数控机床智能化范文

导语：如何才能写好一篇数控机床智能化，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】实例浅析数控车床智能模块化算法

从上个世纪五十年代末开始，国外已经开始模块化设计的研究，但研制的模块化产品不能有效的进行创造性设计，智能性差，适应能力差，目前模块化设计是向着智能型、通用型系统方向发展，模块化设计的目的就是满足客户需求条件的模块组合，模块化设计可以通过多种途径获取有效信息，通过上门服务获取信息、通过通信途径等其他途径获取信息，并根据用户需求快速地从模块库中求解出所需要的模块。现在我们以卧式数控车床为实例，提出数控车床智能模块化设计方法，解决模块智能化选择功能、算法功能及环境适应功能。

一、数控车床智能模块的选择及其算法

1.智能模块的选择

首先，基于用户需求下，总用户需求是卧式数控车床层次结构图的第一层；其次，将总用户需求分解组合得到第二层，包括性能、可靠性和维修性三类分项需求；第三层包括加工范围、使用寿命和精度等，是从属与各分项需求的具体用户需求。

2.智能模块的算法

首先，数控车床的判断矩阵及相对权重的构成和确定。在构造判断矩阵时，要根据下层各元素对上层某元素的相对重要性，把下层第i个元素对第j个元素的相对重要程度估计值记为aij，在这一步中要反复回答两个元素ai和aj那个重要些。并且为了使结果更加合理，可以请有关专家、用户等发表看法，从而构成了一个n阶判断矩阵：

当RC>0.1时，应当适当修正判断矩阵，

二、卧式数控车床方案设计智能模型组合的构建与优化

1.方案设计智能模型组合的构建

根据获取的卧式数控车床用户需求及其权重，依据机床企业的市场竞争和技术竞争评估，建立卧式数控车床产品规划阶段的质量屋，左墙为卧式数控车床用户需求及其权重；天花板包括最大切削直径、最大回转直径等；房间为卧式数控车床个技术特性与各用户需求的相互关系；屋顶为产品技术特性之间的自相关矩阵；地下室包括技术竞争性评估等和技术特性的重要度；右墙为基于用户需求下，来评估本公司和竞争者公司的产品。

2.方案设计智能组合的优化

建立卧式数控车床产品质量屋能够组合出用户总体满意度最大化的车床，为了在有限资源约束下，进一步建立起优化决策模型，选择出车床关键技术特性。假设模块组合设计投入的总成本为C，为了满足需求的技术特性，通过产品规划阶段质量屋确定有m项，总时间不能超过T。如果为组合设计第j项技术特性需要时间的区间估计；而是组合设计第j项技术特性所需要费用的区间估计值，则j 项技术特性进行设计达到的用户满意度.

为了最大限度地满足用户需求，数控机床模块组着设计者要分别估计各项技术特性的设计费用和时间区间。依次计算出相应的pj值，并将其带入卧式数控车床产品规划阶段优化鞠策模型公式中，最后对该模型运用0-1整数规划法求解，在现有资源和时间约束条件下，使六项技术特性在模块组合过程中满足相应技术要求。

三、卧式数控车床方案设计智能模型实例检索、评价

本文根据质量屋确定车床固定样品和样品集示例，分别计算出模糊相似优先比矩阵，得到卧式数控车床样品集的一个优劣次序，求出第一优越对象，找出确界最大者所在的行，对其进行自然数顺序编号，得到各技术特性相似顺序编号表。通过知悉各技术特性和重要度寻找相似实例，并采用加权平均法进行模糊综合评判，将技术特性的重要度归一化，根据各技术特性的优选顺序编号，计算出各技术特性的相对权重，计算出各实例的相似拍讯数值，并根据S值的大小，能够判断机床与用户需求的机床相似。

参考文献

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[关键词] 数控机床； 结构特征； 性能优化

0 引言

数控机床技术首次出现于上世纪五、六十年代，它的出现加速了机械制造业的发展，并大大提升了社会总体生产效率。在经济全球化的大背景下，数控机床制造业面临装备改良以及技术革新的强大竞争压力。在经济快速发展的趋势下，机械制造领域所生产的产品种类越来越丰富、产品功能越来越多样化，这也给数控机床的功能性和结构性有了更严格、更高端的要求，人们迫切需要一种集高速化、智能化、复合化、高精度化、网络化为一体的数控机床[1]。随着科学技术的不断发展进步，使数控机床的多功能性成为可能，从而也扩大数控机床在工业领域的应用范围。本文主要针对当前的数控机床的结构特征进行分析，并提出优化数控机床性能的策略。

1 数控机床概述

数控机床是一种装载数字控制程序的机电一体化产品，他通过控制系统编辑、处理控制编码以及各种符号指令，将编码用数字的形式代替，再通过信息处理设备输入数控装置，并在数控装置的运算和处理后对机床的各个子部件发送控制信号，指导整个机床的运作，并根据要求和尺寸自动将零件加工出来。数控机床能够有效完成一些品种多样、结构紧密复杂、小批量、频繁改型、生产周期短的零件加工问题。数控机床主要由加工程序载体、数据控装置、机床主体以及其他辅助功能设备组成。数控机床综合运用了计算机技术、微电子技术、测量技术、电气自动化技术、传感器技术最新技术成果，在机械制造和加工领域应用广泛。数控机床是由美国著名发明家约翰・帕森斯于20世纪中叶发明的，在计算机技术和电子通信技术的推动下，数控机床逐渐进入数字化智能控制时代[2]。数控机床技术是衡量机械制造生产水平的重要标准，同时衡量一国生产水平和综合国力的标准，数控机床技术逐渐渗透到国民经济的各个领域，为他们提供各种零部件装备，因此，数控机床具有广阔的发展前景和巨大的社会经济效益。

2 数控机床的结构特性

2.1 全方位智能化

随着计算机技术和人工智能技术的不断发展，人们对数控机床中程序自动化、控制智能化有了更高的要求。具体表现在以下几个方面：第一，加工过程控制智能化。数控机床通过实时监测加工系统中的主轴、进给电机功率、电流、电压等信息，再通过智能算法识别刀具的受力、磨损状况以及机床运行的稳定性，从而及时调整加工过程中的各项参数。第二，故障智能诊断和修复[3]。数控机床能够根据以往的故障信息，智能化地推断故障发生原因及发生部位，并仿真事故过程中，从而找出修复故障的方法。

