數控機床未來四大發展趨勢
目前，數控機床的發展日新月異，高速化、高精度化、複合化、智能化、開放化、並聯驅動化、網絡化、極端化、綠色化已成為數控（kòng）機床發展的趨（qū）勢和方（fāng）向。
中國作為一個製造大國，主（zhǔ）要還（hái）是（shì）依靠勞動（dòng）力（lì）、價格、資（zī）源等方麵的比較優勢，而在產品的技術創新與自主開發方麵與國外（wài）同行的（de）差（chà）距還很大。中國的數控產業不能安於現狀（zhuàng），應該抓住機會（huì）不斷（duàn）發（fā）展，努（nǔ）力發展自己的先進技術，加大技術創新與人才培訓力度，提高企業綜合服務能力，努力（lì）縮短與發達國家之間的差距。中國力（lì）爭早日實現數控機床產品從低端到高端、從（cóng）初級產品加工到（dào）高精尖產品製造的（de）轉變，實現從中國製造到（dào）中國創造（zào）、從製造（zào）大國到（dào）製造強國的轉（zhuǎn）變。
1、高速化
隨著汽車、國防、航空、航天等工業的（de）高速發展以及鋁合（hé）金等新材料的應用，對數控機床加工的高速化要求越來越（yuè）高。
1）主軸轉速：機床（chuáng）采用電主軸（內裝式主軸電（diàn）機），主軸最高轉速達200000r/min；
2）進給率：在分辨率為0.01μm時，最大進給率（lǜ）達到240m/min且（qiě）可獲得複雜型麵的（de）精確加工；
3）運算速度：微處理器的迅速（sù）發展為數控係統（tǒng）向高速（sù）、高（gāo）精度方（fāng）向發展提供了保障，開發出CPU已發展到32位以及64位的數控係統，頻率提高到（dào）幾百兆赫、上千兆（zhào）赫。由於運算速（sù）度的極大提高，使得（dé）當分辨率為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24～240m/min的進給速度；
4）換刀速度：目前國外先進（jìn）加工中心的刀具交換（huàn）時間普遍已在1s左右，高（gāo）的已達0.5s。德國（guó）Chiron公司將刀庫設計成籃（lán）子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其（qí）刀到刀的換刀時（shí）間僅0.9s。
2、高精度化（huà）
數（shù）控機床精度的要求現在已經不局限於靜態的幾何精度，機（jī）床的（de）運動精（jīng）度、熱變形以及對振動的監測（cè）和補償越（yuè）來越獲得重視。
1）提（tí）高（gāo）CNC係統（tǒng）控製精度：采用高速插補技術，以微小程序段實（shí）現連續進給，使（shǐ）CNC控製單位精細化，並采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測精度（日本已開發裝有106脈衝/轉（zhuǎn）的內藏位置檢（jiǎn）測器的交流伺服電機，其位置檢測精度可達到（dào）0.01μm/脈衝），位置伺（sì）服係統采用前（qián）饋控（kòng）製與（yǔ）非線性控製等方法（fǎ）；
2）采用（yòng）誤差補償技術：采用（yòng）反向間隙補償（cháng）、絲杆螺距誤差補償和刀具誤（wù）差補償等技術，對設備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合（hé）補（bǔ）償。研究結果表明，綜合誤差補償技術的應用可將加工誤差減少60%～80%；
3）采用網格（gé）檢查和提高（gāo）加工中心的運動軌（guǐ）跡精度，並通（tōng）過仿真預測機床的加工精（jīng）度，以保證機床的定位精度和重複定位精度（dù），使其性能長期穩定，能夠在不同運行（háng）條件下完成多種加工任務，並保證零件的加工質（zhì）量。
3、功能複合化
複合機床的含義是（shì）指在一台機床上實現或盡可能完成從毛坯至成（chéng）品的多種要素加工。根據其結構特點可（kě）分為工藝複（fù）合型和工序複合型兩類。工藝複合型機床如鏜（táng）銑鑽複（fù）合——加工中心、車銑（xǐ）複合（hé）——車削中心、銑鏜鑽車複合——複合加（jiā）工中心等；工序複（fù）合型機床如多麵多軸聯（lián）動加工的複（fù）合機床和雙主軸車削中心等。采（cǎi）用複合機床（chuáng）進行加工，減少了工件（jiàn）裝（zhuāng）卸、更換和調整刀具的輔助時間以及中間過程中產生的誤差，提高了零（líng）件加工精度，縮短（duǎn）了產品製造（zào）周（zhōu）期，提高了生產效率和製造商的市（shì）場反應能力，相對於（yú）傳（chuán）統的工序（xù）分散的生產方法具有明顯的優勢。
4、控製智能化
隨著人工智能技術的發展，為了滿足製造業生產柔性化（huà）、製造自動化的發展需求，數控機床的智能化程度在不斷提高。具體體現在以下幾個方麵：
