隨著計算機、微電子、信息、自動控制、精密檢測及機械制造技術的高速發(fā)展，數控機床加工技術有了長足的進步。（導讀：國內數控機床的產生與發(fā)展概述 http://315488.cn/Article/guoneishukongjichuanjiag_1.html）近幾年一些相關技術的發(fā)展，如刀具及新材料的發(fā)展，主軸伺服和進給伺服、超高速切削等技術的發(fā)展，以及對機械產品質量的要求越來越高等，加速了數控機床加工的發(fā)展。目前數控機床正朝著高速度、高精度、高工序集中度、高復合化和高可靠性等方向發(fā)展。世界數控技術及其裝備發(fā)展趨勢主要體現在以下幾個方面。

  1.高速高效高精度

  高生產率。由于數控裝置及伺服系統(tǒng)功能的改進，主軸轉速和進給速度大大提高，減少了切削時問和非切削時間。加工中心的進給速度已達到80m/min~120m/min，進給加速度達9.8M/S^2~19.6m/s^2，換刀時間小于1s.

  高加工精度。以前汽車零件精度的數量級通常為10μm，對精密零件要求為1μm，隨著精密產品的出現，對精度要求提高到0.1μm，有些零件甚至己達到0.01μm，高精密零件要求提高數控機床加工精度，包括采用溫度補償等。

  微機電加工，其加工零件尺寸大小一般在1mm以下，表面粗糙度為納米數量級，要求數控系統(tǒng)能直接控制納米機床。

  2.柔性化

  柔性化包括兩個方面的柔性:一是數控系統(tǒng)本身的柔性，數控系統(tǒng)采用模塊化設計，功能覆蓋面大，便于不同用戶的需求;二是DNC系統(tǒng)的柔性，同一DNC系統(tǒng)能夠依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調整，從而最大限度地發(fā)揮DNC系統(tǒng)的效能。

  3.工藝復合化和多軸化

  數控機床加工的工藝復合化，是指工件在一臺機床上裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或旋轉工作臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。已經出現了集鉆、銼、銑功能于一身的數控機床加工，可完成鉆、銼、銑、擴孔、鉸孔、攻螺紋等多工序的復合數控加工中心，以及車削加工中心，鉆削、磨削加工中心，電火花加工中心等。此外數控技術的進步也提供了多軸控制和多軸聯(lián)動控制功能。

  4.實時智能化

  早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規(guī)定期限內完成。而人工智能，則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為?？茖W發(fā)展到今天，實時系統(tǒng)與人工智能已實現相互結合，人工智能正向著具有實時響應的更加復雜的應用領域發(fā)展，山此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發(fā)展，如自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如，在數控系統(tǒng)中配置編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節(jié)系統(tǒng):在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態(tài)前饋功能;在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。

  5.結構新型化

  20世紀90年代一種完全不同于原來數控機床加工結構的新型數控機床被開發(fā)成功。這種新型數控機床加工被稱為“6條腿”的cnc加工中心或稱虛擬軸機床(有的還稱為并聯(lián)機床)，它能在沒有任何導軌和滑臺的情況下，采用能夠伸縮的“6條腿”(伺服軸)支撐并聯(lián)，并與安裝主軸頭的上平臺和安裝工件的下平臺相連。它可實現多坐標聯(lián)動加工，其控制系統(tǒng)結構復雜，加工精度、加工效率較普通加工中心高2~10倍。這種數控機床的出現將給數控機床加工技術帶來重大變革和創(chuàng)新。

  6.編程技術自動化

  隨著數控加工技術的迅速發(fā)展，設備類型的增多，零件品種的增加以及零件形狀的日益復雜，迫切需要速度快、精度高的編程，以便于對加工過程的直觀檢查。為彌補手工編程和NC語言編程的不足，近年來開發(fā)出多種自動編程系統(tǒng)，如圖形交互式編程系統(tǒng)、數字化自動編程系統(tǒng)、會話式自動編程系統(tǒng)、語音數控編程系統(tǒng)等，其中圖形交互式編程系統(tǒng)的應用越來越廣泛。圖形交互式編程系統(tǒng)是以計算機輔助設計((CAD)軟件為基礎，首先形成零件的圖形文件，然后再調用數控編程模塊，自動編制加工程序，同時可動態(tài)顯示刀具的加工軌跡。其特點是速度快、精度高、直觀性好、使用簡便，已成為國內外先進的CAD/CAM軟件所采用的數控編程方法。目前常用的圖形交互式軟件有MasterCAM,Cimatron、Pro/E、UG、CAXA.SolidWorks、CATIA等。

  7.集成化

  數控系統(tǒng)采用高度集成化芯片，可提高數控系統(tǒng)的集成度和軟、硬件運行速度，應用平板顯示技術可提高顯示器性能。平板顯示器(FPD)具有科技含量高、質量小、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現超大規(guī)模顯示，成為與CRT顯示器抗衡的新興顯示器，是21世紀顯示器主流。它應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融于一體，通過提高集成電路密度，減小互連長度和數量來降低產品價格、改進性能、減小組件尺寸、提高系統(tǒng)的可靠性。

  8.開放式閉環(huán)控制模式

  采用通用計算機組成的總線式、模塊化、開放、嵌入式體系結構，便于裁減、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)數控系統(tǒng)僅有的專用型封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包括諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調整加工過程變量。在加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術、多媒體技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。

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