摘要：数控机床对现代工业发展起到推动作用。在应用数控机床技术时，应充分了解数控机床的技术特点、关键技术类型和技术发展趋势，从而发挥出数控机床关键技术的作用与价值，促进数控加工行业的快速发展。
关键词：数控机床；关键技术；发展趋势
现如今，人们十分关注数控机床技术研究，我国在数控机床关键技术研究上也取得了诸多的研究成果，但我国数控机床技术发展的时间较短，所以技术水平与发达国家仍存在着较大差距，为了缩小差距，促进技术优化，就应加大对数控机床关键技术和发展趋势的研究力度。
1数控机床技术特点
1.1重量小
数控机床合理利用整体薄壁结构，重量较小，机床的零件数量和类型较多，且表面特殊，过度元半径较小。故而合理利用加工技术完成生产加工，一方面能够完善设备机动性能，另一方面也可降低生产中的成本投入。
1.2性能优
性能优势是数控机床的重要优势，该优势使其能够加工高难材料。第四代军工机的材料和强度要求十分严格，材料应具有良好的耐高温、耐低温、抗疲劳和防腐蚀性能。而数控技术可应用于钛合金、复合材料、铝合金以及工程陶瓷的加工中，保证了材料加工的整体质量。
1.3精度高
精度高是数控机床产品的又一重要特点。现阶段，数控机床的加工精度明显提高，精密程度也随之增加。在加工航空飞行器中的导航和控制设备时，一些零部件的精度要求较高，且其结构十分复杂，而这也成为促进数控技术发展和推广的重要因素。
2数控机床应用关键技术分析
2.1五轴联动技术
现阶段，五轴联动数控机床的应用实现了航空航天、船舶和精密仪器加工，而且其也成为了诸多数控机床加工技术中应用最为广泛，最难应用的技术。五轴联动数控机床为3+2结构，不仅可以加强三轴联动的效果，而且还可确保另外两轴的顺利回转。五轴联动数控机床的类型众多，如立式加工中心、卧式加工中心等。立式加工中心回转轴主要分为工作台回转轴和主轴头回转两种方式。卧式加工中心就是工作台旋转和主轴头摆动相结合的五轴联动结构形式。
目前，欧美和日本等国家的五轴联动数控机床发展水平处于世界领先地位，国内工业基础较差，与国外的交流及沟通有限，故而我国的五轴联动数控机床发展水平依然与发达国家存在较大的差距。尽管我国对五轴联动数控机床开展了全方位的研究，但其加工精度和机床稳定性依旧需要不断优化。从整体上来看，我国五轴联动数控机床发展十分迅速，并且也研发出了技术成熟度较高的产品。
2.2误差补偿技术
现代工业对加工质量和精度要求明显提高，而加工误差对产品性能有着显著影响。为了严格控制误差，优化产品的性能，可应用误差补偿技术，以期有效控制误差，提高加工的精度。采用误差补偿技术控制数控机床误差时，需立足误差的来源，数控机床安装的环节较多，每个环节都可能产生误差。
误差补偿技术主要分为误差建模、误差测量和补偿实施三个方面。误差建模是最为基础的技术形式。该技术主要分为两种形式，一种是误差综合建模，一种是误差元素建模。误差测量也分为两种形式，一种是直接误差测量，一种是间接误差辨识，其能够合理调整并补偿误差。从时间的角度来分析，误差补偿中主要有两种方式，其一为实时补偿，其二为离线补偿。其中，离线补偿主要是结合测量误差在后续环节补偿误差。而离线补偿通常应用于稳定误差的补偿当中。生产中的误差与温度场关系密切，为加强补偿的效果，应采用实时补偿的方式。误差补偿实施技术的应用显著提高了补偿的质量，实现了较为理想的补偿效果。
2.3直线电机进给驱动技术
直线电机能够做到电能与机械能的直接转化，且能量转化中不需设置能量转换装置。其结构简单，转化率高、磨损率低，且不会产生较大的噪音。在高精度数控机床上，交流直线电机十分常见。以工作原理为基础，交流直线电机通常可分为两种类型，一种是直线感应电机，一种是永磁直线同步电机。
