國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床走過了50年發(fā)展的漫長歷程洪灯，在近10年來得到了較快發(fā)展淮辕，特別是得到了政府的重視，設(shè)立了重大技術(shù)攻關(guān)專項(xiàng)棍丽，有效地促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。目前掠佛，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可供品種達(dá)1500多種慈翔，覆蓋了數(shù)控金屬切削機(jī)床、數(shù)控板材加工機(jī)床（數(shù)控沖壓機(jī)床蔽碘、數(shù)控激光加工機(jī)床因镊、火焰切割機(jī)床等）、數(shù)控電加工機(jī)床武慨、工業(yè)機(jī)器人晋劫、三坐標(biāo)測量機(jī)等，種類基本齊全行掰。2010年數(shù)控金屬切削機(jī)床保有量約為150萬臺（其中進(jìn)口超過40萬臺）怎机，僅金屬切削機(jī)床的年產(chǎn)量就超過了16萬臺、2011年1~10月份累計(jì)達(dá)到21.8萬臺、全年可達(dá)到25萬臺左右仲闽。國產(chǎn)品牌數(shù)控機(jī)床的數(shù)量和價值占國內(nèi)市場50%以上脑溢。在代表先進(jìn)技術(shù)水平的五軸聯(lián)動和復(fù)合加工中心、數(shù)控系統(tǒng)和其他配套技術(shù)產(chǎn)品方面也都取得了新進(jìn)展赖欣。本文主要圍繞數(shù)控技術(shù)發(fā)展與差距展開討論屑彻。 

　　不斷追求高質(zhì)量和高效率是機(jī)械制造業(yè)研究的永恒主題和目標(biāo)，是促進(jìn)其工藝裝備發(fā)展的源動力顶吮。工藝要求和變革是機(jī)械制造工藝裝備技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新和變革的根據(jù)和基礎(chǔ)社牲。

　　圍繞質(zhì)量、效率和工藝變革的要求悴了，我國機(jī)械制造工藝裝備——主要是數(shù)控設(shè)備在技術(shù)層面發(fā)生了深刻的變化膳沽。數(shù)控機(jī)床功能不斷豐富，采用了工序让禀、工藝集中化和復(fù)合化技術(shù)；機(jī)床在結(jié)構(gòu)布局和新材料應(yīng)用方面都有了新發(fā)展陨界；數(shù)控技術(shù)在開放化巡揍、智能化、網(wǎng)絡(luò)化菌瘪、高速高精化方面取得了新發(fā)展奸桃。其目的都是為了提高生產(chǎn)效率，提高精度莱芥，保證質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)效益最大化葬陡。   

　　追求高生產(chǎn)率

　　為了追求機(jī)械制造的高生產(chǎn)率，促進(jìn)數(shù)控設(shè)備向加工復(fù)合化（工序復(fù)合和工藝復(fù)合）娩证、高速化阁巨、智能化、網(wǎng)絡(luò)化隐睹、工藝參數(shù)優(yōu)化方向發(fā)展岸寿。

　　1 復(fù)合化

　　數(shù)控機(jī)床復(fù)合加工，主要指工序集中化鹿脯、復(fù)合化和工藝復(fù)合化践斟。
   
　　1.1 工序集中化、復(fù)合化

　　自從20世紀(jì)70年代末抵师，隨著三聯(lián)動加工中心開始用于機(jī)械制造顶赎，開始進(jìn)入機(jī)械加工工序集中化時代。20世紀(jì)80年代坤学，我國自制的三聯(lián)動加工中心也開始在機(jī)械制造中得到應(yīng)用疯坤，主要是用于箱體件和模具加工。在一次裝卡中就可以實(shí)現(xiàn)鏜深浮、銑贴膘、鉆卖子、攻絲等多道工序，提高了加工效率和精度刑峡。

