數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的突飛猛進(jìn)為數(shù)控機(jī)床的技術(shù)進(jìn)步提供了條件奠宜。為了滿足市場的需要包颁，達(dá)到現(xiàn)代制造技術(shù)對數(shù)控技術(shù)提出的更高的要求，當(dāng)前压真，世界數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展主要體現(xiàn)為以下幾方面技術(shù)特征：

　　1徘六、高速、高效

　　機(jī)床向高速化方向發(fā)展榴都，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本漠其，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度嘴高。超高速加工技術(shù)對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)和屎、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性拴驮。

　　20世紀(jì)90年代以來春瞬，歐、美守犯、日各國爭相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床费犯，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元（電主軸飘示，轉(zhuǎn)速15000－100000R／MIN）、高速且高加／減速度的進(jìn)給運(yùn)動部件（快移速度60～120M／MIN，切削進(jìn)給速度高達(dá)60M／MIN）如癌、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破惹你，達(dá)到了新的技術(shù)水平。隨著超高速切削機(jī)理塞俗、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具颤赤，大功率高速電主軸、高加／減速度直線電機(jī)驅(qū)動進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決皱埋，為開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床提供了技術(shù)基礎(chǔ)暑锈。

　　目前，在超高速加工中拧移，車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000～8000M／MIN以上哀卿；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)／分（有的高達(dá)10萬R／MIN）以上；工作臺的移動速度（進(jìn)給速度）：在分辨率為1微米時舆瘪，在100M／MIN（有的到200M／MIN）以上片效，在分辨率為0.1微米時，在24M／MIN以上英古；自動換刀速度在1秒以內(nèi)淀衣；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12M／MIN。

　　2召调、高精度

　　從精密加工發(fā)展到超精密加工膨桥，是世界各工業(yè)強(qiáng)國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級唠叛，乃至納米級（《10NM）只嚣，其應(yīng)用范圍日趨廣泛。

　　當(dāng)前艺沼，在機(jī)械加工高精度的要求下册舞，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由±10μM提高到±5μM；精密級加工中心的加工精度則從±3～5μM障般，提高到±1～1.5μM调鲸，甚至更高；超精密加工精度進(jìn)入納米級（0.001微米）瘾枉，主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到0.01～0.05微米称痊，加工圓度為0.1微米贼欧，加工表面粗糙度RA＝0.003微米等。這些機(jī)床一般都采用矢量控制的變頻驅(qū)動電主軸（電機(jī)與主軸一體化）缸日，主軸徑向跳動小于2μM勤友，軸向竄動小于1μM，軸系不平衡度達(dá)到G0.4級绝话。

　　高速高精加工機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動李联，主要有“回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加精密高速滾珠絲杠”和“直線電機(jī)直接驅(qū)動”兩種類型。此外鳞爱，新興的并聯(lián)機(jī)床也易于實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給毕蠢。

　　滾珠絲杠由于工藝成熟，應(yīng)用廣泛便师，不僅精度能達(dá)到較高（ISO34081級）雁唁，而且實(shí)現(xiàn)高速化的成本也相對較低，所以迄今仍為許多高速加工機(jī)床所采用刮粥。當(dāng)前使用滾珠絲杠驅(qū)動的高速加工機(jī)床最大移動速度90M／MIN车份，加速度1.5G。

　　滾珠絲杠屬機(jī)械傳動牡彻，在傳動過程中不可避免存在彈性變形扫沼、摩擦和反向間隙，相應(yīng)地造成運(yùn)動滯后和其它非線性誤差庄吼，為了排除這些誤差對加工精度的影響缎除，1993年開始在機(jī)床上應(yīng)用直線電機(jī)直接驅(qū)動，由于是沒有中間環(huán)節(jié)的“零傳動”总寻，不僅運(yùn)動慣量小器罐、系統(tǒng)剛度大、響應(yīng)快渐行，可以達(dá)到很高的速度和加速度轰坊，而且其行程長度理論上不受限制，定位精度在高精度位置反饋系統(tǒng)的作用下也易達(dá)到較高水平祟印，是高速高精加工機(jī)床特別是中肴沫、大型機(jī)床較理想的驅(qū)動方式。目前使用直線電機(jī)的高速高精加工機(jī)床最大快移速度已達(dá)208M／MIN蕴忆，加速度2G明因，并且還有發(fā)展余地。

　　3泡煌、高可靠性

　　隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展扭皿，數(shù)控機(jī)床的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機(jī)床制造商追求的目標(biāo)。對于每天工作兩班的無人工廠而言颁音，如果要求在16小時內(nèi)連續(xù)正常工作姨篮，無故障率在P（T）＝99％以上，則數(shù)控機(jī)床的平均無故障運(yùn)行時間MTBF就必須大于3000小時恕下。我們只對一臺數(shù)控機(jī)床而言截抄，如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：1（數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個數(shù)量級）。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時桥庵，而其中的數(shù)控裝置掰弯、主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于10萬小時。

　　當(dāng)前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時以上氯鲫，驅(qū)動裝置達(dá)30000小時以上窍颗，但是，可以看到距理想的目標(biāo)還有差距倾祈。

　　4吸占、復(fù)合化

　　在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運(yùn)、上下料凿宾、安裝調(diào)整矾屯、換刀和主軸的升、降速上初厚，為了盡可能降低這些無用時間件蚕，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機(jī)床上，因此产禾，復(fù)合功能的機(jī)床成為近年來發(fā)展很快的機(jī)種排作。

