数控机床的展望与未来
摘要：数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作。未来数控机床将会有一个前所未有的发展，世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。
关键词：数控机床；发展加工；发展趋势
1. 数控机床
数控机床（Numerial Control Machine Tools）是指采用数字控制技术对机床加工过程进行自动控制的一类机床。国际信息处理联盟第五次技术委员会对数控机床作的定义是：“数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用代码或其他编码指令规定的程序。”它是集现代机械制造技术、自动控制技术及计算机信息技术于一体，采用数控装置或计算机来部分或全部地取代一般通用机床在加工零件时的各种动作（如启动、加工顺序、改变切削量、主轴变速、选择刀具、冷却液开停以及停车等）的人工控制，是高效率、高精度、高柔性和高自动化的光、机、电一体化的数控设备。
2.数控机床的展望
2.1高速化、高精度化、高可靠性
提高进给速度与提高主轴转速。精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级。一般数控系统的可靠性要高于数控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是可靠性越高越好，因为商品受性能价格比的约束。
2.2复合化
数控机床的功能复合化的发展，其核心是在一台机床上要完成车、铣、钻、攻丝、绞孔和扩孔等多种操作工序，从而提高了机床的效率和加工精度，提高生产的柔性。当今的机械加工更趋向于高精度、多品种、小批量、低成本、短周期和复杂化的加工，复合加工是数控机床的一个重要技术发展方向。复合功能使数控机床显著提高了工件成品的生产速度，能够大大消除散列工序加工过程中的运输、装夹及等待时间，使加工周期大大缩短并降低加工车间的在制品数量。工件在机床上只有一次装夹定位，既减少了加工辅助时间，又提高了工件的加工精度。
2.3智能化
随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。 数控机床的智能化体现在系统的各个方面，如提高加工效率和加工质量的智能化，提高驱动性能和方便使用连接的智能化，追求简化编程与操作的智能化，为方便系统诊断与维修的智能诊断、智能监控等。目前数控机床的智能化技术已经在数控系统中得到了较多体现：（1）应用自适应控制技术，（2）引入专家系统指导加工，（3）引入故障诊断专家系统，（4）智能化数字伺服驱动装置
2.4离速、离效、高精度、商可靠性
机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能。不但可大幅度提高加工效率！降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度；要提高加工效率。首先必须提高切削和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度.对数控系统的可靠性而言，一般要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，它是高速、高效、高精度的基本保证。但也不是可靠性.越高越好，仍然是适度可靠，因为是商品，受性能价格比的约束。
高速高精度并不仅仅是指数控机床对工件的加工速度要高要快，生产的产品精度更高，还要求数控机床在工件加工的整个过程中都要高速运转、精确定位，以减少工件在准备、加工、转运、收储等各个环节占用的时间，综合提高工厂的生产效率，降低生产成本。更高精度的机械产品在实际使用中会带来更多的益处，如减少运转过程中的摩擦和发热，降低能源损耗，使整机运转更加平稳可靠，减少故障出现的几率等。
为了实现高速高精度的目标，自动化产品厂商们加大了技术投入和开发力度，研发了更多的自动化产品应用于数控机床，如直线电机、电主轴、更高线数的编码器、精度更高更稳定的光栅尺等，这些自动化产品为数控机床实现高速高精度功能提供了强有力的支持。
2.5柔性化
机器人与主机的柔性化组合可以提高效率，得到了广泛应用。柔性自动化技术是制造行业满足市场需求和实现产品更新的主要手段。作为先进制造领域的基础技术，它已经成为各国制造行业发展的主流趋势。
2.6环保节能的新理念
目前，全球范围内都在提倡绿色经济、低碳经济，这样的发展趋势和环保要求同样在数控机床行业得到响应和实践。所谓绿色机床，就是要求机床的制造材料要环保，可以回收利用；能够降低空运转功率，减少功率损耗；尽可能减少机床使用和工件加工过程中产生的各种废弃物，并保证这些废弃物不污染工作环境和自然环境。
自动化产品、数控系统和数控机床制造商们根据各自的研究成果，采用新的环保材料和生产工艺，改变产品结构和方式，研发新的技术手段，改进废弃物的回收方式等，把环保节能的绿色要求和指标嵌入到了数控机床中，以使数控机床对环境的影响降低到最小程度。
纵观数控机床的发展之路，我们可以清晰的认识到数控的发展他不仅代表着整个制造业的发展，也代表着整个社会的进步。所以数控机床的明天一定是充满辉煌，充满希望。 目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。
当前。国产数控4机床与工业国家的机床产品相比，有一定差距。但差距所在，便是其努力方向及发展动力所在。这也将促使我们在学习掌握和运用高速、高精数控机床的核心技术的同时。积极开发新的现代制造技术。使国产数控机床得到更大发展。（作者单位：1.大连理工大学机械与材料能源学部；2.大连理工大学化工与环境生命学部）
参考文献：
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