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技术改造浅谈数控机床技术与发展趋势戴佳豪（广西科技大学，广西 柳州 545000）摘 要：现如今，我国经济迅速发展，其中工业占据重要的位置，但对于工业而言，数控机床的使用和数控机床的关键技术发展是重中之重。
在世界各国的制造领域中，数控机床关键技术研究和发展成为了一个国家制造业发展水平的重要衡量标准。
，同时数控机床技术的发展可以带领一个产业和当地的经济发展，故对数控机床的关键技术的研究具有一定的战略意义。
本文是讨论对数控机床根据关键技术的不同进行不同的分类，并对数控机床未来发展趋势进行适当的研究讨论，希望能对与数控机床相关的业界同行带来一定的启发，共同提高我国在数控机床领域方面的技术和使用能力。
关键词：数控机床；制造业；关键技术；分类；特点；发展趋势我国在工业的生产过程中，国内数控机床在其中的占比相较于国外发达国家仍然很低，在数控机床的普及上，我们也要奋力追赶。
我国大部分的制造业和生产企业在生产和加工技术上都使用传统的机床生产技术，传统机床普遍落后于时代，这关系到所生产的产品的质量、种类、成本和质量。
上述存在着一些问题和缺陷，在国际市场上难以形成良好的市场竞争力。
因此提高对数控机床的应用能力和掌握数控机床的主要技术特性，准确应对机床的变革，加强数控机床发挥更大的价值，我的国家的工业生产可以促进进步的必要。
1数控机床关键技术分类1.1按照系统的特点分类按照系统的特点来进行数控机床的分类可以包括：直线数控系统、点位数控系统、轮廓数控系统三种机床类型。
不同的机床运动轨迹不同，点位数控系统是需要对数控机床移动部件进行点位式的位置移动，运动轨迹几乎没有要求，只要求点位的准确；直线数控系统必须保持两次位移之间的轨迹准确和点位准确；轮廓数控系统则需要以轴的方式对数控系统进行控制，运动的过程可以通过精准的调整来实现加工轨迹的曲线化以及加工结果的曲面化[1]。
1.2按进给伺服系统类型分类按数控系统的进给伺服系统有无位置测量装置，可分为开环数控系统和闭环数控系统。
浅谈数控技术的发展现状及趋势摘要：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。
数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。
它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
关键字：数控技术现状趋势一、国内外数控技术的发展现状随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。
在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，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、智能化起着举足轻重的作用。
目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。
加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。
CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。
在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。
浅谈我国数控机床的发展方向及发展对策在国际贸易中，很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的主要机电出口产品。
世界贸易强国在进行国内机电产品贸易的同时，把高技术的机电产品出口打入国际市场，作为发展出口经济的重要战略措施。
标签：数控机床发展趋势智能化柔性化数控机床技术的发展自1953年美国研制出第一台三坐标方式升降台数控铣床算起，至今已有50年历史了。
我国数控技术研究从1958年起步，国产的第一台数控机床是北京第一机床厂生产三坐标数控铣床。
虽然从时间上看只比国外晚了几年，但由于种种原因，数控机床的技术在我国的发展却一直落后于国际水平。
近年来，我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强，无论在精度、速度、性能，还是智能化方面都取得了一定成绩。
我国数控机床励精图治，已逐渐步入良性发展阶段。
一、数控机床的发展方向数控机床的发展，与国家基础工业的研究与发展情况是密切相关的。
在一些发达国家，诸如轴承、材料、测试手段、刀具、润滑液（冷却液）、0型圈等机床配套件的工业已达到相当高的水准，这些配套工业反过来又促进了机床业的发展与提高。
近几年，数控机床的发展方向表现在以下几方面：1.高速主轴技术有了突破性发展2.磁浮轴承，利用通过线圈的电流使磁铁产生磁力将转子（主轴）浮起在轴承中心工作，这是目前电气主轴的主要发展方向。
3.为了改善和提高高速切削机床的进给系统性能，近年来国外采用直线电机进给驱动的日见增多。
4.快速金属原型制造又称激光工程净型（LENS）技术，现在这项技术的生产成本很高，但却是制造业发展的方向之一。
5.虚拟轴机床开始实用化6.柔性自动化技术应用普及化。
