数控机床智能化精选(九篇)

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第1篇：数控机床智能化范文

关键词：数控机床；性能；发展趋势

数控机床随着电子技术和计算机技术的进步而飞速发展，数控机床正朝着高速度、高效率、高精度、高可靠性、模块化、智能化、高柔性、集成化、开放性等方向发展。数控机床的使用范围越来越大，数控机床技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控机床技术的不断发展和应用领域的不断扩大，数控机床技术对国计民生的一些重要行业（IT、航空、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用。目前我国数控机床技术主要朝以下几个方向发展。

一、高速、高效方向发展

数控机床要大幅提高加工效率，首先要提高切削和进给速度，同时，还要缩短加工时间、降低加工成本，提高零件的表面加工质量和精度。

数控机床只有通过缩短切削时间，才可能进一步提高其生产率。随着高效、大批量生产的需求和电子驱动技术的飞速发展，直线高速电动机的推广与应用，开发出许多高速、高效、高精度的数控机床以满足航空、航天、等行业的需要。由于新产品更新换代时间周期的缩短，航空、航空、军事等工业加工的零件不但复杂而且品种多，也需要高效的数控机床，实现优质、低成本的生产。

二、高精度方向发展

从精密加工发展到超精密加工（特高精密加工）是世界各工业强国致力发展的方向。加工精度范围从微米级到亚微米级，乃至纳米级（

当前，机械加工高精度的要求如下：普通数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密加工中心则从3～5μm提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.001μm）。

三、高可靠性方向发展

高可靠性是指数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性一个数量级以上。所以，并不是可靠性越高就越好，只要能满足产品精度需要就行。

四、模块化方向发展

为了适应数控机床加工结构比较复杂，精度要求较高以及产品更新频繁，生产周期要求短，品种多、批量小的特点，机床结构模块化，数控功能专业化，应提高并优化数控机床的性能。近几年来最明显的发展趋势就是个性化。

五、智能化方向发展

为提高加工效率和产品质量方面的智能化，如自适应控制、工艺参数自动生成等；为形成严密的制造过程闭环控制体系方面的智能化，如将计算机智能技术、网络技术、CAD、CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体。

自适应控制智能化，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。

六、柔性化和集成化方向发展

数控机床向柔性自动化发展的方向是：从点（数控单机、加工中心和数控复合加工机床）、线（柔性制造单元〈FMC〉、柔性制造系统〈FMS〉、柔性制造生产线〈FML〉、专用机床或数控专用机床组成的柔性制造〈FML〉）向面（工段车间独立制造岛、自动化工厂〈FA〉）、体（计算机集成制造〈CIMS〉、网络集成制造系统）的趋势发展，另一方面向实用性和经济性方面发展。柔性自动化技术是我国制造业发展的方向，是高端制造领域的基础技术。数控机床系统能方与计算机辅助设计〈CAD〉、计算机辅助制造〈CAM〉机床自动编程的编辑程序〈CAMP〉、信息系统〈MIS〉连接，向信息集成趋势发展，向智能化、网络化、开放式趋势发展。

七、开放性方向发展

第2篇：数控机床智能化范文

【关键词】模具加工；数控机床；技术

模具加工产业的发展与我国制造业的发展息息相关，比如它与家电行业、电子行业、汽车行业等都有很大的关联。而模具加工离不开数控机床的应用，因此，我们必须重视数控机床的发展。一般而言，数控机床涉及很多的学科知识，比如自动检测技术、计算机技术、精密机械技术等。

一、关于数控机床

数控机床，它的全称为数字控制机床，即Computer numerical control machine tools，它是一种带有控制系统的自动化机床。它需要充分利用数字代码形式的信息，用以控制刀具根据给定的工作程序、轨迹以及运动速度，从而实现自动加工目标的机床。它的基本组成部分主要有加工程序载体、机床主体、数控装置、伺服驱动装置以及其他辅助装置。

数控机床的特点可以从加工特点和结构特点两个方面来分析。第一，加工特点：加工精度高，质量稳定；生产效率高、经济效益好；对加工对象的适应性强；自动化程度高，劳动强度低；有利于现代化管理；通信功能强。第二，结构特点：高刚度和高抗振性；高灵敏性；热变形小；高可靠性；高进度保持性。

二、数控机床在模具加工中的应用

近年来，工业产品逐渐向多样化和高性能化方向发展，产品的生产厂家对模具生产提出了更高的要求，即要在较短的时间内提供高精度的模具。传统的手工加工显然满足不了客户的要求。因此，模具制造业需要不断提高模具加工的生产效率，利用数控加工先进制造技术，推动模具加工进入以数控加工为主的新时期。

（一）数控机床在模具加工中应用的技术

模具零件加工的主要方法是数控机床加工，这种加工方法包含多种技术，一般有数控电火花加工、数控加工中心加工、数控线切割加工、数控车削加工等，所以一般特别适合那些运用于小批量、复杂表面、单件、高精度的零件加工。

（二）数控机床在模具加工中应用的范围

数控机床在模具加工中的应用范围非常广泛，这里主要从三个方面来分析。

1、加工中心

这种数控加工一般都会带有自动刀具交换装置的数控镗铣床。加工中心可以分为两种，一种是利立式加工中心，其主轴为垂直方向；另外一种是卧式加工中心，其主轴为水平方向。

2、数控电火花成型机床

这是一种特种加工方法，它的原理是利用两个不同极性的电极，将其放在绝缘体中，电极产生放电现象可以去除材料，最终完成加工。这种方法一般适用于那些形状比较复杂的模具。

3、数控线切割机床

这种方法同数控电火花成型机床的原理一样，只不过这里的电极是电极丝，采用的加工液则是去离子水。

三、数控机床的发展方向

我国的数控机床产业正处于一个变革时期，其需求主要表现在汽车工业。就目前我国数控机床的发展情况来看，总体概况可以分为以下几种：第一，产量总体规模逐渐扩大，现已居于世界的前列；第二，从常规的数控机床领域来看，产品的技术水平有了很大的提升；第三，随着我国机床行业的快速发展与进步，进一步推动了产业组织结构的变化，其结构呈现出初步优化的现象。

