国内外重型数控机床的技术对比与发展

陈云鹏

【摘  要】随着时代的进步，机械加工工艺的发展，大量的数控机床应用于机械加工当中，也给机械加工行业带来了新的改变，注入了新的活力。同时也进一步的提高了機械加工的质量还有效率。数控机床的应用对于零件加工工艺方法进行了不断的优化以及创新，使得加工出的产品质量得以提升，也有效的改善了市场需求不足的现状。基于此，文章对国内外重型数控机床的技术进行了分析。

【关键词】国内外;数控机床;发展

引言

随着我国工业化水平的不断提升，先进的机械制造事业也实现了快速发展，很多企业对机械加工质量、效率也提出了越来越严格的要求，机械制造行业中五轴数控机床的应用也越来越频繁，使用范围也在不断的扩大，带来的经济效益也非常可观。但是，最大限度提高五轴数控机床的工作效率仍然是机械加工的追求，不仅直接关乎机械加工企业的经济效益，还会影响国家经济建设进程中工业生产的发展。

1、数控加工概述

数字化控制技术，俗称数控技术（NC），指的是采用数字信号将相关部件的运动过程有效的控制。数控机床其含义是数字化控制车床（Computernumericalcontrolma-chinetools），指的是将自动化程序加装到机床上来进行控制。其属于柔性自动化和高效率的数字化机床，可以将相关的程序编码输入到装备当中，其自主开展零件加工工作，能够有效地将零件加工中遇到的一些复杂和精密的部件加工问题有效解决。其数字化加工主要指的是在数控机床方面进行零部件加工工作。该种加工方式和以往的加工工艺规程没有什么区别，其主要不同的地方是采用数字化技术对刀具的位置进行有效控制，该种加工技术拥有效率高和速度快的特点。

2、我国数控机床的发展现状

2.1、封闭探索阶段

数控机床作为高端装备制造业的基础是关系到整个国家发展的核心机密，对于刚刚摆脱战争困扰的新中国来说很难通过国际合作得到相关的技术支持，20世纪50年代清华大学与北京第一机床厂在国家的支持下开始国产数控机床的开发研究，1958年经过反复的实践论证第一台国产数控机床正是下线这标志着这我国初步具有了数控机床开发与设计的能力。但是国产的第一代数控机床使用性能与国外数控机床相比依然具有不小的差距，自动化程度偏低[1]。

2.2、交流借鉴阶段

第一台国产数控机床的问世极大地鼓舞了国内机床产业的发展，20世纪70年代通过进口的数控机床的技术分析与原先的设计进行比较，寻找国产数控机床的设计缺陷。同时聘请相关的国外专家进行技术研讨，1980年左右国产的系列数控机床正是面向市场，虽然设备的先进程度与发达国家相比还有一定距离，但是已经可以达到一般的发展水平。

2.3、创新发展阶段

2000年以来国家相继设立数控机床研究专项计划，通过项目研究带动数控机床产业发展。鼓励各大企业、高校以及科研院所投入到数控机床的研发设计中来，国产数控机床的创新化发展正在稳步前进，一大批先进的研究成果落地转化到目前为止我国已经成为世界上仅次于美国、日本的机床生产大国。根据国家统计部门数据显示我国的金属切削机床的年均产量增长率保持在18%左右，同期的数控机床年均产量增长率保持在30%左右，并且呈逐年上升态势[2]。

3、数控机床产业的发展展望

时代的发展，也促使我国的数控机床技术在不断的顺应时代潮流、做出改变。数控机床的运转流程也朝着现代化的发展趋势去做出了改变。当前，我国的数控机床运用流程同传统的数控机床运转流程也不同，还是主要依靠主动空轴进行传动的，使得传控的功率能够达到最大化，在促进数控机床的发展效率提升的同时，还提高了运行的质量。进行运转变化的时候，也能够更加充分的发挥出功率的作用，降低噪音的污染，提升运转的效率。集中体现在数控机床运转的过程中，依靠运转流程的现代化发展能够有效的实现运转指令的现代化发展，充分的运用数字化控制程序的方式，促进加工工序的正常化运行，通过时还能够促进数控机床运行高效化，改善数控机床在运行和流转过程中的复杂性[3]。