　　2000~2011年是我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展最快的時期洋闽。在此期間，自主開發(fā)了五軸聯(lián)動加工中心突梦、車銑復(fù)合加工中心诫舅、車銑磨復(fù)合加工中心和磨削復(fù)合加工中心等。有的國內(nèi)制造廠商已經(jīng)能夠提供五軸聯(lián)動和多軸聯(lián)動復(fù)合加工中心等宫患，但有一些是屬于重大專項(xiàng)攻關(guān)產(chǎn)品刊懈，有待進(jìn)一步商品化和產(chǎn)業(yè)化。

　　1.1.1 五軸聯(lián)動加工中心

　　國內(nèi)生產(chǎn)五軸聯(lián)動加工中心的廠家正在不斷增加娃闲。如沈陽機(jī)床廠生產(chǎn)的GMC2590μ橋式五軸聯(lián)動加工中心虚汛、VM22120μ立式五軸加工中心、VMC05656e門式五軸加工中心逛徽、HS664RT五軸高速加工中心珊辛；大連機(jī)床產(chǎn)生的VDM500五軸立式加工中心；北京機(jī)電院生產(chǎn)的XKR32G五軸聯(lián)動加工中心和XKH800五軸聯(lián)動葉片加工中心穗免；濟(jì)南二機(jī)床生產(chǎn)的XV2525×60高架式五軸聯(lián)動加工中心等都能實(shí)現(xiàn)一次安裝完成零件的銑障渡、鏜、鉆趋臼、鉸篙袄、攻絲等多道工序。

　　開發(fā)五軸聯(lián)動加工中心有2個關(guān)鍵核心部件技術(shù)難度較大簿翔，一個是雙擺角萬能加工頭（見圖1）接骄；一個是雙軸回轉(zhuǎn)臺（見圖2）。這2種部件國內(nèi)廠商也已開發(fā)出來牺会，但有待進(jìn)一步的完善和商品化剥犯。雙擺角萬能加工頭用于大型機(jī)床，雙擺軸回轉(zhuǎn)臺用于小型機(jī)床铃挠。目前這2種部件都采用直驅(qū)力矩電機(jī)邓星，并裝有編碼器，以提高動態(tài)性能和精度应结。

　　1.1.2 車銑復(fù)合加工中心

　　車銑復(fù)合加工中心既有在數(shù)控車床基礎(chǔ)上開發(fā)出來的刨疼，也有在立式加工中心基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。如南京數(shù)控機(jī)床有限公司生產(chǎn)的CK1840S型車銑復(fù)合加工中心是在數(shù)控車床基礎(chǔ)上開發(fā)出來的鹅龄。該機(jī)床具有雙主軸揩慕、雙刀架、雙C軸和W軸，共7軸迎卤，分為二組三聯(lián)動全閉環(huán)控制拴鸵。其中C軸分辨率達(dá)到0.001°。該機(jī)床對回轉(zhuǎn)體零件一次裝卡可完成車削蜗搔、分度偏心鉆削劲藐、定位銑削等多道工序，即1臺車銑復(fù)合加工中心能完成2臺數(shù)控車床的加工工序樟凄，提高效率1倍聘芜，且因能減少二次安裝誤差而提高了精度。安陽鑫盛機(jī)床股份有限公司生產(chǎn)的CX110立式車銑復(fù)合加工中心缝龄，是在立式加工中心基礎(chǔ)上增加車削裝置開發(fā)出來的磁揽。該機(jī)床具有車、鏜林没、銑伺亭、鉆、鉸婶苦、攻絲等功能呀埠，可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動的五面加工。此外大連機(jī)床開發(fā)的VHT800五軸聯(lián)動車銑復(fù)合加工中心辑蛔、CHD25五軸聯(lián)動車銑復(fù)合加工中心；武漢重型機(jī)床集團(tuán)公司開發(fā)的WHGS7000車銑復(fù)合加工中心等搀薛，也都能實(shí)現(xiàn)零件一次裝卡昔主，完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)和復(fù)雜型面零件的多道工序加工。

