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摘要：随着高端制造业的不断完善和发展，一些传统的机械加工设施已经完全被数控产品所替代，因此加工制造行业对生产产品的精准度又提出了新的生产要求，大幅度加快了产品的新老替换的速度，这对数控机床的所有设备提出了高精度与高效率的硬性要求，同时还要求其产品要有灵活性和通用性。文章主要分析和阐述了数控机床加工技术的现状以及当前的技术水平。
关键词：机床加工；数控系统；现状分析
Abstract: with the advanced manufacturing developing and perfecting, some of the traditional mechanical processing facilities had been replaced numerical control products, processing and manufacturing industries to so product in the accuracy and put forward the new production requirements, drastically increased the products of new and old replace speed, the numerical control machine tool equipment of all proposed mandatory requirement high accuracy and high efficiency, and to its product to have flexibility and versatility. This paper analyzes and expounds the present situation of CNC machine processing technology and the current level of technology.
Keywords: machine processing; The numerical control system; To analyze the current situation
中图分类号： TG65文献标识码：A文章编号：
引言：加工制造业的发展和高端产品的成型都离不开数控机床设备，数控机床成了一个地区乃至一个国家发展和壮大装备制造业的衡量标准。
1 数控系统的发展现状
在当前的制造体系中，数控技术属于最关键、最重要的技术之一，它是集计算机、微电子、自动检测、信息处理、自动控制等一系列的高新技术于一身，具有柔性自动化、高效率、高精度等很多的优点，在整个制造行业中，对实现集成化、柔性自动化、智能化、一体化起着相当重要的作用。在集成化的基础之上，数控系统逐步实现了超小型、超薄型化；在智能化的基础之上，融进了多媒体、计算机、神经网络、模糊控制等多元化、多角度的学科技术，数控系统进一步地实现了高精、高速、高效控制，在加工制造的过程中能够自动修正、补偿与调节所有项的参数，具体实现了智能化技术处理和在线诊断能力；在网络化的基础之上，数控系统和CAD/CAM集于一体，因为机床的联网，从而实现了整个中央集中进行实时控制的群控加工技术。
2 数控机床的发展现状
我国属于工业制造的大国，所以在整个世界的产业转移过程中我们要努力接受前端的技术转移，以达到进一步掌握和吸收当前世界上较为先进的制造技术，如果我们不能很好地抓住产业转移的核心技术，我们必将会在新一轮的国际产业结构调整过程中，演变成为制造业的“空芯”地带。我们用环境、资源、市场作为代价，交换而得只能是新经济格局中的国际“组装中心”和跨国“加工中心”，很难占据新时期世界制造业的制高点。这样的结局是我们不想看到的，因为它不但会严重制约我们现代加工制造业的快速发展，而且还将进一步地吞噬我们原有的优良传统制造行业，我国制造行业当前具有如下几个方面的特点。
2.1 三高化的发展
效率、精度和速度是高端制造业的关键，当前，随着高速RISC芯片、CPU芯片、多CPU控制系统逐渐走进制造加工的各行各业，加上一些带有高分辨率的绝对式检测元件，实现具体的交流数字的伺服系统，另外还可以进一步地完善和修改机床静态、动态特性，通过多角度、多元化的改良和优化，数控机床的加工越来越走向高精、高速、高效化的发展通道。
