數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及未來趨勢

張曉紅

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528403）

數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及未來趨勢

張曉紅

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528403）

近年來，數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)獲得了空前的發(fā)展，相應(yīng)的促進了制造工業(yè)的進步。雖然我國在此方面亦已經(jīng)獲取了一定的發(fā)展成果，但是與發(fā)達國家相比較仍舊存在差距。為此，本文主要了解了數(shù)控機床及其技術(shù)的產(chǎn)生，并且對當前國內(nèi)和國外數(shù)控機床及其技術(shù)的發(fā)展情況作出了分析，在此基礎(chǔ)上探索了未來數(shù)控機床及其技術(shù)的發(fā)展趨勢。

數(shù)控機床；數(shù)控技術(shù)；發(fā)展趨勢

0 前言

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及生產(chǎn)力一般均需要在制造業(yè)中有所體現(xiàn)，例如與人們生活相關(guān)的辦公、衣、食、住、行等。若能夠提高制造業(yè)的發(fā)展水平，則相應(yīng)的能夠提高工業(yè)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(jù)一席之地。數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)屬于比較先進的、典型的生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)，當前已經(jīng)被諸多發(fā)達國家所重視，且列入其戰(zhàn)略物資發(fā)展模式中。我國在此方面卻難以與其相匹敵。基于此，我國必須要對當前的數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)發(fā)展狀態(tài)、未來發(fā)展趨勢等作出詳細分析，以便提高自身的工業(yè)制造水平，提高國際影響力。

1 數(shù)控機床及其技術(shù)的產(chǎn)生

數(shù)控機床主要將數(shù)字作為指令對機床的運行進行控制，屬于制造業(yè)生產(chǎn)設(shè)備不但更新發(fā)展中所產(chǎn)生的一種新型加工設(shè)備。最初在1940年，美國對對該新型加工設(shè)備的加工軌跡進行了設(shè)計，并且提出了數(shù)控的思想，后在1952年產(chǎn)生了世界上第一臺數(shù)控機床，主要應(yīng)用了電子管元件，體積十分龐大，具備自動控制、綜合計算、測量、伺服驅(qū)動等特點。發(fā)展至1974年以后，數(shù)控系統(tǒng)不斷完善，隨著電子科技技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機床以及數(shù)控技術(shù)已經(jīng)能夠使用半導(dǎo)體存貯器和微處理器進行形成相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)。經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展歷程，先進的數(shù)控機床以及數(shù)控技術(shù)已經(jīng)能夠具有比較先進的水平，當仍舊要根據(jù)時代發(fā)展的需要作出不斷完善。

2 數(shù)控機床及其技術(shù)的發(fā)展

2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

相對于西方發(fā)達國家而言，我國的數(shù)控機床以及數(shù)控技術(shù)發(fā)展比較晚，且進度比較緩慢，直至上世紀五十年代仍舊處于封閉式的開發(fā)階段，在“六五”和“七五”時期開始進入積極引進與消化吸收的階段，“八五”和“九五”時期方進入了生產(chǎn)階段，比較成熟的數(shù)控技術(shù)企業(yè)包括華中數(shù)控、廣州數(shù)控等，主要生產(chǎn)普及型和經(jīng)濟性的數(shù)控機床與系統(tǒng)。雖然我國至今已經(jīng)擁有了屬于自身的數(shù)控產(chǎn)業(yè)，并且具有相應(yīng)的人才支持，但是與發(fā)達國家之間仍舊存在一定差距［1］。主要由于我國所生產(chǎn)的數(shù)控產(chǎn)品均比較低端，難以具有較高的技術(shù)含量，亦不具有較高的附加值，在我國制造業(yè)雖然得到應(yīng)用，但遠不能夠與國外先進設(shè)備相匹敵，甚至只能夠進入到低端設(shè)備市場中。與此同時，我國的數(shù)控機床及其技術(shù)發(fā)展嚴重缺少自主創(chuàng)新，阻礙了數(shù)控技術(shù)發(fā)展水平的提高。鑒于此，我國數(shù)控機床及其技術(shù)的發(fā)展，必須要進一步作出分析和調(diào)整。

