【正文】 斷和報(bào)警。隨著 CIMS 技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前又出現(xiàn)了 CAD／ CAPP／ CAM 集成的全自動(dòng)編程方式，它與 CAD／ CAM 系統(tǒng)編程的最大區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與，直接從系統(tǒng)內(nèi)的 CAPP 數(shù)據(jù)庫(kù)獲得。還可以自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)，而接通備用模塊，以確保無(wú)人化工作環(huán)境的要求。為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的要求，數(shù)控系統(tǒng)具有遠(yuǎn)距離串行接口，甚至可以聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床之間的數(shù)據(jù)通信，也可以直接對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。 為適應(yīng)超高速加工的要求，數(shù)控機(jī)床采用主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)了變頻電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸一體化，主軸電機(jī)的軸承采用磁浮軸承、液體動(dòng)靜壓軸承或陶瓷滾動(dòng)軸承等形式。目前，數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運(yùn)算速度。另一方面，通過持續(xù)的研究，信息技術(shù)的深化應(yīng)用促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步提升。 進(jìn)入 21世紀(jì) ,我國(guó)機(jī)床制造業(yè)既面臨著提升機(jī)械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī) ,也遭遇到加入 WTO 后激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力。通過干切削、準(zhǔn)干切削、硬切削等措施避免冷卻液、潤(rùn)滑液對(duì)周圍環(huán)境造成生態(tài)危害以及采用全封閉的罩殼，全面避免切屑或切削液外濺是主要的兩個(gè)環(huán)?；蟆Ｖ悄芑F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。另一方面，產(chǎn)品周期的縮短要求加工機(jī)床能夠隨時(shí)調(diào)整和適應(yīng)新的變化，滿足各種各樣產(chǎn)品的加工需求，這就要求 1 臺(tái)機(jī)床能夠處理以往需要幾臺(tái)機(jī)床處理的工序。 精密化 由于機(jī)床結(jié)構(gòu)和各組件加工的精密化，機(jī)床達(dá)到微米級(jí) 精度已不是問題。 數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì) 供稿人： ISTIS 供稿時(shí)間： 20201024 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床 機(jī) 床 世界數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本共識(shí)是朝著高速高效化、精密化、復(fù)合化、智能化、信息化、環(huán)保化和設(shè)計(jì)模塊化的方向發(fā)展。 （ 2）引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工 將熟練工人和專家的經(jīng)驗(yàn)，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，建立具有人工 智能的專家系統(tǒng)。 MTBF 大于 3000 小時(shí)，對(duì)于由不同數(shù)量的數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的無(wú)人化工廠差別就大多了，我們只對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床而言，如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為 10： 1 的話（數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí)）。 3~5μ m，提高到177。 隨著高新技術(shù)的發(fā)展和對(duì)機(jī)電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提高，機(jī)床用戶對(duì)機(jī)床加工精度的要求也越來(lái)越高。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)，乃至納米級(jí)（ 10nm），其應(yīng)用范圍日趨廣泛。 根據(jù)高效率、大批量生產(chǎn)需求和電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，高速直線電機(jī)的推廣應(yīng)用，開發(fā)出一批高速、高效 的高速響應(yīng)的數(shù)控機(jī)床以滿足汽車、農(nóng)機(jī)等行業(yè)的需求。 高速化、高效化 機(jī)床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。 基于 PC 的第六代方向 基于 PC 所具有的開放性、低成本、軟硬件資源豐富等特點(diǎn)，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會(huì)走上這條道路 。為適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展 .提高企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的競(jìng)爭(zhēng)能力 ,不被淘汰 ,各企業(yè)正積極采取有效措施 ,添置現(xiàn)代新設(shè)備。 我們對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在機(jī)械工業(yè)大量采用數(shù)控機(jī)床甚至加工中心取代傳統(tǒng)的普通機(jī)床的機(jī)械加工，采用計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng) CIMS 取代原有的生產(chǎn)制造管理過程，使企業(yè)生產(chǎn)智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過 “ 各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn) ” 。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。這將對(duì)生產(chǎn)第一線的工作人員提出越來(lái)越高的職業(yè)技術(shù)要求。在數(shù)控加工技術(shù)人才方面提出更高的要求，要求所需人員即要懂得較深的理論知識(shí)，以便使大量的新技術(shù)得到利用與開發(fā)，同時(shí)在實(shí)踐技能上更能勝任，由此可見，企業(yè)對(duì)數(shù)控加工技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)高級(jí)技術(shù)型人才和技能型人才的需求日益迫切。至少采用 PC 機(jī)作為它的前端機(jī)，來(lái)處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。超高速加工技術(shù)對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快，模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復(fù)雜而且品種增多。