2.2 配件高精度化

为了提高数控机床运行的稳定性和精准性，机床的各类配件的选择上遵循“高科技化、高精准化”原则，转变以往的以几何精度为主的重视观念，数控机床的精度要求逐渐扩展到运行、热变形、抗振等方面。以CNC系统控制精度为例，数控机床的进度控制采用当前最先进的高速插补技术，通过微小数控程序实现控制，逐步精细CNC控制单位，并采用高分辨率的传感器装置，提升位置检测和元件测量的精度。此外流行于国家上的网格解码检查技术在提升数控机床加工中心的运动轨迹精度方面具有显著效果，它通过三维仿真预测数控机床的加工精度，帮助数控机床在不同加工条件下实现不同规格、不同类别的加工任务[4]。

2.3 功能复合人性化

功能复合多样化是今后数控机床未来发展的趋势，同时也是实现人性化操作的主要体现。功能复合化数控机床是指在一台机床是能够实现多种程序、多重要素的加工，能够实现从原料到成品的多元素的加工。根据数控机床的功能复合化的实现形式可以分为工序复合型以及工艺复合型。前者是将生产工序整合在一台机床上，比如双主轴车削中心；后者是将产品生产的各个工艺技术整合在一台机床上，比如铣镗钻车复合―复合加工中心。功能复合化的数控机床能够大大减少零部件的装载卸载程序、缩短更换或调整道具的时间，从而减少这些过程中产生的误差，有效提升了加工精度，也成功缩减了产品生产周期。功能复合化的数控机床能够减少人工操作的工序，解放劳动力，提高生产效率，因此功能复合化的数控机床也是一种遵循“人性化”的操作系统。

2.4 运行高速化

现在的数控机床运用了伺服传动系统以及无极变速主轴，大大提升了数控机床各个部件的自动化水平，提升了数控机床在运行过程中的传动性能。通过缩短传输链来达到简化数控机床结构的目的。由于数控机床是通过加工程序载体以及数控装置发送数据代码指令的，因此在数据传输和处理的速度、刀具运动速度、主轴转速以及其他辅助装置的配合速度方面必须实现全方位的并联和贯通。而伺服传动系统是一种自动化服务系统，能根据数控装置给出的具体指令控制完成各项辅助服务，能够调整主轴转动结构，实现主轴自主变速运动。数控机床的全面自动化还体现在结构布局方面，进给变速箱和主轴箱的整体结构较为简单，因此大大减少了连接轴承和齿轮的数量，从而缩短了电动机与主轴、滚珠丝杠的连接距离，从而提升了机械运行的速度。

2.5 驱动并联化

驱动并联化是指在数控机床的主轴与机座之间配置多杆并联联接机，数控装置只要控制中间的杆系中杆的长度来实现整个平台的自由运行。并联运动机解决了以往机床串联移动部件质量大的问题，同时提高了系统的刚度，扩大了道具运动导轨的进给范围，提升了整个机台的作业自由度，增加了加工设备的灵活性和机动性。并联式驱动机运用于数控机床上，更能满足多种型号、种类复杂的零件加工要求，且并联机自身智能化程度高、中邀请、运行速率快，成为提升数控机床整体生产加工速度的新型加工装配。而在国际数控机床的生产制造领域，并联机驱动设备是提升数控机床的性能的关键技术，同时也是数控研究行业的重点研究方向，未来的数控机床中的并联机驱动装置的更新进步将是一大发展趋势。

2.6 信息互动网络化

在计算机网络和通信技术高速发达的时代，实现数控机床的双向、高速的联网通讯功能是未来数控机床的发展方向。数控机床实现信息互动的网络化能够让各项信息在制造业各个部门、各个车间长兴流通，而通过网络的数据上传和数据共享功能，又能够对数控机床的加工运行过程进行远程控制和在线监督，同时实现数字化操控的能够有效完成对数控机床的远程故障诊断和故障修复工作。比如我国在新一代的数控机床的加工中心配置了一个信息塔，它的主要构件是摄像头、计算机、手机等，与互联网供联，能够在线传输声音、图片、视频、文字等信息。

3 数控机床的性能优化策略

3.1 科学布局机械各机构

要提升数控机床的整体性能必须要从机床的各个部件的配置和布局方面着手，合理布局各个子系统和零部件，尽量简化机械的结构，加强数控机床布局的合理控制，从而提高整个机床的刚性度，提升机床运行的受力水平，维护机床的热稳定系统，最终实现数控机床的科学管理。

3.2 提高各零部件的刚度和韧性

数控机床的零部件刚度关系到整个机床运行的速率以及安全可靠性，而零部件的刚度是由零件的自身质量、固定频率以及阻尼等相关参数决定。要想提升各个零部件的刚度和韧性，可以从以下几个方面着手：第一，科学合理地布局机床内部各个零部件的结构，尽量减少零部件因负载过度而引起弯曲或扭转问题；第二，零部件截面体现高度科学性，筋板放置位置要合理，并选择性能佳的焊接部件。第三，合理连接各个零部件，缩短传送链的长度，减少了连接轴承和齿轮的数量，从而缩短了电动机与主轴、滚珠丝杠的连接距离，从而提升了机械运行的速度。

3.3 避免热变形产生

像一些低能耗的运行配件（主轴电动机、变量泵等）可以减少其热量的产生，同时一些高能耗的运行配件（传动齿轮、传送链、传动轴）可尽量减少，减少摩擦后热量自然降低。此外对一些易于发热的部件可以进行适当的冷却处理，加快部件的散热，从能避免热变形产生。

3.4 提高机械的抗振性能

数控机床中高速旋转控件不在少数，然而这些旋转部件在运行过程中会产生较大的振动，这严重影响整个机床的运行效率，还增加了机床的噪音。为了减少旋转部件的振动，可以采用平衡处理法提升旋转部件的抗振性能，通过减少传动部件之间的孔隙，削弱机床运行的应激振动力，然后将机床的各个旋转部件的运行频率控制在一定的频率，提升部件的静态刚度。此外提升机械的抗振性能哈可以通过在机床各个部件中添加阻尼材料，削弱振动力量。

4 结束语

总而言之，在社会经济和科学技术的飞速发展前提下，数控机床已经逐渐实现全方位自动化、配件高精度化、功能复合人性化、运行高速化、驱动并联化以及信息互动网络化。中国在进入改革开放时代以后，机械制造业发展迅猛，但是难以改变以劳动力、资源、价格等为主要市场竞争力的局面，在产品技术方面缺乏自主开发和自主创新的能力。数控机床作为衡量制造业生产水平和市场竞争力的关键评估标准，其重要性不言而喻。我国要想转变生产制造业发展方式，必须要从革新数控机床着手，早日实现数控机床从低端到高端、从初级产品制造到高级产品的制造的转变，不断提高数控机床产品的性能，从而为促进我国制造业发展奠定坚实的技术基础。

[参考文献]

[1] 王叔平. 浅论数控机床的结构特征与性能提高策略[J]. 科技向导，2012，（26）：131.