2.2 多轴化和工艺复合性
随着加工技术的不断完善，一些单一的传统生产方式逐渐走出了历史的舞台，取而代之的以减少辅助时间、工序为最终目的的组合式、复合型的加工方式。多轴、多系列的机床控制功能成了数控下一个发展的方向。现在的数控机床一次性可以同时加工数件同类别的工件，在一台机床进行一次的装夹之后，通过旋转主轴头、自动换刀或转台等相应的操作措施，一次性地完成了多表面、多工序的复合型加工。
2.3 实时智能化
在数控技术发展的具体领域，实时智能化控制的应用和研究正沿着不同的几个分支在向前发展，最主要的几个分支有模糊控制、自适应控制、神经网络控制、学习控制、专家控制、前反馈控制等。比如在数控系统只中经常会配备相应的故障诊断专家系统、编程专家系统、刀具自动管理和参数自动设定及补偿等一系列可自适应调节的具体系统，在所有高速加工的过程中，综合运动的控制当中被引入了超前预算和预测相应功能以及动态前的实时反馈的功能，在温度、速度控制、压力、位置等几个方面都是采用了模糊控制，让数控系统的具体控制性能将进一步地提高，这样就会达到理想的控制目的。加上加工流程的多样性以及加工零部件的特殊性，从而导致了数控机床的不同规格、不同品种、不同性能，控制的具体参数也显得比较复杂，调试的具体操作相对比较繁琐，所以在电力电子技术和计算机通用技术、现代自动控制技术与数控体系结构被应用到下一代的数控机床的时候，就必须要强调让新一代的控制系统一定要具有“智能化”和“开放式”的特点。
3数控加工技术的发展
数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件加工,而一般的普通机床根本无法满足这个要求,就连仿形机床和组合机床也解决不了高精度与小批量这个矛盾。
零件加工面临的一个主要问题是产品的高精度、多样性和批量小的矛盾。这就要求从机床到数控都需要柔性,数控系统采用软件控制,具有了很大的柔性。数控机床突出的优点是可以进行高精度加工和多样化加工。由于数控机床是按照预定的程序自动加工,加工过程不需要人工干预,加工精度还可以通过软件进行校正及补偿,因此可以提高零件的加工精度,稳定产品的质量。
另外,采用数控机床可以提高生产率,一般可以提高生产效率2～3倍,对于某些复杂零件的加工精度,生产率可提高10倍,甚至更高。一些数控机床,具有多工序、自动换刀装置,因此可以实现一机多用,不但提高了生产效率,也能节省厂房面积。
数控机床的指标中最重要的是可靠性,一般用平均无故障时间(MTBF,单位为小时)和故障率[failur rate,单位为次/(月台)]来描述。数控机床的无故障时间一般为 500h,这就要求数控系统的无故障时间大于它。现在国内数控系统的无故障时间可以达到5000～10000h,甚至更高,国外为 10000h以上。
4 数控刀具的发展现状
从刀具生产领域看，这几年在改革开放的硬环境下，一些工具企业逐步引进了一些先进技术和高端装备，生产出了一些高效的刀具，并在具体的制造过程中得以推广，也出现了替代进口产品的工件，。但就整个行业的总体而言，很多的工具企业，还是依靠生产传统的标准刀具作为主打产业，基本格局还是没有完整地过渡到生产高效刀具的轨道上来，和西方一些发达国家相隔甚远。我国制造业中还有很多企业对刀具的使用停留在传统观念上，倾向于采用廉价刀具来控制成本，而不采用高效刀具来积极地提高效率。很多企业舍得花钱买机床，却舍不得花较高的费用采用现代高效刀具来充分发挥机床的效率，实际上是省了小钱，丢了大钱。这方面，应该认真研究一下国际制造业的有益经验。从传统工具企业发展到现代工具企业，最关键、最本质的变化是工具企业从单纯的卖刀具转变为提供“解决方案”，这是一次重大的战略转变。过去单纯卖刀具产品，工具企业只对出厂的具体刀具质量负责，不对用户的使用效果负责，而现代刀具企业提供“解决方案”，是承诺为用户的使用效果全面负责，是为用户“降低成本、提高工效”出谋划策．提供全方位服务，直到解决问题为止，虽然也卖刀具，但现在的刀具只是“解决方案”的一个载体，和过去相比发生了质的变化。
结语：质量、效率就是高端制造技术的唯一主体。高精、高速加工制造技术能够大大地提高生产效率，提高整个产品的档次和质量，从而提高市场竞争能力和缩短生产周期。所以说，制定符合我国国情的总体发展战略，确立与国际数控加工技术接轨的发展道路是我国当前高端制造业的当务之急。
参考文献：
[1]梁训.机床技术发展的新动向[J].世界制造技術与装备市场，2008(3).