数控机床综合了很多领域的新技术，就目前数控机床的发展来看，主要呈现出以下几种趋势。

（一）控制智能化

近年来，人工智能技术快速发展，我国模具生产也日渐趋向生产柔性化、制造自动化方向发展，这在一定程度上推动了数控机床的智能化程度发展。主要体现在以下几个方面。第一，加工过程自适应控制技术的发展，它能促使设备保持在最佳运行状态，从而进一步提高了加工的精度，为设备的安全运行提供良好的保障。第二，加工参数的智能优化与选择，从而提高编程效率。第三，智能故障自诊断与自修复技术。此外，还有智能4M数控系统、智能化交流伺服驱动装置以及智能故障回放与自修复技术等，这些都促使数控机床向控制智能化方向发展。

（二）加工过程绿色化

随着社会的不断发展与进步，人们越来越重视环保，所以数控机床的加工过程也会向绿色化方向发展。比如在金切机床的发展中，需要逐步实现切削加工工艺的绿色化，就目前的加工过程来看，主要是依靠不使用切削液手段来实现加工过程绿色化，因为这种切削液会污染环境，而且还会严重危害人们的身体健康。

（三）网络化

随着网络技术的日渐成熟，人们在数控机床领域中提出了数字制造的概念。现在很多的用户在进口数控机床时，都要求具有远程通讯服务等功能。

此外，数控机床也开始向高可靠性、功能复合化等方向发展。

四、结束语

综上所述，随着数控机床在模具加工中的广泛运用，我国的数控机床技术有了很大的提升，从而保障了模具加工的质量，促进模具制造业的快速发展。因此，人们应该不断总结经验并且追求技术创新，推动我国数控机床的良好发展。

参考文献：

[1]朱正方，孔亚.如何提高数控机床在模具加工中的地位[J].硅谷，2012（5）.

[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）.

第3篇：数控机床智能化范文

随着1952年第一台数控机床的问世,机械加工便开始进入了自动化发展的历史时期,经过不断的发展和改造过程,数控技术有了更进一步的发展。当前的机械加工在运用数字、文字和符号组成的数字指令达到了高效的控制过程。数字控制的机床采用数字编程精确工件的位置、角度以及速度,甚至是机械能量的流向,在二进制数字运算方式的计算下,以最小误差的形式进行机械加工。数控机床采用计算机运算代替原来的硬件组装控制,使得数据存储和处理运算过程精细化,极大的减少了误差。

1数控技术的当前成就及广泛运用

数控技术是随着数字时代的来临广泛应用于机械加工和制造领域的一种新型技术手段,标志着新的生产力的发展方向,具有划时代的意义。目前我国的数控机床已经取得了相当大的成就。在产品种类、技术水平和质量上都较大的发展。据了解,目前我国的数控机床在市场推广的就多达一千五百种以上,在整个金属切削和锻压机械中都具有有举足轻重的地位。

首先,数控机床的应用范围不断扩大。近年来,我国的机床行业在国家重点工程,以及国防军工建设中得到了广泛的应用,并且在航天航空事业中也不断提高数字控制的精确度。SSCKZ80—5型五轴车铣复合加工中心在对航空、船舶、铁路运输行业具有高技术、高精度的技术运用,对飞机发动机主轴和起落架的加工等关键性的机械加工都有较重要的作用。在其他生产工业方面,数控技术同样具有较大的影响作用,通过超精密球面车床的基础设备提供,促进了照相机塑料镜片、激光加工光路系统以及条形码阅读设备等高科技的技术加工的精细化和科学化。

其次,数字技术不断提升。“国产XNZD 2415型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点,通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门,在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C轴摆角铣头,配以工作台的纵向移动,可完成五自由度的运动。”同时,网络化和集成化的数控机床创新是数字技术提高的表现之一,提高数控机床的速度和精密程度,当前我国已经研制成功出一批速度在8000～10000r/min以上的数控机床,并且搭理推广了CAD技术的应用。

最后,企业的数控机械化程度大大提高。据了解,当前洛阳轴研科技股份有限公司经过不断的研发和创新,已经开发并生产了“8大类、13个系列、160多种电主轴及主轴单元”,高度的数字机械化大大减少了公司的产品生产成本,提高其市场竞争力;另外,2004年,陕西汉江机床有限公司“共生产滚珠丝杠副5万套,滚动直线导轨副2万套,其中为数控机床配套的高精度产品占产销量的80%以上。”结合数字资料来看,目前我国企业在数控技术的应用上达到了一个较大的,是数字技术在机械加工领域应用的重要表现形式。

2数控技术在机械加工中运用的发展趋势

工业的发展是一个国家经济的强盛支柱,促进工业的数字化创新是提高工业技术的必经之路。目前我国正处于工业化发展的中期阶段,不管是汽车、钢铁、机械还是电子行业都对新型技术力量有较大的需求,特别是数控机床的需求量,越来越大。“据毕马威会计事务所分析,中国已经超过德国,成为世界第一大机床市场,2005年市场销售额将达到70亿美元。数控机床已成为机床消费的主流。我国未来数控机床市场巨大,预计2010年数控机床消费仍将超过60亿美元,台数将超过10万台。”

我国当前的机械加工和制造虽然对数控技术的需求仍然与日俱增,但是对数字技术也提出了新的要求。

第一,需要更加高速、高精加工技术及装备进行技术生产。

随着数字技术的不断进步,机械加工也面临着新的市场需求,特别是人们对精细化的要求也越来越高,于是高速度、高精加工技术成为必然的趋势。机械加工和制造企业利用高新技术的生产力缩短产品的生产周期,提高市场竞争力。像上海通用汽车公司,目前就采用了高速加工中心的生产线,摒弃原来的组合机床,这对通用公司来说,是一项划时代的技术进步;另外,在加工精度上,近十年,数控机床的加工精度不断提高,“由原来的10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3μm～5μm,提高到1μm～1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。”其次,国外的数控装置MTBF值甚至已达6000h以上,伺服系统MTBF值达30000h,这些都标志着现代数控技术的可靠性不断提高。

