淺談數控技術的發(fā)展趨勢

【摘 要】數控技術的應用使傳統(tǒng)制造業(yè)產生了革命性的變化，數控技術的飛速發(fā)展和應用領域的不斷擴大，使其對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用，數字現代化進程已是發(fā)展的大趨勢。

【關鍵詞】趨勢；發(fā)展

從現在世界上數控技術及其裝備發(fā)展的總體趨勢來看，其主要有下幾個方面的研究方向。

一、高速度、高精度加工的新趨勢

實現了加工的高度速、高精度就可以可極大地提高生產效率，提高產品質量，能夠縮短生產周期從而提高市場競爭能力。因此數刻技術已經成為了21世紀的重點研究方向之一。甚至有人提出數控技術的發(fā)展是第四次工業(yè)革命的開端。

在轎生產領域，每40秒將生產一輛汽車，年產量為30萬輛，而且汽車的生產需要上萬種零部件需要加工，這是汽車產業(yè)必須解決的重點問題；在航空、航天領域，需要加工的零部件以薄壁和薄筋為主，其剛性很差，生產材料主要為鋁或鋁合金，因此只有在高速切削并且切削力很小的情況下，才能進行加工。現在只有高速、高精和高柔性的方式進行加工才能解決這些問題。

現在高速加工中心的進給速度已經可達80m/min，有的甚至更高，空運行速度已經可達100m/min左右。目前世界上許多汽車生產廠，包括我國的上海大眾汽車公司，已經采用了高速加工中心組成的生產線進行生產。

在提高加工精度方面，近年來，普通數控機床的加工精度已經由10μm提高到5μm，精密加工中心的精度則從3～5μm，提高到了1～1.5μm，并且超精密加工的精度已進入了納米級（0.01μm）。

為了實現進行高速、高精加工，與之配套的承擔功能的部件如主軸電機、直線電機等都得到了快速的發(fā)展，它們的應用領域也得到了進一步擴大。

二、快速發(fā)展的5軸聯動機床和復合加工機床

使用5軸聯動的機床可以實現三維曲面零件的加工，可以得非常高的表面質量，大大提高了生產效率。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以大于2臺3軸聯動機床，尤其是現在使用立方氮化硼等超硬高速銑削刀具材料后，5軸聯動比3軸聯動加工實現了更高的效益。

現在高速電主軸的出現，大為簡化了5軸聯動加工的復合主軸頭結構，降低了其制造難度和成本，使數控系統(tǒng)的價格差距得到了進一步縮小。因此促進了5軸聯動機床和復合加工機床的發(fā)展。

三、智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

開放式效控系統(tǒng)是可以在同一的運行平臺上進行數控系統(tǒng)的開發(fā)，使其面向機床廠家和終極用戶。IEEE關于開放式系統(tǒng)的定義是：開放式系統(tǒng)能有效地運行于不同的平臺之上。可以與其他應用系統(tǒng)相互操縱。并提供與用戶交互的同逐一風格。即所謂互操縱性、可移植性、可伸縮性和可互換性。

智能化數控系統(tǒng)，是指具有擬人智能特征。比如自學習、自適應、自組織、自識別、自規(guī)劃、自修復、自繁殖等。智能數控系統(tǒng)能夠通過進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統(tǒng)的內部狀態(tài)及外部環(huán)境，快速做智能決策，對進給速度、切削深度、坐標移動、主軸轉速等工藝參數進行實時控制，使機床的加工過程處于最佳狀態(tài)。當前數控系統(tǒng)所需要的功能將不只是高的性能（高速、高精度、高可靠性）。而且還包括很多智能功能。

在21世紀智能化數控系統(tǒng)還要應用于新一代數控機床的調整、使用與維修等各個環(huán)節(jié)，大為簡化人工參與。

網絡數控就是通過網絡將制造單元和控制部件進行相連，或將制造過程所需的資源（如加工程序、檢測監(jiān)控儀器等）進行共享。網絡化包括兩個方面：內部網絡和外部網絡。內部網絡是指數控系統(tǒng)內CNC單元與伺服驅動及I/O邏輯控制等單元以現場總線網絡連接。外部網絡指的是數控系統(tǒng)與系統(tǒng)外的其他控制系統(tǒng)或外部上位計算機以網絡連接。通過岡絡實現對設備的遠程控制和無人化操縱、遠程加工程序傳輸、遠程診斷和遠程維修服務、技術服務.并進步機床生產率。

隨著人工智能在計算機領域不斷滲透和發(fā)展，數控系統(tǒng)向智能化發(fā)展。這種高性能的智能化的數控系統(tǒng)不但具有自動編程、前饋控制、內適應切削，工藝參數自天生、運動參數動態(tài)補償等功能，更具特色的是考慮到操縱使的因素而呈現的極為友好的人機界面。

當前采用模糊控制原理的加工數控系統(tǒng)和具有自學習、自建立數學模型、自調整參數的高性能數控機床伺服驅動裝置已有產品并在市場中具有很強的競爭能力。

參考文獻：

[1]庫祥臣，王潤孝，雷建，高琳.數控技術的發(fā)展趨勢及對策.《機床與液壓》，2004年9期

[2]謝情燕.淺談現代數控技術的發(fā)展趨勢.《價值工程》，2011年7期

作者簡介：

劉健（1984～），男，山東聊城人，畢業(yè)于天津工程師范學院，學士學位，初級職稱。endprint