中国作为⼀个制造⼤国，主要还是依靠劳动⼒、价格、资源等⽅⾯的⽐较优势，⽽在产品的技术创新与⾃主开发⽅⾯与国外同⾏的差距还很⼤。下⾯，店铺就为⼤家讲讲数控技术的发展趋势，⼀起来了解⼀下吧! 数控技术的发展趋势
数控技术不仅给传统制造业带来了⾰命性的变化，使制造业成为⼯业化的象征，⽽且随着数控技术的不断发展和应⽤领域的扩⼤，它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。尽管⼗多年前就出现了⾼精度、⾼速度的趋势，但是科学技术的发展是没有⽌境的，⾼精度、⾼速度的内涵也在不断变化，正在向着精度和速度的极限发展。 从世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下⼏个⽅⾯：
随着汽车、航空航天等⼯业轻合⾦材料的⼴泛应⽤，⾼速加⼯已成为制造技术的重要发展趋势。⾼速加⼯具有缩短加⼯时间、提⾼加⼯精度和表⾯质量等优点，在模具制造等领域的应⽤也⽇益⼴泛。机床的⾼速化需要新的数控系统、⾼速电主轴和⾼速伺服进给驱动，以及机床结构的优化和轻量化。⾼ 速加⼯不仅是设备本⾝，⽽且是机床、⼑具、⼑柄、夹具和数控编程技术，以及⼈员素质的集成。⾼速化的最终⽬的是⾼效化，机床仅是实现⾼效的关键之⼀，绝⾮全部，⽣产效率和效益在“⼑尖”上。
2.五轴联动加⼯和复合加⼯机床快速发展
采⽤五轴联动对三维曲⾯零件进⾏加⼯，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台五轴联动机床的效率可以等于2台三轴联动机床，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，五轴联动加⼯可⽐三轴联动加⼯发挥更⾼的效益。但过去因五轴联动数控系统主机结构复杂等原因，其价格要⽐三轴联动数控机床⾼出数倍，加之编程技术难度较⼤，制约了五轴联动机床的发展。当前数控技术的发展，使得实现五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。因此五轴联动技术促进了复合主轴头类型五轴联动机床和复合加⼯机床的发展。
3.新结构、新材料及新设计⽅法的发展
机床的⾼速化和精密化要求机床的结构简化和轻量化，以减少机床部件运动惯量对加⼯精度的负⾯影响，⼤幅度提⾼机床的动态性能。例如，借助有限元分析对机床构件进⾏拓扑优化，设计箱中箱结构以及采⽤空⼼焊接结构和使⽤铅合⾦材料等已经开始从实验室⾛向实⽤。
我国机床设计和开发⼿段要尽快从⼆维CAD向三维CAD过渡。三维建模和仿真是现代设计的基础，是企业技术优势的源泉。在此三维设计基础上进⾏CAD/CAM/CAE/PDM的集成，加快新产品的开发速度，保证新产品的顺利投产，并逐步实现产品⽣命周期管理。
4.开放式数控系统的发展
许多国家对开放式数控系统进⾏了研究，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（数控功能），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。开放式数控系统有三种形式：
（1）全开放系统，即基于微机的数控系统，以微机作为平台，采⽤实时操作系统，开发数控系统的各种功能，通过伺服卡传送数据，控制坐标轴电动机的运动。
（2）嵌⼊系统，即CNC+PC，CNC控制坐标轴电动机的运动，PC作为⼈机界⾯和⽹络通信。
（3）融合系统，在CNC的基础上增加PC主板，提供键盘操作，提⾼⼈机界⾯功能。
开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运⾏平台、数控系统功能库以及数控系统功
能软件开发⼯具等是当前研究的核⼼。 5.可重组制造系统的发展
随着产品更新换代速度的加快，专⽤机床的可重构性和制造系统的可重组性⽇益重要。通过数控加⼯单元和功能部件的模块化，可以对制造系统进⾏快速重组和配置，以适应变型产品的⽣产需要。机械、电⽓和电⼦、液体和⽓体，以及控制软件的接⼝规范化和标准化是实现可重组性的关键。
6.虚拟机床和虚拟制造的发展
为了加快新机床的开发速度和质量，在设计阶段借助虚拟现实技术，可以在机床还没有制造出来以前，就能够评价机床设计的.正确性和使⽤性能，在早期发现设计过程的各种失误，减少损失，提⾼新机床开发的质量
【拓展资料】
数控技术是⽤数字信息对机械运动和⼯作过程进⾏控制的技术，它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、⽹络通信技术和光机电技术等于⼀体的现代制造业的基础技术，具有⾼精度、⾼效率、柔性⾃动化等特点，对制造业实现柔性⾃动化、集成化和智能化起着举⾜轻重的作⽤
