數控機床智能化范文

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【關鍵詞】實例淺析數控車床智能模塊化算法

從上個世紀五十年代末開始，國外已經開始模塊化設計的研究，但研制的模塊化產品不能有效的進行創造性設計，智能性差，適應能力差，目前模塊化設計是向著智能型、通用型系統方向發展，模塊化設計的目的就是滿足客戶需求條件的模塊組合，模塊化設計可以通過多種途徑獲取有效信息，通過上門服務獲取信息、通過通信途徑等其他途徑獲取信息，并根據用戶需求快速地從模塊庫中求解出所需要的模塊?，F在我們以臥式數控車床為實例，提出數控車床智能模塊化設計方法，解決模塊智能化選擇功能、算法功能及環境適應功能。

一、數控車床智能模塊的選擇及其算法

1.智能模塊的選擇

首先，基于用戶需求下，總用戶需求是臥式數控車床層次結構圖的第一層；其次，將總用戶需求分解組合得到第二層，包括性能、可靠性和維修性三類分項需求；第三層包括加工范圍、使用壽命和精度等，是從屬與各分項需求的具體用戶需求。

2.智能模塊的算法

首先，數控車床的判斷矩陣及相對權重的構成和確定。在構造判斷矩陣時，要根據下層各元素對上層某元素的相對重要性，把下層第i個元素對第j個元素的相對重要程度估計值記為aij，在這一步中要反復回答兩個元素ai和aj那個重要些。并且為了使結果更加合理，可以請有關專家、用戶等發表看法，從而構成了一個n階判斷矩陣：

當RC>0.1時，應當適當修正判斷矩陣，

二、臥式數控車床方案設計智能模型組合的構建與優化

1.方案設計智能模型組合的構建

根據獲取的臥式數控車床用戶需求及其權重，依據機床企業的市場競爭和技術競爭評估，建立臥式數控車床產品規劃階段的質量屋，左墻為臥式數控車床用戶需求及其權重；天花板包括最大切削直徑、最大回轉直徑等；房間為臥式數控車床個技術特性與各用戶需求的相互關系；屋頂為產品技術特性之間的自相關矩陣；地下室包括技術競爭性評估等和技術特性的重要度；右墻為基于用戶需求下，來評估本公司和競爭者公司的產品。

2.方案設計智能組合的優化

建立臥式數控車床產品質量屋能夠組合出用戶總體滿意度最大化的車床，為了在有限資源約束下，進一步建立起優化決策模型，選擇出車床關鍵技術特性。假設模塊組合設計投入的總成本為C，為了滿足需求的技術特性，通過產品規劃階段質量屋確定有m項，總時間不能超過T。如果為組合設計第j項技術特性需要時間的區間估計；而是組合設計第j項技術特性所需要費用的區間估計值，則j 項技術特性進行設計達到的用戶滿意度.

為了最大限度地滿足用戶需求，數控機床模塊組著設計者要分別估計各項技術特性的設計費用和時間區間。依次計算出相應的pj值，并將其帶入臥式數控車床產品規劃階段優化鞠策模型公式中，最后對該模型運用0-1整數規劃法求解，在現有資源和時間約束條件下，使六項技術特性在模塊組合過程中滿足相應技術要求。

三、臥式數控車床方案設計智能模型實例檢索、評價

本文根據質量屋確定車床固定樣品和樣品集示例，分別計算出模糊相似優先比矩陣，得到臥式數控車床樣品集的一個優劣次序，求出第一優越對象，找出確界最大者所在的行，對其進行自然數順序編號，得到各技術特性相似順序編號表。通過知悉各技術特性和重要度尋找相似實例，并采用加權平均法進行模糊綜合評判，將技術特性的重要度歸一化，根據各技術特性的優選順序編號，計算出各技術特性的相對權重，計算出各實例的相似拍訊數值，并根據S值的大小，能夠判斷機床與用戶需求的機床相似。

參考文獻

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[關鍵詞] 數控機床； 結構特征； 性能優化

0 引言

數控機床技術首次出現于上世紀五、六十年代，它的出現加速了機械制造業的發展，并大大提升了社會總體生產效率。在經濟全球化的大背景下，數控機床制造業面臨裝備改良以及技術革新的強大競爭壓力。在經濟快速發展的趨勢下，機械制造領域所生產的產品種類越來越豐富、產品功能越來越多樣化，這也給數控機床的功能性和結構性有了更嚴格、更高端的要求，人們迫切需要一種集高速化、智能化、復合化、高精度化、網絡化為一體的數控機床[1]。隨著科學技術的不斷發展進步，使數控機床的多功能性成為可能，從而也擴大數控機床在工業領域的應用范圍。本文主要針對當前的數控機床的結構特征進行分析，并提出優化數控機床性能的策略。

1 數控機床概述

數控機床是一種裝載數字控制程序的機電一體化產品，他通過控制系統編輯、處理控制編碼以及各種符號指令，將編碼用數字的形式代替，再通過信息處理設備輸入數控裝置，并在數控裝置的運算和處理后對機床的各個子部件發送控制信號，指導整個機床的運作，并根據要求和尺寸自動將零件加工出來。數控機床能夠有效完成一些品種多樣、結構緊密復雜、小批量、頻繁改型、生產周期短的零件加工問題。數控機床主要由加工程序載體、數據控裝置、機床主體以及其他輔助功能設備組成。數控機床綜合運用了計算機技術、微電子技術、測量技術、電氣自動化技術、傳感器技術最新技術成果，在機械制造和加工領域應用廣泛。數控機床是由美國著名發明家約翰?帕森斯于20世紀中葉發明的，在計算機技術和電子通信技術的推動下，數控機床逐漸進入數字化智能控制時代[2]。數控機床技術是衡量機械制造生產水平的重要標準，同時衡量一國生產水平和綜合國力的標準，數控機床技術逐漸滲透到國民經濟的各個領域，為他們提供各種零部件裝備，因此，數控機床具有廣闊的發展前景和巨大的社會經濟效益。

2 數控機床的結構特性

2.1 全方位智能化

隨著計算機技術和人工智能技術的不斷發展，人們對數控機床中程序自動化、控制智能化有了更高的要求。具體表現在以下幾個方面：第一，加工過程控制智能化。數控機床通過實時監測加工系統中的主軸、進給電機功率、電流、電壓等信息，再通過智能算法識別刀具的受力、磨損狀況以及機床運行的穩定性，從而及時調整加工過程中的各項參數。第二，故障智能診斷和修復[3]。數控機床能夠根據以往的故障信息，智能化地推斷故障發生原因及發生部位，并仿真事故過程中，從而找出修復故障的方法。

2.2 配件高精度化

為了提高數控機床運行的穩定性和精準性，機床的各類配件的選擇上遵循“高科技化、高精準化”原則，轉變以往的以幾何精度為主的重視觀念，數控機床的精度要求逐漸擴展到運行、熱變形、抗振等方面。以CNC系統控制精度為例，數控機床的進度控制采用當前最先進的高速插補技術，通過微小數控程序實現控制，逐步精細CNC控制單位，并采用高分辨率的傳感器裝置，提升位置檢測和元件測量的精度。此外流行于國家上的網格解碼檢查技術在提升數控機床加工中心的運動軌跡精度方面具有顯著效果，它通過三維仿真預測數控機床的加工精度，幫助數控機床在不同加工條件下實現不同規格、不同類別的加工任務[4]。

