浅谈数控技术的发展趋势

史洪松

【摘 要】我国进入了第十二个五年计划，经济建设永远是我国现代化建设的主基调。作为现代化制造工业的快速发展，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力是非常重要的。我国的数控技术也将顺应潮流，向前发展。

【关键词】数控技术；数控系统

数控技术是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。从数控技术及其装备的发展趋势来看，主要有运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化、体系开放化、驱动并联化和交互网络化。

一、高速、高精、高效加工

为了能够使产品具有更高的质量、更高的档次，就需要更高的加工精度。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3μm～5μm，提高到1μm～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm）。为了提高加工的效率，则需要提高加工的速度与自动化控制的水平。首先是更高的进给速度，在分辨率为1um的情况下，已经可以达到240m/min，并且在这么快的速度下，还能够对复杂型面进行高精度加工。其次主轴的转速已然能够达到200000r/min，主轴转速的加速度能够达到一个g。最后自动化程度较高的换刀过程，可以做到刀到刀0.9s，切削到切削2.8s。还有自动物料的装卸，自动检测等等过程，速度都越来越快。

二、加工功能多样化

各种加工中心的加工范围可以有更大拓展，一台数控加工设备可以实现更多的加工工艺融于一身。例如铣镗钻磨复合加工中心，能够实现四种加工工艺的集成，加工的效率与范围都有非常大的提高。多轴联动的数控机床是数控技术加工功能多样化的集中变现，例如采用5轴联动的数控加工中心对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3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，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。当前由于电主轴的出现，使得实现5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5轴联动机床和复合加工机床的发展。

三、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

未来的数控装备将是具相当的智能化的系统，智能化的内容体现在为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程自适应控制，工艺参数自动生成、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、智能化的自动编程、智能化的人机界面等。而且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。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

四、重视新技术标准、规范的建立

开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性。美欧西方发达国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范的研究和制定，我国早在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定，加大积极参与世界多国关于数控技术在世界范围内的开放式系统的研发。数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述加工方式，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP-NC），其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。在新的标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸、加工程序编制时间和加工时间。

参 考 文 献

[1]庞林花.我国数控机床市场分析[M].北京：机电产品市场杂志.2011

[2]李佳特.数控技术的发展趋势[N].北京：中国机电日报.2011～09

[3]杨红华.数控机床技术发展现状[J].湖南农机.2008（3）：188～189