第二,智能化、网络化的数控应用系统将成为机械加工中的主流。

网络化是时代的需要。网络技术和数字技术是21世纪生产生活的主要代名词,因此,毋庸置疑,网络化的数控装备将是机械加工和制造的主流。网络化的系统促进了机械加工生产线和制造系统信息集成的需要,是实现新的数控车床虚拟化、敏捷化的关键。在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

而智能化则建立在数字技术的精细化和系统化上,为了促进机械加工效率的智能化和质量的进一步提高,利用自动识别的负载模型和量身定制的运算方式进行计算。在加工过程中,简化编程和操作,进行智能化的人机界面操作,智能监控以及及时的系统诊断和维修。

3结语

综上所述,我国数控技术在机械加工中的应用越来越广泛,逐步达到了精细化、智能化和网络化地要求,随着数字技术的进一步发展必将有更深层次的提高,也将更进一步促进我国制造业的发展。但是,随着数控技术的需求量和质量要求提高,必然也将面临各种各样的问题,在数控领域还有很多亟待解决的问题。

参考文献

[1] 浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J].价值工程,2011(3),2011.

第4篇：数控机床智能化范文

关键词:数控机床;国内外;发展;趋势

中图分类号:TB

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)08-0317-01

近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的发展。

1 数控(NC)阶段(1952年-1970年)

早期计算机的运算速度低,对当时的科学计算和数据处理作用还不大,不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统,被称为硬件连接数控,简称为数控(NC)。随着电子元器件的发展,这个阶段历经了三代:

(1)1952年的第一代――电子管阶段

(2)1959年的第二代――晶体管阶段

(3)1965年的第三代――小规模集成电路阶段

2 计算机数控(CNC)阶段(1970年-现在)

到1970年,通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件,从此进入了计算机数控(CNC)阶段。到1971年,美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件――运算器和控制器,采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上,称之为微处理器,又可称为中央处理单元(简称CPU)。到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强,控制一台机床能力有富裕,不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高,但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件,故仍称为计算机数控。到了1990年,PC机的性能已发展到很高的阶段,可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于PC的阶段。计算机数控阶段也经历了三代:

(1)1970年的第四代――小型计算机阶段

(2)1974年的第五代――微处理器阶段

(3)1990年的第六代――基于PC阶段

随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,国外各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。

长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,已不适应日益复杂的制造过程,因此,对数控技术实行变革势在必行。

当今数控机床呈现从以下几个发展趋势:

(1)高速高精高效化。

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统和带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化。

柔性化包含数控系统本身的柔性和群控系统的柔性。数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;而群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化。

数控技术的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工;数控技术的多轴化是以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。

(4)实时智能化。

科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展,由此产生了实时智能化控制这一新的领域。

参考文献

[1]徐国威.国内外数控机床的发展及应用概况[J].维普资讯.

第5篇：数控机床智能化范文

关键词：数控技术　现状　发展趋势

数控技术具有可以解决高精度复杂零件加工问题；可以为产品增强市场竞争力；改进产品质量、提高生产效率；可以降低成本、提高生产安全；可以自动编程、减轻工人负担等特点而广泛应用于装备制造业。

1　我国数控技术的现状

1.1　数控产业基地初步形成　如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂，在攻关成果和技术商品化的基础上，建立了一批数控厂家。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地，包括若干数控主机生产厂等，如州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产等。

1.2　基本掌握了现代数控技术　我国大部分技术已具备进行商品化开发的基础，掌握了数控系统、伺服驱动、专机及其配套件的基础技术，部分技术已商品化、产业化。

2　存在的问题

2.1　数控系统和功能部件发展滞后　数控系统和功能部件发展滞后已成为制约行业发展的瓶颈。国产中档数控系统国内市场占有率只有35%，而高档数控系统95%以上依靠进口。功能部件国内市场总体占有率约为30%，其中高档功能部件市场占有率更低。台湾地区品牌功能部件约占国内市场的50%，其余20%为欧盟、日本等品牌产品。据国家海关统计数据，2010年我国进口数控系统金额达18.1亿美元，机床附件（含功能部件和夹具）类产品达16.2亿美元。

2.2　高档数控机床关键技术仍有较大差距　以高速、高精、复合、智能等为特征的高档数控机床关键技术虽然已经取得明显进步，一批共性、基础技术和新产品研发也有了新的进展，但与国际先进水平相比，还存在较大差距。有些关键技术，如：高速高精运动控制技术、动态综合补偿技术、多轴联动和复合加工技术、智能化技术、高精度直驱技术、可靠性技术等尚需进一步突破，有些重大技术离产业化还有一段路程。以企业为主体、以市场为导向、产学研用相结合的研发体系尚未真正建立，行业的自主创新发展缺乏高新技术支撑。

2.3　自主开发能力薄弱，自主品牌缺乏综合竞争力　当前国内数控机床企业自主开发能力建设存在着研发基础薄弱、研发资金使用效率低、持续投入能力不足、缺乏关键性技术储备和重大技术突破、人才结构不均衡、零部件支撑能力弱、缺乏完整产业研究开发体系等问题。

3　我国数控技术的发展趋势

3.1　高速、高精加工技术及装备的新趋势　为缩短生产周期和提高市场竞争能力，提高产品的质量和档次，高速、高精加工技术可极大地提高效率，效率、质量是先进制造技术的主体。为此，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一，日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一。

在轿车工业领域，多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，在航空和宇航工业领域，加工的零部件多为薄壁和薄筋，要对这些筋、壁进行加工，必须保证高切削速度和切削力很小的情况下，这样这样才能使这些刚度很差，材料为铝或铝合金达到很好的切割效果。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高，机身等大型零件来替代多个零件联结方式拼装，这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年来，超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm），精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm。在可靠性方面，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，表现出非常高的可靠性。应用领域进一步扩大，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，主要是为了实现高速、高精加工。

