数控机床发展的新趋势展望

数控机床的出现已有半个多世纪，历经了从数字控制、直接数字控制到今天制造业普遍应用的计算机数控。展望未来，其发展趋势究竟如何？

数控技术的基础是加工设备的可编程自动化，机床可以按照设定的程序自动运行，使操作者与加工设备在时间和空间上得以分离，赋予机床和加工系统一定的智能和自主性，它的基本轨迹是信息的交互、处理和集成。可以预测，在未来的3~5年，各国机床制造商和研发机构将在下列领域争夺制高点：

1.虚拟机床。通过研发机电一体化的、硬件和软件集成的仿真技术，来实现机床的设计水平和使用绩效的提高。

2.绿色机床。强调节能减排，力求便生产系统的环境负荷达到最小化。

3.聪明机床提高生产系统的可靠性、加工精度和综合性能。

4.e-机床提高生产系统的独立自主性以及与使用者和管理者的交互能力，使机床不仅是一台加工设备，而是成为企业管理网络中的一个节点。

其中：绿色机床将成为研究热点。所谓绿色机床是将毛坯转化为零件的工作母机，在使用过程中不仅消耗能源，还会产生固体、液体和气体废弃物，对工作环境和自然环境造成直接或间接的污染。

笔者认为绿色机床应该具有以下特点：一、机床主要零部件由再生材料制造。二、机床的重量和体积减少50%以上。三、通过减轻移动质量、降低空运转功率等措施使功率消耗减少30%～40%。四、使用过程中产生的各种废弃物减少50%~60%，保证基本没有污染的工作环境。五、报废后机床的材料100%可回收。

据统计，机床使用过程中用于切除金属的功率只占到25%左右，各种损耗和辅助功能占去大部分。机床绿色化的第一个措施是通过大幅度降低机床重量和减少所需的驱动功率来构建具有生态效益的机床。绿色机床提出一种全新的概念：大幅减少机床重量，节省材料；同时降低机床使用时的能源消耗。

传统的机床设计理念是“只有足够的刚度才能保证加工精度，提高刚度就必须增加机床重量”。因此，现有机床重量的80%用于“保证”机床的刚度，而只有20%用于满足机床运动学的需要。

绿色机床就是在保证机床刚度的前提下大幅减少机床移动部件的重量，达到省材、节能的目的。实现这个目标的途径有3个方面：通过结构优化或者采用新结构实现轻量化；采用新材料或复合材料来实现轻量化同；采用自适应补偿技术提高机床的精度。

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