數控機床未來四大發展趨勢

 目前，數控機床的發展日新月（yuè）異（yì），高速化、高精度化、複合化、智能化、開放化、並聯驅（qū）動化、網絡化、極端化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。
    中國（guó）作為一個製造大國，主要（yào）還是依靠（kào）勞（láo）動力、價格、資源等（děng）方麵的（de）比較優勢，而在產品的（de）技術創新（xīn）與自主開（kāi）發方麵與國外同行的差距還很大。中國的數控產業不能安於現狀，應該抓住機會不斷發展，努力發展（zhǎn）自己的先（xiān）進技術，加大技術創新與人（rén）才培訓力度，提高企（qǐ）業綜合服務能（néng）力，努力縮短與發達國家之間的差距（jù）。中國力爭早日實現數控機床產品（pǐn）從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品製造的轉變，實現（xiàn）從（cóng）中國製造到（dào）中國創造、從製造大國到製造強國的轉變。
    1、高速化
    隨著汽車、國防（fáng）、航空、航天等工業的高速發展以及（jí）鋁合金等新材料的應用，對數控機床加工的高速化要求越來越（yuè）高。
    1）主軸轉速（sù）：機床采用電主軸（內裝式主軸電機（jī）），主軸最高轉速達200000r/min；
    2）進給率：在分（fèn）辨率為0.01μm時，最大進給率達到（dào）240m/min且可獲得（dé）複雜（zá）型麵的精確加工；
    3）運算速度：微處理器的迅速發展為數控係統向高（gāo）速、高精度方向發展提供了保障（zhàng），開發出CPU已（yǐ）發展到32位以及64位的數控係（xì）統，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由於（yú）運算速度的極大（dà）提（tí）高，使得（dé）當分辨率為0.1μm、0.01μm時仍（réng）能獲得高（gāo）達24～240m/min的進給速（sù）度；
    4）換刀速度：目前國外先進加工中（zhōng）心的刀具交換時（shí）間普遍（biàn）已在1s左（zuǒ）右，高的（de）已達0.5s。德國Chiron公（gōng）司將刀庫設計成籃子（zǐ）樣式，以主軸為軸（zhóu）心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時間僅（jǐn）0.9s。
    2、高精度化
    數控機床精度（dù）的要求現在已（yǐ）經不局限於靜態的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監測和補償越來越（yuè）獲得（dé）重視。
    1）提高CNC係統控製精度：采用高速插補技術，以微小程序（xù）段實（shí）現連續進給，使CNC控製單（dān）位精細化，並（bìng）采用高分辨率（lǜ）位置檢測裝置，提高（gāo）位（wèi）置（zhì）檢測精度（日本已（yǐ）開發裝有106脈衝/轉（zhuǎn）的（de）內藏（cáng）位置檢測器的交流伺服電機，其（qí）位置檢測精度（dù）可達到0.01μm/脈衝），位置伺服係統采用前饋控製與非線性控製等方法；
    2）采（cǎi）用誤（wù）差補（bǔ）償技術：采用反向間隙補償、絲（sī）杆螺距誤差補償和刀具（jù）誤差補償等技術，對設備的熱變（biàn）形誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結果表明，綜合誤差補償技（jì）術的應用可將加工誤差減少60%～80%；
    3）采用網格（gé）檢（jiǎn）查和提高加工（gōng）中心的運動軌跡精度，並通過仿真預測機床的（de）加工精度，以保證機床的定位精度（dù）和重複定位（wèi）精度，使其性能長期穩定（dìng），能（néng）夠在不同運行條件下完成多種加工任務，並保證零件（jiàn）的加工質量。
    3、功能複合化
    複合機床的含（hán）義是指在一台機（jī）床上實現或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特（tè）點可分為工藝複合型和工序（xù）複合（hé）型兩類。工藝複合型機（jī）床如鏜銑鑽複合——加工中心（xīn）、車銑複合——車削中心、銑鏜鑽車複合——複合加工中心等；工序複合型機床如多麵多軸聯動加工的複合機床和雙主軸車削中心等。采用複合機床進（jìn）行加工，減少了工件裝卸、更換和調整刀具（jù）的輔助時間以及中間過程中產（chǎn）生的誤差，提高了零件（jiàn）加工精度，縮短了產品（pǐn）製造周期，提（tí）高了（le）生產效（xiào）率和製造商的市場反應能力，相對於傳統（tǒng）的工序分散的生產方法具（jù）有明顯的優勢。
    4、控製智能化（huà）
