淺談數控技術的發展趨勢

史洪松

【摘 要】我國進入了第十二個五年計劃，經濟建設永遠是我國現代化建設的主基調。作為現代化制造工業的快速發展，發展我國數控技術及裝備、提高我國制造業信息化水平和國際競爭能力是非常重要的。我國的數控技術也將順應潮流，向前發展。

【關鍵詞】數控技術；數控系統

數控技術是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。從數控技術及其裝備的發展趨勢來看，主要有運行高速化、加工高精化、功能復合化、控制智能化、體系開放化、驅動并聯化和交互網絡化。

一、高速、高精、高效加工

為了能夠使產品具有更高的質量、更高的檔次，就需要更高的加工精度。近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3μm～5μm，提高到1μm～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級（0.01μm）。為了提高加工的效率，則需要提高加工的速度與自動化控制的水平。首先是更高的進給速度，在分辨率為1um的情況下，已經可以達到240m/min，并且在這么快的速度下，還能夠對復雜型面進行高精度加工。其次主軸的轉速已然能夠達到200000r/min，主軸轉速的加速度能夠達到一個g。最后自動化程度較高的換刀過程，可以做到刀到刀0.9s，切削到切削2.8s。還有自動物料的裝卸，自動檢測等等過程，速度都越來越快。

二、加工功能多樣化

各種加工中心的加工范圍可以有更大拓展，一臺數控加工設備可以實現更多的加工工藝融于一身。例如銑鏜鉆磨復合加工中心，能夠實現四種加工工藝的集成，加工的效率與范圍都有非常大的提高。多軸聯動的數控機床是數控技術加工功能多樣化的集中變現，例如采用5軸聯動的數控加工中心對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小，因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床的發展。

三、智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

未來的數控裝備將是具相當的智能化的系統，智能化的內容體現在為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程自適應控制，工藝參數自動生成、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、智能化的自動編程、智能化的人機界面等。而且數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象，形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。

四、重視新技術標準、規范的建立

開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性。美歐西方發達國紛紛實施戰略發展計劃，并進行開放式體系結構數控系統規范的研究和制定，我國早在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定，加大積極參與世界多國關于數控技術在世界范圍內的開放式系統的研發。數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述加工方式，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEP-NC），其目的是提供一種不依賴于具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。STEP-NC的出現對于數控技術的發展乃至整個制造業，將產生深遠的影響。在新的標準下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網絡化發展的方向。STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙、加工程序編制時間和加工時間。

參 考 文 獻

[1]龐林花.我國數控機床市場分析[M].北京：機電產品市場雜志.2011

[2]李佳特.數控技術的發展趨勢[N].北京：中國機電日報.2011～09

[3]楊紅華.數控機床技術發展現狀[J].湖南農機.2008（3）：188～189