　　1.1.3 車銑磨復(fù)合加工中心

　　寧波海天精工機(jī)械有限公司開發(fā)的HTM-V120L數(shù)控立式車銑磨復(fù)合加工中心稻填，工件一次裝卡可完成車字钓、銑、磨多道工序恰壁，還可進(jìn)行重切削高精度加工姊象，適合用于大型軸承加工。

　　1.1.4 車銑磨齒輪加工復(fù)合中心

　　有的車削中心在回轉(zhuǎn)刀架上安裝了第二主軸和砂輪軸晓褪。在第二主軸上也可安裝齒輪刀具加工軸齒輪和蝸輪堵漱，甚至可以實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動，用指型銑刀加工弧齒輪和錐齒輪等涣仿。

　　1.1.5 磨削復(fù)合加工中心

　　上海機(jī)床廠有限公司開發(fā)的H405-BE型數(shù)控復(fù)合磨床勤庐，采用西門子數(shù)控系統(tǒng)分別控制砂輪架和工作臺進(jìn)給，頭架主軸旋轉(zhuǎn)和砂輪架旋轉(zhuǎn)好港，具有外圓磨削和砂輪架自動分度等功能愉镰。一次裝卡可完成內(nèi)外圓和端面自動循環(huán)磨削。

　　1.2 工藝復(fù)合

　　工藝復(fù)合加工在國內(nèi)還不多見。沈陽機(jī)床集團(tuán)SCHIESS公司開發(fā)的VTM3501立式車銑磨及激光淬火復(fù)合加工中心丈探÷荚瘢可實(shí)現(xiàn)車、鏜碗降、鉆隘竭、攻絲、銑遗锣、磨及激光淬火等加工捌养。該機(jī)床把冷加工工藝和熱加工工藝復(fù)合在一起，大幅提高了生產(chǎn)效率宝猩。

　　據(jù)有關(guān)資料顯示螃妨，1臺五軸聯(lián)動加工中心或多工序復(fù)合加工中心比三聯(lián)動加工中心能提高生產(chǎn)效率1倍以上。多軸聯(lián)動和復(fù)合加工不但能提高生產(chǎn)效率孙远，而且減少了二次安裝誤差耐叽，提高了精度和質(zhì)量。國內(nèi)已經(jīng)可以生產(chǎn)五軸聯(lián)動加工中心和多軸聯(lián)動復(fù)合加工中心友熟，但有些屬重大攻關(guān)產(chǎn)品還有待進(jìn)一步商品化和產(chǎn)業(yè)化录抖。

　　2 高速化

　　為實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工高速化，傳動系統(tǒng)采用直驅(qū)技術(shù)栓占，數(shù)控系統(tǒng)采用高速運(yùn)算處理技術(shù)两候。

　　2.1 直驅(qū)技術(shù)

　　為了提高生產(chǎn)效率，數(shù)控機(jī)床傳動部件逐步采用直驅(qū)技術(shù)橡彬。主軸采用電主軸直驅(qū)媳阴，進(jìn)給采用直線電機(jī)驅(qū)動，回轉(zhuǎn)工作臺采用力矩電機(jī)直驅(qū)橄霉，五軸聯(lián)動的擺角萬能頭采用力矩電機(jī)直驅(qū)等窃爷。

　　早在2000年以前，我國就開始了直驅(qū)技術(shù)的研究與開發(fā)姓蜂。目前山東博特精工股份有限公司和洛軸研科技股份有限公司都能生產(chǎn)和供應(yīng)電主軸系列產(chǎn)品按厘，北京首科凱奇電氣技術(shù)有限公司也開發(fā)了直線電機(jī)。用戶對以上產(chǎn)品性能和技術(shù)指標(biāo)反應(yīng)良好钱慢，但與國外先進(jìn)水平相比還有差距逮京。