超精密加工主要包括超精密切削（車、銑）、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密 特種加工（三束加工及微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工和各種復(fù)合加工等）。為了滿足用戶的需要，近 10 多年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由177。 1~ m。此時(shí)數(shù) 控系統(tǒng)的 MTBF就要大于 小時(shí)，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的 MTBF 就必須大于 10 萬(wàn)小時(shí)。 （ 3）引入故障診斷專家系統(tǒng) （ 4）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置 可以通過自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行。 高速高效化 高速和超高速加工技術(shù)可以提高加工效率，也是加工難削材料、提高加工精度、控制振動(dòng)的重要保障。目前高檔數(shù)控機(jī)床定位精度（全行程）已達(dá) ～ ，重復(fù)定位精度 ～ 。在保持工序集中和減少工件重新安裝定位的前提下，使更多的不同加工過程復(fù)合 在一臺(tái)機(jī)床上，以減少占地面積，減少零件傳送和庫(kù)存，保證加工精度和節(jié)能降耗的要求。 信息化 利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，機(jī)床制造商可以建立機(jī)床遠(yuǎn)程技術(shù)支持體 系，實(shí)現(xiàn)工況信息的傳輸、存儲(chǔ)、查詢和顯示，以及遠(yuǎn)程智能診斷。 設(shè)計(jì)模塊化 模塊化的設(shè)計(jì)在機(jī)床制 造中已應(yīng)用得爐火純青，橫向系列，縱向系列，全系列，跨系列的模塊化設(shè)計(jì)使得同樣兩臺(tái)機(jī)床，外形上看，好象完全一樣，但功能則完全不同，所構(gòu)成的模塊很多則是通用的。從技術(shù)層面上來(lái)講 ,加速推進(jìn)數(shù)控技術(shù)將是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。 目前，世界先進(jìn)制造技術(shù)不斷興起，超高速 切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的不斷成熟，對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求。同時(shí)，采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，即提高插補(bǔ)運(yùn)算的速度和精度。目前，陶瓷刀具和金剛石涂層刀具已開始得到應(yīng)用。 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床將引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)，根據(jù)切削條件的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過程中能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較 小的表面粗糙度，同時(shí)也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。為實(shí)現(xiàn)更高的故障診斷要求，其發(fā)展趨勢(shì)是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。 數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)。利用報(bào)警提示，及時(shí)排除故障；利用容錯(cuò)技術(shù)，對(duì)重要部件采用“冗余”設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)；利用各種測(cè)試、監(jiān)控技術(shù)，當(dāng)生產(chǎn)超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。這樣可以方便地將它安裝在機(jī)床設(shè)備上，更便于對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作使用。機(jī)床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本．而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。 m 時(shí)，在 24m,， 111111 以上；自動(dòng)換刀速度在 l s 以內(nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到 12m／一。超精密加工主要包括超精密切削 (車、銑 )、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工 (三束加工及微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工和各種復(fù)合加工等 )。 10168。 (1— 1 5)“皿。 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便方面的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載、自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；智能診斷、智能監(jiān)控方面 的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 3．開放性 為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個(gè)性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求。 sINuMERIK 840D?是一個(gè)基于 Pc 計(jì)算機(jī)的、全 Pc 集成的控制系統(tǒng)．其應(yīng)用領(lǐng)域包括木制品、玻璃、制陶、包裝、貼片機(jī)、沖壓機(jī)、彎曲機(jī)以及各種機(jī)床和類似機(jī)床的機(jī)械。而且由于系統(tǒng)高度開放，其他類型數(shù)控軟件同樣適用于這兩個(gè)系統(tǒng)。硬件和軟件的關(guān)系是密不可分的，硬件為軟件提供了活動(dòng)的舞臺(tái)．是軟件的肌體；軟件是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的類型、用途、檔次的高低，CNC 裝置的功能有很大的不同，通常包括基本功能和選擇功能。控制軸數(shù)越多 ，特別是同時(shí)控制軸數(shù)越多。準(zhǔn)備功能也稱 G 功能，用來(lái)指揮機(jī)床動(dòng)作方式。插補(bǔ)計(jì)算實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，一般數(shù)控裝置都有直線和圓弧插補(bǔ)，高檔數(shù)控裝置還具有拋物線插補(bǔ)、螺旋線插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、正弦插補(bǔ)、 樣條插補(bǔ)等功能。用 F 代碼可以直接指揮各軸的進(jìn)給速度。 (6)輔助功能 (M 功能 )。 cNc 裝置可配置不同尺寸的單色或彩色 cRT 顯示器，通過軟件和接口實(shí)現(xiàn)字符、圖形顯示。 (9)輸入、輸出和通信功能。 cNc 裝置中設(shè)置了各種診斷程序，可以防止故障的發(fā)生或擴(kuò)大。而補(bǔ)償功能、固定循環(huán)功能、圖形顯示功能、通信功能、網(wǎng)絡(luò)功能和人機(jī)對(duì)話編程功能則屬于選 擇功能。 cNc 裝置硬件結(jié)構(gòu)有多種形式，模塊化硬件結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)易于擴(kuò)展，模塊化軟件能滿足各類數(shù)控機(jī)床 (如車床、銑床、加工中心等 )的不同控制要求，標(biāo)準(zhǔn)化的用戶接口，統(tǒng)一的用戶界面，既方便系統(tǒng)維護(hù)，又方便用戶培訓(xùn)。