2.3 功能復合人性化

功能復合多樣化是今后數控機床未來發展的趨勢，同時也是實現人性化操作的主要體現。功能復合化數控機床是指在一臺機床是能夠實現多種程序、多重要素的加工，能夠實現從原料到成品的多元素的加工。根據數控機床的功能復合化的實現形式可以分為工序復合型以及工藝復合型。前者是將生產工序整合在一臺機床上，比如雙主軸車削中心；后者是將產品生產的各個工藝技術整合在一臺機床上，比如銑鏜鉆車復合―復合加工中心。功能復合化的數控機床能夠大大減少零部件的裝載卸載程序、縮短更換或調整道具的時間，從而減少這些過程中產生的誤差，有效提升了加工精度，也成功縮減了產品生產周期。功能復合化的數控機床能夠減少人工操作的工序，解放勞動力，提高生產效率，因此功能復合化的數控機床也是一種遵循“人性化”的操作系統。

2.4 運行高速化

現在的數控機床運用了伺服傳動系統以及無極變速主軸，大大提升了數控機床各個部件的自動化水平，提升了數控機床在運行過程中的傳動性能。通過縮短傳輸鏈來達到簡化數控機床結構的目的。由于數控機床是通過加工程序載體以及數控裝置發送數據代碼指令的，因此在數據傳輸和處理的速度、刀具運動速度、主軸轉速以及其他輔助裝置的配合速度方面必須實現全方位的并聯和貫通。而伺服傳動系統是一種自動化服務系統，能根據數控裝置給出的具體指令控制完成各項輔助服務，能夠調整主軸轉動結構，實現主軸自主變速運動。數控機床的全面自動化還體現在結構布局方面，進給變速箱和主軸箱的整體結構較為簡單，因此大大減少了連接軸承和齒輪的數量，從而縮短了電動機與主軸、滾珠絲杠的連接距離，從而提升了機械運行的速度。

2.5 驅動并聯化

驅動并聯化是指在數控機床的主軸與機座之間配置多桿并聯聯接機，數控裝置只要控制中間的桿系中桿的長度來實現整個平臺的自由運行。并聯運動機解決了以往機床串聯移動部件質量大的問題，同時提高了系統的剛度，擴大了道具運動導軌的進給范圍，提升了整個機臺的作業自由度，增加了加工設備的靈活性和機動性。并聯式驅動機運用于數控機床上，更能滿足多種型號、種類復雜的零件加工要求，且并聯機自身智能化程度高、中邀請、運行速率快，成為提升數控機床整體生產加工速度的新型加工裝配。而在國際數控機床的生產制造領域，并聯機驅動設備是提升數控機床的性能的關鍵技術，同時也是數控研究行業的重點研究方向，未來的數控機床中的并聯機驅動裝置的更新進步將是一大發展趨勢。

2.6 信息互動網絡化

在計算機網絡和通信技術高速發達的時代，實現數控機床的雙向、高速的聯網通訊功能是未來數控機床的發展方向。數控機床實現信息互動的網絡化能夠讓各項信息在制造業各個部門、各個車間長興流通，而通過網絡的數據上傳和數據共享功能，又能夠對數控機床的加工運行過程進行遠程控制和在線監督，同時實現數字化操控的能夠有效完成對數控機床的遠程故障診斷和故障修復工作。比如我國在新一代的數控機床的加工中心配置了一個信息塔，它的主要構件是攝像頭、計算機、手機等，與互聯網供聯，能夠在線傳輸聲音、圖片、視頻、文字等信息。

3 數控機床的性能優化策略

3.1 科學布局機械各機構

要提升數控機床的整體性能必須要從機床的各個部件的配置和布局方面著手，合理布局各個子系統和零部件，盡量簡化機械的結構，加強數控機床布局的合理控制，從而提高整個機床的剛性度，提升機床運行的受力水平，維護機床的熱穩定系統，最終實現數控機床的科學管理。

3.2 提高各零部件的剛度和韌性

數控機床的零部件剛度關系到整個機床運行的速率以及安全可靠性，而零部件的剛度是由零件的自身質量、固定頻率以及阻尼等相關參數決定。要想提升各個零部件的剛度和韌性，可以從以下幾個方面著手：第一，科學合理地布局機床內部各個零部件的結構，盡量減少零部件因負載過度而引起彎曲或扭轉問題；第二，零部件截面體現高度科學性，筋板放置位置要合理，并選擇性能佳的焊接部件。第三，合理連接各個零部件，縮短傳送鏈的長度，減少了連接軸承和齒輪的數量，從而縮短了電動機與主軸、滾珠絲杠的連接距離，從而提升了機械運行的速度。

3.3 避免熱變形產生

像一些低能耗的運行配件（主軸電動機、變量泵等）可以減少其熱量的產生，同時一些高能耗的運行配件（傳動齒輪、傳送鏈、傳動軸）可盡量減少，減少摩擦后熱量自然降低。此外對一些易于發熱的部件可以進行適當的冷卻處理，加快部件的散熱，從能避免熱變形產生。

3.4 提高機械的抗振性能

數控機床中高速旋轉控件不在少數，然而這些旋轉部件在運行過程中會產生較大的振動，這嚴重影響整個機床的運行效率，還增加了機床的噪音。為了減少旋轉部件的振動，可以采用平衡處理法提升旋轉部件的抗振性能，通過減少傳動部件之間的孔隙，削弱機床運行的應激振動力，然后將機床的各個旋轉部件的運行頻率控制在一定的頻率，提升部件的靜態剛度。此外提升機械的抗振性能哈可以通過在機床各個部件中添加阻尼材料，削弱振動力量。

4 結束語

總而言之，在社會經濟和科學技術的飛速發展前提下，數控機床已經逐漸實現全方位自動化、配件高精度化、功能復合人性化、運行高速化、驅動并聯化以及信息互動網絡化。中國在進入改革開放時代以后，機械制造業發展迅猛，但是難以改變以勞動力、資源、價格等為主要市場競爭力的局面，在產品技術方面缺乏自主開發和自主創新的能力。數控機床作為衡量制造業生產水平和市場競爭力的關鍵評估標準，其重要性不言而喻。我國要想轉變生產制造業發展方式，必須要從革新數控機床著手，早日實現數控機床從低端到高端、從初級產品制造到高級產品的制造的轉變，不斷提高數控機床產品的性能，從而為促進我國制造業發展奠定堅實的技術基礎。

[參考文獻]

[1] 王叔平. 淺論數控機床的結構特征與性能提高策略[J]. 科技向導，2012，（26）：131.

[2] 徐敬華，張樹有，李 焱. 基于多域互用的數控機床模塊化配置設計）[J]. 機械工程學報，2011，（17）.

