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1.数控机床结构的发展
　　　我国正处于对传统生产方式进行现代化改进阶段，不论是铁路建设电站建设、船舶制造、航空航天建设，还是汽车、工程机械、军工行业，均需要大量的高端机床来支撑。而我国**重型数控机床95％依赖国外进口。为加强与国外同行竞争优势，解决我国在发展**重型数控机床过程中的关键、核心问题，在国家**数控机床与基础制造装备重大科技专项中，体现出国家急需的**数控重型机床涵盖了重型机床系列的**主要产品，也反映出市场需求的发展趋势以及对产品技术水平要求方向。“专项”中有7台**数控机床属于重型机床行业范畴，说明国家对发展**数控重型机床产品的期待，牵涉到的多台**数控重型机床产品既是国家急需的**装备制造设备，也代表了重型机床行业的技术发展方向。　　　5．高可靠性。作为CIMS系统的底层，要求数控机床的MTBF在2万小时以上，甚至达到lO万小时。因此要针对效控机床进行经典模型和随机过程模型的研究，并结合效控机床的特点研究其电磁兼容问题和可靠性评价方法。 信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络和手机对机床的程序进行远程修改，对其运转状况进行监视并积累有关的数据资料。 机床再制造不光降低购买成本，还可以缩短订货期。如果再制造产品真能达到新品的性能指标，对客户而言，要接受起来似乎并不难。　　④可实现连续微小程序段的高速加工。1ram程序段的连续指令在DNC状态运行，可达到60—120m／min的运行速度。 日本山崎马扎克公司**开发的“INETGREX-E系列”多功能复合加工机床，能够进行五轴连动加工。工件一次性装夹调整后，能够全自动完成从车削到铣削、淬火和磨削的一系列工序，一台机床可以一次完成以往需要数台机床完成的工作量，不仅提高了效率，而且节省了大量的厂房面积。

数控机床加工工件时，完全根据计算机发出的指令自动进行加工，不允许频繁测量和进行手动补偿，这就要求机床结构具有较高的静刚度与动刚度，同时要提高结构的热稳定性，提高机械进给系统的刚度并消除其中的间隙，消除爬行。这样可以避免振动、热变形、爬行和间隙等影响，从而搞被加工工件的精度。

同时数控机床由普通数控机床向数控加工中心发展，加工中心可使多道工序集中在一台机床上完成，减少了机床，压缩了半成品库存存量，减少了工序的辅助时间，提高了生产率和加工质量。

继数控加工中心出现之后，又出现了数控机床、工业机器人（或工件交换机）和工件台架组成的加工单元，工件的装卸、 加工实现全自支化控制。

为实现工件自动装卸，以镗铣床为基础的数控加工中心可使用两个交换工作台。一个工作台加工工件时，别一个工作台由工人装夹待加工的工伯，在计算机控制下，自动地把待加工工伯送去加工，并自动指卸下加工好的工件，工件由自动输送车搬动。如果这种加工中心有较多的交换工作台，便可实现长时间无人看管加工。这种形式的数控机床称为柔性制造单元。

2.计算机控制性能的发展

目前，数控系统大都采用多个微处理器组成的微型计算机作为数控装置的核心，因而数控机床的功能大大增强。但随着着人们对数控机床的精度和进给速度要求进一步提高，要求计算机的运算速度就更高。现在计算机控制系统使用的16位CPU不涌满意足这种要棣，所以国外各大公司竞相开发32位微处理器的超高频算机数控系统。这种控制系统更像通用的计算机，可以使用感触盘作为外存储器并且允许使用高级语言编程。计算机数控系统还可含有可编程控制器，可完全代替传统的断电器逻辑控制，取消了庞大的电气控制箱。

3.伺服驱动系统的发展 　　　2．高性能(高速、高精度、高效率)控制技术的实现。包括自由曲面的高速切削进给和高精度加工；采用知识库、推理机制等人工智能技术自动生成软件利用**系统进行有效的故障诊断；新型高速主轴系统的研究等。　　2、国内数控机床的发展趋势

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20世纪60年代初期，美国和欧洲采用液压伺服系统。同期，日本首先研制出一种新型小惯直流伺服电机，其动态响应快，不亚于液压伺服系统，同时，用来驱动直流伺服电机的大功率晶闸管整流器的价格下降，所以在60年代中后期数控机床上普遍采用小惯量直流伺服电机。小惯量直流伺服电机**的特点是转速高，用于机床进给驱动时，必须使用齿轮减速箱，为了省去齿轮箱，70年代，美国盖梯茨公司首先研制成功了大惯量直流伺服电机，又称宽调速直流伺服电机，可以直接与机床的丝械相连。目前，许多数控机床都是使用大惯量直流伺服电机。

