1,、高速,、高精加工技術(shù)趨勢

效率、質(zhì)量是制造技術(shù)的主體,。高速,、高精加工技術(shù)可地提，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力,。為此,，生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在加工精度方面,，近10年來,，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，級(jí)加工中心則從3~5μm,，提高到1~1.5μm,，并且超加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。為了實(shí)現(xiàn)高速,、高精加工,，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)等均了的發(fā)展,，應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大,。機(jī)械零件的高速加工包括零件送進(jìn)、定位夾緊,、刀具快進(jìn),、刀具工進(jìn)、刀具快退,、工具卸下,、質(zhì)量檢測等七個(gè)基本生產(chǎn)環(huán)節(jié)；其切削速度較普通切削快5~10倍,。高速加工技術(shù)主要以較簡捷的工藝流程,、較短較快的生產(chǎn)周期進(jìn)行加工生產(chǎn)。

2,、開放化發(fā)展趨勢

由于傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)是封閉性數(shù)控系統(tǒng),，存在兼容性差、技術(shù)升級(jí)困難等弊端,；越來越不適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)日益開放的特點(diǎn),，目前許多對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的NGC計(jì)劃,、日本的OSEC計(jì)劃等,。數(shù)控系統(tǒng)開放化，已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng),，就是數(shù)控系統(tǒng)的可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶,，通過改變、增加或裁剪結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能),，形成系列化,，并可方便地將用戶的應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,，實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范,、通信規(guī)范、配置規(guī)范,、運(yùn)行平臺(tái),、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件等，是當(dāng)前研究的核心,。

3,、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢

技術(shù)發(fā)展到今天,，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合,，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的。在數(shù)控技術(shù),，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用,，正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,、專家控制、學(xué)習(xí)控制,、前饋控制等,。例如在數(shù)控系統(tǒng)中，配備編程專家系統(tǒng),、故障診斷專家系統(tǒng),、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中,，引入提前預(yù)測和預(yù)算功能,、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力,、溫度,、位置、速度控制等方面采用模糊控制,，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能提高,，從而達(dá)到控制的目的。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近幾年機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn),。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化,，將地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng),、制造企業(yè)對信息集成的需求,，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造,、虛擬企業(yè)、制造的基礎(chǔ)單元,。一些數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司,，都在近幾年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，德國西門子公司展出的OME(開放制造環(huán)境)等,，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢,。

4、數(shù)控技術(shù)柔性制化趨勢

采用FMS(柔性制造系統(tǒng))的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果是：能按裝配作業(yè)配套需要,，及時(shí)安排所需零件的加工,，從而減少毛坯的庫存量，縮短生產(chǎn)周期,；提高設(shè)備的利用率,，減少設(shè)備數(shù)量和廠房面積；減少勞動(dòng)力,，在少人看管條件下可實(shí)現(xiàn)24h的連續(xù)“無人化生產(chǎn)”,；提高產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。柔性制造所采用的關(guān)鍵技術(shù)有：

(1)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),，未來CAD技術(shù)將會(huì)引入專家系統(tǒng),，使之具有智能化，有助于加快新產(chǎn)品和研制新結(jié)構(gòu)的速度,。

(2)模糊控制技術(shù),，實(shí)際是模糊控制器可在控制過程中不斷獲取新的信息，并自動(dòng)地對控制量作調(diào)整,，使系統(tǒng)性能大為,。

(3)人工智能、專家系統(tǒng)及智能傳感器技術(shù),。迄今,，柔性制造技術(shù)中所采用的人工智能大多指基于規(guī)則的專家系統(tǒng)。該項(xiàng)技術(shù)是伴隨計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和人工智能而產(chǎn)生的,，它使傳感器具有內(nèi)在的“決策”功能,。

(4)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是模擬智能生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信息進(jìn)行并處理的一種方法,。在自動(dòng)控制,，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久將并列于專家系統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)，成為自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分,。

5,、集成化趨勢

當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的集成化主要由以下幾個(gè)方面：

(1)使用更新的IC器件，N(系統(tǒng)進(jìn)行立體安裝，以減少占有空間和提性,；

(2)使用光纜傳遞信號(hào),，減少銅纜；

(3)采用無纜連接,，進(jìn)一步減少NC系統(tǒng)內(nèi)連接電纜數(shù)目。

目前已有人在研究利用無纜展寬頻譜通信的方法進(jìn)行通信,，傳送的信號(hào)(數(shù)據(jù))由所謂偽隨機(jī)信號(hào)調(diào)制,，所調(diào)制的信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)很寬的，像噪音一樣的頻譜,。當(dāng)收到信號(hào)時(shí),，它由同樣的偽隨機(jī)信號(hào)解調(diào)：這種傳輸方法無纜，保密性好,。

6,、五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工發(fā)展趨勢

采用五軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工，不僅光潔度高,，而且效率也大幅度提高,。1臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別使用超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件,。但過去因五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)和主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大,，制約了五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展,。當(dāng)前，由于電主軸的出現(xiàn),，使得實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小,。因此,，了復(fù)合主軸頭類型五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床(含五面加工機(jī)床)的發(fā)展。