[2] 徐敬华，张树有，李 焱. 基于多域互用的数控机床模块化配置设计）[J]. 机械工程学报，2011，（17）.

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【关键词】机械制造；数控技术；发展对策

21世纪机械制造全球化、市场竞争激烈化是机械制造企业所面临的挑战，而机械制造中广泛应用数控技术则能使企业在竞争中取得佳绩。但我国机械制造中数控技术的研究和发展方面存在较多问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。面对市场的竞争和新技术的挑战，该如何认识机械制造中数控技术，如何看待它的发展趋势，如何采取相应的对策？

下面结合近几年来自己在这方面的研究，谈谈我国机械制造中数控技术的发展及对策。

1.机械制造数控技术发展现状及趋势

机械制造中数控技术是通过计算机控制数字程序来实现一台或多台机械设备动作控制，以达到优质、高效、低耗、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

1.1数控装备与技术的基本概况

近年来，我国相继从德、美、法、日本等国引进先进的数控生产线，使我国制造业得到空前发展，主要应用特点有：刀具材料以超硬刀具材料为主，如陶瓷、超细硬质合金刀具等，大大提高了加工速度。改善刀具结构与加工工艺，零件孔加工刀具多采用多刃复合式结构：采用高速专用数控机床加工发动机；传动器关键零件，机床结构没计是以各种高速多刃专用成形刀具和加工工艺为主导。

然而，我国机械制造业还属于工艺离散型制造业，虽然已引进加工中心、数控镗铣床等，但企业内生产管理局网，网络经营管理系统及生产技艺数据技术的应用仍处于初级阶段。

1.2机械制造中数控技术发展趋势

目前，械制造业以现代高新技术的综合利用为特点，正朝着柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向发展。从目前世界上数控技术及其装备发展来看，机械制造中数控技术发展趋势主要有以下2个方面。

1.2.1数控技术性能发展新趋势

（1）高速、高精、高效化。

由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取改善机床动态、静态特性等有效措施，数控技术必向高速、高精、高效化方向发展。

（2）多轴化和多系列。

以减少工序、辅助时间为主要目的的复合机械制造，要求其数控技术朝着多轴、多系列控制功能方向发展。

（3）实时智能化。

随着数控技术领域实时智能控制的研究和应用，机械制造的数控技术必然朝着实时智能化方向发展。

1.2.2数控技术体系结构的发展新趋势

机械制造中数控技术体系结构的发展趋势为：智能化、网络化、集成化，一种机械制造业远程服务系统的结构。

（1）数控装备智能化。

本世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括：为追求加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化：还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

（2）信息集成网络化。

数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

（3）数控系统集成化。

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路，提高数控系统的集成度和软硬件运行速度；应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体；通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来改进性能，提高系统的可靠性。

2.机械制造中数控技术发展应对策略

先进数控技术是机械制造业快速发展的保证，直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。

我国机械制造中数控技术的研究和发展存在较多问题，特别是在技术创新能力方面情况尤为突出。为此，下文从总体应对策略和技术途径探讨机械制造业中数控技术的对策。

2.1数控技术发展总体应对策略

通过对数控技术和机械制造业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，笔者认为以科技创新为先导，以技术支持和服务为后盾将是一种符合我国国情的应对对策。

（1）以科技创新为先导。

我国必须大力加强数控领域的科技创新，逐步建立自己独立的、先进的数控技术体系。在此基础上大力发展符合国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。

（2）大力加强技术支持和服务。

数控系统和数控机床作为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务足相当重要的。目前，我们可以利用先进的网络和多媒体技术手段，为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。

2.2技术途径应对数控技术发展

（1）发展新一代PC数控系统。

数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展新型数控系统，将是推动我国数控技术发展的有效途径。这要求在开发新型数控系统时，选用高性能CPU作为系统的运算和控制核心，并尽量用软件实现数控的所有功能。

（2）推进数控机床功能专业化。

解决数控系统问题后，需要实现数控机床的模块化，解决数控机床功能部件的专业化问题。目前我国机械制造在这方面离实际需求还有相当大的差距，因此必须人力促进数控机床功能专业化。

3.结束语

本文阐述了机械制造中数控技术的发展及对策，并对我国机械制造中数控技术的发展途径进行了探讨。另外，我国正逐步融入全球化机械制造的序列中，随着国外先进制造技术设备大量引进、国家重大科技产业工程项目等重大科技计划，先进的数控技术在国内机械制造业将日趋实用与普及。 [科]

【参考文献】

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1.1轴类零件的功用、结构特点

轴类零件是比较常见的机械零件，在整个机械行业制品中所占的比例很大，应用很广泛。按机构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴等。轴类零件在机械中承担着于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩的作用。

1.2轴类零件的一般加工要求及方法

轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动率和经济效益。尽管任一零件都有着多种的加工方法，但无论如何选择都需要遵循一定的规律：首先要对零件图进行分析，研究零件结构的特点、精度、材质等要求；其次，根据实际的条件确定合理的工艺规程。1.3轴类零件加工的工艺路线一般的零件加工工艺路线为：下料锻造正火粗加工半精加工渗碳去碳加工（对不需提高硬度部分）淬火车螺纹、钻孔或铣槽粗磨低温时效半精磨低温时效精磨。

2数控车床的概述

2.1数控机床的产生及发展

近年来，数控技术进入了快速发展时期，世界上第一台数控机床出现于1952年，是由美国麻省理工大学研发成功的，自此之后，世界各国纷纷投入资金对数控机床进行研发、生产和使用。我国数控技术的发展经历了四个阶段：第一阶段是1958年至60年代中期，这是我国数控技术的研发开始阶段；自60年代中期到70年代，数控技术逐步成熟并开始应用于车、钻、齿轮加工等领域；自70年代至80年代我国积极引进日本、美国等先进的数控技术并加以吸收、消化，使我国的数控技术有了进一步的发展；自1985年我国数控机床品种有了新的发展，但数控机床主要走中低端路线，80%的高端数控机床要进口，因此研发高档机床是我国目前发展的重要领域。数控机床由程序介质、输入输出装置、数控装置、伺服驱动装置与检测反馈装置及机床本体这五部分组成。同普通机床相比，数控机床在机械结构上减少了齿轮、轴类零件和轴承的数量；在操作上减少了手动操作机构的设置，使常用的操作按钮数量更少，操作更方便、更简单。