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【關鍵詞】機械制造；數控技術；發展對策

21世紀機械制造全球化、市場競爭激烈化是機械制造企業所面臨的挑戰，而機械制造中廣泛應用數控技術則能使企業在競爭中取得佳績。但我國機械制造中數控技術的研究和發展方面存在較多問題，特別是在技術創新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。面對市場的競爭和新技術的挑戰，該如何認識機械制造中數控技術，如何看待它的發展趨勢，如何采取相應的對策？

下面結合近幾年來自己在這方面的研究，談談我國機械制造中數控技術的發展及對策。

1.機械制造數控技術發展現狀及趨勢

機械制造中數控技術是通過計算機控制數字程序來實現一臺或多臺機械設備動作控制，以達到優質、高效、低耗、靈活生產，提高對動態多變的產品市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。

1.1數控裝備與技術的基本概況

近年來，我國相繼從德、美、法、日本等國引進先進的數控生產線，使我國制造業得到空前發展，主要應用特點有：刀具材料以超硬刀具材料為主，如陶瓷、超細硬質合金刀具等，大大提高了加工速度。改善刀具結構與加工工藝，零件孔加工刀具多采用多刃復合式結構：采用高速專用數控機床加工發動機；傳動器關鍵零件，機床結構沒計是以各種高速多刃專用成形刀具和加工工藝為主導。

然而，我國機械制造業還屬于工藝離散型制造業，雖然已引進加工中心、數控鏜銑床等，但企業內生產管理局網，網絡經營管理系統及生產技藝數據技術的應用仍處于初級階段。

1.2機械制造中數控技術發展趨勢

目前，械制造業以現代高新技術的綜合利用為特點，正朝著柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向發展。從目前世界上數控技術及其裝備發展來看，機械制造中數控技術發展趨勢主要有以下2個方面。

1.2.1數控技術性能發展新趨勢

（1）高速、高精、高效化。

由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取改善機床動態、靜態特性等有效措施，數控技術必向高速、高精、高效化方向發展。

（2）多軸化和多系列。

以減少工序、輔助時間為主要目的的復合機械制造，要求其數控技術朝著多軸、多系列控制功能方向發展。

（3）實時智能化。

隨著數控技術領域實時智能控制的研究和應用，機械制造的數控技術必然朝著實時智能化方向發展。

1.2.2數控技術體系結構的發展新趨勢

機械制造中數控技術體系結構的發展趨勢為：智能化、網絡化、集成化，一種機械制造業遠程服務系統的結構。

（1）數控裝備智能化。

本世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括：為追求加工效率和加工質量方面的智能化；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化：還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。

（2）信息集成網絡化。

數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

（3）數控系統集成化。

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規?？删幊碳呻娐?，提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度；應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體；通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來改進性能，提高系統的可靠性。

2.機械制造中數控技術發展應對策略

先進數控技術是機械制造業快速發展的保證，直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力，關系到一個國家的戰略地位。

我國機械制造中數控技術的研究和發展存在較多問題，特別是在技術創新能力方面情況尤為突出。為此，下文從總體應對策略和技術途徑探討機械制造業中數控技術的對策。

2.1數控技術發展總體應對策略

通過對數控技術和機械制造業發展趨勢的分析和對我國數控領域存在問題的研究，筆者認為以科技創新為先導，以技術支持和服務為后盾將是一種符合我國國情的應對對策。

（1）以科技創新為先導。

我國必須大力加強數控領域的科技創新，逐步建立自己獨立的、先進的數控技術體系。在此基礎上大力發展符合國情的數控產品，從而形成從數控系統、數控功能部件到種類齊全的數控機床整機的完整的產業體系。

（2）大力加強技術支持和服務。

數控系統和數控機床作為典型的高技術產品，對用戶的技術支持和服務足相當重要的。目前，我們可以利用先進的網絡和多媒體技術手段，為建立新一代立體化的技術支持和服務體系開辟新的途徑。

2.2技術途徑應對數控技術發展

（1）發展新一代PC數控系統。

數控系統是各類數控裝備的核心，因此通過科技創新首先發展新型數控系統，將是推動我國數控技術發展的有效途徑。這要求在開發新型數控系統時，選用高性能CPU作為系統的運算和控制核心，并盡量用軟件實現數控的所有功能。

（2）推進數控機床功能專業化。

解決數控系統問題后，需要實現數控機床的模塊化，解決數控機床功能部件的專業化問題。目前我國機械制造在這方面離實際需求還有相當大的差距，因此必須人力促進數控機床功能專業化。

3.結束語

本文闡述了機械制造中數控技術的發展及對策，并對我國機械制造中數控技術的發展途徑進行了探討。另外，我國正逐步融入全球化機械制造的序列中，隨著國外先進制造技術設備大量引進、國家重大科技產業工程項目等重大科技計劃，先進的數控技術在國內機械制造業將日趨實用與普及。 [科]

【參考文獻】

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1.1軸類零件的功用、結構特點

軸類零件是比較常見的機械零件，在整個機械行業制品中所占的比例很大，應用很廣泛。按機構形式不同，軸可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸等。軸類零件在機械中承擔著于支承齒輪、帶輪、凸輪以及連桿等傳動件，以傳遞扭矩的作用。

1.2軸類零件的一般加工要求及方法

軸類零件中工藝規程的制訂，直接關系到工件質量、勞動率和經濟效益。盡管任一零件都有著多種的加工方法，但無論如何選擇都需要遵循一定的規律：首先要對零件圖進行分析，研究零件結構的特點、精度、材質等要求；其次，根據實際的條件確定合理的工藝規程。1.3軸類零件加工的工藝路線一般的零件加工工藝路線為：下料鍛造正火粗加工半精加工滲碳去碳加工（對不需提高硬度部分）淬火車螺紋、鉆孔或銑槽粗磨低溫時效半精磨低溫時效精磨。

2數控車床的概述

2.1數控機床的產生及發展

近年來，數控技術進入了快速發展時期，世界上第一臺數控機床出現于1952年，是由美國麻省理工大學研發成功的，自此之后，世界各國紛紛投入資金對數控機床進行研發、生產和使用。我國數控技術的發展經歷了四個階段：第一階段是1958年至60年代中期，這是我國數控技術的研發開始階段；自60年代中期到70年代，數控技術逐步成熟并開始應用于車、鉆、齒輪加工等領域；自70年代至80年代我國積極引進日本、美國等先進的數控技術并加以吸收、消化，使我國的數控技術有了進一步的發展；自1985年我國數控機床品種有了新的發展，但數控機床主要走中低端路線，80%的高端數控機床要進口，因此研發高檔機床是我國目前發展的重要領域。數控機床由程序介質、輸入輸出裝置、數控裝置、伺服驅動裝置與檢測反饋裝置及機床本體這五部分組成。同普通機床相比，數控機床在機械結構上減少了齒輪、軸類零件和軸承的數量；在操作上減少了手動操作機構的設置，使常用的操作按鈕數量更少，操作更方便、更簡單。

