试论我国数控机床技术发展趋势

李祥明

摘 要：随着数控加工的日益成熟越来越多的零件产品都用数控机床来加工，因此如何改进数控加工的工艺问题就越来越重要。在数控机床上由于机床空间及机床的其他局限了数控加工的灵活性，这样就要求我们要懂得如何改进加工工艺，提高数控机床的应用范围和加工性能。从而达到提高生产效率和产品质量。

关键词：数控机床；技术应用；发展趋势

1.前言

数控车床是一种高精度高效率的自动化机床，直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量中发挥了良好的经济效果。随着新兴技术更新换代速度的加快，数控技术也在不断的发展，对设备的效率和制造品质提出了越来越高的要求，数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。

2.数控技术的核心

高速加工技术发展迅速，在高档数控机床中得到广泛应用。应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术，优化机床结构，采用高性能功能部件，移动部件轻量化，减少运动惯性。在刀具材料和结构的支持下，从单一的刀具切削高速加工，发展到机床加工全面高速化，如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转；快速移动速度从每分钟十几米发展到几十米和超过百米；换刀时间从十几秒下降到10秒、3秒、1秒以下，换刀速度加快了几倍到十几倍。应用高速加工技术达到缩短切削时间和辅助时间，从而实现加工制造的高质量和高效率。数控车床是实现装备制造业现代化的基础装备，以其高速、高效、高精度、高可靠性，以及柔性化、网络化、智能化的卓越性能开创了机械产品向机电一体化发展的先河。随着数控机床的飞速发展，对数控人才的需求也越来越大。

数控编程是数控技术的核心，是充分发挥数控机床效率的关键，是连接数控机床与数控加工工艺的纽带，同时也是利用CAD/CAM软件进行自动编程加工的基础。学好数控编程技术对充分利用数控机床的功能与效率起着举足轻重的作用。

3.发展趋势

车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工 方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度 和几何精度两个方面。 能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通 机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺 服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。当然，普通机床发展到数控机床不只 是加装数控系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化， 最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻 的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。

目前，随着技术的进步以及机床消费市场的升级，机床智能化正在成为机床企业的发展共识。我国机床行业由于发展问题，长期徘徊于机床消费中低端市场，如何提高机床制造水平，在高端市场更有作为，已经成为机床企业乃至机床行业亟需解决的问题。智能化概念的出现，无疑给了中国机床发展的机遇。从各大机床生产商发布的各类智能化产品来看，智能机床一般具有以下特征。

3.1精密加工技术有所突破

通过机床结构优化、制造和装配的精化，数控系统和伺服控制的精密化，高精度功能部件的采用和温度、振动误差补偿技术的应用等，从而提高机床加工的几何精度、运动精度，减少形位误差、表面粗糙度。加工精度平均每8年提高1倍，从1950年至2000年50年内提升100倍。目前，精密数控机床的重复定位精度可以达到1μm，进入亚微米超精加工时代。

3.2技术集成和技术复合趋势明显

技术集成和技术复合是数控机床技术最活跃的发展趋势之一，如工序复合型——车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工技术复合，跨加工类别技术复合——金切与激光、冲压与激光、金属烧结与镜面切削复合等，目前已由机加工复合发展到非机加工复合，进而发展到零件制造和管理信息及应用软件的兼容，目的在于实现复杂形状零件的全部加工及生产过程集约化管理。技术集成和复合形成了新一类机床——复合加工机床，并呈现出复合机床多样性的创新结构。

3.3智能校准

区别于传统机床费时费力调校方式，智能机床依靠传感器、机电一体化等技术，实现对加工的几何误差检测，并自动确定误差补偿值。可以发现，智能校准的出现不仅大大降低了操作的难度，节约人力成本，还提高了加工的精度，以精确的感知弥补机床加工中的精度误差。

3.4智能感知

機床的智能感知可以分为对环境的感知和对加工的感知两部分。对环境的感知包括对温度的感知、对力的感知等。如装备智能感知功能的机床将对加工中产生的热进行灵活应对，降低温度对精度的影响；可以在不必要的人机接触时作出反应，避免工伤意外发生。对加工的智能感知包括对工件状态的感知、对刀具状态的感知等。具体表现为在加工中，能够对工件的尺寸、形状、位置做出准确的识别和抓取；实时监控刀具状况等。

3.5智能预测与维护

机床加工中会发生什么，发生了该怎么办？以前这两个问题都是交由富有经验的机床师傅解决，现在则可以交给具有智能预测和维护功能的机床解决。机床智能预测可以通过对程序的预读预判，提前透析加工状态。智能维护则可以通过加工中反馈上来的数据做出灵活调整，及时上报或自主优化。除此之外，智能机床还具有网络化、数字化、个性化等特征。

4.结束语

制定符合中国国情的总体发展战略，确立与国际接轨的发展道路，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。本文在对数控技术和发展趋势的分析，对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上。对基础数控加工工艺的介绍，数控车床技术上的指导，对数控车床再加工零件中的所遇到问题加以解释。在此基础上，研究了发展新型数控系统、数控机床整机的具体技术途径。

目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、智能化、并联驱动化、网络化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国，数控产品的核心技术研发方面还是与国际同行存在着很多的不足。中国的数控产业在引进先进技术的同时应该重视对国内技术人才的培养，努力打造具有自主品牌的核心产品。

参考文献：

[1] 张小双，王旭刚，白前程，浅析数控机床发展与前景[J]，剑南文学.

[2]吴连连，黄爱华，浅谈我国数控机床的现状与发展趋势[J]，机械管理开发，2013.03.059.