零件 Nc 程序在加工前輸入 cNc 裝置，經(jīng)系統(tǒng)檢查后調(diào)用執(zhí)行，避免了零件程序錯(cuò)誤。 cNc 裝置有零件程 序編輯功能，程序編制很方便。 國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 摘要： 在國(guó)際貿(mào)易中，數(shù)控機(jī)床作為高技術(shù)附加值和高利潤(rùn)的主要機(jī)電一體化出口產(chǎn)品，不僅能增加出口創(chuàng)匯，更加體現(xiàn)了國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平。進(jìn)入 WTO 后，中國(guó)將進(jìn)入日趨完善的國(guó)內(nèi)外相統(tǒng)一的大市場(chǎng)，大量數(shù)控機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)口，將對(duì)發(fā)展中的數(shù)控產(chǎn)業(yè)造成巨大的沖擊。數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)組成。它集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動(dòng)化加工，是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關(guān) 鍵加工設(shè)備。因此加速進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān)，盡快建成與完善數(shù)控機(jī)床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴進(jìn)口，國(guó) 內(nèi)真正大而強(qiáng)的企業(yè)并不多。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。某種意義上說(shuō)，功能部件將構(gòu)筑 21 世紀(jì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床。從國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的開發(fā)和使用來(lái)看，功能部件急需技術(shù)攻關(guān)。調(diào)研企業(yè)進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床，配用大量進(jìn)口數(shù)控刀具，由于價(jià)格昂貴，用戶不堪負(fù)擔(dān)。如哈爾濱某發(fā)動(dòng)機(jī) (集團(tuán) )有限公司的缸體生產(chǎn)線是一條全自動(dòng)加工線，其粗加工選用韓國(guó)大宇重工的專機(jī)自動(dòng)線，精加工則選用了英國(guó) CROSS HULLE 公司的專機(jī)自動(dòng)線，缸蓋加工線是由德國(guó) Cross. Huller 公司制造的高速加工中心和專機(jī)自動(dòng)線、德國(guó)產(chǎn)的全自動(dòng)在線測(cè)量機(jī)、日本產(chǎn)的 全自動(dòng)密封檢測(cè)機(jī)和清洗機(jī)組成的。多數(shù)企業(yè)在確定數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目上沒有突出重點(diǎn)，市場(chǎng)定位不明確，不能集中力量，突破重點(diǎn)，帶動(dòng)整體，項(xiàng)目安排帶有盲目性。在面對(duì) 市場(chǎng)需求增加的同時(shí)，還是要清醒看市場(chǎng)，穩(wěn)妥求發(fā)展，還是要抓前、抓后 (即抓開發(fā)、抓銷售、抓質(zhì)量、抓服務(wù) )，慎重抓能力。機(jī)床行業(yè)是第 1 個(gè)提出質(zhì)量承諾聲明的行業(yè)，在市場(chǎng)好轉(zhuǎn)的時(shí)候，企業(yè)對(duì)質(zhì)量和服務(wù)更要重視，對(duì)用戶更加 周到和熱情，一個(gè)企業(yè)的品牌往往是在市場(chǎng)好的時(shí)候樹立的，也往往是在市場(chǎng)好的時(shí)期丟掉的。真正確立以用戶為中心的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)觀念，認(rèn)真調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織 結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來(lái)越大，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來(lái)了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。 設(shè)計(jì)、制造綠色化 綠色設(shè)計(jì)是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和回收等整個(gè)生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和方法。數(shù)控機(jī)床在制造時(shí)要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計(jì)；節(jié)約能源的工藝設(shè)計(jì)；環(huán)保型工藝設(shè)計(jì)等。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來(lái)愈短，對(duì)制造速度的要求也相應(yīng)提高，機(jī)床也朝高效能發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)控技術(shù)更快地更新?lián)Q代。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對(duì)外開放的．?dāng)?shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開放的資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，同時(shí)它也為用戶根據(jù)實(shí)際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來(lái)極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。目前，這類系統(tǒng)還是占領(lǐng)了制造業(yè)的大部分市場(chǎng)。但它的 Nc 部分仍然是傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，用戶無(wú)法介人數(shù)控系統(tǒng)的核心。這種運(yùn)動(dòng)控制卡通常選用高速 DSF’作為 cPu，具有很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制和 PLc控制能力。這是一種最新開放式體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。通過軟件智能替代復(fù) 雜的硬件，正在成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)。為日本 Mazak 公司最新 推出的 E— zIIOH 型臥式加工中心，將信息技術(shù)與制造技術(shù)融為一體。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè) 內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部．這就是所謂的 I㈣ i[erl∥ Intra 技術(shù)。為模具車間利用 Inkmet 技術(shù)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)化控制數(shù)控加工．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)一步促進(jìn)了柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點(diǎn) (數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床 )、線 (FMc、 FMS、 rrL、 FML)向