數控（kòng）機床未來四大發展趨勢（shì）

 目前，數控機床的發展日新月異（yì），高速化、高精度化、複合化、智能（néng）化、開放化（huà）、並聯驅動化、網絡化（huà）、極（jí）端化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。
    中國作為一個製造大國，主要還是依靠勞動力、價（jià）格（gé）、資源等方麵的（de）比較優勢，而在產品的（de）技（jì）術創新與自主開發方麵與國外同行的差距（jù）還很（hěn）大。中國的數控產（chǎn）業（yè）不能安（ān）於現狀，應該抓住機會不斷發展，努力（lì）發展自己的先進技術，加大技術創新（xīn）與人才培訓力度，提高企業綜合服務能力，努力縮（suō）短與（yǔ）發（fā）達國家之間的差距。中國力爭早日實現（xiàn）數控（kòng）機（jī）床產品從低端到高端（duān）、從初（chū）級產（chǎn）品加工到高精尖產品製造的轉變（biàn），實現從中國製造到中國（guó）創造、從製造大國到製造（zào）強國的轉變。
    1、高速化
    隨著汽車、國防、航（háng）空、航（háng）天等工業的（de）高速發展以及鋁合金等新材（cái）料的（de）應用，對（duì）數控機床加工（gōng）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200000r/min；
    2）進給率：在分（fèn）辨率為0.01μm時，最大進給率達（dá）到240m/min且可獲得複雜型麵的（de）精確加工；
    3）運算速度：微（wēi）處理器的迅速發展為數（shù）控係統向高速、高精度方向發展提供了保（bǎo）障，開發出CPU已發展（zhǎn）到32位（wèi）以及64位的數控係統，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由（yóu）於運算（suàn）速度的極大（dà）提高，使得（dé）當分辨率（lǜ）為0.1μm、0.01μm時仍能（néng）獲得高達（dá）24～240m/min的進給速度；
    4）換刀速度：目前國外先進加工中心的刀具交換時間（jiān）普遍已在1s左右，高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設計成籃子樣（yàng）式，以（yǐ）主軸為軸心，刀（dāo）具在圓周布（bù）置，其刀到刀的換（huàn）刀時間僅0.9s。
    2、高精度（dù）化
    數控機床精度（dù）的要求現在已（yǐ）經不局限於靜（jìng）態的幾（jǐ）何精度，機（jī）床的運動精度、熱變形以及對振動的監測和補（bǔ）償越來（lái）越獲得重視。
    1）提高CNC係統控製精度：采用（yòng）高速（sù）插補技術，以微小程序段（duàn）實現連續進給，使CNC控製單位精細化，並采用高分辨率位置檢（jiǎn）測裝置，提高位置檢測精度（日本已開發裝有106脈衝/轉的內藏位置檢測器（qì）的交流伺服電機，其（qí）位置檢測（cè）精度可達到0.01μm/脈衝），位置伺（sì）服係統采用前饋控製與非線性控製等方法（fǎ）；
    2）采用誤差補償技術（shù）：采用反向間隙（xì）補償、絲杆螺距誤差補償和刀具誤差補償等技術，對設備的（de）熱變形誤差和（hé）空間誤差進行綜合補（bǔ）償。研究結果表明，綜合（hé）誤差補償技術的（de）應用（yòng）可將（jiāng）加（jiā）工誤差減少60%～80%；
    3）采用網格檢查和提高加工中心（xīn）的運動（dòng）軌跡精度，並通過仿真預測機床的加工精度，以保證機（jī）床的定位精（jīng）度和重複定位精度，使其性（xìng）能長期穩定，能夠在不同（tóng）運行（háng）條件下完成多（duō）種加工任務，並保證零件的加工質量。
    3、功能複合化（huà）
    複合機床的含義是指（zhǐ）在一台機床上實現或盡可能完成（chéng）從毛坯至成品的多種要素（sù）加工。根據其結構特點（diǎn）可（kě）分為工藝複合型和工序複合型兩類（lèi）。工藝複合型機床如鏜銑（xǐ）鑽複合——加工中心、車銑複合——車削中（zhōng）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（dòng）加工的複合機床和雙主軸車削中心等。采用複合機床進行加工，減少了工件裝卸、更換和（hé）調整刀具的輔助時間以及中間過程中產生的誤差（chà），提（tí）高了零件加工精度，縮短了（le）產品製造周期（qī），提高了生產效率和製造商的市場反應能力，相對（duì）於傳統的（de）工序分散（sàn）的生產方法具有明顯（xiǎn）的優勢。
    4、控製智能化（huà）
