前言（数控发展）
从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。
2．数控机床的发展趋势
2.1 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应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。
（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0.01μm时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工；
（3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1μm、0.01μm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普遍已在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，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。
2.2 高精度化
数控机床精度的要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重视。
（1）提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到0.01μm/脉冲），位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；
（2）采用误差补偿技术：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术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%～80%；
（3）采用网格解码器检查和提高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，使其性能长期稳定，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。
2.3 功能复合化
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、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分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。随着现代机械加工要求的不断提高，大量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，国内外制造商展出了形式各异的多轴加工机床（包括双主轴、双刀架、9轴控制等）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。
2.4 控制智能化
随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以下几个方面：
（1）加工过程自适应控制技术：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识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态，并根据这些状态实时调整加工参数（主轴转速、进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性；
（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殊规律，用现代智能方法，构造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，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目的；
（3）智能故障自诊断与自修复技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法实现故障的快速准确定位；
（4）智能故障回放和故障仿真技术：能够完整记录系统的各种信息，对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真，用以确定错误引起的原因，找出解决问题的办法，积累生产经验；
（5）智能化交流伺服驱动装置：能自动识别负载，并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置。这种驱动装置能自动识别电机及负载的转动惯量，并自动对控制系统参数进行优化和调整，使驱动系统获得最佳运行；
（6）智能4M数控系统：在制造过程中，加工、检测一体化是实现快速制造、快速检测和快速响应的有效途径，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，促进测量、建模、加工、装夹、操作的一体化。
2.5 体系开放化
（1）向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、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善并处于长生命周期；
（2）向用户特殊要求开放：更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求；
（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），以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造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，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。
数控实习小结
2011 年5上旬到2011年6月中旬我们班开始了为期一个月的数控实习，通过这1个月学习实践，使我对数控初级掌握从当初朦胧不懂到如今熟悉并会操作机床，这是一次提高、一次借鉴、一次实践使我在大学的中深感收获巨大这将受益终生。这次数控实训主要是对FANUCOI-MC系统学习内容有铣床,主要练习数控编程，而这个学期偏向于机床操作通过编程模拟和下车床操作以及加工零件，我对数控初级学习有了一定的掌握。对于刚开始的编程理解我个人还是比较感兴趣，从当初一知半解到现在熟悉运用每个命令，并理解其含义都是每天不断摸索和老师耐心的教导息息相关，主要总结以下几点：
一、对数控编程和模拟的理解和运用
我很荣幸能有这么好的老师来教我们数控编程，其实学习最主要的还是靠自己去多练，但关键的时候有老师指导，这样还是进步快点。特别是刚开始接触编程和机械加工的时候，有老师指导进步特别快。记得有一天，老师开始讲编程的过程，特别对经常使用的代码给介绍出来，然后对点位的理解和计算。对模拟好的零件进行模拟加工。通过这些知识点的学习，我才渐渐的理解数控编程的一些基本要领。机床上对刀是我之前遇到的最大难题，这是由于命令使用不习惯，和基本感念理解不够透彻，不过通过后面的反复练习，现在已经熟悉掌握了模拟系统。如今已经能够看懂图知道走刀路线。以及涉及到的点位能够进行换算。
二、实际加工的学习方法和掌握程度
对于机床的操作，我总感觉自己练习不够，特别是对零件加工花的时间比较多，还有实际对刀也掌握不够好，虽然现在已经能把零件给加工出来而且尺寸也把握得当，但时间控制方面还是不够好。这主要还是自己的操作熟练程度不够。
车床上对刀和加工现在我已经能够在规定的时间内完成了，并且尺寸也能达到所要求，但我认为还是因为自己花在车床的时间多点，而铣床相对来说，熟练程度不够好，尽管知道怎么去加工但尺寸的控制和时间的把握不够好，不过在后面的不断实践和练习中我得到了很好的提升，能够进行零件的加工，对机床出现的小问题也会去解决。特别是在最后那段
时间，我已经能够加工零件。而且尺寸已能把握好，达到了图纸上的要求。
三、理论知识的学习和理解
对于书本我已经认真的去学习，当然相对要记住每个知识点，还是有一定的差距，但我有信心能把理论知识学习好我认为最主要的是去理解每个知识点，而不是死记硬背，因为许多的理论知识都会在实际操作中用到，而且必须掌握。只有完全的理解理论上的知识才能更好的去完成实际的操作。比如机床上的按钮走刀路线刀补等
四、最大的收获
对于数控编程和加工学习的这段时间里，我认为最大的并不是自己所学到的知识，而是学习的方法，很荣幸得到老师的帮助，在我学习感到困惑和吃力的时候他们能更好的与我沟通，当他们对我讲到学习这门课程的用处，以及以后工作的方向时，我感到非常值得。进入大学后，已不再是高中时代的应试教育。每个人都应该找到适合于自己学习方法。只有掌握好的学习方法。才能够学好自己的课程。而在数控学习的这段时间里，我也不断的去摸索，感觉收获不少。
五、存在的不足以及个人期望
虽然如今已经掌握了数控初级的知识，能够进行零件的加工。掌握了相关理论知识和操作技能。但是具体到一些特别的零件，还要花时间去思考加工路线等。长时间不去编程和下机床，也会把原来的知识给淡忘掉。所以我将在今后的日子里珍惜每次操作的机会。把握时机，更好的运用自己所学到的知识。相对数控知识的海洋，我只是学到了冰山一角，我知道我要学的还有很多知识。我将在原有的基础上，努力去学习数控这门知识。能够从事机械加工行业能学友所有学友所获。希望能更好的运用相关知识来服务于这个社会。同时我希望通过自己的努力，以及老师的教导使自己学到更多的专业知识。 都涉及到许多理论知识只有把理论知识吃透了才能在加工过程中认真的去遵守规则更安全的完成零件的加工。
机电092何庆林学号0904053209