3.2　智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势　智能化的内容包括在数控系统中的各个方面，21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。包括：智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修；如智能化的自动编程、智能化的人机界面等，为简化编程、简化操作方面的智能化；如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载、自动选定模型、自整定等，主要是为提高驱动性能及使用连接方便的智能化；如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成，这样做主要是为追求加工效率和加工质量方面的智能化。

所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，形成具有鲜明个性的名牌产品。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），面向机床厂家和最终用户，形成系列化，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，目前数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心，除此之外，还有结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库等。

数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如日本山崎马扎克（Mazak）公司的“CyberProduction　Center”（智能生产控制中心，简称CPC）；日本大隈（Okuma）机床公司的“IT　plaza”（信息技术广场，简称IT广场）；德国西门子（Siemens）公司的Open　Manufacturing　Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

3.3　5轴联动加工和复合加工机床快速发展　采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于两台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

3.4　自动编程技术的应用　数控自动编程技术受到广泛关注，各国的专家学者都在潜心研究自动编程系统。数控加工是指在数控机床上按事先编制好的程序，对零件进行自动加工的一种加工工艺方法，零件加工的最终效果直接取决于数控程序编制的效率和准确率。数控编程是目前提高加工精度、表面加工质量、加工效率以及实现生产自动化最重要的一环，在制造业中应用广泛。数控编程分为手工编程和自动编程，对于那些程序量大、轨迹计算复杂的零件，根本不可能采用手工编程，即使能编制出加工程序，其低下的效率亦根本不能满足市场的需求。受飞速发展的技术革命的巨大冲击，传统的机械设计和制造方式发生了根本性的变化，产品的设计生产周期越来越短，逐渐向小批量、多品种、高精高效加工的方向发展。特别是随着计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的推广和计算机数控加工技术的广泛应用，计算机辅助自动编程势在必行。自动编程是用计算机代替编程人员完成编程工作，自动生成加工指令，解决一些人工编程难以解决的难题，充分利用计算机计算速度快而准的特点，可极大地提高编程的效率和准确率。

4　结束语

在今后的发展中，应重点攻克数控系统、功能部件的核心关键技术，增强我国高档数控机床和基础制造装备的自主创新能力，实现主机与数控系统、功能部件协同发展，重型、超重型装备与精细装备统筹部署，打造完整产业链。提高国产高档数控系统国内市场占有率，提高数控机床主机的可靠性，满足我国航天、船舶、汽车、发电设备制造等重点领域所需的高端装备。

参考文献：

[1]琚素英.我国数控技术的发展和产业战略思考[J].山西焦煤科技，2007，6.

第6篇：数控机床智能化范文

关键词：自动化；发展趋势；技术

中图分类号：TP273 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 11-0000-03

On the Development of Numerical Control Technology and Automation Machinery

Lin Yinxiang

(Jinshan University of Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou350007,China)

Abstract:With China's rapid economic development,businesses there have been increasing trend.Machine automation,intelligent,network,

increasingly high demand for mechanical and electrical integration,and further promote the automation.

Keywords:Automation;Development trends;Technology

一、引言

伴随着我国经济的迅猛发展，各行各业也出现了与日俱增的趋势。机械自动化、智能化、网络化、机电一体化等要求越来越高，更进一步促进了自动化发展。目前我国的自动化制造水平已有大幅度的提升，机械自动化、智能化等逐渐替代了以前的手工操作，这也同时加快了自动化的前进步伐。

机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。

现代数控机床是机电一体化的典型产品，是新一代生产技术，如柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等的技术基础。近年来，随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，它的成果正在不断的渗透到机械制造的各个领域中，先后出现了计算机直接数控（DNC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等高级自动化制造技术。而这些高级自动化技术都是以数控机床为基础的。这些新一代的生产技术代表了制造业的发展方向与未来。

我国和世界上的发达国家一样，都把发展数控技术作为制造业发展的战略重点，将数控技术向深度和广度发展列入科技发展的重要内容，所以把握现代数控机床的发展趋势与自动化机械制造具有重要的意义。本文就数控技术的发展趋向与机械制造自动化进行浅析。

二、数控机床的发展趋向

现代数控机床的发展趋向主要是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、复合化、智能化和开放式结构。主要发展动向是研制开发软，硬件都具有开放式结构的智能化通用数控装置。德国SIEMENS推出的SINUMERIK8400系统、美国CINCINNATI的A2100系统、HP公司的OAC500系统及日本FANUC的180/210系统等是典型的代表，这些产品都是以32位微处理器核心，能实现上述的目标。

（一）高速化与高精度化

要达到数控设备高速化，首先要求计算机系统在读入加工指令数据后，可以高速处理并计算出伺服系统的移动量，而且要求伺服系统能高速做出反应。其次，为了能在极短的空行程内达到高速度和高行程速度的情况下保持高定位精度，必须具备高加（减）速度和高精度的位置检测系统和伺服系统。此外，主轴转速、刀具交换、进给量、托盘交换等各种关键组成部分要能实现高速化，并需要重新考虑设备的全部特性，即实现从基本结构到刀架的一个转换过程。

采用32位微处理器，是提高CNC速度的有效手段，已渐渐成为国内外生产厂家的必要选择，其主频可达到几十至几百兆。如日本FANUC的15/16/18/21系类CNC，其最大的进给速度可达120m/min。

在高速化的数控设备中，提高主轴转速一直是重点。高速加工的趋势和对高速主轴的需求将继续下去。主轴高速化主要采用内装式主轴电动机，使主轴驱动不必通过变速箱，直接把电动机与主轴连成一体后转入主轴部件，从而达到大大提高主轴转速的目的。目前机械传动的主要方法仍然是滚珠丝杆传动，有研究表明滚珠丝杆在1g加速度下，在卧式机床上能稳定可靠的工作，若再提高0.5g则会出现问题。采用直线电动机技术可以很好解决这个问题。例如：在卧式加工中心使用直线滚珠导轨，可使切削进给速度高于箱式导轨结构，刚度和磨损寿命高于传动的滚珠导轨。