    隨著人工智能技術（shù）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，數控機床（chuáng）的智能化程（chéng）度在不斷提高。具體體現在以下幾個方麵：
    1）加工過程自適應控製技術：通過監測加工過程中的切削力（lì）、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息，利用傳統的或現代的算法進（jìn）行識別，以辯識（shí）出刀具的受力、磨損、破損狀（zhuàng）態及機（jī）床加工的穩定性狀態，並根據這些狀態實時（shí）調整加工參數（主軸轉速、進給速（sù）度）和加工（gōng）指令，使設備（bèi）處於最佳運行狀態，以提高加工精度（dù）、降低（dī）加工表麵粗糙度並提高設備運（yùn）行的安全性；
    2）加工參數的智能優化與（yǔ）選擇：將工（gōng）藝（yì）專家或技師的（de）經（jīng）驗、零件加工的（de）一般與特殊規律，用現代智能方法，構造基（jī）於專家係統或基於模型的“加工參數的（de）智能優化與（yǔ）選擇器”，利用它獲得優化的加工參數，從而（ér）達到提高編程（chéng）效率（lǜ）和加工工藝水平、縮短生產準備時間的目（mù）的；
    3）智能故障（zhàng）自診斷與（yǔ）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速準確定位；
    4）智能故障回（huí）放和故障仿真技術：能夠完整記錄係統的各種信息，對數控機床發生的各種錯誤和事故進（jìn）行回放和仿真，用以確定錯誤引起的原（yuán）因，找（zhǎo）出解決問題的辦法，積（jī）累生產經驗；
    5）智能（néng）化交流伺（sì）服（fú）驅動裝置：能自動識別負載，並自（zì）動調整參數的智能化伺服係統，包括智能主軸交流驅動裝置和智能化進（jìn）給伺服裝置。這種驅動裝置能自動識別電機（jī）及負載的轉動慣量，並自動對控製係統參數進行優化和調整，使驅動係統獲（huò）得最佳運行；
    6）智（zhì）能4M數控係統：在製造過程中，加工、檢測一體化是實現快速（sù）製造、快（kuài）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（cāo）作（Manipulator）四者（即4M）融合（hé）在一個係（xì）統中，實現信息共享，促進測量、建模、加（jiā）工、裝夾、操作的一體化。
    國產數（shù）控機床缺乏（fá）核心技術，從高性能數控係統到關鍵功能部件基本都依賴進口，即使近（jìn）幾年有些國內製造（zào）商（shāng）艱難地創出了（le）自己的品牌，但其產品的功能、性能（néng）的可靠（kào）性仍然與國外產品有一定差距。近幾年國產（chǎn）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（huò）得了一些先進數控技術，但缺乏（fá）對機床結構與精度、可（kě）靠性、人性化設計等（děng）基（jī）礎性技術的研究，忽視了自主開發能力的培育，國產數控（kòng）機床的技（jì）術水平、性能和質量與國外還有較（jiào）大差距，同樣難以得到大多數用戶的認可。
    一些國產（chǎn）數控機床製造商不夠重視整（zhěng）體工藝與製造水平的提高，加工手段基（jī）本以（yǐ）普通機床與低效刀具（jù）為主，裝配調（diào）試完全靠手工，加工質量在生產（chǎn）進度的緊逼下不能得到穩定與提高。另外很多國產數控機床製造商的生產管理依然沿用原始的手工台賬管理（lǐ）方式，工藝水（shuǐ）平和管理效（xiào）率低下使得企業無法形成（chéng）足夠生產規（guī）模。如國（guó）外機（jī）床製造商能做到每周裝調出產品，而國（guó）內的生產周（zhōu）期過長且（qiě）很難控製。因此我們在引進技術的同（tóng）時應注意加強自（zì）身工藝技術改造和管理（lǐ）水平的提升。
    由（yóu）於數控機床產業發展迅速，一部（bù）分企業不顧長遠利益，對提高自（zì）身的綜合服（fú）務水平不夠重視，甚至對服務缺乏真正的理解，隻注（zhù）重推銷而不注重售前與售後服務。有些企業派出的人（rén）員對（duì）生產的（de）數控機床缺乏足夠了解，不會使用或使用（yòng）不好數控機床，更不能指導用（yòng）戶使用好機床；有的對先進高效刀具缺乏基本了解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶自然對製（zhì）造商缺（quē）乏信心。
    製造商的服務應從研究用戶的加工產品、工藝、生產類型、質量要求（qiú）入手，幫助用戶進行設備選型，推薦先進工藝與（yǔ）工輔具，配備專業的（de）培訓人員和良好的培訓環境，幫（bāng）助用戶發揮機床（chuáng）的（de）最大效益、加工出高質量的最終產品，這樣才能逐步得（dé）到用戶的認同，提高國產數控機床的（de）市場占有率。