2.2数控机床的使用范围

数控机床的应用范围很广，能够以编程的方式进行各种零部件的加工，实用性很强，然而，由于价格昂贵，数控机床的使用范围受到了制约，并不适合所有类型的加工设计。目前，该设备主要的使用范围是：①加工精度高、结构形状复杂的零件；②严格按照既定标准、尺寸加工设计的零部；③本身价值比较高的零件。相对于其他类型的加工设备，数控机床具有加工精度高、加工稳定可靠、高柔性、生产效率高、劳动条件好等优势。据有关资料统计，当生产批量在100件以下，用数控机床加工具有一定复杂程度零件时，加工费用最低，获得的经济效益最高。

2.3数控机床的发展方向

（1）高速化近年来，随着我国机械制造业的飞速发展，需求也在不断增强，而作为工业制造的必备的设备，我国机床行业每年以两位数的速度增长，迎来快速发展时期，数控机床已成为我国机床消费的主流。不同行业对于数控机床有着不同的需求，航空领域需要的是高速、精密以及多轴联动的产品；电力行业需要的是高刚性、大扭矩的数控产品；而汽车工业需要的是大量生产线的专用机床。（2）高精度化随着国内制造业转型升级步伐的加快，数控化加工是机械加工行业朝高质量，高精度，高成品率，高效率发展的趋势。我国对高端精密加工设备的需求与日俱增，用户对于高端机床产品的需求也越来越大。数控机床的高精度化发展，现在更专注于运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿研究，以求能够达到数控机床最佳精度状态。总的来看，市场对机床工具产品的需求已经过渡到中高端领域，普通机床产品的市场空间将越来越小。（3）控制智能化当今的市场充分证明，现在数控机床的智能化已经成为市场的热门需求和话题，智能化是机床行业发展趋势，个性化定制、系统解决方案，以技术为依托为客户提供智能输送整体解决方案，正在逐步变成现实。数控技术的智能化主要包括加工过程自适应控制技术、加工参数的智能优化与选择、智能故障自诊断与自修复技术、智能故障回放和故障仿真技术、智能化交流伺服驱动装置、智能4M数控系统等。（4）极端化(大型化和微型化)随着我国高精密产业的发展，数控机床越来越凸显出其自身优势，其能够适应我国大型机械化发展趋势，不仅可以满足大型装备的功能性要求，还满足了其精度要求。目前，航空航天、半导体、光学部件、超精密轴承等零件加工，引入了超精密加工技术、纳米级技术，该技术要求发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，而数控机床与传统机床球体磨床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，使失效的概率大幅度降低。（5）网络化数控机床主要着眼于以数字化和网络化为支持的智能化生产，网络化是其必然的发展趋势。数控机床的网络化发展，能够实现数据参数的有效流通、共享，便于对数控机床的远程监控。（6）加工过程绿色化环境问题是全球性问题，特别是对于我国来说，环境问题目前已经成为中国社会经济发展面临的严重挑战之一，这一问题的日益突出和扩大，已经影响到区域的生态安全和可持续发展。数控机床的生产过程中需要大量资源，随着人们环保意识的增强，资源和环境问题得到了广泛的重视，近年来环保车床不断涌现，环保节能已成为工程机械产品升级的基本特征，绿色制造代表了未来全球发展的方向，环保节能机床的加速发展会使企业在市场上保持竞争优势和领先地位。

3本零件的设计分析

3.1零件图纸的工艺分析

3.2加工难点及处理方案

分析图纸可知，此零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等组成，对平面度的要求很高，为提高零件的质量，需要根据零件的形状、尺寸大小和形位公差要求选择合理的加工方案：（1）结合加工零件的形状和材料等条件，选用CJK6032数控机床。（2）对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，编程时采用中间值。（3）加工工序为：预备加工—车端面—粗车右端轮廓—精车右端轮廓—切槽—工件调头—车端面—粗车左端轮廓—精车左端轮廓—切退刀槽—粗车螺纹—精车螺纹。

3.3零件设备的选择

根据轴类零件的特点，既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度，该零件的加工对于技术要求更为严格，而普通车床加工设备很明显不具备该优势。而数控车床加工精度高，能做直线和圆弧插补，且刚性良好，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，可以保障其加工的尺寸精度和表面质量。根据零件的工艺要求，可以选择经济型数控车床，本文选用CJK6032数控机床加工该零件。该机床采用的是步进电动机形式半闭环伺服系统，设置三爪自定心卡盘、普通尾座或数控液压尾座，适合车削较长的轴类零件，且机构简单，价格相对较低。

3.4刀具与切削用量的选择

影响数控车床切削效率的因素有很多，主要有人为因素、环境因素及刀具和切削用量的选择，这些都制约着数控车床的工作状态，尤其是对于刀具的合理选择，能够加快数控车床的工作效率，保证零件加工质量。刀具的选择标准是刀具复杂程度、制造和磨刀成本。相对于普通机床而言，数控加工对刀具在刚性、精度、耐用度上有着更为严格的要求，同时，还要求所选择的道具尺寸稳定、便于安装调试。工件材料的切削加工性能是很复杂的，强度、硬度、塑性、提供冷切削加工、机械性能都跟工件的材料有关。经过研究图纸发现，该轴零件加工中，刀具与工件之间的切削力较大，所以选择45钢为该轴类零件的材料。

3.5设置刀点和换刀位

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关键词：数控机床；维护保养；合理使用

随着社会经济的发展和科学技术的进步，企业的自动化水平不断提高，数控机床作为一种高精密的机械设备被应用到生产制造中。数控机床具有精度高、自动化程度高的特点，在现代机械制造业中发挥着不可替代的作用，数控机床的应用极大地提高了零件生产的效率，促进了现代机械制造业的发展。但在数控机床的长期运行过程中，受到生产环境、电源电压、保养检修等多种因素的影响，容易出现严重的机械故障，影响数控机床的正常使用和运转。由于数控机床价格昂贵，且具有先进性、复杂性、智能化高的特点，对于数控机床的维护保养工作要求较高，如何做好数控机床的维护保养工作，成为越来越多企业研究和探索的方向。

