機床。機床利用率較低時，不僅要考慮設備的使用費用，比如油、冷卻液、電力消耗等，還要計算設備折舊。另外一個不可忽視的因素是設備的貶值，數控機床的升級、更新較快，同配置的一臺機床，現在售價40萬，三年后可能降至35萬，這樣算起來貶值和折舊一樣不可忽視。所以沒有定型產品或產品附加值較低的中小型企業，在購置貴重數控設備之前，一定要充分研究收回投資的周期。有些企業事先確定較穩定的批量加工意向，甚至已經接到訂單，選購機床時要求機床廠為其準備工裝、編制程序、培訓工人，即所謂“交鑰匙”工程，這是投資數控機床最理想的情況。
（三）穩定可靠性
數控設備的可靠性是廣大數控設備用戶必須關心的焦點問題， 因此在選用數控設備時應注意生產廠家的規模和市場占有率， 確認其產品是否達到國家規定的平均無故障時間標準（規定為500h）。目前多數機床廠都采購成熟的數控系統和零部件進行組裝。國內應用較多的數控系統有日本FANUC、德國的西門子等。立式加工中心的床身出自昆明和南京的居多，而床身中的直線導軌、主軸又分別來自德國和臺灣等地。所以機床的主要零部件的質量一般是可靠的，需要重點考察的是數控機床組裝企業的售后服務網絡是否健全，服務隊伍的素質是否能勝任工作，服務能否及時，是否能履行承諾等。
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