數(shù)控機床先進技術(shù)淺談

邵娟

摘要：數(shù)控機床給機械制造業(yè)帶來了巨大的進步，當今的數(shù)控技術(shù)功能已經(jīng)十分強大，本文主要對數(shù)控機床的發(fā)展、軟件驅(qū)動技術(shù)進行論述，對數(shù)控機床技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展研究也有一些闡述，并指出未來數(shù)控機床發(fā)展的趨勢，期待讀者能夠了解更多的數(shù)控機床及先進技術(shù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;先進技術(shù);未來機床

前言

數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的工作母機，其技術(shù)水平的高低代表了一個國家制造業(yè)的發(fā)展水平。數(shù)控機床是復雜的機電液系統(tǒng)，與其它電子產(chǎn)品和機械制造業(yè)不同的是，它已經(jīng)具備了相對成熟的理論和可靠技術(shù)。數(shù)控機床的先進技術(shù)已經(jīng)運用到了精密高速復合加工機研發(fā)制造領(lǐng)域，此后隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展和完善，其功能也將會越來越多，操作方法越來越簡單，穩(wěn)定性越來越好，數(shù)控機床的性價比也會越來越好，應(yīng)用和發(fā)展空間廣闊。

1.數(shù)控機床的概念和特點

數(shù)控機床就是采用了數(shù)控技術(shù)的機床，包括主機、數(shù)控裝置、驅(qū)動裝置、輔助裝置。數(shù)控機床發(fā)展以及經(jīng)歷了三個階段，一個是上世紀50年代的初級階段，一個是上世紀90年代的中級階段，第三階段是上世紀末，數(shù)控機床普遍用于生產(chǎn)，柔性單元、柔性系統(tǒng)、計算機中央集成制造系統(tǒng)開始應(yīng)用[1]，數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進入成熟階段。在未來的發(fā)展過程中，數(shù)控機床技術(shù)會出現(xiàn)五大特點：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、集成化和微型化。這將會給制造業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。

2.數(shù)控機床的先進技術(shù)

不管是國內(nèi)國外，先進的數(shù)控機床都會應(yīng)用到企業(yè)的核心技術(shù)，力求生產(chǎn)出高技術(shù)、高效益的數(shù)控機床，并根據(jù)企業(yè)自身的特點，用最低的成本生產(chǎn)出最高效益的產(chǎn)品。還必須有科學的管理和應(yīng)用，才能發(fā)揮這種技術(shù)高密度集合的數(shù)控機床的最大價值。

我國的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)形成了開放的結(jié)構(gòu)體系，機床制造商通過開放平臺增加自己需要的硬件和軟件。目前的先進數(shù)控技術(shù)主要有可重構(gòu)技術(shù)、軟件伺服驅(qū)動技術(shù)、CNC系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)[2]。

2.1可重構(gòu)技術(shù)

可重構(gòu)技術(shù)使數(shù)控機床成為以用戶為中心的模塊化機床，用戶可以根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品的變化對機床的結(jié)構(gòu)、布局和加工功能進行轉(zhuǎn)變，提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率，滿足了不同的加工工業(yè)的需求，克服了實際批量生產(chǎn)過程中的數(shù)控機床功能利用低的缺點，具有很強的經(jīng)濟性。

2.2軟件伺服驅(qū)動技術(shù)

數(shù)控系統(tǒng)中另一個重要組成部分是軟件伺服驅(qū)動技術(shù)。就是通過計算機控制算法采用的伺服裝置。這項技術(shù)具有幾大優(yōu)點值得我們重視，穩(wěn)定;基于數(shù)值計算、精度高;通過參數(shù)設(shè)定、調(diào)整減少;ASIC電路容易形成。伺服技術(shù)對于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)而言已經(jīng)取得了重大突破，突破的結(jié)果產(chǎn)生了數(shù)字交流驅(qū)動系統(tǒng)。隨著電力電子驅(qū)動技術(shù)及控制理論、微電子技術(shù)的發(fā)展、軟件運算及處理能力的提高，系統(tǒng)的運算速度有了很大的提高，伺服技術(shù)可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強，推動了高精密高加速加工技術(shù)的發(fā)展。

2.3CNC系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)就是通信、共享信息。通信聯(lián)網(wǎng)及現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)、運行數(shù)據(jù)采集等功能，能夠保證現(xiàn)場設(shè)備高質(zhì)量完成任務(wù)，并將現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)的數(shù)據(jù)傳送到管理層，管理層得到數(shù)據(jù)后會下達生產(chǎn)管理及調(diào)度的命令。因此，CNC系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)工廠自動化的基礎(chǔ)。

