浅谈数控技术的发展趋势

【摘 要】数控技术的应用使传统制造业产生了革命性的变化，数控技术的飞速发展和应用领域的不断扩大，使其对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用，数字现代化进程已是发展的大趋势。

【关键词】趋势；发展

从现在世界上数控技术及其装备发展的总体趋势来看，其主要有下几个方面的研究方向。

一、高速度、高精度加工的新趋势

实现了加工的高度速、高精度就可以可极大地提高生产效率，提高产品质量，能够缩短生产周期从而提高市场竞争能力。因此数刻技术已经成为了21世纪的重点研究方向之一。甚至有人提出数控技术的发展是第四次工业革命的开端。

在轿生产领域，每40秒将生产一辆汽车，年产量为30万辆，而且汽车的生产需要上万种零部件需要加工，这是汽车产业必须解决的重点问题；在航空、航天领域，需要加工的零部件以薄壁和薄筋为主，其刚性很差，生产材料主要为铝或铝合金，因此只有在高速切削并且切削力很小的情况下，才能进行加工。现在只有高速、高精和高柔性的方式进行加工才能解决这些问题。

现在高速加工中心的进给速度已经可达80m/min，有的甚至更高，空运行速度已经可达100m/min左右。目前世界上许多汽车生产厂，包括我国的上海大众汽车公司，已经采用了高速加工中心组成的生产线进行生产。

在提高加工精度方面，近年来，普通数控机床的加工精度已经由10μm提高到5μm，精密加工中心的精度则从3～5μm，提高到了1～1.5μm，并且超精密加工的精度已进入了纳米级（0.01μm）。

为了实现进行高速、高精加工，与之配套的承担功能的部件如主轴电机、直线电机等都得到了快速的发展，它们的应用领域也得到了进一步扩大。

二、快速发展的5轴联动机床和复合加工机床

使用5轴联动的机床可以实现三维曲面零件的加工，可以得非常高的表面质量，大大提高了生产效率。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以大于2台3轴联动机床，尤其是现在使用立方氮化硼等超硬高速铣削刀具材料后，5轴联动比3轴联动加工实现了更高的效益。

现在高速电主轴的出现，大为简化了5轴联动加工的复合主轴头结构，降低了其制造难度和成本，使数控系统的价格差距得到了进一步缩小。因此促进了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

开放式效控系统是可以在同一的运行平台上进行数控系统的开发，使其面向机床厂家和终极用户。IEEE关于开放式系统的定义是：开放式系统能有效地运行于不同的平台之上。可以与其他应用系统相互操纵。并提供与用户交互的同逐一风格。即所谓互操纵性、可移植性、可伸缩性和可互换性。

智能化数控系统，是指具有拟人智能特征。比如自学习、自适应、自组织、自识别、自规划、自修复、自繁殖等。智能数控系统能够通过进行检测、建模、提取特征、自动感知加工系统的内部状态及外部环境，快速做智能决策，对进给速度、切削深度、坐标移动、主轴转速等工艺参数进行实时控制，使机床的加工过程处于最佳状态。当前数控系统所需要的功能将不只是高的性能（高速、高精度、高可靠性）。而且还包括很多智能功能。

在21世纪智能化数控系统还要应用于新一代数控机床的调整、使用与维修等各个环节，大为简化人工参与。

网络数控就是通过网络将制造单元和控制部件进行相连，或将制造过程所需的资源（如加工程序、检测监控仪器等）进行共享。网络化包括两个方面：内部网络和外部网络。内部网络是指数控系统内CNC单元与伺服驱动及I/O逻辑控制等单元以现场总线网络连接。外部网络指的是数控系统与系统外的其他控制系统或外部上位计算机以网络连接。通过冈络实现对设备的远程控制和无人化操纵、远程加工程序传输、远程诊断和远程维修服务、技术服务.并进步机床生产率。

随着人工智能在计算机领域不断渗透和发展，数控系统向智能化发展。这种高性能的智能化的数控系统不但具有自动编程、前馈控制、内适应切削，工艺参数自天生、运动参数动态补偿等功能，更具特色的是考虑到操纵使的因素而呈现的极为友好的人机界面。

当前采用模糊控制原理的加工数控系统和具有自学习、自建立数学模型、自调整参数的高性能数控机床伺服驱动装置已有产品并在市场中具有很强的竞争能力。

参考文献：

[1]库祥臣，王润孝，雷建，高琳.数控技术的发展趋势及对策.《机床与液压》，2004年9期

[2]谢情燕.浅谈现代数控技术的发展趋势.《价值工程》，2011年7期

作者简介：

刘健（1984～），男，山东聊城人，毕业于天津工程师范学院，学士学位，初级职称。endprint