數(shù)控機床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述

1、數(shù)控機床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢數(shù)控機床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢摘要：從20世紀中葉數(shù)控技術出現(xiàn)以來，數(shù)控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現(xiàn)代化以及經濟效益的提高。數(shù)控技術的應用關鍵在于開發(fā)具有高速度、高精度、高穩(wěn)定性的高新技術設備在現(xiàn)有加工設備中只有數(shù)控機床才有可能擔當其重任。然而要實現(xiàn)真正意義上的高速切削加工數(shù)控機床還需向高速、高精度、柔性

2、化、控制系統(tǒng)開放性、控制系統(tǒng)支撐軟件和工廠生產數(shù)據管理方向邁進才能適應現(xiàn)代制造業(yè)飛速發(fā)展的要求。關鍵：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進入21世紀，我國經濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)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(shù)控機床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機床的大量需求以及計算機技術

3、和現(xiàn)代設計技術的飛速進步，數(shù)控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應生產加工的需要。本文簡要分析了數(shù)控機床高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、網絡化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數(shù)控機床發(fā)展中存在的一些問題。一、數(shù)控機床的發(fā)展趨勢一、數(shù)控機床的發(fā)展趨勢機械加工裝備對促進制造技術發(fā)展的緊密關系和以數(shù)字化為特征數(shù)控機床是柔性化制造系統(tǒng)和敏捷化制造系統(tǒng)的基礎裝備。其總的發(fā)展趨勢是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能

4、化和集成化，并注重工藝實用性和經濟性。（一）（一）高速化高速化隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應用，對數(shù)控機床加工的高速化要求越來越高。（1）主軸轉速：機床采用電主軸（內裝式主軸電機），主軸最高轉速達200000rmin；加工過程的復合化也導致了機床向模塊化、多軸化發(fā)展。德國Index公司最新推出的車削加工中心是模塊化結構，該加工中心能夠完成車削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復雜零件

5、的全部加工。隨著現(xiàn)代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯(lián)動數(shù)控機床越來越受到各大企業(yè)的歡迎。在2005年中國國際機床展覽會（CIMT2005）上，國內外制造商展出了形式各異的多軸加工機床（包括雙主軸、雙刀架、9軸控制等）以及可實現(xiàn)4～5軸聯(lián)動的五軸高速門式加工中心、五軸聯(lián)動高速銑削中心等。（四）（四）控制智能化控制智能化隨著人工智能技術的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產柔性化、制造自動化的發(fā)展需求，數(shù)控機床的智能化程度在不斷提高。具體體現(xiàn)在以下

6、幾個方面：（1）加工過程自適應控制技術：通過監(jiān)測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進行識別，以辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)及機床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)，并根據這些狀態(tài)實時調整加工參數(shù)（主軸轉速、進給速度）和加工指令，使設備處于最佳運行狀態(tài)，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設備運行的安全性；（2）加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇：將工藝專家或技師的經驗、零件加工的一般與特殊規(guī)律，用現(xiàn)代智能方法

7、，構造基于專家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇器”，利用它獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，從而達到提高編程效率和加工工藝水平、縮短生產準備時間的目的；（3）智能故障自診斷與自修復技術：根據已有的故障信息，應用現(xiàn)代智能方法實現(xiàn)故障的快速準確定位；（4）智能故障回放和故障仿真技術：能夠完整記錄系統(tǒng)的各種信息，對數(shù)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，找出解決問題的辦法，積累生產經驗；（5）智能化交流伺服驅動裝置：能

8、自動識別負載，并自動調整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅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，并自動對控制系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化和調整，使驅動系統(tǒng)獲得最佳運行；（6）智能4M數(shù)控系統(tǒng)：在制造過程中，加工、檢測一體化是實現(xiàn)快速制造、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（Manipulat）四者（即4M）融