目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。

　　中国作为一个制作大国，重要还是依附劳动力、价格、资源等方面的比较优势，而在产品的技巧创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。

　　中国的数控产业不能安于现状，应当抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技巧，加大技巧创新与人才培训力度，进步企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。

　　力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制作的转变，实现从中国制作到中国创造、从制作大国到制作强国的转变。

　　1、高速化：随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的利用，对数控机床加工的高速化请求越来越高。

　　（1）主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达200000r/min；（2）进给率：在分辨率为0.01m时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的准确加工；（3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展供给了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率进步到几百兆赫、上千兆赫。

　　由于运算速度的极大进步，使得当分辨率为0.1m、0.01m时仍能获得高达24～240m/min的进给速度；（4）换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间广泛已在1s左右，高的已达0.5s。

　　德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周安排，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。

　　2、高精度化：数控机床精度的请求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得器重。

　　（1）进步CNC系统把持精度：采用高速插补技巧，以渺小程序段实现持续进给，使CNC把持单位精致化，并采用高分辨率地位检测装置，进步地位检测精度（日本已开发装有106脉冲/转的内藏地位检测器的交换伺服电机，其地位检测精度可达到0.01m/脉冲），地位伺服系统采用前馈把持与非线性把持等方法；（2）采用误差补偿技巧：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技巧，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。

　　研究成果表明，综合误差补偿技巧的利用可将加工误差减少60%～80%；（3）采用网格检查和进步加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真预测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳固，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加工质量。

　　3、功效复合化：复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。

　　根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类

　　工艺复合型机床如镗铣钻复合加工中心、车铣复合车削中心、铣镗钻车复合复合加工中心等；工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。

　　采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、调换和调剂刀具的赞助时间以及中间过程中产生的误差，进步了零件加工精度，缩短了产品制作周期，进步了生产效率和制作商的市场反响能力，相对于传统的工序疏散的生产方法具有明显的优势。

　　加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展

　　德国Index公司最新推出的车削加工中心是模块化结构，该加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序，可完成复杂零件的全部加工。

　　随着现代机械加工请求的不断进步，大批的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。

　　在2005年中国国际机床展览会（CIMT2005）上，国内外制作商展出了情势各异的多轴加工机床（包含双主轴、双刀架、9轴把持等）以及可实现4～5轴联动的五轴高速门式加工中心、五轴联动高速铣削中心等。

　　4、把持智能化：随着人工智能技巧的发展，为了满足制作业生产柔性化、制作主动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断进步。

　　具体体现在以下几个方面：（1）加工过程自适应把持技巧：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行辨认，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳固性状态，并根据这些状态实时调剂加工参数（主轴转速、进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以进步加工精度、降低加工表面粗糙度并进步设备运行的安全性；（2）加工参数的智能优化与选择：将工艺专家或技师的经验、零件加工的一般与特别规律，用现代智能方法，结构基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，利用它获得优化的加工参数，从而达到进步编程效率和加工工艺程度、缩短生产筹备时间的目标；（3）智能故障自诊断与自修复技巧：根据已有的故障信息，利用现代智能方法实现故障的快速准断定位；（4）智能故障回放和故障仿真技巧：能够完整记载系统的各种信息，对数控机床产生的各种毛病和事故进行回放和仿真，用以断定毛病引起的原因，找出解决问题的措施，积累生产经验；（5）智能化交换伺服驱动装置：能主动辨认负载，并主动调剂参数的智能化伺服系统，包含智能主轴交换驱动装置和智能化进给伺服装置。

　　这种驱动装置能主动辨认电机及负载的转动惯量，并主动对把持系统参数进行优化和调剂，使驱动系统获得最佳运行；（6）智能4M数控系统：在制作过程中，加工、检测一体化是实现快速制作、快速检测和快速响应的有效道路，将测量（Measurement）、建模（Modelling）、加工（Manufacturing）、机器操作（Manipulator）四者（即4M）融合在一个系统中，实现信息共享，增进测量、建模、加工、装夹、操作的一体化。

　　5、系统化（1）向未来技巧：由于软硬件接口都遵守公认的标准协议，只需少量的重新设计和调剂，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采用、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改良并处于长生命周期；（2）向用户特别请求：更新产品、扩充功效、供给硬软件产品的各种组合以满足特别利用请求；（3）数控标准的建立：国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP-NC），以供给一种不依附于具体系统的中性机制，能够描写产品全部生命周期内的统一数据模型，从而实现全部制作过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。