1 数控机床的合理使用

数控机床作为一种高精密的机器设备，其机电一体化的程度较高，在现代机械制造业中扮演着重要的角色，极大的提高了机器设备的生产效率。作为机器设备，在使用过程中受到环境、空气、电源等多种因素的影响，使用不当容易造成数控机床的故障，影响其正常的使用和运转。在使用过程中，应加强对数控机床合理使用的重视，为数控机床的正常使用提供保障。

1.1 合理选择工作场地

数控机床在使用过程中应合理选择工作场地，选择优良并适合的工作场地进行使用。在合理选择工作场地时，应注意以下几点：首先，工作场地要避免阳光的直接照射和高温环境，避免过于潮湿、粉尘过多的场所，在使用中要选择干燥清洁的场地，有条件的企业应尽可能的将数控机床的使用置于空调环境下，保持恒定的室温；其次，数控机床由电子元件及金属外壳构成，在选择工作场地时，应避免存在腐蚀性气体的场所，避免因为腐蚀性气体造成的电子元件变质、金属零件腐蚀等问题，影响数控机床的正常使用；最后，数控机床作为自动化、智能化较高的机器，应远离振动较大的工作环境，远离对其产生振动影响的机器设备，必要时工作场地要采取防振措施，为数控机床的使用创造良好的工作场地。

1.2 强化合理使用意识

数控机床的使用不仅要合理的选择工作场地，更要在使用过程中强化合理使用的意识，增加数控机床的使用寿命，提高数控机床的工作效率。在使用过程中，企业要严格把握和控制数控机床的使用电源，增设稳压装置，减少电压不稳对数控机床使用产生的影响，为数控机床的合理使用提供基础的保障。企业要加强对数控对机床使用附件的管理，严格按照标准使用合格的附件，做好管理和控制工作，制定严格的采购和使用标准，强化合理使用的意识，为数控机床的正常的使用提供保障，更好地挥数控机床的加工能力。同时企业要强化机床使用人员的意识，提高使用人员的专业技术水平，建立一支高水平的维护保养队伍，为数控机床做好日常保养和维护提供专业的技术保障支持。

2 数控机床的维护保养方法

随着科学技术的发展，现代机械制造业的自动化、智能化水平越来越高，数控机床也越来越多的应用到生产制造中，促进了现代机械制造业的发展。数控机床的自动化、智能化水平较高，数控机床的维护保养也有较高的技术要求，在日常的使用中，不仅要加强数控机床的合理使用，更要采取科学合理的维护保养方法，为数控机床的正常使用提供保障。良好地维护保养是企业顺利生产的保证，数控机床的价格昂贵，在使用过程中进行维护保养有利于减少数控机床零件的损耗，提高数控机床的使用寿命，保障机床的正常使用。同时良好地维护保养有效地降低了数控机床的机械故障，降低了生产安全事故发生的概率，保障了企业的安全生产。

2.1 做好数控系统的管理工作，制定合理的保养制度

数控机床对工作场所的温度、湿度、气体等有着较高的要求，在使用过程中，要做好数控机床的管理工作，制定合理的保养制度。做好数控机床的维护保养工作，需要企业制定合理的保养制度及完善的操作规程，结合技术的发展及实际需要，对已有的制度和规程进行更新，做到与时俱进。同时企业要做好数控系统的管理工作，加强数控系统的防杂工作管理，及时清理数控机床内的灰尘杂质等，为数控机床的使用提供清洁的工作场地；做好数控柜通风系统的清理工作，及时对通风系统进行清理，保证数控机床工作时产生的热量及时散发掉，为数控机床的正常工作提供保障。

2.2 做好机械系统的维护保养工作

数控机床在机械生产中扮演着重要的角色，对数控机床维护保养的工作重视程度越来越高，数控机床的维护保养成为行业的重要任务。做好数控机床的维护保养工作，要加强机械系统的维护保养，主要包括主传动链、液压系统、气压系统、机床精度的维护保养工作。做好主传动链的保养工作，要定期调整主轴驱动带的松紧程度，还要检查主轴的恒温油箱的温度范围、补充油量及清洗过滤器；液压系统作为数控机床的动力系统，要加强对液压系统的定期检查，定期检查油箱内的油、冷却器及加热器、液压件、滤芯等液压系统的零部件。企业要做好机械系统的维护保养工作，加强机械系统维护保养工作的投入，为数控机床的正常使用提供硬件保障。

3 结束语

随着社会经济的发展和科学技术的进步，数控机床越来越多的应用到现代机械制造业中，极大地提高了生产制造的效率。数控机床作为一种价格昂贵、智能水平高的精密机器设备，企业要加强对数控机床的合理使用，为数控机床选择合理的工作场地，强化合理使用的意识，提高企业对合理使用数控机床的重视。在合理使用的前提下，企业要重视数控机床的维护保养工作，加大对维护保养工作的资金投入，做好数控机床的维护保养工作，提高数控机床的使用寿命，保障数控机床的正常使用。

参考文献

[1]华淑云.数控机床的维护保养初探[J].科技创新与应用，2014（16）：88.

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随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

2.数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：

2.1高精度、高速度的发展趋势

尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

2.25轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。

目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

3.结束语

随着人们对数控技术重视，它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势，另外数控技术的正不断走向集成化，并行化，仍有广阔的发展空间。

【论文关键词】：数控技术;趋势;智能

【论文摘要】：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。

参考文献

[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.

[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.

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信息技术与数控技术融合

当前，随着先进制造业成为各国竞争的焦点，作为先进制造业的基础的高端数控机床更成为焦点中的焦点。机械制造业是我国的支柱产业，数控机床则是整个工业的生产母机，高端数控机床之所以“高端”，除了由先进的机械工艺决定之外，先进的“大脑”也起到决定性作用，这个“大脑”就是数控系统。日前，国内机床的数控化率只有10%，相比发达国家还有相当大的差距，国外品牌高档数控系统在我国的市场占有率仍然保持在98%以上，几乎垄断国内数控机床市场，实现国产数控系统高端突破迫在眉睫。

广州数控以振兴民族数控为己任，进过20余年的技术创新，发展成为国内极少数具备为用户提供“三位一体”（即机床控制系统、交流伺服驱动装置和伺服电机、主轴伺服驱动装置和主轴电机）数控产品配套能力的企业。数控系统是两化融合的典型产品，广州数控将其多年积累沉淀的数控技术不断向前延伸，融入到工业机器人、全电动注塑机等终端产品研发生产，成为公司推进两化融合的重要举措。