提高数控设备的加工精度，一般通过减少数控系统的制造误差和采用补偿技术来达到。在减少数控系统控制误差方面，常采用提高系统的分辨率，及微小的程序段实现连续进给，使CNC控制单位精度化，提高位置精度。而位置伺服系统常用前馈控制与非线性控制方法提高加工精度。在采用补偿技术方面，除了齿轮隙补偿、丝杆螺距补偿的刀具补偿等技术外，近年来设备的热变形误差补偿和空间误差补偿的综合补偿技术已成为研究的热点课题。科学研究表明，综合误差补偿技术的应用可减少加工误差%60~%80。由于计算机运算速度和主轴转度的较大提高，已开发出具有真正零跟踪误差的现代数控装置，能满足现代数控机床的工作要求，使机床可以进行进给速度和高精度加工。

（二）复合化

复合化包含工序复合化和功能复合化。工件在一台设备上一次装夹后，通过自动换刀等各种措施，来完成多种工序（如车、铣、镗、钻）和表面的加工。达到替代多机床和多装夹的加工，减少装卸时间，节省工件搬运时间的目的，提高每台机床的加工能力，减少半成品库存量，又能保证和提高兴位精度，从而打破了传统的工序界限和分开加工的工艺规程。从近期发展趋势看，加工中心主要是通过主轴头的立卧自动转换和数控工作台来完成五面和任意方位上的加工。另外，磨削或车削复合加工中心也呈现出上升的势头。

（三）智能化

随着人工智能技术的不断发展，并未适应制造业生产高度柔性化、自动化的需要，数控设备的智能化程度在不断提高，形成了以下四种较成熟的人工智能。

1.应用自适应控制技术

数控系统能检测对自己有影响的信息，并自动连续调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。如：可通过监控切削过程的刀具磨损、破损、切屑形态、切切削力及零件加工质量等，实现自适应调节，以提高加工精度和减小工件表面粗糙度。

2.智能交流伺服系统

这种驱动装置可以自动识别电动机及负载的转动惯量，并自动对控制系统参数进行优化和调整，使驱动系统处于最佳运行状态。目前已开始研究能自动识别负载，并自动调整参数的智能伺服系统包括智能化主轴交流伺服驱动装置和智能化进给伺服驱动装置。

第7篇：数控机床智能化范文

[关键词]态化、智能化、客户化。

中图分类号：F426.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0230-02

The Development And Innovation Of CNC Machine Tools Industry

SUN Ying

（Sichuan Vocational and Technical College of Communications ，Chengdu 611130， China.）

[Abstract]With the development of science and technology and the social economy， CNC machine tools is developing toward ecologization intellectualization and customization.This paper introduces innovation and new thought of CNC machine tools in the control system， driving system and structural design.

[Key words] ecologization intellectualization and customization.

在科学技术发展，用户需求多样化，环境保护意识强化的压力下，未来数控机床将体现三个特征：①生态化。机床作为制造业的能耗产品，必须体现节能减排和生态设计。②智能化。未来智能化的机床具备思考、自适应和最优加工的高智商。③客户化。采用模块化、可重构和柔性化的解决方案，使机床可满足千变万化用户需求。目前，数控机床的创新和新技术的应用主要体现在机床结构配置、驱动技术、数控系统，以及能源和生态设计等多方面，涉及的技术领域越来越广。

1 机床结构的优化配置

1.1 机床设计的新方法

传统的机床设计是机电分离设计。由于数控机床高速运动的机电一体化设备，其动态性能很大部分取决于机电耦合共同效应，因此，现代机床设计的新思路是在机床结构设计阶段就应用多体机电耦合仿真技术和有限元分析进行优化设计。

德国斯图加特大学机床控制研究所提出了机床硬件在环（Hardware in the Loop）和多刚体耦合的机电一体化仿真技术，实现数控系统和机床数学模型的集成仿真。仿真时，机床的运动及其特性通过三维动画和曲线显示，得到机床的动态特性，并进行数控系统与机床的匹配验证及控制参数的优化。还可将机床切削加工的物理过程融入仿真验证中，并预测工件的表面质量和加工过程的稳定性。机电一体化集成设计有效解决了机床与系统的匹配问题，提高了设计的准确度，大大缩短了设计周期。

1.2 机床结构配置的创新

机床结构配置主要取决于机床的运动组合，对应于一种运动组合可能有多种结构配置方案。机床结构设计关系到机床整体性能的提升。机床结构配置的发展趋势主要体现在运动件的轻量化、功能的复合度高、整体结构的模块化等。下面例举两个结构配置创新的案例。

（1）虚拟轴配置

德国Alfing公司的AS600机床采用模块化结构配置和零机械传动方案。机床由底座和立柱、回转工件台、托盘交换装置、刀具交换装置4大模块组成。机床的X轴为虚拟轴，X轴的移动由Y轴移动和X轴旋转两个运动合成。如图1所示，在封闭框架的立柱中配置上下移动的滑座，实现Y轴运动，滑座下方的主轴滑枕可伸缩，实现Z轴运动。而X轴的移动则是由Y轴和主轴滑枕绕滑座中心的转角相互配合实现，即 ，其最大行程达650mm，这种虚拟轴的配置简化了机床结构。

（2）复合配置

MAG自动化集团Hessapp 公司的DVT系列立式车床采用倒置与正置复合的结构配置。如图2所示，倒置结构是工件装夹在主轴上，从上面移向刀具并完成两个方面的进给，配置固定不移动的转塔刀架。倒置加工时产生的切屑和冷液能及时坠落到废料箱，可提高加工精度和降低热量。同时，倒置的主轴兼作装卸机械手，可将工件由机械夹爪放置在传送带上。可见，倒置式立车是缩短辅助时间、提高生产速度的新型结构配置。

