數控機床未來四大發（fā）展趨勢

 目前，數控機床的發（fā）展（zhǎn）日新月異，高速化、高精度化、複合化、智能化（huà）、開放化、並聯驅動化、網絡化、極端化、綠色化已成為數控機床發展的趨（qū）勢和方向。
    中國作為一個（gè）製造大國，主要還是依靠（kào）勞（láo）動力、價格、資源等方麵的比較優勢，而在產品的技術創新與自主開發方麵與國外（wài）同行的差距還很大。中國（guó）的數控產業不能安於現狀，應（yīng）該抓住機會（huì）不斷（duàn）發展，努力發展自己的先進技術（shù），加大技術創新與人才培訓（xùn）力度，提高企業綜合服務能力，努力（lì）縮短與發達國家（jiā）之間的差距。中國（guó）力爭早日實現數控機床產品從低端到高端、從初級產品（pǐn）加工到高精尖產品製造的（de）轉變，實現從中國（guó）製造到中（zhōng）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（guó）防、航空、航天（tiān）等工業的高（gāo）速（sù）發展以及鋁合金等（děng）新材料（liào）的（de）應用，對數控機床加（jiā）工的高速化要求越（yuè）來越高。
    1）主軸轉速：機床采用電主（zhǔ）軸（內裝式主軸電機），主軸最高轉速達200000r/min；
    2）進給率：在分辨率為0.01μm時，最大（dà）進給率達到240m/min且可獲得（dé）複雜型麵的精確加工；
    3）運算速度：微處理器的迅（xùn）速發展為數控係統向高速（sù）、高精度方向發展提供了（le）保障（zhàng），開發出CPU已（yǐ）發展到32位（wèi）以及（jí）64位的數控係統（tǒng），頻率提高到幾百兆赫（hè）、上千兆赫。由於運算速度的極大提高，使得當分辨率為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達（dá）24～240m/min的進給速度；
    4）換刀速度（dù）：目前國外先進加工中心的刀具交換時間普遍已在1s左（zuǒ）右，高的已達0.5s。德（dé）國Chiron公司（sī）將刀庫設計成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀（dāo）時間僅0.9s。
    2、高精度化
    數控機床（chuáng）精（jīng）度的要求現在已經不局（jú）限於（yú）靜態的幾何精度，機床的運動精（jīng）度、熱變形以及（jí）對振動的監測和補償越來越獲（huò）得重視。
    1）提高CNC係統控製精度：采用高速插補技術，以微小程序段實現連（lián）續進給，使CNC控製單位精細化，並采用高分辨（biàn）率位置檢（jiǎn）測裝置，提高位置檢測精度（日本已開發裝有（yǒu）106脈衝/轉的內藏位置檢測器的交流伺服電機，其位（wèi）置檢（jiǎn）測精度可達到0.01μm/脈衝），位置伺服係統采用前饋控製與非線性控製等（děng）方（fāng）法；
    2）采用誤差（chà）補償技術：采用反向間隙補償（cháng）、絲杆螺距誤差補償和刀具誤差（chà）補（bǔ）償等技術，對設備的熱變形（xíng）誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結果表明，綜合誤差（chà）補償技術的應用可將加工（gōng）誤（wù）差減少60%～80%；
    3）采用（yòng）網格檢查和提高加工中心的（de）運動軌跡精度，並通（tōng）過仿真預測機床的加工精度，以保證機床的定位精度和（hé）重複定位精度，使其性能長期穩定，能夠在不同運行條件下完成多（duō）種加工任務（wù），並保證（zhèng）零件的加工（gōng）質量。
    3、功（gōng）能（néng）複合化
    複合機床的含義是指在一台（tái）機床上實（shí）現或盡可能完（wán）成從（cóng）毛坯至成品的多種要素（sù）加工。根據其結構特點（diǎn）可分為工藝複合型（xíng）和工序複合型（xíng）兩類（lèi）。工藝複合型機床如鏜銑（xǐ）鑽複合——加工中心、車銑（xǐ）複合——車削中心（xīn）、銑鏜鑽車複合——複合加工中（zhōng）心等；工序複合型機床如多麵多軸聯動（dòng）加（jiā）工（gōng）的複合機床和雙主軸車削中心等。采用（yòng）複合機床（chuáng）進行加工，減少了工件裝卸、更換和調整刀具的輔助時間以及中間過程中產生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產品製造周期，提高（gāo）了生（shēng）產效率和製造商的市（shì）場反應能力，相對於傳統的工序分散的（de）生產方法具有明顯的優勢。
    4、控製智能（néng）化