二、我国数控机床发展存在的的问题由于中国技术水平和基础工业还比较落后，数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比，差距还很大，尤其是数控系统的可靠性还较差，数控产业尚未真正形成，因此，加速进行中国数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善我国数控机床和数控产业成了我国的主要任务。
数控技术的现状及发展趋势作者：闫俊英来源：《科教导刊·电子版》2017年第20期摘要近半个世纪以来，随着自动控制技术微电子技术及机械制造技术的快速发展，数控技术也迅速发展为一项综合性的高新技术。
数控技术是通过数字化的信息对机器运动及加工过程进行控制的一种先进技术。
数控系统由数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置及检测反馈装置等部分组成。
数控技术对现代制造业的影响是重大的，用数控技术控制加工的机床称为数控机床。
数控技术也是自动化制造技术的基础，它综合了计算机、自动控制、自动检测和精密机械等高新技术。
关键词数控趋势自动化中图分类号：TH16 文献标识码：A0引言数控系统是数字控制系统简称，早期是由硬件电路构成的称为硬件数控，1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。
计算机数控（简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。
CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。
1数控技术的发展历程及现状1946年诞生了世界上第一台电子计算机，6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。
从此，传统机床产生了质的变化.我国的数控系统为传统的封闭式结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。
近年来，国内的经济飞速发展，数控技术成为提高生产效率的关键性技术。
客观的说，我国的机械制造业发展相对滞后，对西方发达国家的制造经验和经营理念需要大量的借鉴和吸收，才有可能实现传统的机械生产模式向现代化的生产模式的转变。
因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
2数控技术的发展趋势数控技术的产生不仅给传统制造业带来了历史性的变化，同时也让制造业荣升为工业化的代表。
近年来我国的数控技术得到了飞速发展，应用领域也由原本的狭小领域不断扩充，这一系列的影响使数控技术对我国的很多重要行业的发展起着举足轻重的作用。
浅谈数控技术的发展趋势
摘要：随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。
随着这些技术的应用以及加工对象的多样化和复杂化，数控技术向功能复合化、高精度化、高速化、控制智能化、系统化、体系开放化、驱动并联化、极端化(大型化和微型化)、新型功能部件、高可靠性、加工过程绿色的方向发展。
航空航天、汽车、能源和医疗四个重点应用领域四大产业的发展将对先进制造技术的应用和机床工业调整产生重大影响，我国的数控技术还必须解决产业结构调整、可靠性问题、关键功能部件问题、产业结构重组等问题，缩小和国际水平的差距。
关键词：复合机床超精密加工和高速加工机床开放化柔性化集成化开放网络化驱动并联化智能化极端化国外数控技术的发展：云计算，利用Internet网络计算机资源，以代替购买自用计算机；叠加制造，应用激光堆积方法，即应用激光使粒状物质按层状适时堆积成零件，叠加制造可用于融模制造、印刷、立体照相等；纳米技术和微制造，采用微型金属机床进行加工；机器人与自动化，数控机床与机器人的集成柔性单元，强调可靠性、实用性、使用效益和环境要求。
1、加工中心、复合机床：日本马扎克公司机床采用滚柱直线导轨；DMG公司的车铣复合加工机床，复合车铣和转台全部采用直驱技术；MORISEI公司立式复合机床，具有热补偿冷却系统，带有自动
送料装置；SPECHT500HNC公司的车铣复合立式加工中心，附带有液氮装置，以冷却加工刀具和工件；Makino公司的卧式加工中心，主轴采用智能控制技术，主轴有冷却系统，可与Makino公司自产的工业机器人自动化单元（MMC-R）集成使用。
（2）、超精密加工和高速加工机床：YASDA 公司的精密微加工中心，采用直线电机驱动，亚微米级精度；Sodick公司的高速加工中心，三坐标直线电机驱动，桥式高刚度机床结构，蓝色激光测量系统，高速高转矩，高速硬切削。
（3）、数控磨床：瓦尔特公司的工具磨床采用直线电机驱动，机床可以夹持0.50mm~12.7mm范围内的工件，并且可以内装FANUC 的自动上下料机械手来提高自动化程度，X2轴可以实现在工具磨削前自动对中功能。
（4）、数控车床：哈挺公司的“超精密”车削中心，其X、Z轴重复定位精度达0.76um，零件表面粗糙度零件圆度0.25um，径向公差3um，分辨率0.0001mm，刀塔分度重复定位精度1.52um。
该机床使用BMT-45模块化动力刀盘，刀具径向跳动仅为3um，可对零件进行一次装卡完全加工；Hembrug公司的车削中心，机床滑板和主轴都采用静动压轴承，床身采用天然花岗石材料，具有极佳的吸震性、刚性和热稳定性，加工零件的几何精度可以达到2um，表面粗糙度最高可以达到0.1um，主轴径向跳动也仅为0.1 um。
（4）、数控系统：Fanuc公司的30i/31i/32i/35i-ModelB数控系统，在ModelB 系列上Fanuc将CNC到主轴的信号线改为FSSB光缆，极
大提高了传输速度和抗干扰性能，该系统增加触摸屏控制面板和嵌入以太网。