2 驱动系统及技术热点

2.1 主轴单元

随着高速加工的普及，电主轴和主轴单元的智能化成为发展创新的目标。

（1）电主轴及关键问题的解决

电主轴将主轴单元的机电两部件的结构和功能集成为一体，是高端数控机床实现高速和高效加工的重要结构。

不过，电主轴在带给机床高速性能的同时，自身也存在诸多需解决的问题，最突出的是热量。电主轴的转速大多在10 000 r/min以上，其中，轴承和电机绕组是主要的高温热源。减少热量的主要解决方案是：轴承采用油―气系统，从外环油孔以脉冲油的方式向滚珠喷射微量油―气混合物，以、清洁和冷却轴承。电机绕组则采用强制气冷或水冷系统减小热量的产生，其中，以水冷的效果较好。

（2）主轴单元的智能化

主轴在高速加工时，由于温度变化和惯性力的影响都会产生微小的Z轴位移。对亚微米级或纳米级的精密加工而言，这种位移是不容忽视的，必须加以补偿。目前，主轴单元的智能化创新体现在主轴单元采用各种传感器，开发对工况进行时实监控、预警、可视化同，以及精准的补偿的功能。

瑞士GFAC集团Step-Tec公司开发了具有高智能化的电主轴intelliSTEP 智能系统。智能系统由三维振动测量V3D传感器、RFID工况记录、优化模块SMD20和工况分析软件SDS组成，可以控制和优化电主轴的工况，如主轴端轴向位移、温度、振动、刀具拉杆位置等。

其中，振动控制Vibroset 3D技术是在电主轴的前轴承附近安装了基于MEMS技术的加速度传感器，作为机床主轴的“黑匣子”。三维的加速度计实时记录3个轴（X，Y，Z）的加速度值，最高可达±50 mm/s2。在故障发生时，能再现主轴的工况，并通过数据接口传至数控系统，借助SDS分析软件找出故障的原因，有助于主轴单元有针对性的改进与优化。

2.2 进给系统

未来数控机床的进给系统创新体现在降低能源消耗，发展模拟仿真软件工具，提高机床的可重构性等方面。

（1）直线电机

直线电机将进给系统的机电两部件的结构和功能集成为一体。由于直线电机的一阶固有频率仅取决于电机的电气特性，以目前技术水平推算，其一阶固有频率约为165 Hz，远高于滚珠丝杠驱动。同时，直线电机驱动实现了“零”机械传动，因此，直线电机实现了加速快、速度高、定位准、伺服带宽大和可靠性等优点，成为高端数控机床进给系统的发展趋势。

不过，值得注意的是直线电机的加速性只有在承载量较小时优于滚珠丝杠驱动。同时，直线电机的价格大约是伺服电机的3倍，因此，滚珠丝杠驱动方案的成本仅为直线电动机驱动的75%。

（2）进给传动系统的创新技术

目前，针对进给传动系统的机械传动机构的易磨损、振动、寿命低、速度低等现状，有以下几个创新技术应用。

① 低预紧力螺母结构

滚珠丝杠螺母采用预紧来消除间隙，但降低了滚珠丝杠精度、最大荷载和寿命。解决这一矛盾的结构创新，是在一对滚珠螺母和中间垫片之间，加入两个弹性垫圈。测试显示，此技术使3 kN预紧力可与无此技术的5.5 kN预紧力等效，滚珠丝杠的寿命可由0.4×109转提升至1.8×109转。

② 导轨阻尼装置

滚珠丝杠螺母的一阶固有频率限制了进给装置的最高速度。解决此问题的结构创新，是在工作台上增加类似线性导轨滑块的制动装置（即主动阻尼装置），如图3所示 。通过控制系统产生指令，利用压电陶瓷压向导轨以增加摩擦，从而改变阻尼性，使系统在一阶固有频率处的振幅大幅降低。研究表明，此技术使进给系统的最高变向频率由8 Hz提升至16 Hz。

③ 柔性滚珠丝杠轴承

提高滚珠丝杠系统变向频率的另一创新，是通过改良丝杠轴承来改善滚珠丝杠系统的动力特性。解决方案有被动和主动模式两种。被动模式是将固定轴承改为柔性材料制造，此材料只有丝杠刚性1%，使丝杠可轴向伸缩，以改变进给系统的阻尼性。主动模式是在丝杠轴承壳内安装压电陶瓷，由控制系统产生指令，使压电陶瓷向支承丝杠的滚珠轴承外圈施加轴向压力，以改变进给系统的阻尼性。

3 数控系统的发展新趋势

航空航天、精密模具、微电子产品等行业的飞速发展，对机械加工的轨迹精度和表面质量提出了很高要求。为适应行业需求，数控系统的创新点体现在运动控制策略、运算精度及运算速度等方面的重大突破。

1.高精度插补及运动控制技术

目前，中高端数控系统已广泛采用纳米插补及运动控制，甚至精密到了皮米。纳米插补运动控制要求插补运算周期至少应控制在100μs级，编码器的分辨率达到每转百万线以上。高精密插补运算不仅解决了轨迹计算精度的问题，还涉及到前瞻平滑处理、减小运算周期、提升伺服动态响应及精度，以及提高编码器分辨率等先进技术。如FANUC 30i和三菱M700系统实现了纳米插补运算，安德龙的Antronic 3060实现了皮米插补运算，西门子828D采用了80位浮点计算精度进行插补运算。先进的数控系统已采用NURBS样条插补来实现高效曲面加工。样条插补通过连续的运动控制，不频繁改变运动方向，有效避免了不必要加速和制动，效能节约可达60%。如西门子的“精优曲面”技术，FANUC的纳米平滑技术，以及海德汉通过定义加工时间、精度和粗糙度的不同优先策略来实现高效的曲面加工。

2.网络化全数字系统体系

为了提高系统的运算能力、控制速度、可靠性和适应性，各种实时总线技术广泛应用于控制体系中。总线技术将Soft PLC和安全协议整合在一起，简化了系统间的连接，使机床多通道多轴联动复杂控制成为可能。如西门子840D可扩展控制轴31个、10个通道以及10个工作方式组。广泛应用的专用总线有：FANUC的FSSB、西门子的Drive-CLiQ，海德汉的HSCI和意大利FIDIA的FFB；标准总线有：博世力士乐的SERCOS 和三菱的CC-LINK等。