特点
1.提⾼加⼯精度
数控机床是⾼度综合的机电⼀体化产品，是由精密机械和⾃动控制系统组成的，其本⾝具有很⾼的定位精度和重复定位精度，机床的传动系统与机床的结构具有很⾼的刚度及热稳定性；在设计传动结构时采取了减少误差的措施，并由数控系统⾃动进⾏补偿，所以，数控机床有较⾼的加⼯精度，尤其提⾼了同批零件加⼯的⼀致性，使产品质量稳定，合格率⾼，这⼀点是普通机床⽆法与之相⽐的。
2.提⾼⽣产效率
数控机床可以采⽤较⼤的切削⽤量，有效地节省了加⼯时间。数控机床或加⼯中⼼还有⾃动换速、⾃动换⼑和其他⾃动化操作功能，使辅助时间⼤⼤缩短，且⼀旦形成稳定加⼯过程，⽆须进⾏⼯序间的检验与测量。所以，采⽤数控加⼯⽐普通机床的⽣产率⾼3-4倍，甚⾄更多。射频识别设备
3.提⾼适应性
数控机床按照被加⼯零件的数控程序来进⾏⾃动化加⼯，当加⼯对象改变时，只要改变数控程序，不必⽤靠模、样板等专⽤⼯艺装备，这有利于缩短⽣产准备周期，促进产品的更新换代。
背板制作 4.提⾼零件的可加⼯性
建筑钢模
⼀些由复杂曲线、曲⾯形成的机械零件，⽤常规⼯艺⽅法和⼿⼯操作难以加⼯，甚⾄⽆法完成，⽽由数控机床采⽤多坐标轴联动即可轻松实现。
5.提⾼经济效益
数控机床（特别是加⼯中⼼）⼤多采⽤⼯序集中，⼀机多⽤，在⼀次装夹的情况下，可以完成零件的⼤部分⼯序的加⼯，⼀台数控机床或加⼯中⼼可以代替数台普通机床。这样既可以减少装夹误差，节约⼯序间的运输、测量、装夹等辅助时间，⼜可以减少机床种类，节省机床占地⾯积，带来较⾼的经济效益
应⽤
从世界上数控技术及其装备应⽤来看，其主要应⽤领域有以下⼏个⽅⾯：
1.制造⾏业
机械制造⾏业是最早应⽤数控技术的⾏业，它担负着为国民经济各⾏业提供先进装备的重任。主要应⽤有研制开发与⽣产现代化军⽤装备⽤的⾼性能五轴⾼速⽴式加⼯中⼼、五坐标加⼯中⼼、⼤型五坐标龙门铣等；汽车⾏业发动机、变速箱、曲轴柔性加⼯⽣产线上⽤的数控机床和⾼速加⼯中⼼，以及焊接、装配、喷漆机器⼈、板件激光焊接机和激光切割机等；航空、船舶、发电⾏业加⼯螺旋桨、发
动机、发电机和⽔轮机叶⽚零件⽤的⾼速五坐标加⼯中⼼、重型车铣复合加⼯中⼼等。
2.信息⾏业
在信息产业中，从计算机到⽹络、移动通信、遥测、遥控等设备，都需要采⽤基于超精技术、纳⽶技术的制造装备，如芯⽚制造的引线键合机、晶⽚光刻机等，这些装备的控制都需要采⽤数控技术。
3.医疗设备⾏业
在医疗⾏业中，许多现代化的医疗诊断、设备都采⽤了数控技术，如CT诊断仪、全⾝机以及基于视觉引导的微创⼿术机器⼈，⼝腔医学中的正畸及⽛齿修复等⽅⾯都需要采⽤⾼精度数控机床对⽛齿进⾏加⼯⽣产。
4.其他⾏业电线固定座
在轻⼯⾏业，有采⽤多轴伺服控制的印刷机械、纺织机械、包装机械以及⽊⼯机械等；在建材⾏业，有⽤于⽯材加⼯的数控⽔⼑切割机，⽤于玻璃加⼯的数控玻璃雕花机，⽤于席梦思加⼯的数控⾏缝机和⽤于服装加⼯的数控绣花机；在艺术品⾏业，越来越多的⼯艺品、艺术品都会采⽤⾼性能的五轴加⼯中⼼进⾏⽣产
数控机床未来四⼤发展趋势:
⼀、⾼速化
随着汽车、国防、航空、航天等⼯业的⾼速发展以及铝合⾦等新材料的应⽤，对数控机床加⼯的⾼速化要求越来越⾼。
曲轴加工 1）主轴转速：机床采⽤电主轴（内装式主轴电机），主轴最⾼转速达200000r/min；
2）进给率：在分辨率为0.01µm时，最⼤进给率达到240m/min且可获得复杂型⾯的精确加⼯；
3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向⾼速、⾼精度⽅向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提⾼到⼏百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极⼤提⾼，使得当分辨率为0.1µm、0.01µm时仍能获得⾼达24～240m/min的进给速度；
4）换⼑速度：⽬前国外先进加⼯中⼼的⼑具交换时间普遍已在1s左右，⾼的已达0.5s。德国Chiron公司将⼑库设计成篮⼦样式，以主轴为轴⼼，⼑具在圆周布置，其⼑到⼑的换⼑时间仅0.9s。
⼆、⾼精度化
数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的⼏何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。
1）提⾼CNC系统控制精度：采⽤⾼速插补技术，以微⼩程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，并采⽤⾼分辨率位置检测装置，提⾼位置检测精度（⽇本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到0.01µm/脉冲），位置伺服系统采⽤前馈控制与⾮线性控制等⽅法；
