我國數控機床的現狀及發展趨勢

我國數控機床的現狀

  我國數控技術起步于20 世紀50 年代經過不斷地發展，現已基本掌握了現代數控技術，建立了數控開發生產基地，培養了許多數控專業技術人才，初步形成了自己的數控產業。經過半個世紀的發展。產品的性能和可靠性有了較大的提高，并且被用戶認可，形成了一定的市場競爭力。但是由于系統的技術含量無法與進口系統相比，只有在低端市場占有一席之地，仍然與國外有一定的差距，存在著一些問題。

（1）技術創新成分低，消化吸收能力不足，落后于國外技術水平，特別是在高精尖方面，這造成了無法擺脫對國外技術依賴的狀況。

（2）技術創新環境不完善，還未形成有利于企業進行技術創新的競爭環境。目前大多數企業尚未建立起有效的技術創新機制，很難取得較高水平的科

研成果。

（3）大部分數控產品體系結構不開放，用戶接口不完善，少數具有開發功能的產品，只停留在研制階段，這無形中流失了許多資源。

（4）功能化部件專業化生產水平較低，產品可靠性不高，市場占有率低，種類覆蓋率低，沒有形成規模生產。

（5）網絡化程度不高。我國目前的數控技術網絡主要被用于NC 程序的傳送，其集成化、網絡化水平，和遠程故障排除水平有限。

數控技術未來的發展趨勢 

    數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國際民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,數控設備的發展方向有以下幾個方面：

1向高速化和高精度化發展
　　隨著數控系統核心處理器性能的進步，目前高速加工中心速度可達80m/min，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分代替組合機床。美國的CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一個薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工許8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加工速度分別達120000r/mm和1g。

隨著伺服控制技術和傳感器技術的進步，在數控系統的控制下，機床可以執行亞微米級的精確運動。在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3~5μm提高到1~1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級（0.01μm）。在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。

2五軸聯動加工和復合加工機床快速發展

采用五軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具****幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，一臺五軸聯動機床的效率可以等于兩臺三軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，五軸聯動加工可比三軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因五軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比三軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了五軸聯動機床的發展。

當前由于電主軸的出現，使得實現五軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型五軸聯動機床和復合加工機床（含五面加工機床）的發展。           

3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：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。智能化數字伺服驅動裝置可以通過自動識別負載，而自動調整參數，使驅動系統獲得****的運行。

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，如美國的NGC、歐共體的OSACA、日本的OSEC，中國的ONC等。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，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象，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。