　　标准化的编程语言，既方便用户应用，又降低了和操作效率直接有关的劳动耗费。

　　6、驱动并联化并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工机动性和机动性不够等固有缺点，在机床主轴（一般为动平台）与机座（一般为静平台）之间采用多杆并联联接机构驱动，通过把持杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功效，更能满足复杂特种零件的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。

　　并联机床作为一种新型的加工设备，已成为当前机床技巧的一个重要研究方向，受到了国际机床行业的高度器重，被认为是“自创造数控技巧以来在机床行业中最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。

　　7、极端化（大型化和微型化）国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业设备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。

　　而超精密加工技巧和微纳米技巧是21世纪的战略技巧，需发展能适应渺小型尺寸和微纳米加工精度的新型制作工艺和设备，所以微型机床包含微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。

　　8、信息交互网络化对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通信功效，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。

　　既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监督、把持、培训、教学、管理，还可实现数控设备的数字化服务（数控机床故障的远程诊断、掩护等）。

　　例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔（e-Tower）的外部设备，包含盘算机、手机、机外和机内摄像头等，能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障报警显示、在线赞助排除故障等功效，是的、自主管理的制作单元。

　　9、新型功效部件：为了进步数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功效部件的利用成为必定。

　　具有代表性的新型功效部件包含：（1）高频电主轴：高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成，具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点，在各种新型数控机床中已经获得广泛的利用；（2）直线电动机：近年来，直线电动机的利用日益广泛，虽然其价格高于传统的伺服系统，但由于负载变更扰动、热变形补偿、隔磁和防护等要害技巧的利用，机械传动结构得到简化，机床的动态性能有了进步。

　　如：西门子公司生产的1FN1系列三相交换永磁式同步直线电动机已开端广泛利用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度请求高的机床等；德国EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机；（3）电滚珠丝杆：电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成，可以大大简化数控机床的结构，具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。

　　10、高可靠性数控机床与传统机床相比，增长了数控系统和相应的监控装置等，利用了大批的电气、液压和机电装置，易于导致涌现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，请求平均无故障时间在2万小时以上。

　　为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制作和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出单薄环节。

　　国外数控系统平均无故障时间在7～10万小时以上，国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右，国外整机平均无故障工作时间达800小时以上，而国内最高只有300小时。

　　11、加工过程绿色化随着日趋严格的环境与资源束缚，制作加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。

　　因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断涌现，并在不断发展当中。

　　在21世纪，绿色制作的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。

　　12、多媒体技巧的利用多媒体技巧集盘算机、声像和通信技巧于一体，使盘算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的请求。

　　合理的人性化的用户界面极大处所便了非专业用户的应用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模仿、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功效的实现。

　　除此以外，在数控技巧领域利用多媒体技巧可以做到信息处理综合化、智能化，利用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等，因此有着重大的利用价值。

　　国产数控机床缺乏核心技巧，从高性能数控系统到要害功效部件基础都依附进口，即使近几年有些国内制作商艰巨地创出了自己的品牌，但其产品的功效、性能的可靠性仍然与国外产品有必定差距。

　　近几年国产数控机床制作商通过技巧引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技巧，但缺乏对机床结构与精度、可靠性、人性化设计等基础性技巧的研究，疏忽了自主开发能力的造就，国产数控机床的技巧程度、性能和质量与国外还有较大差距，同样难以得到大多数用户的认可。

　　一些国产数控机床制作商不够器重整体工艺与制作程度的进步，加工手段基础以普通机床与低效刀具为主，装配调试完整靠手工，加工质量在生产进度的紧逼下不能得到稳固与进步。

　　另外很多国产数控机床制作商的生产管理依然沿用原始的手工台账管理方法，工艺程度和管理效率低下使得企业无法形成足够生产规模。

　　如国外机床制作商能做到每周装调出产品，而国内的生产周期过长且很难把持。

　　因此我们在引进技巧的同时应注意加强自身工艺技巧和管理程度的提升。

　　由于数控机床产业发展迅速，一部分企业不顾长远利益，对进步自身的综合服务程度不够器重，甚至对服务缺乏真正的懂得，只重视倾销而不重视售前与售后服务。

　　有些企业派出的人员对生产的数控机床缺乏足够懂得，不会应用或应用不好数控机床，更不能领导用户应用好机床；有的对先进高效刀具缺乏基础懂得，不能供给较好的工艺解决方案，用户自然对制作商缺乏信心。

　　制作商的服务应从研究用户的加工产品、工艺、生产类型、质量请求入手，赞助用户进行设备选型，推荐先进工艺与工辅具，配备专业的培训人员和良好的培训环境，赞助用户施展机床的最大效益、加工出高质量的最终产品，这样才干逐步得到用户的认同，进步国产数控机床的市场占领率。

　　（责任编辑:董莹）