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數控技術的發(fā)展趨勢

從目前世界上數控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，數控系統(tǒng)正在向電氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)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(fā)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(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)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(fā)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(fā)展正呈現多樣化的態(tài)勢。

3、智能化

隨著工業(yè)自動化的需求，數控系統(tǒng)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(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。今后的數控系統(tǒng)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(tài)數據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)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(huán)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(tǒng)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(tǒng)的內部狀態(tài)及外部環(huán)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(tài)。自動調整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動退出安全區(qū)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(tǒng)本身的柔性，數控系統(tǒng)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(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)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(tài)調整，從而*大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。柔性自動化技術重點是以提高系統(tǒng)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(tǒng)發(fā)展的趨勢是:一方面從點(數控單機等)、線(柔性制造系統(tǒng)等)向面(工段車間制造島等)、體(分布式網絡集成制造系統(tǒng)等)的方向發(fā)展，另一方面向注重應用性和經濟性方向發(fā)展。

5、網絡化

數控技術的網絡化便于遠距離操作和監(jiān)控，也便于遠程診斷故障和進行調整，不僅利于數控系統(tǒng)生產廠對其產品的監(jiān)控和維修，也適于大規(guī)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(huán)境(如對環(huán)境要求很高的超精密加工和對人體有害的環(huán)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(tǒng)、制造企業(yè)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(yè)、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(tǒng)軟件進行二次開發(fā)，用戶的使用范圍不再受生產商的制約。為解決傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)封閉性和數控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題,目前許多國家對開放式數控系統(tǒng)進行研究。數控系統(tǒng)開放化已經成為數控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數控系統(tǒng)就是數控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)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(tǒng)中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數控系統(tǒng)功能庫以及數控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。

當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數控技術及其產業(yè)，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(fā)展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。