3.基于STEP-NC的集成

基于G代码程序控制的数控系统是被动的轨迹和逻辑控制的“控制者”。目前，以零件加工特征为基础的STEP-NC技术，使数控系统成为加工任务自主规划的智者。基于STEP-NC技术的集成系统的工作流程是：首先由CAD系统生成STEP文档，通过AP203接口转化为STEP-NC后，输入到CAM系统，再借助零件加工特征及工艺模型生成STEP-NC加工程序。此后，由数控系统自主决定如何加工，并指挥机床完成相应加工。同时，机床的工况及时反馈回数控系统，系统及时调整加工参数和策略，输入至CAM系统，对STEP-NC编程产生影响。可见，基于STEP-NC技术的集成系统使数控系统实现了自主规划、实时调整的智能化全过程。

4.开放式的客户化应用系统

随着加工零件的复杂化、个性化，高端数控系统的客户化占有比例超过了75%。客户化应用要求数控系统能对机床制造商和最终用户开放。为此，开放式的客户化应用系统成为用户期望的数控系统结构，它拥有标准化的软硬件体系结构、方便扩展、网络功能和客户化应用软件等特点，以适应个性化要求，并体现出可移植性、可重组性、互操作性等特征。

4 机床的节能与生态设计

作为大能源消耗的机床要想具有可持续发展的前景，必须强调节能减排和提高能效。绿色制造、生态设计是未来数控机床发展的新方向。

机床对环境的影响主要源于耗电所产生的温室气体排放量和碳氢燃料，其中，直接用于加工的耗电量仅占总量的25%，可见，提高机床的能效具有很大潜力空间。不过，要注意的是机床的耗电不是一个稳态的过程，特别是换刀、工作台起动、制动时出现峰值。

为此，德国力士乐公司提出了机床节能的全面解决方案4EE（Four Energy Efficiency，4EE ），涉及以下4方面：①采用高能效的部件。如采用效率达95%～97%的永磁同步电机、直线电机 和力矩电机等直接驱动方式，减少机械传动，可提高效能潜力达50%。②实现能源再利用。如储存电机制动期间的过剩能量，以便在需要时提供短时间的大能量，可节能潜力达80%。③按需使用能源。如采用变频液压泵和冷却液泵，按需提供能源，可节能潜力达20%～80%。④能源系统的优化设计。通过仿真、项目规划和咨询，实现系统化的总体概况分析，以及利用智能控制器实现工艺流程的最优化。

又如德国因代克斯INDEX公司的R200车铣加工中心实施提高能效的主要措施有：①优化机床部件重量；②配置能量再生装置；③对于耗能大的能源装置设置待机模式；④采用优化匹配的材料和小摩擦系数的轴承；⑤采用智能化冷却系统。其中，智能化冷却新方法在确保机床获得正常冷却的同时，将运行中的废热进行回收，用于车间供暖或其他需要热源的生产环节。

数控装备的创新不仅是机床行业本身发展的需要，更能带动相关产业的技术革命，以及产业结构的转型升级。随着科学技术的进步，数控技术将在创新中不断发展。生态机床、聪明机床和个性化机床将引领数控装备的发展方向，成为主流产品。

参考文献

[1] ，卫汉华，张炳生. 机床产品创新与设计[M]，2013（4），机床杂志社，成都.

[2] 汪艺，智能创新 产业升级[J] 2013（4） ，制造技术与机床.

[3] 李静，助推智能装备 制造产业新发展[J] 2013（4） ，制造技术与机床.

第8篇：数控机床智能化范文

1 数控技术的发展历史 

数控技术的发展前后一共经历了硬件数控时代和软件数控时代两个阶段，硬件数控时代起自1952年的电子管时代，最终发展到1965年小规模的集成电路时代。软件数控时代从1970年的小型计算机开始，经历微处理时展到基于个人计算机的数控时代。 

当前数控机床的构成主要包括三个基本构件——机床主体，数控装置和伺服机构。其中伺服机构通过依靠先进传感器，调速装置等技术，经历了开环、半闭环、闭环三个发展阶段，从而使机床运行稳定性得到质的提高。而数控装置包括程序读入装置，从而实现点位控制、直线控制和连续轨迹控制。 

2 数控技术的国内外现状 

当前我国数控机床产业快速发展，但同国外先进国家比较仍存在不小的差距。主要体现在技术含量不高、低端产品过剩、高端产品不足、自有独创技术缺乏，高质量的功能部件仍然依靠进口或者靠合资生产。比如我国机床数量已达300万台高居世界第一，但数控化率才仅仅不到2%，大大低于西方发达国家。这已成为我国走向高端制造业的现实瓶颈。 

在国外，目前绝大多数国外生产的数控机床，已广泛采用了32的系统，而国内生产的数控机床由于受到进口技术的限制，大多采用的是16的系统。这就使得国产数控机床在功能上就先天不足，与国外数控机床相比，有明显的差距。不论是加工中心或是数控车削中心，这类新型的数控设备均显示出能满足许多复杂零件在批量生产中的强大的生产力，一般均具有4～5轴连动，一次装夹可进行多面加工的功能。特别是随着计算机在机器制造的各个领域的广泛应用，机床设备越来越趋向柔性化、智能化、多功能化。 

3 数控技术的发展趋势 

从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，主要体现为以下发展趋势： 

3.1 性能发展趋势 

第一智能控制。在数控技术领域智能控制已经成为主要的发展方向，智能控制更体现为实时智能控制，模糊控制，学习控制，网络控制能领域。比如在数控系统中往往包含有故障自动诊断系统，刀具自动管理系统，编程专家系统等多个模块，实现数控机床的提前预测，动态反馈，事后修正等多项功能。 

第二工艺合成化。现在的数控技术共建往往通过各种自动化技术，完成多工序、多表面的复杂加工过程。特别是伴随人工智能技术的不断进步，实时系统和人工智能相结合，实现了实时系统智能化复杂化的发展趋势。西门子著名的880系统控制轴数已经可以达到惊人的24轴，让人叹为观止。 

