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，高速化、高精度化、複合化（huà）、智能化（huà）、開放化、並聯驅動化、網絡化、極端化、綠色化已（yǐ）成為數控機（jī）床發展的趨勢和方向。
    中國作為一個製造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方麵的比較優（yōu）勢（shì），而（ér）在產品的（de）技術創新與自主開發方麵與國外同行的（de）差距還很大。中國的數控產業不（bú）能安於現狀（zhuàng），應該抓住機（jī）會不（bú）斷發展，努力（lì）發展自己的先進技術，加大技術創（chuàng）新與人才培訓力度，提高企業（yè）綜合服務能力，努力縮短與發達國家之間的差距。中國力爭早（zǎo）日實（shí）現數控（kòng）機床產品從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品製造的轉變，實現從中國製造到中國創造、從製造大國（guó）到製造強國的轉變。
    1、高速化
    隨（suí）著（zhe）汽車、國防、航空（kōng）、航天等工業的高速發展（zhǎn）以及鋁合金等新材料的應用，對（duì）數控機床（chuáng）加工的（de）高速化要（yào）求（qiú）越來越高。
    1）主軸轉速：機床采用電主軸（內裝式主軸電機），主軸（zhóu）最高轉速達200000r/min；
    2）進（jìn）給率：在（zài）分辨率為0.01μm時，最大進給率達到240m/min且可獲得複雜型麵的精確加工；
    3）運算速度：微處（chù）理器的迅速發展為數控係統向高速、高精度方向發展提供了保障，開發出CPU已（yǐ）發（fā）展到32位以及64位的數控係統，頻率提高到幾（jǐ）百兆赫、上千兆赫（hè）。由於運算速度的極大提高，使得當分辨率為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24～240m/min的進給速度；
    4）換刀速度：目（mù）前（qián）國外（wài）先進加工（gōng）中心的刀具交換時間普遍已在1s左右，高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設計成（chéng）籃子樣式，以主軸為（wéi）軸心，刀（dāo）具在圓周布置，其刀到刀的換刀時間僅0.9s。
    2、高精度化
    數控機床精度的要求現在已經不局限於靜態的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振（zhèn）動的監測和補償（cháng）越來（lái）越獲得重視。
    1）提高CNC係統控製精度：采用高速插補技術，以微小程（chéng）序段實現連續進給，使CNC控製單位（wèi）精細化，並采用高（gāo）分（fèn）辨（biàn）率位置檢測裝置，提高位置檢測精度（日本已開發裝有106脈衝（chōng）/轉（zhuǎn）的內藏位置檢測器的交流伺服電（diàn）機，其位置（zhì）檢測精度（dù）可達到0.01μm/脈衝），位置伺服係統采用前饋控製（zhì）與非線（xiàn）性控製等（děng）方法；
    2）采用誤差補償技術：采用反向間隙補償、絲杆螺距誤差補償和刀具（jù）誤（wù）差補償等技術，對設備的熱變形誤差和空間誤差（chà）進行綜合補償。研究結果（guǒ）表（biǎo）明，綜合誤差補償（cháng）技術的應用可將加工誤差減少60%～80%；
    3）采用網格檢查和提高加工中心的運動軌跡精度，並通過仿真預測機床的加工精度，以保證（zhèng）機床的定位精度和重（chóng）複定位（wèi）精度，使其性能長期穩定，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（de）加工質（zhì）量。
    3、功能複合化
    複合機床的含義是指在一台機床上實現或盡可能完成從毛坯至（zhì）成品的多種要素加（jiā）工。根（gēn）據其結構特點可（kě）分為工藝複合型和工（gōng）序複合型兩類（lèi）。工藝複合（hé）型機床如鏜銑（xǐ）鑽複合——加工中心、車銑複合——車削中心、銑鏜（táng）鑽車複合——複合加工中心等（děng）；工序複合型機床如多麵多軸聯動（dòng）加工的（de）複合機床和雙主軸車削中（zhōng）心等。采用複合機床進行加工，減少了工件（jiàn）裝卸、更換（huàn）和調整刀具的輔助時間以及中間過程（chéng）中產生的誤（wù）差，提高（gāo）了（le）零件加工精度，縮短（duǎn）了產品（pǐn）製造周期，提高了生產效率和製造商的市場反（fǎn）應能力，相對於傳統的工序分（fèn）散的生產方法具有明顯的優勢。
    4、控製智能化
    隨著人工智能（néng）技術的發展，為（wéi）了滿足製造業生產柔性化、製造自動化的（de）發展需求（qiú），數控（kòng）機床的智能化程度在不斷提高。具體體現在以下幾個方麵：
