我国数控机床的现状及发展趋势

我国数控机床的现状

  我国数控技术起步于20 世纪50 年代经过不断地发展，现已基本掌握了现代数控技术，建立了数控开发生产基地，培养了许多数控专业技术人才，初步形成了自己的数控产业。经过半个世纪的发展。产品的性能和可靠性有了较大的提高，并且被用户认可，形成了一定的市场竞争力。但是由于系统的技术含量无法与进口系统相比，只有在低端市场占有一席之地，仍然与国外有一定的差距，存在着一些问题。

（1）技术创新成分低，消化吸收能力不足，落后于国外技术水平，特别是在高精尖方面，这造成了无法摆脱对国外技术依赖的状况。

（2）技术创新环境不完善，还未形成有利于企业进行技术创新的竞争环境。目前大多数企业尚未建立起有效的技术创新机制，很难取得较高水平的科

研成果。

（3）大部分数控产品体系结构不开放，用户接口不完善，少数具有开发功能的产品，只停留在研制阶段，这无形中流失了许多资源。

（4）功能化部件专业化生产水平较低，产品可靠性不高，市场占有率低，种类覆盖率低，没有形成规模生产。

（5）网络化程度不高。我国目前的数控技术网络主要被用于NC 程序的传送，其集成化、网络化水平，和远程故障排除水平有限。

数控技术未来的发展趋势 

    数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国际民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,数控设备的发展方向有以下几个方面：

1向高速化和高精度化发展
　　随着数控系统核心处理器性能的进步，目前高速加工中心速度可达80m/min，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分代替组合机床。美国的CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度****达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一个薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工许8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加工速度分别达120000r/mm和1g。

随着伺服控制技术和传感器技术的进步，在数控系统的控制下，机床可以执行亚微米级的精确运动。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3~5μm提高到1~1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm）。在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

2五轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用五轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具****几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，一台五轴联动机床的效率可以等于两台三轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，五轴联动加工可比三轴联动加工发挥更高的效益。但过去因五轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比三轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了五轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现，使得实现五轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型五轴联动机床和复合加工机床（含五面加工机床）的发展。           

3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。智能化数字伺服驱动装置可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得****的运行。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC、欧共体的OSACA、日本的OSEC，中国的ONC等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象，形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。