摘要简要介绍了今后数控机床高速进给系统，高速电主轴技术，远程监控摘要】摘要系统，沈阳机床配件刀具磨损监测，虚拟数控机床技术和混联式数控机床的发展趋势。关键词：机床；进给；高速；监控；虚拟；混联前言：数控技术的问世已有40多年的历史，它是由机械学、控制学、电子学、计算机科学四大基础学科发展起来的一门综合性新型学科。数控技术是数控机床的关键技术，数控机床是工厂实现自动化的基础。大力发展推广应用数控技术，用数控技术改造传统制造工业，都有着深远的意义；为了满足市场和科学技术发展的需要，21世纪的数控技术提出了更高的要求。1.高速机床进给系统1.1滚珠丝杠的高速化从20世纪50年代中期世界上第一台数控机床出现以来，“旋转伺服电机+滚珠丝杠”至今一直是各种数控机床进给系统的“一统天下”，沈阳第一机床厂应用十分广泛，技术上也比较成熟。但是，普通的滚珠丝杠能实现的直线运动速度只有20~30m/min加速度(0.2~0.3))g，远远不能满足高速加工的要求。为此，国内外有关制造厂不断采取措施，提高滚珠丝杠的高速性能。主要措施有：适当加大滚珠丝杠的转速、导程和螺纹头数,改进结构，提高滚珠运动的流畅性,采用“空心强冷”技术,采用丝杠固定、螺母旋转的传动方式,进一步提高滚珠丝杠的制造质量.1.2用直线电机驱动的高速进给机构滚珠丝杠虽然作了上述许多改进，但由于它毕竟是一种机械传动元件，其物理机械性能存在一定的极限。直线电机驱动的高速进给单元速度高、加速度大、定位精度高、承载能力强，是高速机床一种理想的进给系统，特别适用于超高速、大行程、高精度的场合，应用直线电机驱动的高速进给系统它取消了从电动机到工作台(溜板)之间的一切中间机械传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零，实现了机床进给系统的“零传动”。用并联虚拟轴机构实现高速进给1.3用并联虚拟轴机构实现高速进给和传统的串联式机床比，并联机床有以下优点：比刚度高，响应速度快，适应性强等优点。并联机构是实现高速机床进给的一种崭新的运动机构，有很好的应用前景。2.高速电主轴技术2.1高速电动主轴特点高速运转的电主轴的主轴形式是将主轴电机的定子转子直接装入主轴组件的内部即把高速电机置于精密主轴内部电主轴的电机转子就是主轴主轴的壳体就是电机的机座实现了变频调速电机和主轴一体电机直接驱动主轴形成电主轴电主轴取消了电机到主轴传动链中的齿轮皮带等一切中间环节动力源对主轴的直接传动传动链长度为零实现了机床主轴系统的零传动它具有高转速高精密噪声低低温升体积小安装方便等特点是现代高档数控机床主要的关键部件2.2电主轴所融合的技术电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，沈阳机床配件它与直线电机技术，高速刀具技术一起将会把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件它包括电主轴本身及其附件：电主轴，高频变频装置，油雾润滑器，冷却装置，内置编码器，换刀装置等。高速精密电主轴的关键技术主要有Z高频低惯量电动机设计及制造技术精密主轴热处理技术高速精密轴承及润滑技术交流异步电机伺服控制技术等43.远程监控系统3.1数控机床远程控制系统结构设计基于Internet的数控机床远程监控系统由三部分组成：客户控制端(ClientPC)、沈阳第一机床厂服务器端(WebServer)、数控机床控(NCmachineController)o基于Internet的数控机床远程监控系统采用TCP／IP作为底层的传输协议，通过互联网进行远端访问及控制，实现了远程监控和数据共享，因而不受时间与地域的限制。3.2数控机床远程接入方式数控机床远程接入方式的实现为满足不同类型数控机床的需求，采用两种方式实现服务器对数控机床的数据采集，即设计并开发数控机床数据采集与处理的硬件电路。其中，对具有开放通信协议的控制系统，采用嵌入式接口的系统接入方式；而对没有开放通信协议的控制系统，则采用OPC方式的系统接入方式。