直流伺服电机结构复杂，经常需要维修。80年代初期美国通用电气公司成功研制出笼型异步交流伺服电机。交流伺服电机的优点是没有时快时电刷，避免了滑动摩擦，盍时无火花，进一步搞了可靠性，交流伺服电机也可以直接与滚珠丝杠相互连接，调整范围与大尼量直流伺服电机相近。根据统计，欧美日近年生产的数控机床，采用交流伺服电机进行调速的占80%以上，采用直流伺服电机的所占比例不足20%/楞以捍出，采用交流伺服电机的调整系统已以成为数控机床的主要调速方法。
“干切削”对环境的负荷较小，但是，由于处于无润滑状态，温度升高成为问题，为此，一些生产厂家采用了耐热性较高的切削工具，投入了低摩擦系数的工具材料。近来，使用微量润滑油的MQL切削法引起了人们的关注。它是将润滑油变成雾状，喷到切削点上。润滑油使用的是生物分解性的植物油。 离散型制造业现代化的趋势是发展计算机集成制造系统(CIMS)，其特点是将产品设计、制造和经营管理都统一由计算机处理和控制，使整个制造厂形成一个统一的大型机电控制系统。在CIMS中整个产品的加工过程是在数控机床上实现的，数控机床是CIMS中实现加工任务的底层加工设备，是实现制造过程自动化的基础，数控机床的核心是计算机数控技术和装置。近年来，机械制造业设备的数控化率迅速提高，数控铣床、数控立式车床、立式加工中心和卧式加工中心等数控机床的应用越来越普及。与普通机床相比，数控机床是一种高效率的自动化设备．它的效率高于普通机床的2～3倍，所以，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。数控机床具有许多显著的工艺特点和编程技巧，如能充分挖掘数控机床的性能特点，灵活应用，在工艺和编程上打破常规，采用非常规的加工工艺和编程方法，可大幅提高生产效率和产品质量、减少刀具消耗，大大降低加工成本。理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。另外，数控机床与传统的普通机床、专用机床相比，具有加工零件柔性化、适合于多品种零件小批量加工的优点，同时具有加工出的零件形位精度高、易实现一人多机操作等优点。但是，在零件的大批量生产中，其与专用机床如多工位组合钻床、立卧组合镗床以及多轴车床相比，会暴露出其工序过于集中、生产效率低、生产节拍时间长、刀具消耗成本高．随着数控机床在零件大批量生产上的广泛应用，提高生产效率、减少节拍时间、降低刀具消耗和降低零件的加工成本成为用户急需解决的问题。作为目前机床再制造试点单位中惟一的民营企业，华中自控今年1~10月，共获得了23台套重型、超重型机床的再制造订单，再制造产品销售额占总销售额的60%以上。借用汽车后市场的概念，机床再制造应该属于机床后市场，这是因为机床产品本身就有售—维护—再制造的完整链条。

4.自适应控制

闭环控制的数控机床，主要监控机床和刀具的相对位置或移动轨迹的精度。数控机床严格按照加工前编制的程序自动进行加工，但是有一些因素（例如，工件加工余量不一致，工件的材料质量不均匀，刀具磨损等引起的切削的变化，以及加工时温度的变化等），在编制程序时无法准确考虑，往往根据可能出现的**坏情况估算，这样就没有充分发挥数控机床的能力。如果能在加工过程式中，根据实际参数的变化值，自动改变机床切削进给量，使数控机床能适应任一瞬时的变化，始妖冶保持在**加工状态，这种控制方法叫自适应控制方法，其工作过程式是通过各种传感顺测得的加工过程式中参数的变化信息，并传送到自适应控制器，与预先存储的有关数据进行比较分析，然后发出校正指令送到数控装置，自动修正程序中的有关数据。

计算机控制装置为自自适应挖掘提供了物质条件，只要在传感器检测技术方面有所突破，数控机床的自适应能力必将大大提高。

5.计算机群控

计算机群控可以简单地理解为，用一台大型通用计算机直接控制一群机订，科称DNC系统。根据机床群与计算机连接的方式不同，可以分为间接型和计算机网络三种不同方式。

间接型DNC是使用主计算机控制每台数控机床，加工程序全存放在主计算机内，加工伯件时，由主计算机将加工程序分别送到每台数控机床的数控装置中，每台数控机床还保留插补运算等控制功能。