[2]王成.浅谈数控加工技术在模具制造中的应用[J].机电信息，2010(18).
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：机床加工；数控系统；现状分析
Abstract: with the advanced manufacturing developing and perfecting, some of the traditional mechanical processing facilities had been replaced numerical control products, processing and manufacturing industries to so product in the accuracy and put forward the new production requirements, drastically increased the products of new and old replace speed, the numerical control machine tool equipment of all proposed mandatory requirement high accuracy and high efficiency, and to its product to have flexibility and versatility. This paper analyzes and expounds the present situation of CNC machine processing technology and the current level of technology.
Keywords: machine processing; The numerical control system; To analyze the current situation
中图分类号： TG65文献标识码：A文章编号：
引言：加工制造业的发展和高端产品的成型都离不开数控机床设备，数控机床成了一个地区乃至一个国家发展和壮大装备制造业的衡量标准。
1 数控系统的发展现状
在当前的制造体系中，数控技术属于最关键、最重要的技术之一，它是集计算机、微电子、自动检测、信息处理、自动控制等一系列的高新技术于一身，具有柔性自动化、高效率、高精度等很多的优点，在整个制造行业中，对实现集成化、柔性自动化、智能化、一体化起着相当重要的作用。在集成化的基础之上，数控系统逐步实现了超小型、超薄型化；在智能化的基础之上，融进了多媒体、计算机、神经网络、模糊控制等多元化、多角度的学科技术，数控系统进一步地实现了高精、高速、高效控制，在加工制造的过程中能够自动修正、补偿与调节所有项的参数，具体实现了智能化技术处理和在线诊断能力；在网络化的基础之上，数控系统和CAD/CAM集于一体，因为机床的联网，从而实现了整个中央集中进行实时控制的群控加工技术。
2 数控机床的发展现状
我国属于工业制造的大国，所以在整个世界的产业转移过程中我们要努力接受前端的技术转移，以达到进一步掌握和吸收当前世界上较为先进的制造技术，如果我们不能很好地抓住产业转移的核心技术，我们必将会在新一轮的国际产业结构调整过程中，演变成为制造业的“空芯”地带。我们用环境、资源、市场作为代价，交换而得只能是新经济格局中的国际“组装中心”和跨国“加工中心”，很难占据新时期世界制造业的制高点。这样的结局是我们不想看到的，因为它不但会严重制约我们现代加工制造业的快速发展，而且还将进一步地吞噬我们原有的优良传统制造行业，我国制造行业当前具有如下几个方面的特点。
2.1 三高化的发展
效率、精度和速度是高端制造业的关键，当前，随着高速RISC芯片、CPU芯片、多CPU控制系统逐渐走进制造加工的各行各业，加上一些带有高分辨率的绝对式检测元件，实现具体的交流数字的伺服系统，另外还可以进一步地完善和修改机床静态、动态特性，通过多角度、多元化的改良和优化，数控机床的加工越来越走向高精、高速、高效化的发展通道。
2.2 多轴化和工艺复合性
随着加工技术的不断完善，一些单一的传统生产方式逐渐走出了历史的舞台，取而代之的以减少辅助时间、工序为最终目的的组合式、复合型的加工方式。多轴、多系列的机床控制功能成了数控下一个发展的方向。现在的数控机床一次性可以同时加工数件同类别的工件，在一台机床进行一次的装夹之后，通过旋转主轴头、自动换刀或转台等相应的操作措施，一次性地完成了多表面、多工序的复合型加工。