　　目前，國外先進(jìn)的電主軸單元轉(zhuǎn)速可達(dá)15000~100000r/min束莫，一般的用到40000~50000r/min的較多造虏。采用直線電機(jī)直驅(qū)的進(jìn)給部件既要求速度高，還要求有高的加減速功能麦箍±炫海快速移動速度可達(dá)60~200m/min陶珠，加速度達(dá)2g~10g；工作進(jìn)給可高達(dá)60m/min以上享钞，加速度達(dá)1g~2g揍诽。采用傳統(tǒng)的滾珠絲杠傳動的進(jìn)給部件的進(jìn)給速度為20~30m/min，加速度為0.1g~0.3g泄楷；一般情況下竖枚，進(jìn)給速度為30m/min左右。直驅(qū)比用滾珠絲杠驅(qū)動的進(jìn)給速度提高了1倍以上眠荒，從而減少了輔助時間路棍，提高了生產(chǎn)效率。直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景薄称，但還需進(jìn)一步降低成本和解決發(fā)熱問題攀叼。

　　目前，我國一些廠家開發(fā)的數(shù)控機(jī)床已采用了直驅(qū)技術(shù)丐忠。如濟(jì)南二機(jī)床開發(fā)的XHV2525×60高架式五軸聯(lián)動高速鏜銑加工中心要嘿，x、y軸采用了直線電機(jī)驅(qū)動坦推。北京機(jī)電院開發(fā)的XKR32G五軸聯(lián)動加工中心工作臺的2個回轉(zhuǎn)軸采用力矩電機(jī)直驅(qū)或腔，XKH800五軸聯(lián)動葉片加工中心的主軸采用電主軸直驅(qū)等。國內(nèi)數(shù)控機(jī)床采用直驅(qū)技術(shù)還處于初級階段擅揖，還不普遍蔚便，在性能方面還存在一定差距。而德國DMG公司每年生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床中有1500多臺采用了直驅(qū)技術(shù)豌蟋。德國巨浪公司生產(chǎn)的FZ12KS五軸加工中心廊散，主軸轉(zhuǎn)速達(dá)40000r/min，換刀時間低于0.6s夺饲，進(jìn)給加速度達(dá)1g~2g 奸汇，快速進(jìn)給速度可達(dá)90m/min施符，工件交換時間為2s往声。

　　2.2 數(shù)控系統(tǒng)高速運(yùn)算處理技術(shù)

　　高速直驅(qū)進(jìn)給要求數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算速度快，采樣周期短戳吝，具有足夠的超前路徑加（減）速優(yōu)化程序段預(yù)處理能力浩销。較先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)可預(yù)處理幾千和幾萬個程序段。在多軸聯(lián)動控制時可根據(jù)預(yù)處理緩沖區(qū)的G代碼進(jìn)行加減速優(yōu)化處理听哭。為保證加工速度慢洋，第六代數(shù)控系統(tǒng)每秒可進(jìn)行2000~10000次進(jìn)給速度改變。   

　　3 智能化

　　為追求數(shù)控機(jī)床加工效率和加工質(zhì)量陆盘，數(shù)控系統(tǒng)不但有自動編程普筹、前饋控制败明、模糊控制、自學(xué)習(xí)控制沉沾、工藝參數(shù)自動生成讼狗、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動參數(shù)動態(tài)補(bǔ)償?shù)戎悄芑δ芨锵剑⒂泄收显\斷專家系統(tǒng)硝闸，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨于完善。伺服驅(qū)動系統(tǒng)智能化查袄，能自動感知負(fù)載變化硼挡，自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。   

　　國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)正在努力朝智能化方向發(fā)展仓泣，引入了一些智能化技術(shù)版绢。比如華中的“中華8型”和凱恩帝K1000TIV型等，數(shù)控系統(tǒng)都具有自診斷功能匀挪、狀態(tài)實(shí)時顯示和故障實(shí)時報警等智能化功能败旋，并都在進(jìn)一步豐富和完善智能化技術(shù)。   