2.2數控機床的使用范圍

數控機床的應用范圍很廣，能夠以編程的方式進行各種零部件的加工，實用性很強，然而，由于價格昂貴，數控機床的使用范圍受到了制約，并不適合所有類型的加工設計。目前，該設備主要的使用范圍是：①加工精度高、結構形狀復雜的零件；②嚴格按照既定標準、尺寸加工設計的零部；③本身價值比較高的零件。相對于其他類型的加工設備，數控機床具有加工精度高、加工穩定可靠、高柔性、生產效率高、勞動條件好等優勢。據有關資料統計，當生產批量在100件以下，用數控機床加工具有一定復雜程度零件時，加工費用最低，獲得的經濟效益最高。

2.3數控機床的發展方向

（1）高速化近年來，隨著我國機械制造業的飛速發展，需求也在不斷增強，而作為工業制造的必備的設備，我國機床行業每年以兩位數的速度增長，迎來快速發展時期，數控機床已成為我國機床消費的主流。不同行業對于數控機床有著不同的需求，航空領域需要的是高速、精密以及多軸聯動的產品；電力行業需要的是高剛性、大扭矩的數控產品；而汽車工業需要的是大量生產線的專用機床。（2）高精度化隨著國內制造業轉型升級步伐的加快，數控化加工是機械加工行業朝高質量，高精度，高成品率，高效率發展的趨勢。我國對高端精密加工設備的需求與日俱增，用戶對于高端機床產品的需求也越來越大。數控機床的高精度化發展，現在更專注于運動精度、熱變形以及對振動的監測和補償研究，以求能夠達到數控機床最佳精度狀態?？偟膩砜?，市場對機床工具產品的需求已經過渡到中高端領域，普通機床產品的市場空間將越來越小。（3）控制智能化當今的市場充分證明，現在數控機床的智能化已經成為市場的熱門需求和話題，智能化是機床行業發展趨勢，個性化定制、系統解決方案，以技術為依托為客戶提供智能輸送整體解決方案，正在逐步變成現實。數控技術的智能化主要包括加工過程自適應控制技術、加工參數的智能優化與選擇、智能故障自診斷與自修復技術、智能故障回放和故障仿真技術、智能化交流伺服驅動裝置、智能4M數控系統等。（4）極端化(大型化和微型化)隨著我國高精密產業的發展，數控機床越來越凸顯出其自身優勢，其能夠適應我國大型機械化發展趨勢，不僅可以滿足大型裝備的功能性要求，還滿足了其精度要求。目前，航空航天、半導體、光學部件、超精密軸承等零件加工，引入了超精密加工技術、納米級技術，該技術要求發展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，而數控機床與傳統機床球體磨床相比，增加了數控系統和相應的監控裝置等，應用了大量的電氣、液壓和機電裝置，使失效的概率大幅度降低。（5）網絡化數控機床主要著眼于以數字化和網絡化為支持的智能化生產，網絡化是其必然的發展趨勢。數控機床的網絡化發展，能夠實現數據參數的有效流通、共享，便于對數控機床的遠程監控。（6）加工過程綠色化環境問題是全球性問題，特別是對于我國來說，環境問題目前已經成為中國社會經濟發展面臨的嚴重挑戰之一，這一問題的日益突出和擴大，已經影響到區域的生態安全和可持續發展。數控機床的生產過程中需要大量資源，隨著人們環保意識的增強，資源和環境問題得到了廣泛的重視，近年來環保車床不斷涌現，環保節能已成為工程機械產品升級的基本特征，綠色制造代表了未來全球發展的方向，環保節能機床的加速發展會使企業在市場上保持競爭優勢和領先地位。

3本零件的設計分析

3.1零件圖紙的工藝分析

3.2加工難點及處理方案

分析圖紙可知，此零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋等組成，對平面度的要求很高，為提高零件的質量，需要根據零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求選擇合理的加工方案：（1）結合加工零件的形狀和材料等條件，選用CJK6032數控機床。（2）對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，編程時采用中間值。（3）加工工序為：預備加工—車端面—粗車右端輪廓—精車右端輪廓—切槽—工件調頭—車端面—粗車左端輪廓—精車左端輪廓—切退刀槽—粗車螺紋—精車螺紋。

3.3零件設備的選擇

根據軸類零件的特點，既有切槽尺寸精度又有圓弧數值精度，該零件的加工對于技術要求更為嚴格，而普通車床加工設備很明顯不具備該優勢。而數控車床加工精度高，能做直線和圓弧插補，且剛性良好，能方便和精確地進行人工補償和自動補償，可以保障其加工的尺寸精度和表面質量。根據零件的工藝要求，可以選擇經濟型數控車床，本文選用CJK6032數控機床加工該零件。該機床采用的是步進電動機形式半閉環伺服系統，設置三爪自定心卡盤、普通尾座或數控液壓尾座，適合車削較長的軸類零件，且機構簡單，價格相對較低。

3.4刀具與切削用量的選擇

影響數控車床切削效率的因素有很多，主要有人為因素、環境因素及刀具和切削用量的選擇，這些都制約著數控車床的工作狀態，尤其是對于刀具的合理選擇，能夠加快數控車床的工作效率，保證零件加工質量。刀具的選擇標準是刀具復雜程度、制造和磨刀成本。相對于普通機床而言，數控加工對刀具在剛性、精度、耐用度上有著更為嚴格的要求，同時，還要求所選擇的道具尺寸穩定、便于安裝調試。工件材料的切削加工性能是很復雜的，強度、硬度、塑性、提供冷切削加工、機械性能都跟工件的材料有關。經過研究圖紙發現，該軸零件加工中，刀具與工件之間的切削力較大，所以選擇45鋼為該軸類零件的材料。

3.5設置刀點和換刀位

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關鍵詞：數控機床；維護保養；合理使用

隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，企業的自動化水平不斷提高，數控機床作為一種高精密的機械設備被應用到生產制造中。數控機床具有精度高、自動化程度高的特點，在現代機械制造業中發揮著不可替代的作用，數控機床的應用極大地提高了零件生產的效率，促進了現代機械制造業的發展。但在數控機床的長期運行過程中，受到生產環境、電源電壓、保養檢修等多種因素的影響，容易出現嚴重的機械故障，影響數控機床的正常使用和運轉。由于數控機床價格昂貴，且具有先進性、復雜性、智能化高的特點，對于數控機床的維護保養工作要求較高，如何做好數控機床的維護保養工作，成為越來越多企業研究和探索的方向。

1 數控機床的合理使用

數控機床作為一種高精密的機器設備，其機電一體化的程度較高，在現代機械制造業中扮演著重要的角色，極大的提高了機器設備的生產效率。作為機器設備，在使用過程中受到環境、空氣、電源等多種因素的影響，使用不當容易造成數控機床的故障，影響其正常的使用和運轉。在使用過程中，應加強對數控機床合理使用的重視，為數控機床的正常使用提供保障。

