数控技术的发展趋势

1、高速、高精加工技术趋势

效率、质量是制造技术的主体。高速、高精加工技术可地提，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，生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，级加工中心则从3~5μm，提高到1~1.5μm，并且超加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机等均了的发展，应用进一步扩大。机械零件的高速加工包括零件送进、定位夹紧、刀具快进、刀具工进、刀具快退、工具卸下、质量检测等七个基本生产环节；其切削速度较普通切削快5~10倍。高速加工技术主要以较简捷的工艺流程、较短较快的生产周期进行加工生产。

2、开放化发展趋势

由于传统的数控系统是封闭性数控系统，存在兼容性差、技术升级困难等弊端；越来越不适应现代生产系统日益开放的特点，目前许多对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC计划、日本的OSEC计划等。数控系统开放化，已经成为数控系统的发展趋势。所谓开放式数控系统，就是数控系统的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、增加或裁剪结构对象(数控功能)，形成系列化，并可方便地将用户的应用和技术诀窍集成到控制系统中，实现不同品种、不同档次的开放式数控系统。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等，是当前研究的核心。

3、智能化、网络化的趋势

技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，由此产生了实时智能控制这一新的。在数控技术，实时智能控制的研究和应用，正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中，配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中，引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能提高，从而达到控制的目的。

网络化数控装备是近几年机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化，将地满足生产线、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、制造的基础单元。一些数控机床和数控系统制造公司，都在近几年推出了相关的新概念和样机，德国西门子公司展出的OME(开放制造环境)等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

4、数控技术柔性制化趋势

采用FMS(柔性制造系统)的主要技术经济效果是：能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，从而减少毛坯的库存量，缩短生产周期；提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积；减少劳动力，在少人看管条件下可实现24h的连续“无人化生产”；提高产品质量的一致性。柔性制造所采用的关键技术有：

(1)计算机辅助设计，未来CAD技术将会引入专家系统，使之具有智能化，有助于加快新产品和研制新结构的速度。

(2)模糊控制技术，实际是模糊控制器可在控制过程中不断获取新的信息，并自动地对控制量作调整，使系统性能大为。

(3)人工智能、专家系统及智能传感器技术。迄今，柔性制造技术中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的，它使传感器具有内在的“决策”功能。

(4)人工神经网络技术，是模拟智能生物的神经网络对信息进行并处理的一种方法。在自动控制，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为自动化系统中的一个组成部分。

5、集成化趋势

当前数控技术的集成化主要由以下几个方面：

(1)使用更新的IC器件，N(系统进行立体安装，以减少占有空间和提性；

(2)使用光缆传递信号，减少铜缆；

(3)采用无缆连接，进一步减少NC系统内连接电缆数目。

目前已有人在研究利用无缆展宽频谱通信的方法进行通信，传送的信号(数据)由所谓伪随机信号调制，所调制的信号产生一个很宽的，像噪音一样的频谱。当收到信号时，它由同样的伪随机信号解调：这种传输方法无缆，保密性好。

6、五轴联动加工和复合加工发展趋势

采用五轴联动对三维曲面零件的加工，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。1台五轴联动机床的效率可以等于2台三轴联动机床，特别使用超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件。但过去因五轴联动数控系统和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，制约了五轴联动机床的发展。当前，由于电主轴的出现，使得实现五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，了复合主轴头类型五轴联动机床和复合加工机床(含五面加工机床)的发展。