我国数控机床未来发展的十二种大趋势.pdfVIP

我国数控机床未来发展的十二种大趋势

数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、

开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的

趋势和方向。下面小编为大家整理了关于我国数控机床未来发展的十二

种大趋势的介绍内容，大家快来看看吧。

 目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、

智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机

床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、

价格、资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与

国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会

不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，

提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实

现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转

变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变

 1、高速化

 随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新

材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。

 (1)主轴转速：机床采用电主轴(内装式主轴电机)，主轴最高转速

达200000r/min;

 (2)进给率：在分辨率为0.01mu;m时，最大进给率达到

240m/min且可获得复杂型面的精确加工;

 (3)运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方

向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系

统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，使得

当分辨率为0.1mu;m、0.01mu;m时仍能获得高达24～240m/min的

进给速度;

 (4)换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在

1s左右，高的已达0.5s。德国ChironGS将刀库设计成篮子样式，以主

轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。

 2、高精度化

 数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的

运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

 (1)提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段

实现连续进给，使CNC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装

置，提高位置检测精度(日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器

的交流伺服电机，其位置检测精度可达到0.01mu;m/脉冲)，位置伺服

系统采用前馈控制与非线性控制等方法;

 (2)采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和

刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。

研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%～

80%;

 (3)采用网格检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真预

测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能

长期稳定，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加

工质量。

 3、功能复合化

 复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成

品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两

类。工艺复合型机床如镗铣钻复合加工中心、车铣复合车削中心、铣镗

钻车复合复合加工中心等;工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合

机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、

更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加

工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能

力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。

 加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展。德国

IndexGS必威体育精装版推出的车削加工中心是模块化结构，该加工中心能够完成

车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序，可完成复杂

零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高，大量的多轴联动

数控机床越来越受到各大企业的欢迎。在2005年中国国际机床展览会

(CIMT2005)上，国内外制造商展出了形式各异的多轴加工机床(包括双

主轴、双刀架、9轴控制等)以及可实现4～5轴联动的五轴高速门式加

工中心、五轴联动高速铣削中心等。

 4、控制智能化

 随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自

动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以下

几个方面：

 (1)加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程