1.1 合理選擇工作場地

數控機床在使用過程中應合理選擇工作場地，選擇優良并適合的工作場地進行使用。在合理選擇工作場地時，應注意以下幾點：首先，工作場地要避免陽光的直接照射和高溫環境，避免過于潮濕、粉塵過多的場所，在使用中要選擇干燥清潔的場地，有條件的企業應盡可能的將數控機床的使用置于空調環境下，保持恒定的室溫；其次，數控機床由電子元件及金屬外殼構成，在選擇工作場地時，應避免存在腐蝕性氣體的場所，避免因為腐蝕性氣體造成的電子元件變質、金屬零件腐蝕等問題，影響數控機床的正常使用；最后，數控機床作為自動化、智能化較高的機器，應遠離振動較大的工作環境，遠離對其產生振動影響的機器設備，必要時工作場地要采取防振措施，為數控機床的使用創造良好的工作場地。

1.2 強化合理使用意識

數控機床的使用不僅要合理的選擇工作場地，更要在使用過程中強化合理使用的意識，增加數控機床的使用壽命，提高數控機床的工作效率。在使用過程中，企業要嚴格把握和控制數控機床的使用電源，增設穩壓裝置，減少電壓不穩對數控機床使用產生的影響，為數控機床的合理使用提供基礎的保障。企業要加強對數控對機床使用附件的管理，嚴格按照標準使用合格的附件，做好管理和控制工作，制定嚴格的采購和使用標準，強化合理使用的意識，為數控機床的正常的使用提供保障，更好地揮數控機床的加工能力。同時企業要強化機床使用人員的意識，提高使用人員的專業技術水平，建立一支高水平的維護保養隊伍，為數控機床做好日常保養和維護提供專業的技術保障支持。

2 數控機床的維護保養方法

隨著科學技術的發展，現代機械制造業的自動化、智能化水平越來越高，數控機床也越來越多的應用到生產制造中，促進了現代機械制造業的發展。數控機床的自動化、智能化水平較高，數控機床的維護保養也有較高的技術要求，在日常的使用中，不僅要加強數控機床的合理使用，更要采取科學合理的維護保養方法，為數控機床的正常使用提供保障。良好地維護保養是企業順利生產的保證，數控機床的價格昂貴，在使用過程中進行維護保養有利于減少數控機床零件的損耗，提高數控機床的使用壽命，保障機床的正常使用。同時良好地維護保養有效地降低了數控機床的機械故障，降低了生產安全事故發生的概率，保障了企業的安全生產。

2.1 做好數控系統的管理工作，制定合理的保養制度

數控機床對工作場所的溫度、濕度、氣體等有著較高的要求，在使用過程中，要做好數控機床的管理工作，制定合理的保養制度。做好數控機床的維護保養工作，需要企業制定合理的保養制度及完善的操作規程，結合技術的發展及實際需要，對已有的制度和規程進行更新，做到與時俱進。同時企業要做好數控系統的管理工作，加強數控系統的防雜工作管理，及時清理數控機床內的灰塵雜質等，為數控機床的使用提供清潔的工作場地；做好數控柜通風系統的清理工作，及時對通風系統進行清理，保證數控機床工作時產生的熱量及時散發掉，為數控機床的正常工作提供保障。

2.2 做好機械系統的維護保養工作

數控機床在機械生產中扮演著重要的角色，對數控機床維護保養的工作重視程度越來越高，數控機床的維護保養成為行業的重要任務。做好數控機床的維護保養工作，要加強機械系統的維護保養，主要包括主傳動鏈、液壓系統、氣壓系統、機床精度的維護保養工作。做好主傳動鏈的保養工作，要定期調整主軸驅動帶的松緊程度，還要檢查主軸的恒溫油箱的溫度范圍、補充油量及清洗過濾器；液壓系統作為數控機床的動力系統，要加強對液壓系統的定期檢查，定期檢查油箱內的油、冷卻器及加熱器、液壓件、濾芯等液壓系統的零部件。企業要做好機械系統的維護保養工作，加強機械系統維護保養工作的投入，為數控機床的正常使用提供硬件保障。

3 結束語

隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，數控機床越來越多的應用到現代機械制造業中，極大地提高了生產制造的效率。數控機床作為一種價格昂貴、智能水平高的精密機器設備，企業要加強對數控機床的合理使用，為數控機床選擇合理的工作場地，強化合理使用的意識，提高企業對合理使用數控機床的重視。在合理使用的前提下，企業要重視數控機床的維護保養工作，加大對維護保養工作的資金投入，做好數控機床的維護保養工作，提高數控機床的使用壽命，保障數控機床的正常使用。

參考文獻

[1]華淑云.數控機床的維護保養初探[J].科技創新與應用，2014（16）：88.

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隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理。

長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

2.數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。從目前世界上數控技術發展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：

2.1高精度、高速度的發展趨勢

盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢，但是科學技術的發展是沒有止境的，高精度、高速度的內涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發展。

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

2.25軸聯動加工和復合加工機床快速發展

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。

2.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。

目前許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

3.結束語

隨著人們對數控技術重視，它的發展越發迅速。文中簡要陳述當前的發展趨勢，另外數控技術的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發展空間。

【論文關鍵詞】：數控技術;趨勢;智能

【論文摘要】：隨著計算機業的快速發展，數控技術也發生了根本性的變革，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術，文章結合國內外情況，分析了數控技術的發展趨勢。

參考文獻

[1]王立新.淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報.2007.

[2]董淳.數控系統技術發展的新趨勢[J].可編程控制器與工廠自動化.2006.

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信息技術與數控技術融合

當前，隨著先進制造業成為各國競爭的焦點，作為先進制造業的基礎的高端數控機床更成為焦點中的焦點。機械制造業是我國的支柱產業，數控機床則是整個工業的生產母機，高端數控機床之所以“高端”，除了由先進的機械工藝決定之外，先進的“大腦”也起到決定性作用，這個“大腦”就是數控系統。日前，國內機床的數控化率只有10%，相比發達國家還有相當大的差距，國外品牌高檔數控系統在我國的市場占有率仍然保持在98%以上，幾乎壟斷國內數控機床市場，實現國產數控系統高端突破迫在眉睫。

廣州數控以振興民族數控為己任，進過20余年的技術創新，發展成為國內極少數具備為用戶提供“三位一體”（即機床控制系統、交流伺服驅動裝置和伺服電機、主軸伺服驅動裝置和主軸電機）數控產品配套能力的企業。數控系統是兩化融合的典型產品，廣州數控將其多年積累沉淀的數控技術不斷向前延伸，融入到工業機器人、全電動注塑機等終端產品研發生產，成為公司推進兩化融合的重要舉措。

多年來，廣州數控自主研制工業以太網、總線控制、PLC邏輯控制等技術，將數控機床、工業機器人、自動輸送線等設備通過信息與網絡技術運用到機械加工車間，實現智能化車間的生產管理解決方案，完成了數控技術、計算機技術、網絡技術、數據庫技術的綜合運用。在廣州數控的智能化車間里，以中央控制塔為總控平臺，操控人員通過一臺管理計算機輸入控制命令，經過電腦處理、伺服驅動帶動機械操作，在設備之間按序傳輸作業，實現了從投料到產出品，完成產品在流水線上的全自動生產。智能化的一個生產車間只需要兩三個人就可以勝任，達到準無人化生產的車間管理目的。

