1引言

從20世紀中葉數控技術出現以來， 閥門雙面機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工，，減輕操作者勞動強度、勞動條件，有利于生產管理的現代化以及經濟效益的提高。數控機床是 一種高度機電一體化的產品，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、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和建設發(fā)展的重要裝備。

進入21世紀，我國經濟與接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(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競爭的壓力，加速推進數控機床的發(fā)展是 解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關鍵。隨著制造業(yè)對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應生產加工的需要。本文簡要分析了數控機床高速化、化、復合化、智能化、開放化、網絡化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數控機床發(fā)展中存在的一些問題。

2數控機床的發(fā)展趨勢

2.1高速化

隨著汽車、、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)進給率：在分辨率為0.01μm時，較大進給率達到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(tǒng)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(tǒng)，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時仍能獲得高達24~240m/min的進給速度；

(4)換刀速度：目前加工中心的刀具交換時間普遍已在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，其刀到刀的換刀時間僅0.9s。

2.2化

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

(1)提高CNC系統(tǒng)控制精度：采用高速插補技術，以微小程序段實現連續(xù)進給，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(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法；

(2)采用誤差補償技術：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，對設各的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結果表明，綜合誤差補償技術的應用可將加工誤差減少60%一80%；

(3)采用網格解碼器檢查和提高加工中心的運動軌跡精度，并通過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，使其性能長期穩(wěn)定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務，并零件的加工質量。

2.3功能復合化

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

加工過程的復合化也導致了機床向模塊化、多軸化發(fā)展。車削加工中心是 模塊化結構，該加工中心能夠完成車削、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。隨著現代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯動數控機床越來越受到各大企業(yè)的歡迎。