數控機床未來四大發展趨（qū）勢

 目前，數控機（jī）床的發展日新月異，高速（sù）化、高（gāo）精度化、複合化、智能化、開放化、並聯驅動（dòng）化、網絡化、極端（duān）化、綠（lǜ）色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。
    中國（guó）作為（wéi）一個製造大（dà）國，主要（yào）還是依靠勞動力、價格、資源等方麵的比較優勢（shì），而在產品（pǐn）的技（jì）術創新與自主開發方麵與（yǔ）國外同行的差距還很大。中國的數控產業不能安於現狀，應（yīng）該抓住（zhù）機（jī）會不斷發展，努力發展自己的先進技術，加大技術創新與人才培訓力（lì）度，提高企業綜合服務能力，努力縮短與發達國家（jiā）之間的差距。中國（guó）力爭早日實現數控機床產品從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品（pǐn）製造的轉變，實現（xiàn）從中國製造到中國創造、從製造大國到製（zhì）造強（qiáng）國的轉變。
    1、高（gāo）速化
    隨著汽車、國防、航空、航天等工業的高速發展以及鋁合金等新（xīn）材料的應用，對數控機（jī）床加工的（de）高速化要求越來越高。
    1）主軸轉速（sù）：機床采用電（diàn）主軸（內裝（zhuāng）式主軸電機），主軸最高轉速達（dá）200000r/min；
    2）進給（gěi）率：在分辨率為0.01μm時，最（zuì）大進給率達（dá）到240m/min且（qiě）可獲得複雜型麵（miàn）的精確加工（gōng）；
    3）運算（suàn）速度：微處理（lǐ）器的迅（xùn）速發展為數控係統向（xiàng）高速、高精度方向發展提供（gòng）了保障，開（kāi）發出CPU已發展到32位以及64位的數控係統，頻率提高到幾百兆（zhào）赫、上千兆赫。由於運算速度的極大提高（gāo），使得當分辨率為0.1μm、0.01μm時（shí）仍能獲得高（gāo）達（dá）24～240m/min的進給速度；
    4）換刀速度：目前國外先（xiān）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（sī）將刀庫設計成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀（dāo）的換刀時間僅（jǐn）0.9s。
    2、高精度化
    數控機床精度的（de）要求現在已經不局（jú）限於靜態的幾何精度，機床的運動精（jīng）度、熱變形以及對（duì）振動的監（jiān）測和補償越來越獲得重視。
    1）提高CNC係統（tǒng）控（kòng）製精度：采用（yòng）高速插補技術，以微小程序段實現連（lián）續進給，使CNC控製單位精細化（huà），並采用高分（fèn）辨（biàn）率位置檢測裝置，提（tí）高位置檢測精度（日本已開（kāi）發裝有106脈衝（chōng）/轉的內藏位（wèi）置檢測器的交流伺服電機（jī），其位置檢測精度可達到（dào）0.01μm/脈衝），位置伺服係統采用前饋（kuì）控製與非（fēi）線性控製等方法；
    2）采（cǎi）用誤差補償技術：采用反向間隙補（bǔ）償（cháng）、絲杆螺距誤差補償和刀具誤差補償等技術，對設備的熱變（biàn）形誤差和空（kōng）間（jiān）誤差進行綜合補償。研究結果表明，綜合誤差補償技術的應用可將加工誤差減少60%～80%；
    3）采用網格檢查和提（tí）高加工中心的運動軌跡（jì）精（jīng）度（dù），並通過仿真預測機床的加工精度，以保證機床的定位精度（dù）和重複定位精度，使（shǐ）其性能長期穩（wěn）定，能夠在不（bú）同運行條件下完成多種加工任務，並保證零件的加工質量。
    3、功能複合（hé）化
    複合機床的含義是指在一台機床上實現或盡可能（néng）完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特點可分（fèn）為工藝複合型和工序複合型兩類。工藝複合型機床如鏜（táng）銑鑽複合——加工中（zhōng）心、車銑複合——車削（xuē）中心、銑鏜鑽車（chē）複合——複合加工中心等；工序複合型機床如多麵多軸聯動加工的複合機床和雙主軸車削中心（xīn）等。采用複合機床進行加工，減少（shǎo）了工件裝卸（xiè）、更換和調整刀具（jù）的輔助時間（jiān）以及中間過程中產生的誤差，提高（gāo）了零件加工（gōng）精度，縮短了產品製造周（zhōu）期，提高了生產（chǎn）效率（lǜ）和製造商（shāng）的市場反應能力，相對於傳統的工序分散的生產方法具（jù）有明顯的優勢。
    4、控製（zhì）智能化