多年来，广州数控自主研制工业以太网、总线控制、PLC逻辑控制等技术，将数控机床、工业机器人、自动输送线等设备通过信息与网络技术运用到机械加工车间，实现智能化车间的生产管理解决方案，完成了数控技术、计算机技术、网络技术、数据库技术的综合运用。在广州数控的智能化车间里，以中央控制塔为总控平台，操控人员通过一台管理计算机输入控制命令，经过电脑处理、伺服驱动带动机械操作，在设备之间按序传输作业，实现了从投料到产出品，完成产品在流水线上的全自动生产。智能化的一个生产车间只需要两三个人就可以胜任，达到准无人化生产的车间管理目的。

广州数控董事长兼总经理何敏佳表示，生产装备智能化水平的提高，能够提升装备制造业的产能，促进老旧企业的技术升级改造，增强了传统企业的竞争力。与此同时，企业加大对生产技术研发的投入，增强创新力度，这反过来又促进了信息化技术的进步。这样的作用与反作用的过程，即是两化融合的过程，也是传统工业进行战略转型的全新改造模式。

目前数控技术与信息技术的融合已是大势所趋。数控技术集机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、电力电子技术、信号处理技术等多种技术于一体，特别是以高速高精度轨迹运动控制为核心的中高档数控系统更是实现了误差补偿智能控制、过程适应控制、远程监控、故障自诊断和智能维护，实现了开发网络化、信息化和智能化管理。据了解，国外数控产品不仅能够与现场设备集成，而且能够与PDM等外部信息系统进行无缝集成，实现对加工产品整个生命周期的信息覆盖。数控系统不仅仅作为一个加工工具，同时也作为外部系统的一个信息收集器，为整个系统提供实时的产品信息。

数字智造提升国际竞争力

由于国内数控系统生产企业的起点都很低，导致了企业的技术水平落后，目前国内数控系统生产企业在设计原理、元器件及应用技术上差距比较大。而随着中国工业转型升级进程的加快，大多数工业用户都在追求设备的更新换代，在这一过程中，单一的自动化设备替换已经不能满足工厂的需要，而集成、融合程度高的全厂一体化“数字智造”成为现阶段业内关注的焦点。为了赶超国外高端产品，广州数控选择了“数字智造”这一突破口。

何谓“数字智造”？即在数字化技术和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。一方面体现在制造工艺上，应用信息化技术极大提高各种设计制造工艺的精度和效率，大幅度提升制造工艺水平；另一方面体现在生产过程中，比如数字化车间乃至数字化工厂，生产系统向着具有感知、决策、执行能力的智能化系统发展。

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随着工业和信息化的不断融合，工业制造也迎来了新的发展阶段。当前，人工智能技术、机器人技术和数字化制造技术等技术相结合的智能制造技术开始贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节。这3种技术将重新构筑制造业的竞争格局引领新一轮制造业变革。中国作为制造大国，十分重视装备制造业的发展，根据《“十二五”智能制造装备产业发展规划》，中国将实现智能制造装备产业销售收入超过1万亿元，年均增长率超过25%。在中国制造业举起智能化发展大旗的同时，究竟在如何补足短板，确定方向，实现有序、健康发展？中国工程院院士、机械制造与自动化领域著名科学家卢秉恒在接受《中国经济和信息化》记者专访时表示，当前中国的智能制造发展还处于起步阶段，一些认识上的误区还需要改变，同时需要夯实产业发展基础，通过智能技术切实提升制造业整体水平。

自动化不是智能化

CEI：不管是国家战略层面还是一些企业的发展层面，都已经把智能制造作为一个重要的发展方向。你如何看待中国当前智能制造的发展？

卢秉恒：中国是制造大国，当前，制造业已经开始向智能制造转型发展。然而中国现在的智能制造还处于起步阶段，一些对于智能制造的认识还存在偏差。有的人把数字化认为是智能制造，有的人认为自动化就是智能制造，这存在一些误读。制造业的自动化、早已有之，智能化是最近的概念。

简单而言，自动化是节约人的体力，智能化是节约人的脑力，智能化充分体现了知识经济的价值，它是在数字化、自动化的基础上发展的，是更前沿的阶段。以机床为例，第一阶段是电动机和机床结合在一起，形成机床，而不是古代使用马拉进行运转的工具。第二阶段是将计算机和机床结合在一起，变成数控机床，实现程序化控制，这是数字化时代的产物。第三阶段的智能机床，需要传感器，随时感知其工作状况、参数，需要根据工艺知识而设计的智能控制软件，智能控制软件体现了人们对加工工艺过程优化的知识。传感器、数控机床、智能控制三者共同构成智能机床。这亦可看出数字化、自动化和智能化的区别。当然，智能制造还包括车间级、企业级等制造系统的智能化。

但是，现在很多人的意识中，包括国家立的一些科研项目把二者都混淆起来，将智能制造的经费也用到了其他的技术方面。作为企业来说，也需要认识到这二者的区别，智能化将比数字化、自动化能带来更大的受益。

还是以机床加工来看，数控机床是编好程序以后，机床按照程序规定的命令执行，如果加工的过程中出现问题，震动、主轴发热等情况，机床自身是无法控制的。而智能机床可以随时监测刀具是否出现磨损、主轴是否有发热、震动等状态的变化会影响到加工的质量，智能机床可以随时干预加工过程，改变运行参数，降低转速、减少进给速度，保护机床或者停止运转等。

CEI：你所说的这类智能制造技术应用情况如何？智能制造应该是一种什么概念？

卢秉恒：这种技术在国外已经开始应用，如德马吉的机床已经可实时监测机床振动。其把机床的振动分为3个档位。当振动在0～3个重力加速度时，说明机床的运行稳定；当震动在3～7，认为是需要密切监视；当震动达到7～10就会立即停止机床运行，认为这可能带来机床故障。当加工状态的温度过高等情况出现时，智能机床还能将故障警示通过手机发送给操作者，一个操作者可以管理数台机床，哪台机床报警了操作员将直接收到信号，甚至操作者在工作的同时能够听音乐也不耽误工作。

智能技术还能监测机床温度升高引起变形的情况，也就是热伸长。热伸长影响加工精度，可能导致加工零件变成废品，而智能技术在自动检测到潜在问题后，能够通过数控机床进行温度补偿，仍然加工出合格的产品。