3.1、五轴数控机床机械加工效率

（1）制定健全的规章制度。企业必须要制定相对完善的规章制度，对五轴数控机床操作和维护的相关要点予以详细的介绍和说明，以保证五轴数控机床的正常运转，从而有效提高机械加工效率。（2）培养或配备综合素质高的操作人员。首先，为了从根源上解决五轴数控机床机械加工的效率问题，必须要储备一些相关的人才，增强他们的操作能力，丰富他们的工作经验。其次，针对操作人员要对他们进行相关的培训，增加他们知识的摄取量，以及学习相关的规章制度，增强自身的素质。此外，操作人员在五轴数控机床机械加工过程中，不断地总结经验，丰富自身的知识，提高生产的效率，增加企业的利益。（3）制定科学、规范的五轴数控机床加工流程。在五轴数控机床操作过程中，首先，技术人员在操作前夕需要学习五轴数控机床操作的相关标准和操作步骤，并且了解五轴数控机床加工设备的相关知识，为后期的操作奠定基础。其次，制定科学、规范的五轴数控机床加工流程，这样不仅可以简化加工步骤，而且还可以提高加工的效率[4]。

3.2、人工智能技术在数控加工中的应用

数控加工过程中，导致误差产生的因素有很多。所以，在智能数控机床制造零件和产品时，可以借助神经网络工具来进行对照，然后再进行自我调节，提升产品加工过程中的工作效率，保障设备在工作中时刻处于最佳的状态。其中，热误差具有非线性、时滞的特点，因为热误差的产生是一个动态过程，利用传统方法无法进行精确补偿。基于神经网络的热误差补偿技术具有不可比拟的柔性和应变性。基于神经网络的热误差补偿原理如图。由热传感器对数控机床相应部位的温度值进行收集，进而输入神经网络模型，进行热误差补偿计算，将计算结果反馈给CNC控制器，由控制器下达热补偿指令，对热误差进行补偿，从而提供数控加工精度。

3.3、3D打印技术领域

相比较而言，3D打印技术比数控技术更先进，科技感更加强烈，但是，这两项技术可以实现优势互补、辅助发展，从某一角度而言，3D技术是在数控技术的基础上发展壮大的。就目前发展而言，3D打印技术需要数控技术的优势特点支撑，并且两者在相互结合的情况下，可以实现不同水平但质量较高的制作效果。在对数控机床的使用过程中，同时与相关生产类适配器和控制软件辅助合作，可以实现将数控机床转化为3D打印机。在未来具有非常广阔的发展空间[5]。

结束语

我国数控产业的发展成就有目共睹在一些方面确实已经取得了突破性的进展，但是在许多核心领域依然受制于人技术的创新一刻都不能停止。新时代是我国数控机床发展新的历史时期，抓住挑战与机遇打破国外的技术垄断，加强对自主知识产权技术开发的，在基本满足国内市场的前提下走向国际，缩小国际技术差距打造中国数控机床品牌。

参考文献：

[1]杨孟平.机械螺纹类零件的数控机床加工技术探讨[J].南方农机，2019，50（23）：113.

[2]赵树松.浅谈数控技术在机械加工机床中的应用[J].南方农机，2019，50（23）：115.

[3]陈兴云.浅析提高数控机床机械加工效率的方法[J].南方农机，2019，50（23）：117.

[4]卞云飞，刘金南.强化数控机床机械技术加工效能的途径研究[J].南方农机，2019，50（23）：126.

[5]刘碧云.数控机床机械结构设计和制造技术新动态的研究[J].南方农机，2019，50（23）：135+139.

（作者单位：齐重数控装备股份有限公司）