数控机床技术及发展趋势探析

葛中辰

摘 要：数控技术主要是指将工业制造业中机器、机床技术以及所有生产加工过程以数字化性质为依据进行的智能化技术控制，这项基础性技术在运用过程中将工业制造技术、现代化控制技术、现代化网络技术、先进的计算机技术、机电技术以及传感技术等专业科学技术融为一体，其技术程度的好换直接决定着国家工业经济发展水平，由此可见数控技术在现代化工业制造中的重要性。

关键词：数控机床；技术；发展；生产效率；生产质量

科学技术的发展以及生产力一般均需要在制造业中有所体现，例如与人们生活相关的办公、衣、食、住、行等。若能够提高制造业的发展水平，则相应的能够提高工业国家自身的综合实力和国际地位，促使其在当前激烈的市场竞争中占据一席之地。数控机床和数控技术属于比较先进的、典型的生产设备与技术，当前已经被诸多发达国家所重视，且列入其战略物资发展模式中，然而我国在此方面却难以与其相匹敌。基于此，我国必须要对当前的数控机床关键技术、未来发展趋势等作出详细分析，以便提高自身的工业制造水平，提高国际影响力。

一、数控机床应用关键技术

（一）五轴联动技术

现阶段，比较高档的机床采用的都是五轴联动技术，并且应用该技术的机床在航空航天、精密仪器加工和船舶制造行业有着广泛的应用，并很好的促进了这些领域的发展。五轴联动技术比较难，应用范围较大，一般采用的是“3+2”的结构来制造机床。应用五轴联动技术，能够同时实现X/Y/Z三个轴的运动和两个轴的回转，节省了大量加工时间，为工作人员提供了方便。五轴联动数控机床加工中心比较多，主要有：卧式加工中心、摇篮式加工中心和立式加工中心，其中立式加工中心有依靠主轴回转和工作台回转轴两种实现方式。卧式加工中心还具有主轴头摆动和工作台旋转相互结合的结构。

（二）直线电机进给驱动技术

数控机床的关键技术还包括直线电机进给驱动技术，其中直线电机能够把电能转换成机械能，而且在转换的过程中不需要任何中间装置。直线电机结构简单、产生的噪声小、机械磨损情况较少、工作较快。交流直线电机一般应用在精度较高的数控机床上，按照工作原理可以分为两种，一种是永磁直线同步电机，另一种是直线感应电机，直线感应电机一般分为圆筒型和平面型两种，不同的行程场合选择的直线感应电机结构是不同的。在小直线行程场合，一般采用的圆筒型结构，而在长行程场合一般选择平面型结构。直线电机进给驱动技术所需要的成本资金较小，不容易受到外界环境影响，而且还能够很好的抵抗电磁干扰。

（三）误差补偿技术

误差补偿技术主要用于消除产品加工误差，提高产品质量，实现高精度加工。数控机床一般由床身、主轴和导轨等部分组成，其中每一部分都很有可能产生误差，对数控机床进行误差补偿，需要找出产生误差的具体部位。误差补偿技术一般分为误差测量技术、补偿实施技术和误差建模技术。其中无偿测量技术可以分为间接误差辨识、直接误差测量。误差建模可以分为误差元素建模和误差综合建模。相同的是，这两种误差补偿技术都是合理对误差进行补偿，根据时间尺寸，可以把误差补偿分为离线误差补偿和实时误差补偿。离线直线补偿就是根据测量的误差对机床进行误差补偿，离线补偿只是针对机床稳定的误差。在生产环节重点产生的误差很容易受到温度等因素的影响，在这种情况下就要进行实时补偿。

二、数控机床技术的发展趋势

（一）趋于智能化

当前诸多国家均比较重视数控机床及其技术开放智能化的研究。所谓数控机床开放性，主要是指其在同一个操作平台上，终端用户与生产商均能够对其数据结构进行调整，以便满足生产加工的不同控制系统要求，实现不同档次、不同品种的数控机床加工，更加专业化和个性化。开放智能化可以与我国的工业相结合，从数字工厂逐渐发展成为智能工程，建立独立的网络与服务器，实现各个层级之间的有效沟通与互联。因此，数控机床及其技术的智能化可以体现在提高数控加工的质量与效率、增加加工自适应控制、自动生成工艺参数、简化操作与编程等方面。与此同时，亦要能够相应的缩短数控机床维护与检修时间。

（二）趋向于信息化

隨着信息化和网络化这些新特点在当今社会不断呈现，数控技术发展也在向着信息化和网络化靠近。信息化和网络化的发展趋势可以实现不同区域数控机床的联网功能，通过远程控制或者不需要人控制就能完成数控机床和数控技术的工作，使需要数控技术的行业更新自身发展模式的同时，还有效的满足了行业对数控技术信息化的需求。

三、结语

随着科学技术的发展，我国数控技术必须改变传统的发展方向，实现技术创新，以科技创新为先导，以商品化为主干，将管理和营销作为数控技术发展的重点，统一附加售后服务的支撑，在可持续发展的思想基础上，坚持走发展新型数控系统的道路，以此提升我国制造行业的技术水平，改变我国的技术发展现状，缩小同国外技术发展之间的差距，加快我国数控领域的现代化步伐。

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