在智能技术下，机床还可以通过加工程序的设置，实现按照最好的产品质量水平或者最大生产率运行，提供两套程序选择。当需要进行粗加工时，提高加工效率即可，而需要精加工时，则可以选择质量最优方案，在保证质量的基础上，再提升加工效率。

过去，依靠工人编程的数控机床无法解决这些问题，制造过程中发生的变化无法控制，而智能机床就可以实现。

当然智能制造还有更广泛的意义，包括整个生产过程、生产系统智能化，让所有设备按照最优布局分配加工任务，使整体加工效率达到最高。智能制造既体现在智能制造装备上，也体现在整体的生产系统的控制上。

短板在于传感技术

CEI：在中国现有的技术基础上发展智能制造，关键点在哪里？

卢秉恒：国家应该有规划、有计划推进智能制造业的发展。当前，中国在发展智能制造业上存在一个薄弱的环节——传感器行业。这个行业的研发严重不足，智能制造应用的传感器，需要实现不干扰设备的工作状态，体积要小，质量要好，需要足够的灵敏度。中国目前传感器产品主要依靠进口，这导致传感器产品的价值很高，供应不及时。由于传感器不是大批量产品，价格高就会增加企业的成本，最终可能导致企业放弃智能化的发展。

此外，传感器需要的品种很多，企业往往选不到所需的传感器产品，一些传感器无法安装在设备上。现在微纳制造可以制造非常小的传感器，比较符合智能制造需要的传感器。但是这种技术在中国还停留在个别高校的科研阶段，没有形成产业化技术和商品化的产品。

因此，中国的智能制造发展，首先应该从国家层面重视传感器技术的研发、生产和商品化。

CEI：由于智能制造是信息技术和制造技术的结合，但事实上有的信息人才并不熟悉制造业，制造业人才不熟悉信息技术。在实现软硬两种技术产品的结合上，你有何建议？

卢秉恒：确实是存在这个问题，这需要实现学科的交叉，从事信息技术的人不熟悉制造业，从事制造业的人不了解信息技术，需要双方面人才、产业的交叉发展。

智能控制的软件研发，基础应该建立在对制造工艺的研究之上。必须对工艺过程非常熟悉，深入研究工艺过程，对不同行业的制造任务、具体制造环节、工艺过程都要有深入的了解，才能实现对制造过程的优化，每个优化方案都需要建立在对工艺的深刻理解上。

CEI：你认为中国发展智能制造，应该形成何种氛围才更利于产业的发展？

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数控加工技术发展的背景

随着科学技术的发展，制造业发生了翻天覆地的变化，各种先进技术正逐渐应用于制造系统中。制造系统正向着数字化、集成化、并行化、网络化及柔性化的方向发展。在现代制造系统中数控加工设备是制造系统的核心设备，是现代制造系统的重要组成部分。数控加工技术是代自动化、柔性化及数字化生产加工技术的基础与关键技术，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，使普通机械被数控机械所代替，全球制造业发生了根本性变化。因此，数控技术的水平、拥有量和普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。

随着社会的多样化需求和其相关技术的进步，数控加工将向更广领域和更深层次发展。数控加工的不断变革和创新，将给国民经济带来巨大的效益。加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计、制造水平，因此在国内外企业界都受到高度重视。目前，加工中心已成为现代机床发展的主要方向，广泛应用于机械制造中。因此，加工中心的水平、拥有量和普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。

加工中心，简称是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。它是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的，它综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、气动技术、拖动技术、现代控制理论、测量及传感技术以及通讯诊断、刀具和应用编程技术的高技术产品，将数控铣床、数控憧床、数控钻床的功能并集于一台加工设备上，且增设有自动换刀装置和刀库，可在一次工件安装后，数控系统控制机床按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助功能依次完成多面和多工序的端平面、孔隙、内外倒角、环形槽及攻螺纹等加工。由于加工中心能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测量和调整时间，减少工件周转、搬运存放时间，使机床的切削利用率高于普通机床一倍，达以上。所以说，加工中心不仅提高了工件的加工速度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。

随着电子技术的迅速发展，以及各种性能良好的传感器的出现和运用，加工中心的功能日趋完善，这些功能包括刀具寿命的监控功能，刀具磨损和损伤的监视功能，切削状态的监视功能，切削异常的监视、报警和白动停机功能，白动检测和自我诊断功能及自适应控制功能等。加工中心还与载有随行夹具的自动托板进行有机连接，并能进行切削自动处理，使得加工中心成为柔性制造系统、计算机集成制造系统和自动化工厂的关键设备和基本单元。

数控加工中心的发展方向

数控技术与加工中心的发展已经走过了半个世纪的历程，随着科学技术的发展，世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技术的应用，对加工中心的各组成部分提出了更高的性能指标。当今的加工中心正在不断采用最新技术成就，朝着高速化、高精度、多功能化、智能化、系统化与高可靠性等方向发展。

具体表现在以下几个方面。

1高速高效、高精度、高可靠性

提高生产率是数控机床追求的基本目标之一。加工中心高速化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、降低生产成本，而且可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适应性。世纪年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速加工中心，加速了机床高速化发展步伐。依靠快速、准确的数字量传递传递技术对高性能的机床执行部件进行高速度、该响应速度的实时处理，由于采用了新型刀具，车削和铣削的切削速度已达到一。丽以上，主轴转数在一。以上。从精密加工发展到超精密加工是世界个工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，至纳米级，应用范围日趋广泛。精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性能、质量和可靠性。十多年来，普通级数控机床的加工精度已山二微米提高到士微米，精密级加工中心的加一精度则从士一微米提高到士一微米。加工中心的可靠性一直是用户关心的指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，提高可靠性。用过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化，使得既提高硬件生产批量，又偏于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等各种诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示及时排除故障利用容错技术、对重要部件采用“冗余”设计，以实现故障自恢复利用各种测试、监控技术，当发生超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。

2模块化、智能化、柔性化

模块化、专门化是为了适应加工中心多品种、小批量生产的特点，机床结构模块化，数控功能专门化，机床性能价格比显著提高并加快优化。智能化是随着人工智能在计算机领域的不断渗透与发展，为适应制造业的生产柔性化、自动化发展需要、它正成为数控设备研究与发展的热点。目前采用的主要智能化技术措施有为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如自适应控制、工艺参数自动生成为提高驱动性能及使用连接方面的智能化简化程序、简化操作方面的智能化智能诊断、智能监控方面的内容，方便系统的诊断及维修等。柔性化自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各囚制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的荃础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用性为前提，以易于联网和集成为目标注重加强单元技术的开拓、完善入单机向高精度、高速化和高柔性方向发展。