    隨著人（rén）工智（zhì）能技術（shù）的發展，為了滿足製造業生（shēng）產（chǎn）柔（róu）性化、製造自動化的發展（zhǎn）需求，數控機床的智能化程度在不斷提高。具體（tǐ）體現在以下幾個方麵：
    1）加工過程自適應控製技術：通過監測（cè）加工過程中的切削力、主軸（zhóu）和進給電機的功（gōng）率、電（diàn）流、電（diàn）壓等信息，利用傳統的或現代的算法進行識（shí）別，以辯識出刀具（jù）的受力、磨損、破損狀態及機床加工的穩定性狀態，並根據這些狀態實時調整（zhěng）加工參數（主（zhǔ）軸轉（zhuǎn）速、進（jìn）給（gěi）速度）和加工指令，使設備處於（yú）最佳運行狀態，以提高加工精度、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（yōu）化與選擇：將工藝（yì）專家或技師的經驗、零件加工的一般與特（tè）殊規律，用現代智能方法，構造基於專家係統或基（jī）於模型的“加工參數的（de）智能優化與選（xuǎn）擇（zé）器”，利用它獲得（dé）優化的加工參數，從而達到提高編程效率和加工工藝水平、縮短生產準備（bèi）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（zhì）能方法實現故障的快速準（zhǔn）確定位；
    4）智能故障回放和故障仿真技術：能夠完（wán）整記錄係統的各種信息，對數控機（jī）床發生的各種錯誤和事故進行回放和仿（fǎng）真，用以確定錯誤引起的原因（yīn），找出解決問題的辦法，積累生產（chǎn）經驗；
    5）智能化交流伺服驅動裝置：能自動識別負載（zǎi），並自動調整參數的（de）智能化伺（sì）服係統，包括智能主軸交（jiāo）流驅（qū）動裝置和智能化進給伺服裝置。這種驅動裝置能自動識別電機及負載的轉動慣量，並自動對控製係統參數進行優（yōu）化和調整，使驅動係統獲得最佳運（yùn）行；
    6）智能4M數控係統：在製造過（guò）程中，加工（gōng）、檢測一體化是實現快速（sù）製造、快速檢測和快速響應的有效途（tú）徑，將測量（Measurement）、建模（Modelling）、加工（gōng）（Manufacturing）、機器操作（Manipulator）四者（zhě）（即4M）融合在一個係統中（zhōng），實現信息共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。
    國產數控機床缺乏核心技術，從高性能數控係統到關鍵（jiàn）功能部件基本都依賴（lài）進口，即（jí）使近幾年（nián）有些國內製（zhì）造商艱難地創出了自己的品牌，但其產品（pǐn）的功能、性能的可靠性仍然與國（guó）外產品有一定差距。近幾年國產數控機床製造商通過技術引進、海內外並購重（chóng）組以及國（guó）外采購等獲得了一些先進數控技術，但缺乏對機（jī）床結構與精度、可靠（kào）性、人性（xìng）化設計等基礎性技術的研（yán）究，忽視了自主開發能力的培育（yù），國產（chǎn）數控機床的技術水平、性能和質量與國外還有較大差距，同樣難以得到大多（duō）數用戶的認可。
    一些國（guó）產數（shù）控（kòng）機（jī）床製（zhì）造（zào）商不夠（gòu）重視整體工藝與製造水平（píng）的（de）提高，加工手段基本以普通機床與低效刀具為主，裝配調試完（wán）全（quán）靠手工，加工質量在生產進度的緊逼下不能得（dé）到穩定與提高。另外很多國產數（shù）控機床製造商的生產管理依然沿用原始的手（shǒu）工台賬（zhàng）管理方式，工藝水平和管理效率低下使得企業無法形成足夠生產規模。如國（guó）外機床製造商能做到每周裝調（diào）出產品，而國內的生產（chǎn）周期過長且很難控製。因此绿巨人黄片软件在（zài）引進技術的同時應注意加強自身工藝技術改造和管（guǎn）理水平的提升。
    由於數控機床產業發展迅速（sù），一（yī）部分企業不顧（gù）長遠利益，對提（tí）高自身的綜（zōng）合服務水平不夠重（chóng）視，甚至對服務缺乏真正的理解，隻（zhī）注重推銷而不注重售前與售後服務。有些企業派出（chū）的人員對生產的數控機床缺乏足夠了解，不（bú）會使用或使用不好數控機床，更不能（néng）指導用戶（hù）使用好（hǎo）機床；有的對先進（jìn）高效刀（dāo）具缺乏基本了解，不能提供較（jiào）好的工藝解決方案，用（yòng）戶自然對製造商缺乏信心。
    製造（zào）商的服務應從研（yán）究用戶的加工產品、工（gōng）藝、生產類（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（fǔ）具，配備專業的（de）培訓人員和良好的培訓環境，幫助用戶發揮機（jī）床的最大效益、加工出高質量的最終產品，這樣才能逐步得到用戶的（de）認同，提高國產數控機床的市場占有率。