數控機床技術及發展趨勢探析

葛中辰

摘 要：數控技術主要是指將工業制造業中機器、機床技術以及所有生產加工過程以數字化性質為依據進行的智能化技術控制，這項基礎性技術在運用過程中將工業制造技術、現代化控制技術、現代化網絡技術、先進的計算機技術、機電技術以及傳感技術等專業科學技術融為一體，其技術程度的好換直接決定著國家工業經濟發展水平，由此可見數控技術在現代化工業制造中的重要性。

關鍵詞：數控機床；技術；發展；生產效率；生產質量

科學技術的發展以及生產力一般均需要在制造業中有所體現，例如與人們生活相關的辦公、衣、食、住、行等。若能夠提高制造業的發展水平，則相應的能夠提高工業國家自身的綜合實力和國際地位，促使其在當前激烈的市場競爭中占據一席之地。數控機床和數控技術屬于比較先進的、典型的生產設備與技術，當前已經被諸多發達國家所重視，且列入其戰略物資發展模式中，然而我國在此方面卻難以與其相匹敵?；诖?，我國必須要對當前的數控機床關鍵技術、未來發展趨勢等作出詳細分析，以便提高自身的工業制造水平，提高國際影響力。

一、數控機床應用關鍵技術

（一）五軸聯動技術

現階段，比較高檔的機床采用的都是五軸聯動技術，并且應用該技術的機床在航空航天、精密儀器加工和船舶制造行業有著廣泛的應用，并很好的促進了這些領域的發展。五軸聯動技術比較難，應用范圍較大，一般采用的是“3+2”的結構來制造機床。應用五軸聯動技術，能夠同時實現X/Y/Z三個軸的運動和兩個軸的回轉，節省了大量加工時間，為工作人員提供了方便。五軸聯動數控機床加工中心比較多，主要有：臥式加工中心、搖籃式加工中心和立式加工中心，其中立式加工中心有依靠主軸回轉和工作臺回轉軸兩種實現方式。臥式加工中心還具有主軸頭擺動和工作臺旋轉相互結合的結構。

（二）直線電機進給驅動技術

數控機床的關鍵技術還包括直線電機進給驅動技術，其中直線電機能夠把電能轉換成機械能，而且在轉換的過程中不需要任何中間裝置。直線電機結構簡單、產生的噪聲小、機械磨損情況較少、工作較快。交流直線電機一般應用在精度較高的數控機床上，按照工作原理可以分為兩種，一種是永磁直線同步電機，另一種是直線感應電機，直線感應電機一般分為圓筒型和平面型兩種，不同的行程場合選擇的直線感應電機結構是不同的。在小直線行程場合，一般采用的圓筒型結構，而在長行程場合一般選擇平面型結構。直線電機進給驅動技術所需要的成本資金較小，不容易受到外界環境影響，而且還能夠很好的抵抗電磁干擾。

（三）誤差補償技術

誤差補償技術主要用于消除產品加工誤差，提高產品質量，實現高精度加工。數控機床一般由床身、主軸和導軌等部分組成，其中每一部分都很有可能產生誤差，對數控機床進行誤差補償，需要找出產生誤差的具體部位。誤差補償技術一般分為誤差測量技術、補償實施技術和誤差建模技術。其中無償測量技術可以分為間接誤差辨識、直接誤差測量。誤差建?？梢苑譃檎`差元素建模和誤差綜合建模。相同的是，這兩種誤差補償技術都是合理對誤差進行補償，根據時間尺寸，可以把誤差補償分為離線誤差補償和實時誤差補償。離線直線補償就是根據測量的誤差對機床進行誤差補償，離線補償只是針對機床穩定的誤差。在生產環節重點產生的誤差很容易受到溫度等因素的影響，在這種情況下就要進行實時補償。

二、數控機床技術的發展趨勢

（一）趨于智能化

當前諸多國家均比較重視數控機床及其技術開放智能化的研究。所謂數控機床開放性，主要是指其在同一個操作平臺上，終端用戶與生產商均能夠對其數據結構進行調整，以便滿足生產加工的不同控制系統要求，實現不同檔次、不同品種的數控機床加工，更加專業化和個性化。開放智能化可以與我國的工業相結合，從數字工廠逐漸發展成為智能工程，建立獨立的網絡與服務器，實現各個層級之間的有效溝通與互聯。因此，數控機床及其技術的智能化可以體現在提高數控加工的質量與效率、增加加工自適應控制、自動生成工藝參數、簡化操作與編程等方面。與此同時，亦要能夠相應的縮短數控機床維護與檢修時間。

（二）趨向于信息化

隨著信息化和網絡化這些新特點在當今社會不斷呈現，數控技術發展也在向著信息化和網絡化靠近。信息化和網絡化的發展趨勢可以實現不同區域數控機床的聯網功能，通過遠程控制或者不需要人控制就能完成數控機床和數控技術的工作，使需要數控技術的行業更新自身發展模式的同時，還有效的滿足了行業對數控技術信息化的需求。

三、結語

隨著科學技術的發展，我國數控技術必須改變傳統的發展方向，實現技術創新，以科技創新為先導，以商品化為主干，將管理和營銷作為數控技術發展的重點，統一附加售后服務的支撐，在可持續發展的思想基礎上，堅持走發展新型數控系統的道路，以此提升我國制造行業的技術水平，改變我國的技術發展現狀，縮小同國外技術發展之間的差距，加快我國數控領域的現代化步伐。

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