    隨著人工智能技術（shù）的發展（zhǎn），為了滿足製造業生產柔性化、製造自動化的發展需求，數控機床的（de）智能化程度（dù）在不斷提（tí）高。具體體現（xiàn）在以（yǐ）下幾個（gè）方麵（miàn）：
    1）加工過（guò）程自適應控製（zhì）技術：通過監測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電（diàn）壓等信息，利用傳統的或現代的算法進行識別，以辯識出刀具的受力、磨損、破損（sǔn）狀態（tài）及機（jī）床加工的穩定性狀態，並根（gēn）據這些狀態實時調整加工參數（主軸轉速、進給速度）和加工指令，使設（shè）備處於最佳運行狀態（tài），以提高加工精度、降低加工表麵粗（cū）糙度並提高設備運行的安全（quán）性；
    2）加工參數的（de）智能優化（huà）與選擇：將工藝專家或技師的經（jīng）驗（yàn）、零件加工的（de）一般與特殊規律（lǜ），用現代智能方法，構造基於（yú）專家係統或基於模型的“加工參數的智（zhì）能優化（huà）與選擇器”，利用它獲得優化的加工參數，從而達到提高編程（chéng）效率和加工工藝（yì）水平、縮短生產（chǎn）準備時間的目（mù）的；
    3）智能故障自診斷與自修複技術：根據已有的（de）故障信息，應用現代智能方法實現故障的快速（sù）準確定位（wèi）；
    4）智能故障回放和故障仿（fǎng）真技術：能夠完整記錄係統的各（gè）種信息，對數控機床發生的各種錯誤和事（shì）故進行回放（fàng）和仿真，用以確定錯誤引（yǐn）起的原因，找出解決問題的（de）辦法，積累生產經驗；
    5）智能化交流伺服驅動（dòng）裝（zhuāng）置：能自動識別負載，並自動調整參數的（de）智能化伺服係統，包（bāo）括智能主軸交流驅動裝（zhuāng）置和智能化進給伺服裝置。這種驅動裝置能（néng）自動識別電機及負載的轉動慣量，並自動對控製係統參數進（jìn）行優化和調整，使驅動係統獲得最佳運行；
    6）智能（néng）4M數控係統：在製造過程中，加工、檢測一體化是實現（xiàn）快速製造、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）、機器操作（Manipulator）四者（即4M）融合在一個係統（tǒng）中，實現信息共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作的一（yī）體化。
    國產數控機床缺乏核心技術，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（yǒu）些國內製造商艱難地創出了自己的品牌，但其產品的功（gōng）能（néng）、性能的可靠性仍然與國外產品有一定差距（jù）。近幾年國產數控機床製造商通過技術引進（jìn）、海內外並購重組以及國外采購等獲得了一（yī）些先進數控技術（shù），但缺乏對機床結構與精度、可靠性、人性化設計等基礎性技術的研究（jiū），忽視了自主開發能力的培育，國產數控機床（chuáng）的技術水平、性能和質量與國外還有（yǒu）較大差距，同樣難以得到大多數用戶的認可。
    一些國產數控機床製造商（shāng）不夠重視整體（tǐ）工藝與製造水平的提高，加工手段基本以普通機床與低效刀具為主，裝配（pèi）調試完全靠手工，加工質量在生產進（jìn）度（dù）的緊逼下不能得到穩定與提高（gāo）。另外很多國產數控機（jī）床（chuáng）製造商的生產管理依然沿用原始的手工台賬管理方式，工藝（yì）水（shuǐ）平和管理效率低（dī）下使得企業無（wú）法形成足夠生（shēng）產規模（mó）。如國外（wài）機床製（zhì）造商能做到每周裝調出產品（pǐn），而國內的生產周期過長且很難控製。因此我們（men）在引進（jìn）技術的同時應注意加（jiā）強自身工藝技術改（gǎi）造和管理水平的提升。
    由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）身的綜合服務水（shuǐ）平不（bú）夠重視，甚至對服務缺乏真正的理解，隻注重推銷而不注（zhù）重售前與售後服務。有些企業派出的人員對生產（chǎn）的數控機床缺乏足夠（gòu）了解，不會使用或使用不好數控機床，更不能指導用戶使用好機床；有的對先進高效刀具缺乏基本了解，不能提供較好的工藝（yì）解決（jué）方案（àn），用戶自然對（duì）製（zhì）造商缺乏信心（xīn）。
    製造商的服務應從研究用戶的加工產品、工藝、生產類型（xíng）、質量要求入手，幫助用（yòng）戶進行設（shè）備選型（xíng），推薦先進工藝與工輔具（jù），配備專（zhuān）業的培訓人員和（hé）良（liáng）好的（de）培（péi）訓環（huán）境，幫助用戶發揮機床的最（zuì）大效益、加工出高質量的最終產品，這樣才能逐步得到用戶（hù）的認同，提高國產數控機床的市（shì）場占有率（lǜ）。