国内数控现状：产业规模高速发展，高端产品滞后，功能部件国产化水平低。
数控机床在我国的具有以下几方面的发展趋势：
⑴高速、高精效化:采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带有高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等措施，提高机床的高速高精高效化。
⑵功能复合化和多轴化：复合机床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，以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工；数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。
⑶实时智能化：智能化是指工作过程智能化，利用计算机、信息、网络等智能化技术，对数控机床加工过程配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统,在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前反馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制等加工过程智能监控，可以实现工件装夹定位自动找正刀具直径和长度误差测量，加工过程刀具磨损和破损诊断，零件装卸物流监控，自动进行补偿，调整自动更换刀具等，智能监控系统对机床的机械、电气、液
压系统出现故障自动诊断、报警、故障显示等，直至停机处理。
（4）驱动并联化：并联运动机床在机床主轴（一般为动平台）与机座（一般为静平台）之间采用多杆并联联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。
（5）、柔性化：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
（6）用户界面图形化：通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程，三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真，不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
（7）、科学计算可视化：在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计，参数自动设定，刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
（8）、插补和补偿方式多样化：多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS 插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A B C样条)、多项式插补等；多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿，象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿
等。
（9）、集成化：采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA 、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。
（10）、模块化：硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，做成标准的系列化产品。
（11）、网络化开放式闭环数控系统：机床联网网络化可进行远程控制和无人化操作，通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上；基于光纤的串行通信网络化开放式闭环数控系统，充分利用网络信息技术,实现全球制造资源的共享,支持跨地区跨平台的全球制造；远程故障诊断专家智能系统的应用，使数控系统具有在线技术和服务后援。
在线服务可以根据用户要求随时接通Internet接受远程服务，发展成柔性制造单元和智能网络工厂，并进一步向制造系统可重组的方向发展。
（12）、极端制造化：极端制造技术是指极大型、极微型、极精密型等极端条件下的制造技术，是数控机床技术发展的重要方向。
重点研究微纳机电系统的制造技术、超精密制造、巨型系统制造等相关的数控制造技术，检测技术及相关的数控机床研制，如微型、高精度、远程控制手术机器人的制造技术和应用，应用于制造大型电站设备、大型舰船和航空航天设备的重型、超重型数控机床的研制；IT产业等
高新技术的发展需要超精细加工和微纳米级加工技术，研制适应微小尺寸的微纳米级加工新一代微型数控机床和特种加工机床，极端制造领域的复合机床的研制等。
结论：目前，在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。
以数字化为特征数控机床是柔性化制造系统和敏捷化制造系统的基础装备、其总的发展趋势是高精化、高速化、柔性化、智能化和集成化并注重工艺适用性和经济性。
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机制08-2班：张海生
学号：310804010229。