　　國外如西門子炎剿、發(fā)那科仁连、三菱生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)融入的智能化技術(shù)更為豐富。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)與之相比還有不少差距阱穗。如西門子的SINUMERIK828D BASICM具有圓柱形零件加工智能坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能饭冬，具有SINUMERIK MDynamics工藝包，含有全部“精優(yōu)曲面”功能揪阶，可以實(shí)現(xiàn)高效加工和獲得加工最佳表面質(zhì)量昌抠。發(fā)那科的Oi-D和OiDMate具有有輪廓智能控制功能、30i/31i/32i/35i-MODELB系列數(shù)控系統(tǒng)是最新的人工智能納米級系統(tǒng)鲁僚，能靈活地支持鏜銑加工中心炊苫、數(shù)控車床多軸聯(lián)動復(fù)合加工機(jī)床等。智能化技術(shù)對于提高數(shù)控加工機(jī)床生產(chǎn)效率有極大的貢獻(xiàn)率冰沙，必須重視侨艾。   

　　4 開放化和網(wǎng)絡(luò)化

　　數(shù)控裝置的開放化可以更容易地實(shí)現(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)化制造，有效地促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高拓挥。  

　　4.1 開放化  

　　開放式數(shù)控裝置是指硬件唠梨、軟件和總線對用戶是開放的。開放式數(shù)控裝置最主要的優(yōu)點(diǎn)是具有更好的通用性侥啤、靈活性当叭、適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，可以滿足用戶二次開發(fā)的要求弦蜀。  

　　4.1.1 NC 和CNC 概念及開放化  

　　目前室午，數(shù)控裝置主要有NC和CNC2種班域。由硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置被稱為NC裝置；由計(jì)算機(jī)硬件和軟件共同組成的數(shù)控裝置被稱為CNC數(shù)控裝置孔菱。硬件是軟件運(yùn)行的物理基礎(chǔ)衰件，軟件是整個CNC運(yùn)行和功能實(shí)現(xiàn)的靈魂。NC正逐步被CNC所取代季础。  

　　CNC數(shù)控裝置硬件除具有CPU擅盏、EPROM、RAM外谦选，還有位置控制器纹硼、手動輸入（MDA）接口、顯示（CRT）接口和PLC接口等投惶，因此CNC數(shù)控裝置是一種專用計(jì)算機(jī)壶缚。   

　　CNC軟件分為管理軟件和控制軟件2種。管理軟件用于管理零件程序的輸入輸出荧关、刀具位置系統(tǒng)參數(shù)溉奕、零件程序顯示、機(jī)床狀態(tài)故障診斷及報警等忍啤〖忧冢控制軟件由譯碼、插補(bǔ)同波、運(yùn)算鳄梅、刀具補(bǔ)償、速度控制未檩、位置控制等軟件組成戴尸。   

　　現(xiàn)代開放式數(shù)控裝置主要是在PC機(jī)平臺上開發(fā)的CNC數(shù)控裝置。我國“華中8型”數(shù)控裝置采用了基于多處理器的開放式軟硬件體系結(jié)構(gòu)和自主創(chuàng)新的總線技術(shù)冤狡。硬件跨平臺孙蒙，軟件可以置換，具有軟硬件多層次開放功能悲雳。北京凱恩帝的K1000TIV數(shù)控裝置采用開放式PLC挎峦，提供調(diào)試軟件支持用戶二次開發(fā)。廣州數(shù)控的GSK25i數(shù)控裝置也采用了開放式PLC条舀，支持PLC梯形圖在線編輯诽泪、診斷及信號跟蹤功能杰赴。   

　　4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范   

　　能否實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝置的開放化與建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范密切相關(guān)喇坊。數(shù)控技術(shù)誕生50多年來，信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)便金，即采用G知掉、M代碼描述如何加工轮贫。顯然，該標(biāo)準(zhǔn)越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的要求戈般。   

　　歐美和日本等國家在20世紀(jì)90年代就開始研究制定了開放式數(shù)控裝置的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范（OMAC蛛跛、OSACA、OSEC）候塞，開發(fā)了開放式數(shù)控裝置并作為發(fā)展戰(zhàn)略痊缎。我國于2000年也開始研究并制定了開放式數(shù)控裝置規(guī)范框架，但還很不完善季键。   