2.4自適應(yīng)技術(shù)

自適應(yīng)技術(shù)借助高動態(tài)控制技術(shù)，使機床部件具有自動適應(yīng)性，能夠自主地適應(yīng)加工過程和外界環(huán)境等，反應(yīng)更快、更加精確也更堅實更靈活，通常情況下，它能夠有效地消除振動、變形、噪聲等內(nèi)部干擾，加工更穩(wěn)定更經(jīng)濟，具有一定的智能化。

3.數(shù)控技術(shù)未來發(fā)展趨勢

數(shù)控機床以后的發(fā)展前景會更加廣闊，在結(jié)構(gòu)體系、功能方面、性能方面都會有很大的改革和轉(zhuǎn)變。具體有以下幾方面的內(nèi)容：

3.1高速化與高精度化

數(shù)控機床一直追求的是高效率、高質(zhì)量。提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的前提是高速度和精準的加工技術(shù)?？s短生產(chǎn)周期，企業(yè)才能在市場競爭中獲得優(yōu)勢。

3.2智能化

數(shù)控技術(shù)已經(jīng)智能化了，并且智能化會滲透到數(shù)控機床的各方面。為了驅(qū)動方便更多人性化的設(shè)計也會出現(xiàn)，會出現(xiàn)智能診斷、智能監(jiān)控系統(tǒng)和感應(yīng)裝置，系統(tǒng)出現(xiàn)問題時候會得到及時的反饋和維護，減少了查找故障的時間，為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的規(guī)模發(fā)展提供了機會。

3.3驅(qū)動并聯(lián)化

并聯(lián)驅(qū)動機床通過機床主軸和機座之間采用多桿并聯(lián)機構(gòu)驅(qū)動，控制桿系中桿的長度使得桿系支撐的平臺獲得相應(yīng)自由度的運動。多坐標聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和測量多種功能都會得到實現(xiàn)，同時能夠?qū)崿F(xiàn)更加復雜的加工，具有重量輕、速度快等優(yōu)勢。

3.4網(wǎng)絡(luò)化

數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是一個必然趨勢。機床依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)統(tǒng)一管理和在線監(jiān)測功能，同時方便對機床進行程序的修改。數(shù)控機床聯(lián)網(wǎng)后會有幾個能力：可靠性、隨時性、穩(wěn)定性、在線性，方便采集數(shù)據(jù)，程序交換，實現(xiàn)電腦監(jiān)控的執(zhí)行。

總的來說，數(shù)控機床的未來發(fā)展趨勢很好。首先在功能方面，將來的用戶界面會出現(xiàn)圖形化，通過三維的立體式的動態(tài)圖來展現(xiàn)，非專業(yè)人員也能很好的操控，方便用戶使用。將來的計算可視化也會用于自動的編程和預處理等多個方面，數(shù)控技術(shù)也會加入多媒體技術(shù)，使機床能夠綜合處理圖像、文字、聲音等混合信息。在結(jié)構(gòu)方面，未來機床會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)模式化、數(shù)控功能專門化、數(shù)控技術(shù)智能化。將來機床智能化會自動適應(yīng)控制技術(shù)，自動檢測外圍的環(huán)境，智能發(fā)出指令指使機床工作，自行檢測發(fā)生的故障，在未來也會自行修復產(chǎn)生的故障。智能化驅(qū)動裝置會分析機床的數(shù)據(jù)自動調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，使機床具有更好的運動效果。智能化將成為未來生產(chǎn)廠家必爭的技術(shù)和核心。

4.結(jié)束語

國家的發(fā)展離不開制造業(yè)，制造業(yè)離不開數(shù)控機床，數(shù)控機床技術(shù)又是發(fā)展制造業(yè)的基礎(chǔ)。面對市場的需求，數(shù)控機床會實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、數(shù)字化[3]，隨著計算機和科學技術(shù)的發(fā)展，機床也會得到很大的發(fā)展和提高。

參考文獻：

[1]張羽，王潤波.數(shù)控機床技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展研究[J].科技向?qū)В?014，20：241.

[2]王鵬飛.數(shù)控機床現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展對策管窺[J].科技向?qū)В?014，21：158.

[3]韋智業(yè)，高峰.淺談數(shù)控機床技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].管理學家，2012，8：39—41.