1引言

從20世紀中葉數控技術(shù)出現以來(lái)， 閥門(mén)雙面機床給機械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工，，減輕操作者勞動(dòng)強度、勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現代化以及經(jīng)濟效益的提高。數控機床是 一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求復制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點(diǎn)及其應用范圍使其成為國民經(jīng)濟和建設發(fā)展的重要裝備。

進(jìn)入21世紀，我國經(jīng)濟與接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機床制造業(yè)既面臨著(zhù)機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入世界貿易組織后激烈的市場(chǎng)競爭的壓力，加速推進(jìn)數控機床的發(fā)展是 解決機床制造業(yè)持續發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著(zhù)制造業(yè)對數控機床的大量需求以及計算機技術(shù)和現代設計技術(shù)的進(jìn)步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應生產(chǎn)加工的需要。本文簡(jiǎn)要分析了數控機床高速化、化、復合化、智能化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò )化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數控機床發(fā)展中存在的一些問(wèn)題。

2數控機床的發(fā)展趨勢

2.1高速化

隨著(zhù)汽車(chē)、、航空航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應用，對數控機床加工的高速化要求越來(lái)越高。

(1)主軸轉速：機床采用電主軸(內裝式主軸電機)，主軸較高轉速達200000r/min；

(2)進(jìn)給率：在分辨率為0.01μm時(shí)，較大進(jìn)給率達到240m/min且可獲得復雜型面的加工；

(3)運算速度：微處理器的發(fā)展為數控系統向高速、方向發(fā)展提供了，出CPU已發(fā)展到32位以及64位的數控系統，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運算速度的提高，使得當分辨率為0.1μm，0.01μm時(shí)仍能獲得高達24~240m/min的進(jìn)給速度；

(4)換刀速度：目前加工中心的刀具交換時(shí)間普遍已在1s左右，高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設計成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時(shí)間僅0.9s。

2.2化

三面數控鏜孔機床精度的要求現在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動(dòng)精度、熱變形以及對振動(dòng)的監測和補償越來(lái)越獲得重視。

(1)提高CNC系統控制精度：采用高速插補技術(shù)，以微小程序段實(shí)現連續進(jìn)給，使CNC控制單位化并采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測精度(日本已裝有106脈腳轉的內藏位置檢測器的交流伺服電機，其位置檢測精度可達到0.1μm/脈沖)，位置伺服系統采用前饋控制與非線(xiàn)性控制等方法；

(2)采用誤差補償技術(shù)：采用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償等技術(shù)，對設各的熱變形誤差和空間誤差進(jìn)行綜合補償。研究結果表明，綜合誤差補償技術(shù)的應用可將加工誤差減少60%一80%；

(3)采用網(wǎng)格解碼器檢查和提高加工中心的運動(dòng)軌跡精度，并通過(guò)仿真預測機床的加工精度，以機床的定位精度和重復定位精度，使其性能長(cháng)期穩定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務(wù)，并零件的加工質(zhì)量。

2.3功能復合化

復合機床的含義是 指在一臺機床上實(shí)現或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特點(diǎn)可分為工藝復合型和工序復合型兩類(lèi)。工藝復合型機床如鎖銑鉆復合—加工中心、車(chē)銑復合—車(chē)削中心、銑鎖鉆車(chē)復合—復合加工中心等；工序復合型機床如多面多軸聯(lián)動(dòng)加工的復合機床和雙主軸車(chē)削中心等。采用復合機床進(jìn)行加工，減少了工件裝卸、更換和調整刀具的輔助時(shí)間以及中間過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產(chǎn)品制造周期，提高了生產(chǎn)效率和制造商的市場(chǎng)反應能力，相對于傳統的工序分散的生產(chǎn)方法具有明顯的優(yōu)越。

加工過(guò)程的復合化也導致了機床向模塊化、多軸化發(fā)展。車(chē)削加工中心是 模塊化結構，該加工中心能夠完成車(chē)削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復雜零件的全部加工。隨著(zhù)現代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯(lián)動(dòng)數控機床越來(lái)越受到各大企業(yè)的歡迎。