　　4.2 網(wǎng)絡(luò)化   

　　網(wǎng)絡(luò)化有利于信息共享和提高生產(chǎn)效率石勋。有資料介紹在多品種小批量生產(chǎn)中，1臺數(shù)控機(jī)床用于切削的時間只占機(jī)動時間的25%~35%可都，聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)后缓待，可以提高到60%~65%。   

　　數(shù)控的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)渠牲，主要是指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其他控制系統(tǒng)或上位機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制旋炒。數(shù)控系統(tǒng)首先面向企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，然后再經(jīng)因特網(wǎng)向企業(yè)外部傳輸签杈。這就是所謂的Internet/Intranet瘫镇。網(wǎng)絡(luò)可使企業(yè)與企業(yè)之間進(jìn)行跨地區(qū)協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造答姥、信息共享汇四、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷和服務(wù)等踢涌。網(wǎng)絡(luò)能為制造提供完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息通孽，可以通過網(wǎng)絡(luò)將加工程序傳給遠(yuǎn)方的機(jī)床進(jìn)行加工，也可遠(yuǎn)程診斷并發(fā)出指令調(diào)整睁壁。網(wǎng)絡(luò)使各地分散數(shù)控機(jī)床聯(lián)系在一起背苦，互相協(xié)調(diào)，統(tǒng)一優(yōu)化調(diào)整癌割，使產(chǎn)品加工不局限于一個工廠內(nèi)而實(shí)現(xiàn)社會化生產(chǎn)腋钞。
    我國的機(jī)械制造企業(yè)信息化集成的發(fā)展也比較快，實(shí)現(xiàn)了車間級和企業(yè)級信息網(wǎng)絡(luò)集成窟怪。數(shù)控的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展前景廣闊肺倾，但真正實(shí)現(xiàn)跨企業(yè)、跨地區(qū)的信息化網(wǎng)路還有很長的路要走嫡笔。   

　　5 優(yōu)化工藝參數(shù)提高效率   

　　數(shù)控加工采用的工藝參數(shù)是否合理圈咬，對于提高生產(chǎn)效率和保證加工質(zhì)量非常重要，必須逐步進(jìn)行優(yōu)化并建立工藝數(shù)據(jù)庫辞仇。   

　　優(yōu)化工藝參數(shù)有2種方法鹏汁。一種是通過實(shí)際試切來選擇合理的工藝參數(shù)讼牢，費(fèi)時、費(fèi)力磕艺、費(fèi)材料盾摹；另一種方法是應(yīng)用力學(xué)動態(tài)優(yōu)化仿真方法，比第一種方法省時光叉、省力厉斟、省材料，同樣可以獲得較合理的工藝參數(shù)强衡。在生產(chǎn)實(shí)踐中捏膨，還可以對這些參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整。   

　　航空行業(yè)是數(shù)控機(jī)床的大用戶食侮，對優(yōu)化工藝參數(shù)号涯、建立工藝數(shù)據(jù)庫，并應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中有急切的需求锯七。因此链快，由政府支持組織北京航空航天大學(xué)和中航工業(yè)北京航空制造工程研究所開展優(yōu)化工藝參數(shù)技術(shù)攻關(guān)。以上單位開發(fā)了一整套工藝參數(shù)力學(xué)動態(tài)優(yōu)化仿真眉尸、預(yù)測和數(shù)字化軟硬件系統(tǒng)域蜗，建立了優(yōu)化工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫，形成了優(yōu)化高速切削工藝參數(shù)手冊噪猾，從根本上實(shí)現(xiàn)了工藝參數(shù)選擇從試切到仿真的跨越霉祸，提高了加工效率和質(zhì)量。這是一項(xiàng)意義重大而又深遠(yuǎn)的工作袱蜡。   