电子智能印章 2）采⽤误差补偿技术：采⽤反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和⼑具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进⾏综合补偿。研究结果表明，综合误差补偿技术的应⽤可将加⼯误差减少60%～80%；
3）采⽤⽹格检查和提⾼加⼯中⼼的运动轨迹精度，并通过仿真预测机床的加⼯精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，能够在不同运⾏条件下完成多种加⼯任务，并保证零件的加⼯质量。
三、功能复合化
复合机床的含义是指在⼀台机床上实现或尽可能完成从⽑坯⾄成品的多种要素加⼯。根据其结构特点可分为⼯艺复合型和⼯序复合型两类。⼯艺复合型机床如镗铣钻复合——加⼯中⼼、车铣复合——车削中⼼、铣镗钻车复合——复合加⼯中⼼等；⼯序复合型机床如多⾯多轴联动加⼯的复合机床和双主轴车削中⼼等。采⽤复合机床进⾏加⼯，减少了⼯件装卸、更换和调整⼑具的辅助时间以及中间过程
中产⽣的误差，提⾼了零件加⼯精度，缩短了产品制造周期，提⾼了⽣产效率和制造商的市场反应能⼒，相对于传统的⼯序分散的⽣产⽅法具有明显的优势。
四、控制智能化
随着⼈⼯智能技术的发展，为了满⾜制造业⽣产柔性化、制造⾃动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提⾼。具体体现在以下⼏个⽅⾯：
1）加⼯过程⾃适应控制技术：通过监测加⼯过程中的切削⼒、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利⽤传统的或现代的算法进⾏识别，以辩识出⼑具的受⼒、磨损、破损状态及机床加⼯的稳定性状态，并根据这些状态实时调整加⼯参数（主轴转速、进给速度）和加⼯指令，使设备处于最佳运⾏状态，以提⾼加⼯精度、降低加⼯表⾯粗糙度并提⾼设备运⾏的安全性；
2）加⼯参数的智能优化与选择：将⼯艺专家或技师的经验、零件加⼯的⼀般与特殊规律，⽤现代智能⽅法，构造基于专家系统或基于模型
的“加⼯参数的智能优化与选择器”，利⽤它获得优化的加⼯参数，从⽽达到提⾼编程效率和加⼯⼯艺⽔平、缩短⽣产准备时间的⽬的；
3）智能故障⾃诊断与⾃修复技术：根据已有的故障信息，应⽤现代智能⽅法实现故障的快速准确定
位；
4）智能故障回放和故障仿真技术：能够完整记录系统的各种信息，对数控机床发⽣的各种错误和事故进⾏回放和仿真，⽤以确定错误引起的原因，出解决问题的办法，积累⽣产经验；
5）智能化交流伺服驱动装置：能⾃动识别负载，并⾃动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置。这种驱动装置能⾃动识别电机及负载的转动惯量，并⾃动对控制系统参数进⾏优化和调整，使驱动系统获得最佳运⾏；
6）智能4M数控系统：在制造过程中，加⼯、检测⼀体化是实现快速制造、快速检测和快速响应的有效途径，将测量（Measurement）、建模（Modelling）、加⼯（Manufacturing）、机器操作（Manipulator）四者（即4M）融合在⼀个系统中，实现信息共享，促进测量、建模、加⼯、装夹、操作的⼀体化。国产数控机床缺乏核⼼技术，从⾼性能数控系统到关键功能部件基本都依赖进⼝，即使近⼏年有些国内制造商艰难地创出了⾃⼰的品牌，但其产品的功能、性能的可靠性仍然与国外产品有⼀定差距。近⼏年国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了⼀些先进数控技术，但缺乏对机床结构与精度、可靠性、⼈性化设计等基础性技术的研究，忽视了⾃主开发能⼒的培育，国产数控机床的技术⽔平、性能和质量与国外还有较⼤差距，同样难以得到⼤多数⽤户的认可。⼀些国产数控机床制造商不够重视整体⼯艺与制造⽔平的提⾼，加⼯⼿段基本以普通机床与
低效⼑具为主，装配调试完全靠⼿⼯，加⼯质量在⽣产进度的紧逼下不能得到稳定与提⾼。另外很多国产数控机床制造商的⽣产管理依然沿⽤原始的⼿⼯台账管理⽅式，⼯艺⽔平和管理效率低下使得企业⽆法形成⾜够⽣产规模。如国外机床制造商能做到每周装调出产品，⽽国内的⽣产周期过长且很难控制。因此我们在引进技术的同时应注意加强⾃⾝⼯艺技术改造和管理⽔平的提升。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议