3复合化

复合化包括工序复合化和功能复合化。数控机床的发展已模糊了粗精加工的概念。加工中心的出现，又把车、铣、撞等工序集中到一台机床来完成，打破了传统的工序界限和分开加工的工艺规程，可最大限度地提高设备的利用率。为了进一步提高工效，现代加工中心又采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。另外，现代数控系统的控制轴数也在不断增加，有的多大轴，其同时联动的数轴已达轴。

4开放性的体系结构

开放式体系结构可以大量采用通用微机的先进技术，如多媒体技术，实现声控自动编程、图形扫描自动编程等。其新一代数控系统的硬件、软件和总线规范都是对外开放的，

5网络化

加工中心的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信自、集成的需求，也实现新的制造模式。先进的数控系统为用户提供了强大的联网能力，除有串行接口、等接口外，还带有远程缓冲功能的接口，可以实现几台数控机床、加工中心之间的数据通信和直接对机床进行控制。

6行业化

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[关键词]数控机床 加工技术 发展 优势

《数控加工技术》在高职学校教学课程中是目前比较重要的一个学科，同时他也是高职专科学校机械设备专业的主要教学课程，这门课程对学生当前的就业形势非常有实际效果，众多企业和电力部门都比较倾向于这门学科的毕业生，因此在就业上数控技术的毕业生相对来说是比较占优势的。通过对数控机床技术的研究，很多学者发现机床数控化能够提升和加速工业加工技术的基础和根本保证。国内装备工业高端化进程，对中高端数控机床的需求量也在持续上涨。过去一年中，机床数控率升到36%。机床数控化是提升工业加工技术的基础。国内装备工业高端化进程，对中高端数控机床的需求量也在持续上涨。

什么是数控技术？简单一点来说就是通过数字来控制和操控某项指令的技术，简称数控，是指利用数字化的代码构成的程序对控制对象的工作过程实现自动控制的一种方法。我们通常说的数控系统其实就是通过数字控制技术形成的自动控制这样的系统为数控系统。所以现在我们可以知道了什么是数控机床，那么顾名思义他就是在机床上安装了数控系统的设备，便于对机床的控制，我们把这样的机床叫做数控机床。

职业高中《数控加工技术》课程教学内容是比较新的教学内容，其根据科学技术的发展变化和更新也是非常快的，但是我们在教学中学生学习的方式是根深蒂固的，传统的学习方式也是一直影响着我们，教学方式和方法的创新，教学模式的构建都影响着教学效果，所以，我们在进行该课程教学之前一定要了解数控技术的优点和其发展进程，这样有助于我们更好地完成教学内容和提升学生的学习水平。

一、当前数控机床技术具有的优点

1.灵活性比较强。对于CNC（数控机床技术）系统，因其具有较大的修改和变更空间，我们在改变控制能力的时候只需要调整控制程序即可，这样就能够达到我们想要的控制效果，因此我们说数控机床技术能够灵活地完成我们的工作任务，其具有良好的灵活性。

2.准确性和可靠性高。我们把预定的程序一次性添加到我们的应用存储器中，通过软件的整合，同时又有硬件设备的强大功能性，我们就可以设定我们想要的工作结果，这里只要我们的程序指令没有问题，我们的操作结果就是准确的和可靠的，从而避免出现故障和错误率。

3.易于实现多功能复杂程序控制。

4.具有自诊断功能。我们在输入既定的程序以后，在设备工作的过程中，如果一旦出现错误指令，系统会自动提示和自我调整，从而起到自我诊断功能。

二、数控技工技术的发展

1952年美国帕森斯和麻省理工学院共同合作，研制出了第一台三坐标直线插补连续控制的立式数控铣床。从此数控机床进行了前所未有的变革。

1.机床加工的尺度特征向极端方向发展

随着科学技术的发展，微电子技术的进入，我们的数控技术的加工精密度也发生了前所有的变化，出现了更为高水平的重要指标。这种精度的体现已经从原来的尺度上来比较了，而是从形状精度和表面的粗糙程度来比较的，这种体现更多的体现在微结构的加工技术方面。这样我们就可以总结出这样的结论，机床加工的精准度已经在二方面有了更大的变化：一方面，我们体现再物件的形状尺度向精准方向发展；另一方面，是整体形状向我们想要的大尺寸方向进攻，取得了良好的研究成果和应用价值。

当今的科技发展的速度是非常快的，我们工业生产在科技创新的带动和驱动下，大量需要精准和带有微结构的加工零件是必需在数控机床技术下才能够完成的，因此新的加工要求就是精密机床设备的研发和应用。我们知道现在微结构零件在生活的各个方面应用的非常广泛和有更高的利用价值。所以我们说微结构的出现将把数控机床技术引领到一个新的工业领域。与此同时，新的研发的光学技术的加入，使微加工技术更能够准确无误。比如纳米压印复制工艺技术就得到了非常好的发展应用。

2.机床设备向智能制造要求发展方向努力

科学技术的发展必然使技术更新达到日新月异，智能化技术的发展是一个较大的发展空间，这就要求机床的数控技术必须符合智能化制造技术的要求。目前从国际和国内的职能制造技术的发展情况来分析，其主要标准是要求必须具备各种配置的高可高性能，这是作为智能制造加工的最基本的组成部分，也就是说机床性能在更高环境的标准必须体现出其更大的要求标准。这样才能完成更加精准的部件加工。以前的智能制造系统能够工作72小时，随着技术的变革，现在智能制造系统在连续工作的性能上能够达到可以连续720小时运行，这种长时间的不间断的工作大大提高了效率，因此，能够长时间不间断高可靠性运行的机床设备成为另外一个发展趋势。随着我们生活的需要和科技术的发展，数控技术的发展会越来越好，越来越先进，越来越能适应我们人类的生活需要，比如多功能复合化趋势、可重构趋势、低能耗环保趋势等。

教育与科学技术的发展是分不开的，两者是相辅相成的，教育能够更好把先进的技术带给学生们同时又能研发出需要的技术标准。我们在探讨数控机床的技术革新问题上有了重大的突破，实现了数控技术的实践应用性能，这一点十分重要。因此也会对数控技术的研发起到人才的推动作用，相信在今后的电子时代，数控技术会发挥它的重要价值和社会影响力。

参考文献：

[1]陶晓.数控机床的电气维修技术及发展趋势探讨[J].黑龙江科技信息，2007，（12）.