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1.数控机床结构的发展
　　　 ⑤具有多种插补功能。 老旧机床一般有45%～80%以上的残留价值，主要是耐久性较强的床身、立柱、底座等。重新制造这些主体部件，需要消耗大量钢铁和能源。如果保留主体、修复或更换损坏部件，则可制造出与新设备同等质量甚至性能更好的设备。　　⑧控制轴效大于15。 “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。　　　作为机械装备母机，机床制造业发展来源于其下游产业推动，机床行业下游产业主要有造船、工程机械、航空航天、汽车、铁路、电力设备、风电设备、动力设备、制冷设备和石化设备等。随着我国航空航天业发展，势必带动促进装备制造业发展。由于航空航天工业产品零件具有耐高温、高强度、难加工、合金材料与复合材料多、复杂结构件多、工艺要求高等特点，要求机床加工设备向大型(重型、超重型)、高速、精密、复合、智能化趋势发展。航空发动机及其零部件加工需要大量高精度机床作支撑，发动机结构复杂，整体机匣、叶片加工需要多功能、高精度数控机床，如数控立车、数控精密镗床五轴加工心等。为此，航空航天业对机床要求高，加之欧美、日本等国外强势机床企业进驻与当前国际金融危机影响下不明朗的环境，应进一步加速推动国内机床调头向高端发展。从这个意义上说，再制造是维修改造的高级阶段，**主要的辨别标准是，再制造的机床产品技术性能上不能亚于新品。 二、复合、多功能、多轴化控制的趋势　

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 　　⑥控利精度达0．1m的垒数字式伺服进给系统。

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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。
　　1.1**数控机床的国内供应能力不足。尽管我国机床行业近年来取得了长足的发展，数控化率稳步提高，但机床消费和生产的结构性矛盾仍然比较突出。目前，国内对中**机床的需求量逐渐超过低档机床。但国产数控机床以低档为主，**数控机床绝大部分依赖进口。 四、环保和操作环境的改善 与汽车零部件再制造不同的是，机床再制造大多是创造性再制造，实现功能升级、数控化，不属于恢复性再制造，体现出较高的附加值。

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。
线性（磁悬浮）电机的使用是提高速度和精度的一个重要途径。日本丰田工机公司展示的线性电机驱动的超高速磨削机床“Linea M II”，线性电机驱动传输部分没有连接丝杆和螺母、电机和丝杆的连接器等传动因素，因此就消除了由此而造成的弯曲、振动和反跳，工作性能提高到了原来的3倍以上，满足了高速和高精度加工的要求。 　　数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段，它的广泛使用给机械制造业生产方式、产业结构、管理方式带来深刻的变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计；数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，现代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在数控技术之上。数控技术是国际商业贸易的重要构成，发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润的重要出口产品，**贸易额逐年增加。大力发展以数控技术为核心的**制造技术已成为**各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。　　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。　　（3）中**数控系统开发研究与应用取得一定成果。通过自主研发或与国外开展技术合作，在中档数控系统的开发和生产上取得明显进展。初步解决了多坐标联动、远程数据传输等技术难题；为适应数控系统的配套要求，相继开发出交流伺服驱动系统和主轴交流伺服控制系统，并形成了系列化产品。 　　数控机床的水平、品种和生产能力反映了国家的技术、经济综合国力。数控机床作为国防军工的战略装备，是各种武器装备**的制造手段，是国防军工装备现代化的重要保证。然而，振兴数控机床产业对机床工业而言却有着一定的难度。据**介绍，发展数控机床所需的数字化制造技术是**制造的核心，是实现自主创新的关键。因此，对全行业来讲，振兴数控机床产业既是战略机遇，又是严峻的挑战。

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。 日本山崎马扎克公司在会上展出的“INETGREX-E系列”多功能复合加工机床，为操作和管理人员设置了带有指纹认证系统的E（电子）操作塔，通过操作塔可以观察生产进程并给予指导，将闲置的非生产时间缩短至**限度；“求助”功能可帮助操作者改进所有的加工操作。该机可通过网络与手机相连，手机上能够显示目前的加工状态、进程以及维修要求提示等数据，可谓精密机床与信息技术的完美结合。 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。　　2.3 复合化与系统化