1）加工過程自適應（yīng）控製技術：通過監測加工過程（chéng）中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息，利用傳統的或現（xiàn）代的算法（fǎ）進行識（shí）別，以辯識出刀（dāo）具（jù）的受力、磨損、破損狀態及機床加工的穩定性狀態，並根據這些狀態實時調整加工參數（主（zhǔ）軸轉速、進給速度）和加工指令，使設備（bèi）處於最佳運行狀（zhuàng）態，以提高加工精度、降低加工表麵粗糙度並提高設備運行的安全性；
2）加工參（cān）數的智能優化與選擇：將工（gōng）藝（yì）專家或技師的經（jīng）驗、零件加工的一般與特（tè）殊規律，用現代智能方法（fǎ），構造基（jī）於專（zhuān）家係統或（huò）基於模型的“加（jiā）工參數的智（zhì）能優化與選擇器”，利用它獲得優化的加工參數，從而達到提高編程（chéng）效率和（hé）加工工藝水平、縮短生產準備時間的目的；
3）智（zhì）能故障自診斷與自修複技（jì）術：根據已有的故障信息，應用現（xiàn）代智能方法實現故障的快速準確（què）定位；
4）智能故障回放和故障仿真技術：能夠完整記錄係（xì）統的各種信息，對數控機床（chuáng）發生的各種錯誤和事故進行回（huí）放和仿真，用以確定錯誤引起的原因，找出解決問題的（de）辦法，積（jī）累生產經驗；
5）智能（néng）化交流伺服（fú）驅動裝（zhuāng）置：能自動識別負載，並（bìng）自動調整參數（shù）的智能化（huà）伺（sì）服係統，包括智能主軸交流驅動裝置和智能化進給伺服裝置。這種驅動裝置能自動識別電機及負載的轉動慣量，並自動對控製係統參數進行優化和調（diào）整，使驅動係統獲（huò）得（dé）最佳運行；
6）智能4M數控係統：在製（zhì）造過程（chéng）中，加工、檢測一體化是實現快速製造、快速檢測和快速響應的有效途徑，將測量（Measurement）、建模（Modelling）、加工（Manufacturing）、機器操作（Manipulator）四者（zhě）（即4M）融合在一個係統中，實現信息共（gòng）享，促（cù）進測量、建（jiàn）模、加工（gōng）、裝夾、操作的一體化。
國產數控機床缺乏核心技術，從高性（xìng）能數控係（xì）統到關鍵功（gōng）能部件基本都依賴進口，即使近幾年有些國內製造商艱難地創（chuàng）出（chū）了自己的品牌，但其產品的功能、性（xìng）能（néng）的可靠性仍然與國外產品（pǐn）有一定差距。近幾（jǐ）年國產數控機床製造商通過技術引進、海內外並購重（chóng）組以（yǐ）及國外采購等獲得了一些先進數（shù）控（kòng）技術，但缺乏對機床結（jié）構與精度、可靠性（xìng）、人性化設計等基（jī）礎性技術（shù）的研究，忽（hū）視了（le）自主開（kāi）發能力的培（péi）育，國產數控機床的技術水平、性能和質量與國外還有較（jiào）大差距，同（tóng）樣難以得到大多數用戶的認可。
一些國產數控（kòng）機床製造商不夠重視整體工藝與製造水平的提高，加工手段基本（běn）以普（pǔ）通機床與低效刀具為主，裝配調試（shì）完全靠手工，加工質量在生產進度的緊逼下不能得到穩定與提高。另外很多國產數控機床製造商的生產管理依（yī）然沿用原始的手工台賬管理方式，工藝（yì）水平（píng）和管理效（xiào）率低下使（shǐ）得企（qǐ）業無法形成足夠生產規模。如國外機床製造商能做到每周裝調出產品，而（ér）國內的生產周期過長且很（hěn）難控製。因此我們在引進技術的同時應注（zhù）意（yì）加（jiā）強自身工藝（yì）技術改造和（hé）管理水平的提（tí）升。
由（yóu）於數（shù）控機（jī）床（chuáng）產（chǎn）業發展迅速，一部（bù）分企業不顧長遠利益，對（duì）提高自身的綜合服務水平（píng）不夠（gòu）重視，甚至對服務（wù）缺乏真（zhēn）正的理解，隻注重推（tuī）銷（xiāo）而不注重售前與售（shòu）後服務。有些企業派出的人員對生（shēng）產的數控機床（chuáng）缺乏足夠了解，不會使用或使用不好數控（kòng）機床，更不能指導用戶使用好機床；有的對先（xiān）進高效刀具（jù）缺乏基本了解，不能提供較好的（de）工藝解決方案，用戶自然對製造商缺乏信心。
製造商的服務應從研（yán）究用戶的加（jiā）工產品、工藝、生產類型、質量要求入手，幫助用（yòng）戶（hù）進行設備選（xuǎn）型，推薦先進工藝與（yǔ）工輔具（jù），配備（bèi）專業的培訓人員和良好的（de）培訓環境，幫助用戶發揮機床的最（zuì）大（dà）效益、加工出高質量的最終產品，這樣才能逐步得（dé）到用（yòng）戶的認同，提高國產數控機床的市場占有率。