廣州數控董事長兼總經理何敏佳表示，生產裝備智能化水平的提高，能夠提升裝備制造業的產能，促進老舊企業的技術升級改造，增強了傳統企業的競爭力。與此同時，企業加大對生產技術研發的投入，增強創新力度，這反過來又促進了信息化技術的進步。這樣的作用與反作用的過程，即是兩化融合的過程，也是傳統工業進行戰略轉型的全新改造模式。

目前數控技術與信息技術的融合已是大勢所趨。數控技術集機械制造技術、計算機技術、現代控制技術、電力電子技術、信號處理技術等多種技術于一體，特別是以高速高精度軌跡運動控制為核心的中高檔數控系統更是實現了誤差補償智能控制、過程適應控制、遠程監控、故障自診斷和智能維護，實現了開發網絡化、信息化和智能化管理。據了解，國外數控產品不僅能夠與現場設備集成，而且能夠與PDM等外部信息系統進行無縫集成，實現對加工產品整個生命周期的信息覆蓋。數控系統不僅僅作為一個加工工具，同時也作為外部系統的一個信息收集器，為整個系統提供實時的產品信息。

數字智造提升國際競爭力

由于國內數控系統生產企業的起點都很低，導致了企業的技術水平落后，目前國內數控系統生產企業在設計原理、元器件及應用技術上差距比較大。而隨著中國工業轉型升級進程的加快，大多數工業用戶都在追求設備的更新換代，在這一過程中，單一的自動化設備替換已經不能滿足工廠的需要，而集成、融合程度高的全廠一體化“數字智造”成為現階段業內關注的焦點。為了趕超國外高端產品，廣州數控選擇了“數字智造”這一突破口。

何謂“數字智造”？即在數字化技術和制造技術融合的背景下，并在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下，根據用戶的需求，迅速收集資源信息，對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規劃和重組，實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造，進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。一方面體現在制造工藝上，應用信息化技術極大提高各種設計制造工藝的精度和效率，大幅度提升制造工藝水平；另一方面體現在生產過程中，比如數字化車間乃至數字化工廠，生產系統向著具有感知、決策、執行能力的智能化系統發展。

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隨著工業和信息化的不斷融合，工業制造也迎來了新的發展階段。當前，人工智能技術、機器人技術和數字化制造技術等技術相結合的智能制造技術開始貫穿于設計、生產、管理和服務等制造業的各個環節。這3種技術將重新構筑制造業的競爭格局引領新一輪制造業變革。中國作為制造大國，十分重視裝備制造業的發展，根據《“十二五”智能制造裝備產業發展規劃》，中國將實現智能制造裝備產業銷售收入超過1萬億元，年均增長率超過25%。在中國制造業舉起智能化發展大旗的同時，究竟在如何補足短板，確定方向，實現有序、健康發展？中國工程院院士、機械制造與自動化領域著名科學家盧秉恒在接受《中國經濟和信息化》記者專訪時表示，當前中國的智能制造發展還處于起步階段，一些認識上的誤區還需要改變，同時需要夯實產業發展基礎，通過智能技術切實提升制造業整體水平。

自動化不是智能化

CEI：不管是國家戰略層面還是一些企業的發展層面，都已經把智能制造作為一個重要的發展方向。你如何看待中國當前智能制造的發展？

盧秉恒：中國是制造大國，當前，制造業已經開始向智能制造轉型發展。然而中國現在的智能制造還處于起步階段，一些對于智能制造的認識還存在偏差。有的人把數字化認為是智能制造，有的人認為自動化就是智能制造，這存在一些誤讀。制造業的自動化、早已有之，智能化是最近的概念。

簡單而言，自動化是節約人的體力，智能化是節約人的腦力，智能化充分體現了知識經濟的價值，它是在數字化、自動化的基礎上發展的，是更前沿的階段。以機床為例，第一階段是電動機和機床結合在一起，形成機床，而不是古代使用馬拉進行運轉的工具。第二階段是將計算機和機床結合在一起，變成數控機床，實現程序化控制，這是數字化時代的產物。第三階段的智能機床，需要傳感器，隨時感知其工作狀況、參數，需要根據工藝知識而設計的智能控制軟件，智能控制軟件體現了人們對加工工藝過程優化的知識。傳感器、數控機床、智能控制三者共同構成智能機床。這亦可看出數字化、自動化和智能化的區別。當然，智能制造還包括車間級、企業級等制造系統的智能化。

但是，現在很多人的意識中，包括國家立的一些科研項目把二者都混淆起來，將智能制造的經費也用到了其他的技術方面。作為企業來說，也需要認識到這二者的區別，智能化將比數字化、自動化能帶來更大的受益。

還是以機床加工來看，數控機床是編好程序以后，機床按照程序規定的命令執行，如果加工的過程中出現問題，震動、主軸發熱等情況，機床自身是無法控制的。而智能機床可以隨時監測刀具是否出現磨損、主軸是否有發熱、震動等狀態的變化會影響到加工的質量，智能機床可以隨時干預加工過程，改變運行參數，降低轉速、減少進給速度，保護機床或者停止運轉等。

CEI：你所說的這類智能制造技術應用情況如何？智能制造應該是一種什么概念？

盧秉恒：這種技術在國外已經開始應用，如德馬吉的機床已經可實時監測機床振動。其把機床的振動分為3個檔位。當振動在0～3個重力加速度時，說明機床的運行穩定；當震動在3～7，認為是需要密切監視；當震動達到7～10就會立即停止機床運行，認為這可能帶來機床故障。當加工狀態的溫度過高等情況出現時，智能機床還能將故障警示通過手機發送給操作者，一個操作者可以管理數臺機床，哪臺機床報警了操作員將直接收到信號，甚至操作者在工作的同時能夠聽音樂也不耽誤工作。

智能技術還能監測機床溫度升高引起變形的情況，也就是熱伸長。熱伸長影響加工精度，可能導致加工零件變成廢品，而智能技術在自動檢測到潛在問題后，能夠通過數控機床進行溫度補償，仍然加工出合格的產品。

在智能技術下，機床還可以通過加工程序的設置，實現按照最好的產品質量水平或者最大生產率運行，提供兩套程序選擇。當需要進行粗加工時，提高加工效率即可，而需要精加工時，則可以選擇質量最優方案，在保證質量的基礎上，再提升加工效率。

過去，依靠工人編程的數控機床無法解決這些問題，制造過程中發生的變化無法控制，而智能機床就可以實現。

當然智能制造還有更廣泛的意義，包括整個生產過程、生產系統智能化，讓所有設備按照最優布局分配加工任務，使整體加工效率達到最高。智能制造既體現在智能制造裝備上，也體現在整體的生產系統的控制上。