　　柔性制造范疇的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序亚情，自動進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工妄痪，以完成一個復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑势似、鉆拌夏、鏜、磨履因、攻絲辰诉、鉸孔和擴(kuò)孔等多種加工工序。就棱體類零件而言越客，加工中心便是最典型的進(jìn)行同一類工藝方法多工序復(fù)合加工的機(jī)床敏袄。事實(shí)證明，機(jī)床復(fù)合加工能提高加工精度和加工效率瀑兜，節(jié)省占地面積特別是能縮短零件的加工周期坚为。

　　5、多軸化

　　隨著5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)和編程軟件的普及按翅，5軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個開發(fā)熱點(diǎn)尿绕，由于在加工自由曲面時想阎，5軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速唧整，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率瓤梦，而在3軸聯(lián)動控制的機(jī)床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，因此啊沟，5軸聯(lián)動機(jī)床以其無可替代的性能優(yōu)勢已經(jīng)成為各大機(jī)床廠家積極開發(fā)和競爭的焦點(diǎn)辙使。

　　最近，國外還在研究6軸聯(lián)動控制使用非旋轉(zhuǎn)刀具的加工中心茶宵，雖然其加工形狀不受限制且切深可以很薄危纫，但加工效率太低一時尚難實(shí)用化。

　　6乌庶、智能化

　　智能化是21世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個大方向种蝶。智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制安拟、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工蛤吓，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動，以解決加工過程許多不確定性的糠赦、要由人工干預(yù)才能解決的問題会傲。智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：

　　為追求加工效率和加工質(zhì)量的智能化，如自適應(yīng)控制拙泽，工藝參數(shù)自動生成淌山；

　　為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制顾瞻、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算泼疑、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等株速；

　　簡化編程闸声、簡化操作的智能化，如智能化的自動編程唉箩，智能化的人機(jī)界面等贿叉；

　　智能診斷、智能監(jiān)控交鹊，方便系統(tǒng)的診斷及維修等净纬。

　　世界上正在進(jìn)行研究的智能化切削加工系統(tǒng)很多，其中日本智能化數(shù)控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性酥盼。

　　7打洋、網(wǎng)絡(luò)化

　　數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化，主要指機(jī)床通過所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控機(jī)床一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)剥跃，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部绪痘，這就是所謂INTERNET／INTRANET技術(shù)。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展笙寻，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念暇昂。數(shù)字制造，又稱“E－制造”伴嗡，是機(jī)械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國際先進(jìn)機(jī)床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式从铲。隨著信息化技術(shù)的大量采用瘪校，越來越多的國內(nèi)用戶在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。機(jī)械制造企業(yè)在普遍采用CAD／CAM的基礎(chǔ)上名段，越加廣泛地使用數(shù)控加工設(shè)備阱扬。數(shù)控應(yīng)用軟件日趨豐富和具有“人性化”。虛擬設(shè)計伸辟、虛擬制造等高端技術(shù)也越來越多地為工程技術(shù)人員所追求麻惶。通過軟件智能替代復(fù)雜的硬件，正在成為當(dāng)代機(jī)床發(fā)展的重要趨勢信夫。在數(shù)字制造的目標(biāo)下窃蹋，通過流程再造和信息化改造，ERP等一批先進(jìn)企業(yè)管理軟件已經(jīng)脫穎而出静稻，為企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益警没。

　　8、柔性化

　　數(shù)控機(jī)床向柔性自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點(diǎn)（數(shù)控單機(jī)胚僧、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床）患赏、線（FMC、FMS渡厦、FTL界北、FML）向面（工段車間獨(dú)立制造島、FA）审鸿、體（CIMS扇收、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)）的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展粟辛。柔性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段氨案，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)芙掖。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性锻刺、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓懂版、完善鹃栽；CNC單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展躯畴；數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD民鼓、CAM、CAPP蓬抄、MTS聯(lián)結(jié)丰嘉，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放嚷缭、集成和智能化方向發(fā)展饮亏。

　　9、綠色化

　　21世紀(jì)的金切機(jī)床必須把環(huán)保和節(jié)能放在重要位置阅爽，即要實(shí)現(xiàn)切削加工工藝的綠色化路幸。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上，這主要是因?yàn)榍邢饕杭任廴经h(huán)境和危害工人健康付翁，又增加資源和能源的消耗简肴。干切削一般是在大氣氛圍中進(jìn)行，但也包括在特殊氣體氛圍中（氮?dú)庵邪俨唷⒗滹L(fēng)中或采用干式靜電冷卻技術(shù)）不使用切削液進(jìn)行的切削尚羽。不過，對于某些加工方式和工件組合惕仪，完全不使用切削液的干切削目前尚難與實(shí)際應(yīng)用斜回，故又出現(xiàn)了使用極微量潤滑（MQL）的準(zhǔn)干切削。目前在歐洲的大批量機(jī)械加工中掸阶，已有10～15％的加工使用了干和準(zhǔn)干切削凳贰。對于面向多種加工方法／工件組合的加工中心之類的機(jī)床來說，主要是采用準(zhǔn)干切削窟著，通常是讓極微量的切削油與壓縮空氣的混合物經(jīng)由機(jī)床主軸與工具內(nèi)的中空通道噴向切削區(qū)哗励。在各類金切機(jī)床中，采用干切削最多的是滾齒機(jī)危暇。

　　總之界橱，數(shù)控機(jī)床技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展提供了良好的條件，促使制造業(yè)向著高效托祖、優(yōu)質(zhì)以及人性化的方向發(fā)展丛君。可以預(yù)見舟肉，隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用修噪，制造業(yè)將迎來一次足以撼動傳統(tǒng)制造業(yè)模式的深刻革命查库。

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