    隨著人工智（zhì）能技術的發展，為了滿足製造業生產柔性化、製造自動化的發展需求，數控（kòng）機床的智（zhì）能化程度在不斷提高。具體體現在（zài）以下幾個方麵：
    1）加工過程自適應控製技術：通過監測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電（diàn）壓等信息，利用傳統的或現代的算法進行識（shí）別（bié），以辯識出刀具（jù）的受力（lì）、磨（mó）損、破損（sǔn）狀態及機床加工的穩定性狀態，並（bìng）根據這些（xiē）狀態實時調整加工（gōng）參數（shù）（主軸轉速、進給速度）和加工指（zhǐ）令（lìng），使設備處於最佳運行狀態（tài），以（yǐ）提高加工精度、降低加工表麵粗糙度並提高設備運行的安全性；
    2）加工參數的智能優化與選擇：將工藝專家或（huò）技師的經驗、零件加工的一般與特殊規律，用現代（dài）智能方法（fǎ），構造基於專（zhuān）家係統或基（jī）於模型的“加（jiā）工參數的智能優化與選擇器”，利（lì）用它獲得優化（huà）的加工參數，從而達到（dào）提（tí）高編程效率和（hé）加工工（gōng）藝水平、縮短生產準備時間的目的；
    3）智能故障自診斷與自修複技術：根據已有的故障信息，應用現代智能方法實現故障的快（kuài）速準確定位；
    4）智能故障回放和故障仿真技術：能（néng）夠完整記錄係統的各種信息，對數控機床發（fā）生的各種錯誤和事故進行回放和仿真，用以確定錯誤引起的原因，找出解決問（wèn）題（tí）的辦法，積累生產經驗；
    5）智能化交流伺服驅動裝置：能自動識別負載，並自動調整（zhěng）參（cān）數的智能化伺服係統，包括（kuò）智能主軸交流驅動裝置和智能化進給伺服裝置。這種驅（qū）動裝置能自動識別電機及負載的（de）轉動慣量，並自動對控製係統參數進行優化和調整，使驅動係（xì）統（tǒng）獲得最佳運行；
    6）智能4M數控係統：在製（zhì）造過程中，加工、檢測一體化（huà）是實（shí）現快速製造（zào）、快速檢測和快速響應的有效途徑，將測量（Measurement）、建模（Modelling）、加工（Manufacturing）、機器操作（Manipulator）四者（即4M）融合在一個係統中，實現信息共享，促進測量、建模、加工、裝夾（jiá）、操作的一體化。
    國產數控機（jī）床缺（quē）乏（fá）核心技（jì）術，從高性能數控（kòng）係統到（dào）關鍵功能部件基本都依賴（lài）進口，即使近幾年有些國內製造商艱難地創出了自（zì）己的品牌，但其產（chǎn）品的功（gōng）能、性能的（de）可靠性仍然與國外產品有一定差距（jù）。近幾年國產數控機床製造商通過技術引進、海內外並購重組以及國外采購等獲得了一些先進（jìn）數控技術，但缺乏對機（jī）床（chuáng）結構與精度、可靠性、人性化設計等基礎性技術的研究，忽視了自（zì）主開發能力的培育，國產數控機床的（de）技術水（shuǐ）平、性能（néng）和質量與國外還有較大（dà）差距（jù），同樣（yàng）難以得到大多數用戶的認可。
    一些國產數控機床製造商（shāng）不夠（gòu）重視整體工藝與製造水平的提高，加工手段基本以普通機床與低效（xiào）刀具為主，裝配調試完全靠手工，加工質量在（zài）生產進度的緊逼下不能得到穩定與提高。另外很多（duō）國產數控機床製造商的生產管理依然沿用原（yuán）始（shǐ）的手工台賬管理方式，工藝水平和管理效率（lǜ）低下使得企（qǐ）業無法形成足夠生產規模。如國外機床製造商能做到每周裝調出產品，而國內的生產周期過長（zhǎng）且很難控製。因此（cǐ）我們在引進技術的同時應注意（yì）加強自身工藝技術改造和管理水平的提升。
    由於數控（kòng）機床產業發展迅速，一（yī）部（bù）分企（qǐ）業不顧（gù）長遠利益，對（duì）提高自身的綜合服務水平不（bú）夠重視，甚至對服務缺（quē）乏真正的理解，隻注重推銷而不注重售前與售後服務。有些企業派（pài）出的人（rén）員對生產的數控機床缺乏足（zú）夠了解，不會使用或使用不好（hǎo）數（shù）控機床，更不能指導用戶使用好機床；有（yǒu）的對先進高效刀具缺乏基本了（le）解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶（hù）自然對製（zhì）造商缺乏信心。
    製造商的服務應從研究用（yòng）戶的加工產品（pǐn）、工藝、生產（chǎn）類（lèi）型、質量要求入手，幫助用戶進行設備選型，推薦先進工藝與工輔具，配備專（zhuān）業的培（péi）訓（xùn）人（rén）員（yuán）和良好（hǎo）的培訓環（huán）境，幫助用戶發揮（huī）機床的最大效益、加工出高質量的最終產（chǎn）品，這樣才能逐（zhú）步得到（dào）用戶的（de）認同（tóng），提高國產數（shù）控機床的市場占（zhàn）有率。