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直线感应电机主要有两种形式，一种是平面型直线感应电机，另外一种是源头性直线感应电机。如直线行程较短，圆筒形直线感应电机较为常见，而直线形成较长，主要应用平面型直线感应电机。其运行的过程中无需投入较高的成本，对周边环境影响较小，同时也具有较为理想的抗电磁干扰能力。
永磁直线同步电机在应用时兼有直线电机和永磁电机的优点，一般由逆变器供电，通过PWM调制，采用PID调节控制及DSP等控制方式。其推力能量更大、响应速度更快、体积较小，是目前高精度直线进给系统的首选电机类型。直线电机给进驱动技术在发达国家的数控机床上得以广泛应用，其在加工效率和加工精度上存在显著优势，但是我国技术研究的时间较短，因此，当前还无法实现技术的广泛应用。
3数控机床技术未来发展趋势
3.1性能日益完善
精度、速度和效率是体现机械性能的关键指标，相信在未来，数控技术的精度和效率会更高，速度也会更快。相关部门需采取有效措施不断完善机床的综合性能，并结合实际采取科学有效的优化措施，从而满足机床的应用要求。再者，数控系统中的群控制系统更加倾向于柔性系统，工作人员需及时调整物流和信息流，从而充分发挥出该系统的优势，优化加工程序，推动数控技术的全面多元发展。
3.2网络化趋势明显
目前，互联网技术发展水平显著提高，诸多行业的发展潜能明显增大，传统工业发展也是如此。计算机技术已应用在多个数控加工程序中，其促进了数控机床的发展，实现了机床故障诊断和远程监控。
3.3智能化成为主要发展方向
如今智能数控机床快速进步，模糊控制、自适应控制和专家控制等模式也成为其发展的主要趋势。在数控系统中也可融入编程、故障诊断和参数设定等模块，收集并检测机床高速运行时所产生的数据，如发生机床运行故障，则应第一时间反馈并处理，从而加强机床运行的稳定性。
4我国数控机床发展的建议
当前我国机床行业虽然有所进步，但与发达国家相比依然差距明显，高档机床不具备较强的国际竞争力，且受到经济形势等多种因素的影响，我国机床行业在发展中呈现出了全新的状态，对此，相关部门需积极推动该产业的转型和升级。
4.1以重点产品为主
重点研究航空航天装备、汽车和电子信息设备等产业的市场需求，积极研发高档数控机床，组建高质量的工艺生产线，从而实现船舶海洋工程装备和轨道交通装备零构件的规模化生产。
4.2加大数控系统的研发力度
开发多轴、多通道和高精度且具有自动监控、维护和重组多种功能的智能型数控系统，并建立标准化平台，研发综合性较强的开放型数控系统。
4.3完善共性技术
现阶段，我国加大了对机床制造基础技术和共性技术的研究力度，产品开发与技术研究均取得了理想的成果。机床产品的可靠性设计与性能试验技术、多联动加工技术等，与数控机床加工相关的关键技术均取得了前所未有的发展。且数字化设计技术的诸多研究成果均广泛应用于高精度数控坐标镗床、立式加工中心等多种产品的设计中。多误差实施动态综合补偿及嵌入式数控系统误差补偿等软硬件系统，也在诸多企业的产品生产中发挥着重要作用，这也在一定程度上提高了数控机床的加工精度。
5结束语
当前，数控机床技术在工业零部件加工中得以广泛应用，数控机床技术形式具有多样性，不同技术具有不同的特点和应用范围。所以，在数控机床加工的过程中，应当结合实际选择不同形式的加工技术，并以信息技术为基础不断推动高精度、智能化的高档数控机床的发展，进而最大程度的发挥出数控机床在生产加工中的优势。
参考文献：
[1]韩昊铮.数控机床关键技术与发展趋势[J].中国战略新兴产业,2017(04)
[2]朱骥.数控机床关键技术与发展趋势探析[J].科技风,2018.348(16)
论文作者:李坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/15
标签：数控机床论文; 误差论文; 技术论文; 加工论文; 直线论文; 机床论文; 电机论文; 《基层建设》2019年第23期论文;