第三高效化。效率是机械技术核心的指标，伴随伺服系统高速芯片，多 CPU技术应用，数控机床的高速度、高精度已显著提高，效率也有了质的飞跃。为了便于满足不同用户的需求；群控制系统的柔性，同一群控系统，能依据不同生產流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控制系统的效能，以减少工序。 

3.2 功能发展趋势 

用户界面人性化设计。众所周知作为数控系统和使用者之间的对话纽带，由于用户不同，用户界面也千差万别，开发用户界面是一项繁琐的工作。当前图形界面广泛使用，大大提高了界面的人性化设计，通过蓝图和快速编程，3D彩色动态界面，各类虚拟仿真技术，能实现各类视图的不同方向和角度的真实模拟和大小的多层缩放。这些可视化的发展使人机交流进入了图像动画时代，而不是过去呆板的文字语言表达。 

当前虚拟现实技术广泛应用使数控技术进入了新的时代。特别是可视化技术和虚拟环境技术的结合，如无图纸技术和虚拟样机技术等对提高产品质量，降低产品额成品，减少设计的周期有重要的价值。 

此外多媒体技术应用化，多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着客观的意义。 

3.3 体系结构的发展趋势 

数控技术在体系结构方面也有了显著的发展。通过互连技术和封装技术的结合，降低了数控车床的互连的数量和长度，改进了数控车床的组件尺寸，降低了产品的价格，提高了系统的安全和可靠性。 

此外通过硬件模块化，实现了数控车床系统的标准化和集成化。根据不同的功能，将各种功能模块做成标准的系列化产品，通过各类模块的组合，如通信模块、储存器模块、伺服模块等，实现各类档次的数控车床产品类型。而加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD、伺服控制等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现数控技术的集成化、网络化、无人化。 

4 结语 

总之，数控技术日新月异，当前我国正在推进2030年制造强国战略，数控技术占据着基础的作用，结合“十三五”规划，对当前的数控发展技术和方向进行分析，确定我国的数控技术发展战略，引领我国今后若干年的数控技术发展。我们应坚持质量为本，创新为基，坚持可持续发展的总方针，有所为有所不为，研究发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等数控基础技术，提升我国制造业的技术水平，使我国制造业真正走向高端。 

[参考文献] 

[1] 黄晓灵.浅谈数控技术发展趋势[J].湘潮（下半月），2010（10）. 

[2] 吴旭.浅论数控技术发展趋势[J].南方农机，2012（01）. 

[3] 高华新.关于数控技术发展探析[J].装备制造，2010（01）. 

第9篇：数控机床智能化范文

【关键词】FMS；NC；RPM；机械设计制造

数控技术，柔性制造系统，快速原型制造技术已经成为机械设计制造中主流应用技术，特别是三种技术与其他技术的混合应用对机械设计产生了不可估量的作用，对于机械设计的改进和创新有巨大作用。

一、数控技术（NC）发展历程

数控技术（NC）指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控技术通常是与位置、角度、速度等机械量和与机械能量相关开关量。数据载体和二进制形式数据运算诞生了这项技术。特别是1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史划时代的事件，推动了机械设计制造及自动化的发展。数控技术的应用给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化领域一份子，随着数控技术的应用领域的扩大和不断发展，对汽车轻纺船舶等制造领域起着越来越重要的作用，因为现展的趋势是装备的数字化，控制的自动化和人工的高效率化。高速、高精加工技术极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。数控机床进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂数控机床的主轴转速已达60000r/min，极大的提高了工作效率和公司效益最大化。在加工精度方面，普通级数控机床的加工精度由10 m提高到了5 m，精密级加工中心从3 m～5 m提高到1 m～1.5 m，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01 m）。国外数控装置的MTBF值已达6000h，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。智能化、开放式、网络化成为数控技术发展的主要趋势。当代数控装备具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，驱动性能及使用连接方便的智能化和简化编程、简化操作方面的智能化。

二、柔性技术（FMS）发展历程

随着科学技术的发展，产品的功能与质量的已经成为公司创造效益的重要保证。产品更新换代的周期短，产品的复杂程度高，这对产品的大批量生产提出了很高的要求，但是柔性和生产率是相互矛盾的。品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高，构成规模经济效益；多品种、小批量生产的加工形式在相似的情况下，频繁的调整工夹具会使工艺稳定难度增大，生产效率势受到影响。这为柔性制造系统的提出和建立做出了铺垫。柔性制造指在计算机支持下，能适应加工对象变化的制造系统。柔性制造系统有三种类型：柔性制造单元，柔性制造系统和柔性自动生产线。柔性制造系统包括自动加工系统、物流系统、信息系统和软件系统。柔性制造系统解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。其优点是设备利用率高、在制品减少80%左右、生产能力相对稳定、产品质量高、运行灵活和产品应变能力大。下图是柔性制造系统的流程图。

三、快速原型技术（RPM）发展历程

在机械设计制造中，快速原型技术（RPM）主要用于快速概念设计原型制造、快速模具原型制造、快速功能测试原型制造及快速功能零件制造。快速概念设计原型制造和快速模原型制造由于计算机和cad、solidworks等设计和建模软件的不断发展以及社会中机械的需求，这两个方面将是学习的重点。快速测试型制造使用范围有限，只能辅助快速概念设计原型制造。快速功能零件制造的技术难度很大，当前的技术不支持该功能，因此只能作为研究方向看待。由于大型模具的制造难度大以及RPM在模具制造方面的优势，可以知道将来快速原型技术将在大型制造中占很大的比重。为了是RPM得到普及和发展，我们必须追求RPM的更快的制造速度、更高的制造精度、更高的可靠性；RPM设备的使用外设化，操作智能化，从而使RPM设备的安装和使用变得非常简单，不需专门的操作人员；必须使RPM行业标准化，融合整个产品制造体系。

数控技术（NC），柔性制造系统（FMS），快速原型制造技术（RPM）是机械设计制造及其自动化的重要的技术，但是这些技术在当前的科技发展的条件下并不成熟，因此需要机械设计的人才投身到这些领域进行研究，从而使这些技术更快更好的发展。

参考文献