数控磨床数控技术的展望

　　数控磨床超高速切削、超精密加工等技术的应用，以及柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展。

　　(1)高速度、高精度化。速度和精度是数控机床的两个重要指标，在高速度下实现高精度，直接关系到加工效率和产品质量。数控系统正朝着高位数、高频率的处理器的方向发展，光纤通信技术的大量运用，可提高系统的基本运算速度。数控磨床同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式(电主轴)，实现了变频电动机与机床主轴一体化，主轴电动机的轴承采用磁浮轴承、液体动静承或陶瓷滚动轴承等形式。目前，陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。

　　(2)多功能化。配有自动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工，从而实现zui大的柔性加工。现代数控磨床还采用了多主轴、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。数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式，即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的“前台加工，后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求，数控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信，也可以直接对多台数控机床进行控制。

　　(3)智能化。现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程能保持*工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。数控磨床具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC数控系统本身，以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机，并接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。

　　(4)数控编程自动化。随着计算机应用技术的发展，目前CAD／CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样，再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而自动生成NC零件加工程序，以实现CAD与CAM的集成。数控磨床随着CIMS技术的发展，当前又出现了CAD／CAPP／CAM集成的全自动编程方式，它与CAD／CAM系统编程的zui大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工给出，而直接从系统内的CAPP数据库获得。

　　(5)可靠性zui大化。数控机床的可靠性一直是用户zui关心的主要指标。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及混合式集成电路，以减少元器件的数量，提高可靠性。通过硬件功能软件化，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，又便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、离线诊断等多种诊断程序，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，数控磨床对重要部件采用“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。

　　(6)控制系统小型化。数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。刚W主要采用超人规模集成元件、多层印制电路板．采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装，较大规模缩小系统的占用空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，发热量大大减少，体积减小了三分之二，使数控操作系统进——步小型化、高度集成模块化的发展方向提供了现实可能。这样可以方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用，并且大大降低了故障率，为数控磨床的长时间、高强度的运行打下了坚实的基础。