数控机床的发展趋势：现状与未来

数控机床的最基本特点是自动化。随着相关技术的发展，数控机床也得到了进一步的发展。未来数控机床的发展趋势如下：

1.高速、高效、高精度化

随着高速加工技术的迅速发展，其在高档数控机床中也得到广泛应用。随着超高速切削、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具、大功率高速电主轴（电主轴，转速8000～100000r/min）、高加/减速度直线电动机驱动进给部件（快移速度60～120m/min，切削进给速度高达60m/min）、高性能控制系统（含监控系统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，在机床结构的支持下，从单一的刀具切削高速加工发展到机床加工全面高速化，加工中心换刀时间从十几秒下降到3～5s，有的甚至下降到1s以下，换刀速度加快了数倍。高速加工技术的应用缩短了切削时间和辅助时间，从而实现加工制造的高质量和高效率。

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，减少其装配时的工作量，从而提高装配效率。随着高新技术的发展和对机电产品性能与质量要求的提高，机床用户对机床加工精度的要求也越来越高。为了满足用户的需要，普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm，精密级加工中心的加工精度则从±（3～5）μm提高到±（1～1.5）μm。

机床的高速化发展，不但可以大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还改变了传统的加工模式，即数控机床的高速切削可以实现零件表面的小步距加工，从而可提高零件的表面加工质量和精度。

2.高可靠性

数控机床设备本身价格较高，而且一般情况下加工的零件也非常重要，另外数控机床是在自动运行过程中完成加工任务的，这就使得设备的可靠性非常重要。尤其是在高速切削的数控机床上，高可靠性成为机床设计、制造和使用时优先考虑的因素。

数控系统的可靠性要比被控设备的可靠性高一个数量级以上。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16h内连续正常工作，无故障率P（t）≥99%的话，则数控机床的平均无故障运行时间（MTBF）就必须大于3000h。

国外数控系统的MTBF值可达6000h以上，驱动装置达30000h以上。

3.开放式(www.xing528.com)

由于计算机技术的限制和数控系统厂家技术保密等原因，传统的数控系统是一种专用系统，其软、硬件都是按照固定的要求来开发和制造的，具有无法逾越的封闭性。为了适应数控联网、个性化、多品种、小批量、柔性化及数控技术迅速发展的要求，目前最重要的发展趋势是设计生产开放式的数控系统。

基于工业PC所具有的开放性、低成本、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家将会用PC机开发数控系统，至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题。PC机友好的人机界面将普及到所有的数控系统，远程通信、远程诊断和维修将更加普遍。

4.智能化

随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度不断提高，智能化的内容体现在数控系统中的各个方面：应用自适应控制技术，数控系统能检测工作过程中的一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的；引入专家系统指导加工，将熟练工人和专家的经验、加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统；引入故障诊断专家系统，可以更好地提高数控机床的可靠性。

5.技术集成和技术复合

技术集成和技术复合是数控机床技术最活跃的发展趋势之一，包括工序复合型——车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工技术复合和跨加工类别技术复合型——金属切削与激光、冲压与激光、金属烧结与镜面切削复合等。技术集成和复合形成了新一类机床——复合加工机床，并呈现出复合机床多样性的创新结构。

6.极端制造扩张新的技术领域

极端制造技术是指极大型、极微型、极精密型等极端条件下的制造技术。极端制造技术是数控机床技术发展的重要方向，如微型、高精度、远程控制手术机器人的制造技术和应用；应用于制造大型电站设备、大型舰船和航空航天设备的重型、超重型数控机床的研制；IT产业等高新技术的发展需要超精细加工和微纳米级加工技术，研制适应微纳米级加工的新一代微型数控机床和特种加工机床等。