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數控技術的發展趨勢

從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，數控系統正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發展，其主要研究熱點有以下幾個方面：

1、高速、高效、高精度、高可靠性

要提高加工效率，首先必須提高切削和進給速度，同時，還要縮短加工時間;要確保加工質量，必須提高機床部件運動軌跡的精度，而可靠性則是上述目標的基本保證。效率、質量是先進制造技術的核心。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，

縮短生產周期和提高市場競爭能力。為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高

2、復合加工、多軸化

多軸聯動加工，以減少工序輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工，采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具*佳幾何形狀進行切削，不僅表面光潔度高，而且效率也大幅度提高。機床復合技術進一步擴展，隨著技術進步，復合加工技術日趨成熟，包括銑-車復合、車銑復合、車-鏜-鉆-齒輪加工等復合，車磨復合，成形復合加工、特種復合加工等，復合加工的精度和效率大大提高。“一臺機床就是一個加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復合加工的多軸機床發展正呈現多樣化的態勢。

3、智能化

隨著工業自動化的需求，數控系統的智能化程度在不斷的得到提高。智能化不僅貫穿在生產加工的全過程，還要貫穿在產品的售后服務和維修中。其內容包括以下幾個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。今后的數控系統將計算機智能技術，網絡技術、多媒體技術、CAD／CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程，即稱為智能閉環控制體系，這種技術是利用傳感器獲得適時的信息，以增強制造者取得*佳產品的能力。智能數控系統通過對影響加工精度和效率的物理量進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統的內部狀態及外部環境，快速做出實現*佳目標的智能決策，對進給速度、切削深度、坐標移動、主軸轉速等工藝參數進行實時控制，使機床的加工過程處于*佳狀態。自動調整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區斷電保護功能、加工零件檢測和自動補償學習功能、高精度加工零件智能化參數選用功能、加工過程自動消除機床震動等功能進入了實用化階段，智能化提升了機床的功能和品質。

4、柔性化

柔性是指數控設備（如雕刻機cnc router）適應加工對象變化的能力。柔性化包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而*大限度地發揮群控系統的效能。柔性自動化技術重點是以提高系統的可靠性、實用化為前提，以易于聯網和集成為目標。數控機床向柔性自動化系統發展的趨勢是:一方面從點(數控單機等)、線(柔性制造系統等)向面(工段車間制造島等)、體(分布式網絡集成制造系統等)的方向發展，另一方面向注重應用性和經濟性方向發展。

5、網絡化

數控技術的網絡化便于遠距離操作和監控，也便于遠程診斷故障和進行調整，不僅利于數控系統生產廠對其產品的監控和維修，也適于大規模現代化生產的無人化車間實行網絡管理，還適于在操作人員不宜到現場的環境(如對環境要求很高的超精密加工和對人體有害的環境)中工作。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

6、軟硬件開放化

用戶可根據自己的需要，對數控系統軟件進行二次開發，用戶的使用范圍不再受生產商的制約。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題,目前許多國家對開放式數控系統進行研究。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和*終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。

當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。