　　陜西飛機(jī)制造公司在近100項(xiàng)零件加工上應(yīng)用了優(yōu)化的工藝參數(shù)丝蹭，平均加工效率提高了2倍以上；望江工業(yè)有限公司在火炮零件加工中采用優(yōu)化工藝參數(shù)吞瘸，效率提高了4倍以上蝌购；昌河飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）公司采用優(yōu)化工藝參數(shù)加工鋁合金零件，效率提高了2.8倍以上械与。   

　　西門子828D數(shù)控系統(tǒng)具有動態(tài)工藝包（Dynmics）铅阎，含有全新的“精優(yōu)曲面”功能，可以實(shí)現(xiàn)高效加工并獲得最佳表面質(zhì)量梅柑。   

　　我國數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)該提供這方面的技術(shù)和服務(wù)歌饺。采用工藝優(yōu)化參數(shù)不但可以提高生產(chǎn)效率和提高加工質(zhì)量，而且對節(jié)省材料脯牛、節(jié)能減排愤凭，實(shí)現(xiàn)綠色制造有著重要意義。

　　追求高精度高質(zhì)量

　　追求數(shù)控機(jī)床加工工件的高精度和高質(zhì)量。首先數(shù)控機(jī)床本身必須具有這樣的性能癣二。為此，數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)和布局上铲蒸，在材料選用上必須考慮到提高剛性和承載能力哥谷，以保證實(shí)現(xiàn)高精度；同時數(shù)控系統(tǒng)麻献、伺服驅(qū)動系統(tǒng)们妥、傳動系統(tǒng)和測量傳感器等也必須具有高分辨率、高精度的性能勉吻，才能滿足加工工件高精度监婶、高質(zhì)量的要求。

　　1 結(jié)構(gòu)布局   

　　為了實(shí)現(xiàn)功能和提高剛性齿桃，數(shù)控車床惑惶、車削中心、立式加工中心短纵、臥式加工中心带污、龍門加工中心、車銑復(fù)合加工中心等在結(jié)構(gòu)布局方面發(fā)生了深刻變化香到。

　　例如鱼冀，國內(nèi)有些廠家生產(chǎn)的立式加工中心和臥式加工中心，橫向坐標(biāo)采用立柱移動悠就，這樣減少了一層工作臺（傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)是雙層十字工作臺）柔睡，提高了工作臺的剛性和承載能力；龍門加工中心從工作臺不動阴应、雙立柱移動發(fā)展成橋式結(jié)構(gòu)棺莱，即工作臺固定，2個立柱做成固定式墻體姚沽，在墻體上面裝有導(dǎo)軌态晤，橫梁在導(dǎo)軌上做縱向運(yùn)動。這種結(jié)構(gòu)減少了運(yùn)動部件的質(zhì)量和運(yùn)動慣性卷霜，有利于準(zhǔn)定位喧盲，減少了占地面積。
沈陽機(jī)床生產(chǎn)的GMC2590μ橋式五軸加工中心遗渊、濟(jì)南二機(jī)床生產(chǎn)的XHV2525×60高架式五軸聯(lián)動高速鏜銑加工中心鄙幸、臺灣亞太菁英（股份）公司生產(chǎn)的跨軌式高速龍門加工中心，都采用了橋架式龍門框架結(jié)構(gòu)什异。該結(jié)構(gòu)布局合理邦墅、剛性好、承載能力強(qiáng)、受力均勻倒堕、熱平衡性好灾测、精度穩(wěn)定、占地面積小垦巴。 

　　2 采用新材料提高剛性

　　用于數(shù)控機(jī)床的優(yōu)質(zhì)新材料的開發(fā)與應(yīng)用媳搪，有利于提高數(shù)控機(jī)床整體剛性和精度，非常重要骤宣。   

　　例如秦爆，寧波海天精工機(jī)械有限公司在生產(chǎn)的HTM-V120L數(shù)控立式車銑磨加工中心上采用了90%花崗巖成分聚合澆鑄的床身。據(jù)該廠介紹憔披，該材料制成的床身比一般鑄鐵床身抗震強(qiáng)度增加10倍等限。   