    1）加工過程自適應控製技（jì）術：通過（guò）監測加工過程中的切削力（lì）、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（yǐ）辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態及機床加工的（de）穩定性狀態，並根據（jù）這（zhè）些狀態實時調整加工（gōng）參數（主軸轉（zhuǎn）速、進給速度（dù））和加（jiā）工指令，使設備（bèi）處於（yú）最佳運行狀態，以提高加工精度、降低加工表麵粗糙度並（bìng）提高設備（bèi）運（yùn）行的安全性；
    2）加工參數的智能（néng）優化與選擇：將（jiāng）工藝專家或技師的經驗、零件加（jiā）工的一般與特殊規律，用現代智能方法（fǎ），構造基於專家係統或基於模型的（de）“加工參數的智能優化與選（xuǎn）擇器”，利用它獲得優化的加工（gōng）參數，從（cóng）而達到提高編程效率和加工工藝（yì）水平、縮短生產準備時間（jiān）的目的；
    3）智能故障自診斷與自修（xiū）複技（jì）術（shù）：根據（jù）已有（yǒu）的故障（zhàng）信息，應用現代智能方法實現故障的快速準確定位；
    4）智能故障回放和故障仿（fǎng）真技術：能（néng）夠完整記錄係統的各種信息，對數控機床發（fā）生（shēng）的各（gè）種錯誤和事故進（jìn）行回放和（hé）仿真，用以確定錯誤引起的原因，找出解（jiě）決問題的辦法，積累生（shēng）產經驗；
    5）智能化交（jiāo）流伺服驅動裝置：能自動識別負載，並自動調整參數的智能化伺服係統，包括智能主軸交流（liú）驅動裝置和智能化（huà）進給伺（sì）服（fú）裝置。這種驅（qū）動裝置能自動識別電機及負載（zǎi）的轉動慣量，並自動對控（kòng）製係統參數進行優（yōu）化和調整，使驅動係統獲得最佳（jiā）運行；
    6）智能4M數控係統（tǒng）：在製造過程中，加（jiā）工、檢測一體化是實現快速製造、快速檢（jiǎn）測和快速（sù）響應的有效途徑（jìng），將測量（Measurement）、建模（Modelling）、加工（Manufacturing）、機器操作（Manipulator）四者（即（jí）4M）融合（hé）在一個係統中，實（shí）現信息（xī）共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作（zuò）的一體化。
    國產數控機床缺乏（fá）核心技術，從高性能（néng）數（shù）控係統到關鍵功能部件基本都依賴進口，即使（shǐ）近幾年有些國內製造商艱難地（dì）創出（chū）了自己的品牌，但其（qí）產品的功（gōng）能、性能的可靠性仍然與（yǔ）國外產品有一定差距。近幾（jǐ）年（nián）國產數控機床製造商通過技術引進、海內外並購重（chóng）組以及國外采購等獲得了一（yī）些先進數控技術，但缺乏對機床結（jié）構與精度、可靠性、人性化設計等基礎性技術的（de）研究，忽視了自主開發能力的培育，國產（chǎn）數控機床的技術水平、性能（néng）和質量與國外還有較大差距，同樣難以得到大多數用戶的認可。
    一些國（guó）產數控機床製造商不夠重視整體工藝與製造水平的提高，加工手段（duàn）基本以普通機（jī）床與低效刀具為主，裝（zhuāng）配調試完全靠手工，加（jiā）工質量在生產進度的緊逼下不能得到穩定與提高（gāo）。另外很多國產數控機（jī）床製（zhì）造商的生產管理依然沿用原始的手工台賬管理方式（shì），工（gōng）藝水平（píng）和管理效率低下使得企業無法形成足夠生產規模。如國外機床製造商能做到每周裝調出產品，而國（guó）內（nèi）的生產周期過長且很難控製。因此我們在引進技術的同時應注意加強自身工藝（yì）技術改造和管理水平的提升。
    由於數（shù）控機床產業發展迅速，一部分企業不顧長遠利益，對提（tí）高自身的綜合服務水平不夠（gòu）重視，甚至（zhì）對服務（wù）缺乏真正的理解，隻（zhī）注重推銷而不注重售前與售後服務。有些企業派出的人員對生產（chǎn）的數控機床（chuáng）缺乏足夠（gòu）了解，不會使用或（huò）使用不好數控機床，更不（bú）能指導用（yòng）戶使用（yòng）好機床；有的對先進高效（xiào）刀具缺乏（fá）基本了解，不能提供較好的工藝解決方案，用戶自然對製造商缺乏信心。
    製造商的服務應從研究用戶的加（jiā）工產品、工藝、生產類型、質（zhì）量要求入手，幫助用（yòng）戶（hù）進行設備（bèi）選型，推薦先（xiān）進工藝（yì）與工輔具，配備專業的培訓人員（yuán）和良好的培訓環境，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（bù）得到用戶（hù）的認同，提高國產（chǎn）數控機床的（de）市（shì）場占有率。