2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀

國外對數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)進行研究比較早，部分達到國家已經(jīng)能夠應(yīng)用64位的操作系統(tǒng)進行數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)。當前，例如德瑪吉加工中心等國外的諸多數(shù)控機床加工中心以及數(shù)控車削中心，基本上均能夠在生產(chǎn)加工較為復(fù)雜的零件時具有比較高的精度。例如，其數(shù)控機床擁有4-5軸聯(lián)動，在數(shù)控技術(shù)的操控下，能夠僅通過一次裝夾便完成整個較為復(fù)雜的零件加工［2］。整個加工過程通過數(shù)控編程、主軸立或臥的轉(zhuǎn)換以及自動換到，能夠輕而易舉的實現(xiàn)加工的自動定位與自動裝夾。在國外數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，當前國外的數(shù)控機床及其技術(shù)已經(jīng)能夠具有越來月強大的網(wǎng)絡(luò)化通訊功能，且十分智能化與柔性化。

3 數(shù)控機床及其技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 開放智能化

當前諸多國家均比較重視數(shù)控機床及其技術(shù)開放智能化的研究。所謂數(shù)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(chǎn)商均能夠?qū)ζ鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，以便滿足生產(chǎn)加工的不同控制系統(tǒng)要求，實現(xiàn)不同檔次、不同品種的數(shù)控機床加工，更加專業(yè)化和個性化。開放智能化可以與我國的工業(yè)4.0相結(jié)合，從數(shù)字工廠逐漸發(fā)展成為職能工程，建立獨立的網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器，實現(xiàn)各個層級之間的有效溝通與互聯(lián)。因此，數(shù)控機床及其技術(shù)的智能化可以體現(xiàn)在提高數(shù)控加工的質(zhì)量與效率、增加加工自適應(yīng)控制、自動生成工藝參數(shù)、簡化操作與編程等方面。與此同時，亦要能夠相應(yīng)的縮短數(shù)控機床維護與檢修時間。

3.2 高速高精化

數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用時需要切削，而高速切削能夠相應(yīng)的保障切削表面光滑，提高生產(chǎn)效率與加工質(zhì)量。鑒于此，未來的數(shù)控機床及其技術(shù)發(fā)展時，需要實現(xiàn)高速高精化。高速需要數(shù)控機床具有較高的主軸轉(zhuǎn)速，應(yīng)該達到12000-40000r/min，工作臺亦具有比較大的進給速度，應(yīng)該達到40-60m/min，相關(guān)零部件則要具有較高穩(wěn)定性和剛度。高精則要求機床具有熱不廠加工系統(tǒng)，且能夠?qū)?shù)據(jù)進行高速與高精的處理。

3.3 節(jié)能環(huán)?；?/p>

工業(yè)國家的發(fā)展需要將制造業(yè)作為支柱型產(chǎn)業(yè)，以此為國家產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。但是，與此同時卻亦會產(chǎn)生相應(yīng)的能源消耗，增加制造生產(chǎn)的成本，甚至?xí)Νh(huán)境產(chǎn)生破壞。國外就制造業(yè)產(chǎn)生能源污染這一現(xiàn)象作出了調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)污染率已經(jīng)達到了所有能源消耗污染率的30%以上［3］。由此，數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)作為制造業(yè)的重點機械和技術(shù)，亦要向低耗能、低污染方向發(fā)展。隨著我國近年來可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷推進，人們已經(jīng)能夠重視環(huán)境保護，制造領(lǐng)域亦應(yīng)該充分利用先進技術(shù)改變其原本的生產(chǎn)加工狀態(tài)。所謂綠色機械，必須要具有高速、低耗能、無污染、使用綠色切削液、使用過程中采用無污染或低污染技術(shù)進行潤滑等特點，能夠相應(yīng)的達到節(jié)能減排的目的。

4 結(jié)論

綜上所述，數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)對工業(yè)國家的制造業(yè)具有重要影響，亦能夠促進整個國家經(jīng)濟的發(fā)展，提升國家的綜合實力。鑒于當前我國的數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)與西方部分發(fā)達國家仍舊存在較大差距，我國必須要加緊法方面的研究，積極借鑒國外該方面的先進研究成果并充分創(chuàng)新，在保證數(shù)控機床與數(shù)控技術(shù)能夠逐漸開放智能化、高速高精化、節(jié)能環(huán)?；幕A(chǔ)上，爭取能夠擁有自主研發(fā)的，具有先進水平的數(shù)控機床，促進制造業(yè)進一步良好發(fā)展。

［1］劉偉平.淺析數(shù)控機床的技術(shù)特點及發(fā)展趨勢［J］.價值工程，2013，01（08）：24-25.

［2］段冶.數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢初探［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，01（03）：120.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.258