短板在于傳感技術

CEI：在中國現有的技術基礎上發展智能制造，關鍵點在哪里？

盧秉恒：國家應該有規劃、有計劃推進智能制造業的發展。當前，中國在發展智能制造業上存在一個薄弱的環節——傳感器行業。這個行業的研發嚴重不足，智能制造應用的傳感器，需要實現不干擾設備的工作狀態，體積要小，質量要好，需要足夠的靈敏度。中國目前傳感器產品主要依靠進口，這導致傳感器產品的價值很高，供應不及時。由于傳感器不是大批量產品，價格高就會增加企業的成本，最終可能導致企業放棄智能化的發展。

此外，傳感器需要的品種很多，企業往往選不到所需的傳感器產品，一些傳感器無法安裝在設備上?，F在微納制造可以制造非常小的傳感器，比較符合智能制造需要的傳感器。但是這種技術在中國還停留在個別高校的科研階段，沒有形成產業化技術和商品化的產品。

因此，中國的智能制造發展，首先應該從國家層面重視傳感器技術的研發、生產和商品化。

CEI：由于智能制造是信息技術和制造技術的結合，但事實上有的信息人才并不熟悉制造業，制造業人才不熟悉信息技術。在實現軟硬兩種技術產品的結合上，你有何建議？

盧秉恒：確實是存在這個問題，這需要實現學科的交叉，從事信息技術的人不熟悉制造業，從事制造業的人不了解信息技術，需要雙方面人才、產業的交叉發展。

智能控制的軟件研發，基礎應該建立在對制造工藝的研究之上。必須對工藝過程非常熟悉，深入研究工藝過程，對不同行業的制造任務、具體制造環節、工藝過程都要有深入的了解，才能實現對制造過程的優化，每個優化方案都需要建立在對工藝的深刻理解上。

CEI：你認為中國發展智能制造，應該形成何種氛圍才更利于產業的發展？

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數控加工技術發展的背景

隨著科學技術的發展，制造業發生了翻天覆地的變化，各種先進技術正逐漸應用于制造系統中。制造系統正向著數字化、集成化、并行化、網絡化及柔性化的方向發展。在現代制造系統中數控加工設備是制造系統的核心設備，是現代制造系統的重要組成部分。數控加工技術是代自動化、柔性化及數字化生產加工技術的基礎與關鍵技術，它的發展和運用，開創了制造業的新時代，使普通機械被數控機械所代替，全球制造業發生了根本性變化。因此，數控技術的水平、擁有量和普及程度，已經成為衡量一個國家綜合國力和工業現代化水平的重要標志。

隨著社會的多樣化需求和其相關技術的進步，數控加工將向更廣領域和更深層次發展。數控加工的不斷變革和創新，將給國民經濟帶來巨大的效益。加工中心是典型的集高新技術于一體的機械加工設備，它的發展代表了一個國家設計、制造水平，因此在國內外企業界都受到高度重視。目前，加工中心已成為現代機床發展的主要方向，廣泛應用于機械制造中。因此，加工中心的水平、擁有量和普及程度，已經成為衡量一個國家綜合國力和工業現代化水平的重要標志。

加工中心，簡稱是一種備有刀庫并能自動更換刀具對工件進行多工序加工的數控機床。它是適應省力、省時和節能的時代要求而迅速發展起來的，它綜合了機械技術、電子技術、計算機軟件技術、氣動技術、拖動技術、現代控制理論、測量及傳感技術以及通訊診斷、刀具和應用編程技術的高技術產品，將數控銑床、數控憧床、數控鉆床的功能并集于一臺加工設備上，且增設有自動換刀裝置和刀庫，可在一次工件安裝后，數控系統控制機床按不同工序自動選擇和更換刀具，自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其他輔助功能依次完成多面和多工序的端平面、孔隙、內外倒角、環形槽及攻螺紋等加工。由于加工中心能集中完成多種工序，因而可減少工件裝夾、測量和調整時間，減少工件周轉、搬運存放時間，使機床的切削利用率高于普通機床一倍，達以上。所以說，加工中心不僅提高了工件的加工速度，而且是數控機床中生產率和自動化程度最高的綜合性機床。

隨著電子技術的迅速發展，以及各種性能良好的傳感器的出現和運用，加工中心的功能日趨完善，這些功能包括刀具壽命的監控功能，刀具磨損和損傷的監視功能，切削狀態的監視功能，切削異常的監視、報警和白動停機功能，白動檢測和自我診斷功能及自適應控制功能等。加工中心還與載有隨行夾具的自動托板進行有機連接，并能進行切削自動處理，使得加工中心成為柔性制造系統、計算機集成制造系統和自動化工廠的關鍵設備和基本單元。

數控加工中心的發展方向

數控技術與加工中心的發展已經走過了半個世紀的歷程，隨著科學技術的發展，世界先進制造技術的興起和不斷成熟，對數控加工技術提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技術的應用，對加工中心的各組成部分提出了更高的性能指標。當今的加工中心正在不斷采用最新技術成就，朝著高速化、高精度、多功能化、智能化、系統化與高可靠性等方向發展。

具體表現在以下幾個方面。

1高速高效、高精度、高可靠性

提高生產率是數控機床追求的基本目標之一。加工中心高速化可充分發揮現代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低生產成本，而且可提高零件的表面加工質量和精度。超高速加工技術對制造業實現高效、優質、低成本生產有廣泛的適應性。世紀年代以來，歐、美、日各國爭相開發應用新一代高速加工中心，加速了機床高速化發展步伐。依靠快速、準確的數字量傳遞傳遞技術對高性能的機床執行部件進行高速度、該響應速度的實時處理，由于采用了新型刀具，車削和銑削的切削速度已達到一。麗以上，主軸轉數在一。以上。從精密加工發展到超精密加工是世界個工業強國致力發展的方向。其精度從微米級到亞微米級，至納米級，應用范圍日趨廣泛。精密化是為了適應高新技術發展的需要，也是為了提高普通機電產品的性能、質量和可靠性。十多年來，普通級數控機床的加工精度已山二微米提高到士微米，精密級加工中心的加一精度則從士一微米提高到士一微米。加工中心的可靠性一直是用戶關心的指標。數控系統將采用更高集成度的電路芯片，利用大規?；虺笠幠５膶Ｓ眉盎旌鲜郊呻娐?，以減少元器件的數量，提高可靠性。用過硬件功能軟件化，以適應各種控制功能的要求，同時采用硬件結構機床本體的模塊化、標準化和通用化及系列化，使得既提高硬件生產批量，又偏于組織生產和質量把關。還通過自動運行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等各種診斷程序，實現對系統內硬件、軟件和各種外部設備進行故障診斷和報警。利用報警提示及時排除故障利用容錯技術、對重要部件采用“冗余”設計，以實現故障自恢復利用各種測試、監控技術，當發生超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時，自動進行相應的保護。

2模塊化、智能化、柔性化

模塊化、專門化是為了適應加工中心多品種、小批量生產的特點，機床結構模塊化，數控功能專門化，機床性能價格比顯著提高并加快優化。智能化是隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透與發展，為適應制造業的生產柔性化、自動化發展需要、它正成為數控設備研究與發展的熱點。目前采用的主要智能化技術措施有為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如自適應控制、工藝參數自動生成為提高驅動性能及使用連接方面的智能化簡化程序、簡化操作方面的智能化智能診斷、智能監控方面的內容，方便系統的診斷及維修等。柔性化自動化技術是制造業適應動態市場需求及產品迅速更新的主要手段，是各囚制造業發展的主流趨勢，是先進制造領域的荃礎技術。其重點是以提高系統的可靠性、實用性為前提，以易于聯網和集成為目標注重加強單元技術的開拓、完善入單機向高精度、高速化和高柔性方向發展。