　　又如，大連科德公司在生產(chǎn)的TG-45型六軸（或五軸）聯(lián)動數(shù)控刀具磨床的底座采用了人造石材芬膝。   

　　據(jù)稱以上2家企業(yè)應(yīng)用了這兩種新材料望门，因其具有吸震性好、穩(wěn)定性好锰霜、耐磨等特點(diǎn)怒允，為提高和保持機(jī)床精度提供了保證。   

　　此外矫撤，還有資料顯示思袋，蜂窩狀材料、水泥材料赃勺、天然花崗巖石材等也有用于數(shù)控設(shè)備的情況估骡。重視新型材料的開發(fā)與應(yīng)用，必然使機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能發(fā)生變革筝妥。   

　　3 高精度插補(bǔ)數(shù)控系統(tǒng)   

　　高位數(shù)CPU（64位）在數(shù)控裝置上的應(yīng)用暮霍，高速納米級插補(bǔ)運(yùn)算、高分辨率伺服等功能為提高數(shù)控機(jī)床精度做出重要貢獻(xiàn)屋问。   

　　在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的CPU串篓，從20世紀(jì)80年代的16位發(fā)展到現(xiàn)在的64位，其頻率也從原來的5MHZ籍囱、10MHZ提高到上千MHZ绩寂。CPU的發(fā)展進(jìn)一步提高了運(yùn)算速度和分辨率（0.1μm、0.01μm）烤脾。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)開始采用64位CPU佃戈，可實(shí)現(xiàn)微米級精度插補(bǔ)，但與國外先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)相比還有距離匾委。   

　　例如拖叙， 發(fā)那科30i/31i/32i/35iB系列數(shù)控系統(tǒng)、三菱M700V數(shù)控系統(tǒng)、西門子的828D數(shù)控系統(tǒng)為都是納米級插補(bǔ)或納米級運(yùn)算精度薯鳍。

　　實(shí)現(xiàn)納米級精度插補(bǔ)咖气，伺服驅(qū)動系統(tǒng)控制分辨率和響應(yīng)能力是非常關(guān)鍵的。為此挖滤，在驅(qū)動單元之中伺服電機(jī)軸上安裝高精度傳感器（16×106線/轉(zhuǎn)）崩溪，在閉環(huán)系統(tǒng)中采用高分辨率（1μm）的光柵尺，可使小型數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動部件定位精度達(dá)到2~3μm壶辜。一般情況下悯舟，國產(chǎn)小型數(shù)控機(jī)床還達(dá)不到這樣的水平担租。   

　　結(jié)束語

　　只有組成數(shù)控設(shè)備的各種部件（包括軟硬件）技術(shù)都卓越砸民，整體綜合性能才能卓越，才能實(shí)現(xiàn)加工的高生產(chǎn)率奋救、高精度岭参、高質(zhì)量。而且赶马，每個部件都有保證生產(chǎn)效率和質(zhì)量的功能麸奇，只是貢獻(xiàn)率不同而已。本文只介紹了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的幾個重要方面既屋，不夠全面票援。   

　　要特別強(qiáng)調(diào)的是，今后要特別重視新工藝的研究與創(chuàng)新闰幽，從而促進(jìn)數(shù)控產(chǎn)品的創(chuàng)新膊争；要特別重視數(shù)控加工工藝參數(shù)的優(yōu)化和建立數(shù)據(jù)庫的工作，以提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量屯贺。要特別重視新材料的研究與應(yīng)用渣碌，以提高數(shù)控機(jī)床性能；要特別重視數(shù)控技術(shù)的智能化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用摸进，其前景廣闊饰样。   

　　以上強(qiáng)調(diào)的4個特別，政府應(yīng)大力支持挽晌，數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)和機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)特別重視菲瓶，要不懈地努力工作，使我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展從跟隨變?yōu)轭I(lǐng)跑畏梆。

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