当代数控机床技术与发展
【摘 要】随着科学的不断进步和社会的不断发展，我国的数控技术取得了长足的进步。在机床行业中，数控机床的比重越来越大。一个国家的数控技术水平直接关系到一个国家的的综合国力。本文将有利于更好的了解当代数控机床技术与发展。
【关键词】数控机床；发展；自动化；环保
数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服单元、驱动装置、可编程控制器及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。在加工过程中突出表现为：加工精度高，具有稳定的加工质量；可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高；机床自动化程度高，可以减轻劳动强度。
我国数控机床制造业在一代一代人坚持不懈的努力中，取得了一些显著的成就。奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了一些具有批量生产能力的数控系统生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。虽然在数控技术方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国的数控技术的发展和很多国外的先进国家相比还有一定的差距。主要突出表现在：配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；相关标准规范的研究、制定滞后。
速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品的质量。高速度、超精度加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。特别是在超高速切削、超精密加工技术的实施中，对机床各坐标轴位移速度和定 位精度提出了更高的要求；另外，这两项技术指标又是相互制约的，也就是说要 求位移速度越高，定位精度就越难提高。高速加工技术发展迅速，在高档数控机床中得到广泛应用。应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术，优化机床结构，采用高性能功能部件，移动部件轻量化，减少运动惯性。在刀具材料和结构的支持下，从单一的刀具切削高速加工，发展到机床加工全面高速化，从而实现加工制造的高质量和高效率。
在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上， 因此数控机床实现了一机多能，以最大限度地提高设备利用率。另外前台加工、后台编辑的前后台功能，充分提高其工作效率和机床利用率。
随着五轴联动数控系统和编程软件的普及，五轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，由于在加工自由曲面时，五轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削三维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在三轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参与切削，因此五轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积极开发和竞争的焦点。
随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求 具有远程通讯服务等功能。机械制造企业越加广泛地使用数控加工设备。数控应用软件日趋丰富和具有人性化。虚拟设计、虚拟制造等高端技术也越来越多地为工程技术人员所追求。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代机床发展的重要趋势。在数字制造的目标下，通过流程再造和信息化改造，为企业创造出更高的经济效益。
柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标；注重加强单元技术的开拓、完善；高速度和高柔性方向发展；数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与各种软件联结，向信息集成方向发展；网络系统向开放集成和智能化方向发展。智能加工是一种基于神经网 络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动，以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。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 的智能化，如自适应控制，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、简化操作的智能化，如智能化的自动编程，智能化的人机界面等；智能诊断、智能监控，方便系统的诊断及维修等。世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多，其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。
现代的机床行业必须把环保和节能放在重要位置，即要实现切削加工工艺的绿色化。目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上，这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康，又增加资源和能源的消耗。干切削一般是在大气氛围中进行，但也包括在特殊气体氛围中不使用切削液进行的切削。不过，对于某些加工方式和工件组合，完全不使用切削液的干切削目前尚难与实际应用，故又出现了使用极微量润滑的准干切削。对于面向多种加工方法的加工中心之类的机床来说，主要是采用准干切削，通常是让极微量的切削油与压缩空气的混合物经由机床主轴与工具内的中空通道喷向切削区。在各类金切机床中，采用干切削最多的是滚齿机，这使得我们在生产中应更加注意环境的保护。作为新一代机械人我们相信我们能把中国的机械产业做得越来越大，越来越精，越来越强。■