在直接型DNC中，机床群中每台机床不再安装数控装置，只有一个由伺服驱动电路和操作面板组成的机床控制器。加工过程所需要的插补运算等功能全部集中，由主计算机完成。这种系统内的任何一台数控机床都不能脱离主计算机单独工作。
二、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。相比起来，促动再制造企业在市场深耕的理由就简单很多，那就是利润。据报道，目前武重再制造机床单台利润率已超过新机床。　　⑦转速可达50000rpm的主轴系统。这意味着什么？改造一台旧机床比造一台新机床更有利可图。因此对机床再制造企业来说，**考验是，再制造产品的性能指标。　　⑨具有高速通信功能，能满足MAP通信协议要求，强有力的人一机界面和自动编程功能。自从2009年立项以来，再制造理念已经被市场所认可。此外按照规划纲要的要求，再制造作为发展“十二五”循环经济的新亮点，政策支持仍会继续。作为机床行业，再制造产业化步伐将加速。　　1.4 功能部件发展滞后。机床是由各种功能部件（主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和数控伺服系统等）在床身、立柱等基础机架上集装而成的，功能部件是数控机床的重要组成部分。数控机床整体技术与数控机床功能部件的发展是相互依赖、共同发展的，所以功能部件的创新也深深地影响着数控机床的发展。我国数控机床功能部件已有一定规模，电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家，其中个别产品的制造水平接近国际**水平。但整体上，我国机床功能部件发展缓慢、品种少、产业化程度低，精度指标和性能指标的综合情况还不过硬。目前，滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低档数控机床的配套需要。衡量数控机床水平的**数控系统、高速精密电主轴、高速滚动功能部件等还依赖进口。

计算机网络DNC系统，该系统使用计算机网络协调各个数控机床工作，**终可以将该系统与整个工厂的计算机边成网络，形成一个较大的、较完整的制造系统。

6.柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是一种把自动化加工设备、物流自动化加工处理和信息流自动处理融为一体的智能化加工系统。进入20世纪80年代之后，柔性制造系统得到迅速发展。

(1)加工子系统

根据工件的工艺要求，加工子系统差别很大。加工子系统由数控车床、数控端面外圆磨床、  数控车床、立式加工中心和卧式加工中心组成，五个加工单元配有四台工业机器人，单元2还配有数控清洗机，该系统可以加工伺服电机的轴类、法兰盘类、支架体类和壳体类等共14种零件。

(2)物流子系统

该系统由自动输送小车、各种输送机构、机器人、工件装卸站、工件存储工位、刀具输入输出夔刀库等构成。物流子系统在计算机的控制下生动完成刀具和工件的输送工作。

(3)信息流子系统

该系统由主计算机、分级计算机及其接口、外围设备、各种控制装置的硬件和软件组成。信息流子系统的主要功能是实现各子系统之间的信息联系，对系统进行管理，确保系统的正常工作。对一个复杂系统，只有通过计算机分组管理才能对系统进行更有效的管理，保证在工作时各部分保持协调一致。

对FMS，计算机系统一般分为三级：**级为主计算机，又称为管理计算机。管理计算机要根据调度作业命或命令根据现声反馈信号（如故障、报警信号）运行“作业高度软件”，实现各种工况的作业调度计划，并对下一级计算机发出相应的控制指令；第二级为过程控制计算机，包括计算机群控（DNC）、刀具管理计算机和工件管理计算机，其作用是接收主计算杨的指令，根据指令对下属设备实施具体管理；第三级由各设备的控制计算机构成，实现具体的程序动作。 在再制造工业发展较早的发达国家，机床再制造已经开展了很多年，也形成了较为完整的产业链条。但在我国实行的时间还比较短，且多为单台大重型机床的维修改造，缺乏工艺规范，市场也稍显混乱。 目前，生产厂家在保护环境方面主要是从减少切削液使用量和电力消耗、延长工具使用寿命、不使用和排出有害物质、控制噪音和粉尘等方面着手。减少切削液使用量分为两种，一种是完全不使用切削液的“干切削”加工法；另一种是使用少量切削液的“半干切削”加工法。 从产品的使用周期看，我国正在进入机床产品报废更新的高峰期。另外，在加快转变经济发展方式和优化产业结构的背景下，企业对高端数控机床的需求增加，必然也会淘汰一批机床产品。　　1.2自主创新能力不足。长期以来，我国机床制造业的基础、共性技术研究工作主要在行业性的研究院所进行。能力薄弱，技术创新投入不足，引进消化吸收能力差，低水平生产能力过剩，自主创新能力不高，缺乏优秀技术人才。虽然国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些**数控技术，但缺乏对基础共性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，企业的市场响应速度慢。 我国再制造机床特别是重型机床，多为订单式生产，由于没有统一的产品技术标准和市场定价原则，受用户市场影响较大。一些用户单位过分注重成本价格投入而忽视技术方案和厂商实力的重要性，在无形中助推了一些再制造企业只顾眼前利益，不愿对厂房设备等固定资产增加投入，不愿聘请优秀技术人员，仅仅靠压缩经营成本以低价占领市场，造成机床再制造市场良莠不齐，无序竞争。产业化之路