2.3 实时智能化
在数控技术发展的具体领域，实时智能化控制的应用和研究正沿着不同的几个分支在向前发展，最主要的几个分支有模糊控制、自适应控制、神经网络控制、学习控制、专家控制、前反馈控制等。比如在数控系统只中经常会配备相应的故障诊断专家系统、编程专家系统、刀具自动管理和参数自动设定及补偿等一系列可自适应调节的具体系统，在所有高速加工的过程中，综合运动的控制当中被引入了超前预算和预测相应功能以及动态前的实时反馈的功能，在温度、速度控制、压力、位置等几个方面都是采用了模糊控制，让数控系统的具体控制性能将进一步地提高，这样就会达到理想的控制目的。加上加工流程的多样性以及加工零部件的特殊性，从而导致了数控机床的不同规格、不同品种、不同性能，控制的具体参数也显得比较复杂，调试的具体操作相对比较繁琐，所以在电力电子技术和计算机通用技术、现代自动控制技术与数控体系结构被应用到下一代的数控机床的时候，就必须要强调让新一代的控制系统一定要具有“智能化”和“开放式”的特点。
3数控加工技术的发展
数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件加工,而一般的普通机床根本无法满足这个要求,就连仿形机床和组合机床也解决不了高精度与小批量这个矛盾。
零件加工面临的一个主要问题是产品的高精度、多样性和批量小的矛盾。这就要求从机床到数控都需要柔性,数控系统采用软件控制,具有了很大的柔性。数控机床突出的优点是可以进行高精度加工和多样化加工。由于数控机床是按照预定的程序自动加工,加工过程不需要人工干预,加工精度还可以通过软件进行校正及补偿,因此可以提高零件的加工精度,稳定产品的质量。
另外,采用数控机床可以提高生产率,一般可以提高生产效率2～3倍,对于某些复杂零件的加工精度,生产率可提高10倍,甚至更高。一些数控机床,具有多工序、自动换刀装置,因此可以实现一机多用,不但提高了生产效率,也能节省厂房面积。
数控机床的指标中最重要的是可靠性,一般用平均无故障时间(MTBF,单位为小时)和故障率[failur rate,单位为次/(月台)]来描述。数控机床的无故障时间一般为 500h,这就要求数控系统的无故障时间大于它。现在国内数控系统的无故障时间可以达到5000～10000h,甚至更高,国外为 10000h以上。
4 数控刀具的发展现状
从刀具生产领域看，这几年在改革开放的硬环境下，一些工具企业逐步引进了一些先进技术和高端装备，生产出了一些高效的刀具，并在具体的制造过程中得以推广，也出现了替代进口产品的工件，。但就整个行业的总体而言，很多的工具企业，还是依靠生产传统的标准刀具作为主打产业，基本格局还是没有完整地过渡到生产高效刀具的轨道上来，和西方一些发达国家相隔甚远。我国制造业中还有很多企业对刀具的使用停留在传统观念上，倾向于采用廉价刀具来控制成本，而不采用高效刀具来积极地提高效率。很多企业舍得花钱买机床，却舍不得花较高的费用采用现代高效刀具来充分发挥机床的效率，实际上是省了小钱，丢了大钱。这方面，应该认真研究一下国际制造业的有益经验。从传统工具企业发展到现代工具企业，最关键、最本质的变化是工具企业从单纯的卖刀具转变为提供“解决方案”，这是一次重大的战略转变。过去单纯卖刀具产品，工具企业只对出厂的具体刀具质量负责，不对用户的使用效果负责，而现代刀具企业提供“解决方案”，是承诺为用户的使用效果全面负责，是为用户“降低成本、提高工效”出谋划策．提供全方位服务，直到解决问题为止，虽然也卖刀具，但现在的刀具只是“解决方案”的一个载体，和过去相比发生了质的变化。
结语：质量、效率就是高端制造技术的唯一主体。高精、高速加工制造技术能够大大地提高生产效率，提高整个产品的档次和质量，从而提高市场竞争能力和缩短生产周期。所以说，制定符合我国国情的总体发展战略，确立与国际数控加工技术接轨的发展道路是我国当前高端制造业的当务之急。
参考文献：
[1]梁训.机床技术发展的新动向[J].世界制造技術与装备市场，2008(3).
[2]王成.浅谈数控加工技术在模具制造中的应用[J].机电信息，2010(18).
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。