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国内数控机床技术的五大方向
国产数控机床走过了50年发展的漫长历程，在近10年来得到了较快发展，特别是得到了政府的重视，设立了重大技术攻关专项，有效地促进了数控机床的发展。下面小编为大家整理了关于国内数控机床技术的五大方向的相关介绍，大家可以参考一下。
目前，国产数控机床可供品种达1500多种，2010年数控金属切削机床保有量约为150万台(其中进口超过40万台)，仅金属切削机床的年产量就超过了16万台、2011年1~10月份累计达到21.8万台、全年可达到25万台左右。国产品牌数控机床的数量和价值占国内市场50%以上。在代表先进技术水平的五轴联动和复合加工中心、数控系统和其他配套技术产品方面也都取得了新进展。本文主要围绕数控技术发展与差距展开讨论。
追求高生产率
为了追求机械制造的高生产率，促进数控设备向加工复合化(工序复合和工艺复合)、高速化、智能化、网络化、工艺参数优化方向发展。
1复合化
数控机床复合加工，主要指工序集中化、复合化和工艺复合化。
1.1工序集中化、复合化
自从20世纪70年代末，随着三联动加工中心开始用于机械制造，开始进入机械加工工序集中化时代。20世纪80年代，我国自制的三联动加工中心也开始在机械制造中得到应用，主要是用于箱体件和模具加工。在一次装卡中就可以实现镗、铣、钻、攻丝等多道工序，提高了加工效率和精度。
1.2工艺复合
工艺复合加工在国内还不多见。沈阳机床集团SCHIESS公司开发的VTM3501立式车铣磨及激光淬火复合加工中心。可实现车、镗、钻、攻丝、铣、磨及激光淬火等加工。该机床把冷加工工艺和热加工工艺复合在一起，大幅提高了生产效率。
2高速化
为实现数控加工高速化，传动系统采用直驱技术，数控系统采用高速运算处理技术。
2.1直驱技术
为了提高生产效率，数控机床传动部件逐步采用直驱技术。主轴采用电主轴直驱，进给采用直线电机驱动，回转工作台采用力矩电机直驱，五轴联动的摆角万能头采用力矩电机直驱等。
2.2数控系统高速运算处理技术
高速直驱进给要求数控系统运算速度快，采样周期短，具有足够的超前路径加(减)速优化程序段预处理能力。较先进的数控系统可预处理几千和几万个程序段。在多轴联动控制时可根据预处理缓冲区的G代码进行加减速优化处理。为保证加工速度，第六代数控系统每秒可进行2000~10000次进给速度改变。
3智能化
为追求数控机床加工效率和加工质量，数控系统不但有自动编程、前馈控制、模糊控制、自学习控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等智能化功能，并有故障诊断专家系统，使自诊断和故障监控功能更趋于完善。伺服驱动系统智能化，能自动感知负载变化，自动优化调整参数。
国产数控系统正在努力朝智能化方向发展，引入了一些智能化技术。比如华中的“中华8型”和凯恩帝K1000TIV型等，数控系统都具有自诊断功能、状态实时显示和故障实时报警等智能化功能，并都在进一步丰富和完善智能化技术。
4开放化和网络化
数控装置的开放化可以更容易地实现智能化网络化制造，有效地促进生产效率的提高。
4.1开放化
开放式数控装置是指硬件、软件和总线对用户是开放的。开放式数控装置最主要的优点是具有更好的通用性、灵活性、适应性和可扩展性，可以满足用户二次开发的要求。
4.2网络化
网络化有利于信息共享和提高生产效率。有资料介绍在多品种小批量生产中，1台数控机床用于切削的时间只占机动时间的25%~35%，联成网络后，可以提高到60%~65%。
5优化工艺参数提高效率
数控加工采用的工艺参数是否合理，对于提高生产效率和保证加工质量非常重要，必须逐步进行优化并建立工艺数据库。
我国数控设备生产企业也应该提供这方面的技术和服务。采用工艺优化参数不但可以提高生产效率和提高加工质量，而且对节省材料、节能减排，实现绿色制造有着重要意义。
追求高精度高质量
追求数控机床加工工件的高精度和高质量。首先数控机床本身必须具有这样的性能。为此，数控机床在结构和布局上，在材料选用上必须考虑到提高刚性和承载能力，以保证实现高精度;同时数控系统、伺服驱动系统、传动系统和测量传感器等也必须具有高分辨率、高精度的性能，才能满足加工工件高精度、高质量的要求。
1结构布局
为了实现功能和提高刚性，数控车床、车削中心、立式加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心、车铣复合加工中心等在结构布局方面发生了深刻变化。
2采用新材料提高刚性
用于数控机床的优质新材料的开发与应用，有利于提高数控机床整体刚性和精度，非常重要。
此外，还有资料显示，蜂窝状材料、水泥材料、天然花岗岩石材等也有用于数控设备的情况。重视新型材料的开发与应用，必然使机床结构设计和性能发生变革。
3高精度插补数控系统
高位数CPU(64位)在数控装置上的应用，高速纳米级插补运算、高分辨率伺服等功能为提高数控机床精度做出重要贡献。
在数控机床上应用的CPU，从20世纪80年代的16位发展到现在的64位，其频率也从原来的5MHZ、10MHZ提高到上千MHZ。CPU的发展进一步提高了运算速度和分辨率(0.1μm、0.01μm)。国产数控系统开始采用64位CPU，可实现微米级精度插补，但与国外先进数控系统相比还有距离。
扩展资料：
数控机床机构简介
数控（英文名字：Numerical Control 简称：NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控(Computerized Numerical Control )，简称CNC，国外一般都称为CNC，很少再用NC这个概念了。 它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。
数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Computerized Numerical Control），它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。
传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了，数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。这就是我们说的数控加工。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域，更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。
数控车床又称为CNC车床，即计算机数字控制车床，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。
数控车床自五十年代问世以来，由于在单件生产、小批量生产中，使用数控车床加工复杂形状的零件，不仅提高了劳动生产率和加工质量，而且缩短了生产准备周期和降低了对工人技术熟练程度的要求。因此它成了单件、小批量生产中实现技术革新和技术革命的一个重要的发展方向。世界各国也都在大力发展这种新技术。
我们知道，对于大批量生产的零件，使用自动化和半自动化的车床已能实现生产过程的自动化。但是，对于单件、小批量生产的零件，实现自动化一直是个难题。在过去相当长的一段时间内，总是无法圆满解决。尤其是在加工形状复杂的、加工精度要求高的零件，一直在自动化的道路上处于停顿状态。虽然有些应用仿形装置解决了一部分，但是实践证明，仿形车床还是不能彻底地解决这一问题。
数控车床（机床）的出现，为从根本上解决这一问题开辟了广阔的道路，所以成为机械加工中的一个重要发展方向。
数控机床特点
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。
数控机床与普通机床相比，数控机床有如下特点：
●加工精度高，具有稳定的加工质量；
●可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
●加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；
●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；
●机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；
●对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
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