3復合化

復合化包括工序復合化和功能復合化。數控機床的發展已模糊了粗精加工的概念。加工中心的出現，又把車、銑、撞等工序集中到一臺機床來完成，打破了傳統的工序界限和分開加工的工藝規程，可最大限度地提高設備的利用率。為了進一步提高工效，現代加工中心又采用了多主軸、多面體切削，即同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。另外，現代數控系統的控制軸數也在不斷增加，有的多大軸，其同時聯動的數軸已達軸。

4開放性的體系結構

開放式體系結構可以大量采用通用微機的先進技術，如多媒體技術，實現聲控自動編程、圖形掃描自動編程等。其新一代數控系統的硬件、軟件和總線規范都是對外開放的，

5網絡化

加工中心的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信自、集成的需求，也實現新的制造模式。先進的數控系統為用戶提供了強大的聯網能力，除有串行接口、等接口外，還帶有遠程緩沖功能的接口，可以實現幾臺數控機床、加工中心之間的數據通信和直接對機床進行控制。

6行業化

篇10

[關鍵詞]數控機床 加工技術 發展 優勢

《數控加工技術》在高職學校教學課程中是目前比較重要的一個學科，同時他也是高職?？茖W校機械設備專業的主要教學課程，這門課程對學生當前的就業形勢非常有實際效果，眾多企業和電力部門都比較傾向于這門學科的畢業生，因此在就業上數控技術的畢業生相對來說是比較占優勢的。通過對數控機床技術的研究，很多學者發現機床數控化能夠提升和加速工業加工技術的基礎和根本保證。國內裝備工業高端化進程，對中高端數控機床的需求量也在持續上漲。過去一年中，機床數控率升到36%。機床數控化是提升工業加工技術的基礎。國內裝備工業高端化進程，對中高端數控機床的需求量也在持續上漲。

什么是數控技術？簡單一點來說就是通過數字來控制和操控某項指令的技術，簡稱數控，是指利用數字化的代碼構成的程序對控制對象的工作過程實現自動控制的一種方法。我們通常說的數控系統其實就是通過數字控制技術形成的自動控制這樣的系統為數控系統。所以現在我們可以知道了什么是數控機床，那么顧名思義他就是在機床上安裝了數控系統的設備，便于對機床的控制，我們把這樣的機床叫做數控機床。

職業高中《數控加工技術》課程教學內容是比較新的教學內容，其根據科學技術的發展變化和更新也是非?？斓模俏覀冊诮虒W中學生學習的方式是根深蒂固的，傳統的學習方式也是一直影響著我們，教學方式和方法的創新，教學模式的構建都影響著教學效果，所以，我們在進行該課程教學之前一定要了解數控技術的優點和其發展進程，這樣有助于我們更好地完成教學內容和提升學生的學習水平。

一、當前數控機床技術具有的優點

1.靈活性比較強。對于CNC（數控機床技術）系統，因其具有較大的修改和變更空間，我們在改變控制能力的時候只需要調整控制程序即可，這樣就能夠達到我們想要的控制效果，因此我們說數控機床技術能夠靈活地完成我們的工作任務，其具有良好的靈活性。

2.準確性和可靠性高。我們把預定的程序一次性添加到我們的應用存儲器中，通過軟件的整合，同時又有硬件設備的強大功能性，我們就可以設定我們想要的工作結果，這里只要我們的程序指令沒有問題，我們的操作結果就是準確的和可靠的，從而避免出現故障和錯誤率。

3.易于實現多功能復雜程序控制。

4.具有自診斷功能。我們在輸入既定的程序以后，在設備工作的過程中，如果一旦出現錯誤指令，系統會自動提示和自我調整，從而起到自我診斷功能。

二、數控技工技術的發展

1952年美國帕森斯和麻省理工學院共同合作，研制出了第一臺三坐標直線插補連續控制的立式數控銑床。從此數控機床進行了前所未有的變革。

1.機床加工的尺度特征向極端方向發展

隨著科學技術的發展，微電子技術的進入，我們的數控技術的加工精密度也發生了前所有的變化，出現了更為高水平的重要指標。這種精度的體現已經從原來的尺度上來比較了，而是從形狀精度和表面的粗糙程度來比較的，這種體現更多的體現在微結構的加工技術方面。這樣我們就可以總結出這樣的結論，機床加工的精準度已經在二方面有了更大的變化：一方面，我們體現再物件的形狀尺度向精準方向發展；另一方面，是整體形狀向我們想要的大尺寸方向進攻，取得了良好的研究成果和應用價值。

當今的科技發展的速度是非?？斓?，我們工業生產在科技創新的帶動和驅動下，大量需要精準和帶有微結構的加工零件是必需在數控機床技術下才能夠完成的，因此新的加工要求就是精密機床設備的研發和應用。我們知道現在微結構零件在生活的各個方面應用的非常廣泛和有更高的利用價值。所以我們說微結構的出現將把數控機床技術引領到一個新的工業領域。與此同時，新的研發的光學技術的加入，使微加工技術更能夠準確無誤。比如納米壓印復制工藝技術就得到了非常好的發展應用。

2.機床設備向智能制造要求發展方向努力

科學技術的發展必然使技術更新達到日新月異，智能化技術的發展是一個較大的發展空間，這就要求機床的數控技術必須符合智能化制造技術的要求。目前從國際和國內的職能制造技術的發展情況來分析，其主要標準是要求必須具備各種配置的高可高性能，這是作為智能制造加工的最基本的組成部分，也就是說機床性能在更高環境的標準必須體現出其更大的要求標準。這樣才能完成更加精準的部件加工。以前的智能制造系統能夠工作72小時，隨著技術的變革，現在智能制造系統在連續工作的性能上能夠達到可以連續720小時運行，這種長時間的不間斷的工作大大提高了效率，因此，能夠長時間不間斷高可靠性運行的機床設備成為另外一個發展趨勢。隨著我們生活的需要和科技術的發展，數控技術的發展會越來越好，越來越先進，越來越能適應我們人類的生活需要，比如多功能復合化趨勢、可重構趨勢、低能耗環保趨勢等。

教育與科學技術的發展是分不開的，兩者是相輔相成的，教育能夠更好把先進的技術帶給學生們同時又能研發出需要的技術標準。我們在探討數控機床的技術革新問題上有了重大的突破，實現了數控技術的實踐應用性能，這一點十分重要。因此也會對數控技術的研發起到人才的推動作用，相信在今后的電子時代，數控技術會發揮它的重要價值和社會影響力。

參考文獻：

[1]陶曉.數控機床的電氣維修技術及發展趨勢探討[J].黑龍江科技信息，2007，（12）.