3.3控机床远程虚拟驱动程序的实现数控机床监控系统大都采用PLC控制，制造商所采用的PLC品牌大致有两种：一种是通信协议公开的产品，如三菱、欧姆龙的产品；另一种则是通信协议不公开的产品，如西门子、贝加莱的产品。对通信协议公开的产品，一般采用嵌入式接口接人方式。在嵌入式接口接入方式中，数控机床的控制端通过RS232接口与嵌入式接口通信。由于嵌人式接口仅仅实现透明传输的作用，真正需要实现的是数据流在服务器与PLC之间的通信，因此，帧格式的定义应当根据PLC通信格式进行定义。对于通信协议不公开的产品，通过OPC／Socket方式进行采集。在Socket数据流传输中，数据帧套用Modbus协议通信格式标准进行。启动远程数据采集监听程序，通过多线程方式，实现对多客户端请求的连接，并发远程多用户的实时数据采集，从而达到远程监控与多客户控制端的集成。数控机床数据传输和存储的实时性方法3.4数控机床数据传输和存储的实时性方法数据库连接池的采用对于大型数据库的应用，使用数据库连接池必不可少，因为在基于数据库的系统中，建立数据库连接操作是系统中开销最大的操作之一，它常常是大型系统的性能瓶颈。在远程监控系统中，由于采用实时数据库作为数据采集模块和监控模块的中介，数据库操作十分频繁，采用自行开发的数据库连接池和J2EE容器提供的连接池，可以促使数据库连接和查询的次数达到最小。4虚拟数控机床技术4.1虚拟数控机床的框架结构虚拟数控机床实际上是虚拟环境中数控机床的模型与真实机床相比，虚拟数控机床应具有以下功能：(1)虚拟数控机床应具有与真实机床完全相同的结构。沈阳第一机床厂(2)虚拟数控机床应比真实机床具有可观性。(3)虚拟数控机床强大的网络功能，为各种真正的制造资源服务，从而在连接意义上提高其与外界制造资源的相互操作性，快速地、并行地组织各部门，各集团成员将新产品从设计转入生产。完善的图形和标准数据接口。4.2虚拟数控机床的应用虚拟数控机床的应用将给制造业带来革命性的飞跃。由于虚拟数控机床是数字模型，所以容易实现对数字模型进行显示、分析、传递和迭代更新，为设计提供并行作业可能。虚拟数控机床和各设计软件的接口，为建模提供了方便，尤其是在特定的环境下，为产品的可靠性，产品的生产全过程，工艺规范以及产品方案的工艺计划进行性能评价。强化创新水平，用经济快捷的方式提高产品设计质量，缩短产品开发周期。虚拟数控机床的强大的网络功能为真正实现远程合作提供保证。5刀具磨损监5.1数据信号处理方法扶传感器检测到的信号是不能直接作为刀具磨损疑别特征的，需要进行信号预处理，提取分析特征将分析结果与标准模型进行比较才能作为诊断结论其中的方法很多如：办率谱分析法其中又可以基于小波变换的信号特征量提取，基于神经网络的刀具磨损监测，基于混合智能信息融合技术的刀具状态监测等5.2据信号处理方法的发展趋势随着敏捷制造、自动化等技术的进一步发展，切削过程中刀具状态在线监测技术将会受到越来越多学者和机构的重视。特别是随着加工过程的复杂程度提高，对刀具状态监测也提出了越来越高的要求。研究并开发适合多工艺加工过程的刀具状态监测系统是将该技术应用到加工现场的关键。基于人工神经网络的多传感器信息融合技术的刀具状态监测系统能够有效的提高判别精度，是未来刀具监测的发展方向。可选信息的合理组合即系统的最小化和特征信息的全面性矛盾的解决，系统安装方便、可靠实用、对所采集信号灵敏度高的传感器的合理选取与研究开发仍然是当前需要解决的问题。6混联式数控机床6.1研究开发现状1994年美国推出第一台并联机床之后不久，人们已开始研究混联式机床。国外开始研究混联式机床并不是为了扩大工作空间，而是从获得实用的机床精度的角度考虑的。这是由于机床的精度、刚度要求远比一般机器人高，例如：运动精度要求为几个微米，刚度要求几十个牛每微米以上。虽然并联机构理论上的精度、刚度很高，但实际尚达不到那么高。例如当时美国和日本所开发的六轴并联机床的运动精度都是几十个微米，还达不到传统机床的精度水平。虽然人们已经发现关节结构是制约精度的薄弱环节，但要解决它难度很大。沈阳机床配件因此人们开始考虑将并联和串联一起使用，1977年相继推出了一些混联式机床。例如，德国阿亨工业大学开发的三轴加工中心日本丰田工机也开发出了相似的专用加工中心。6.2发展趋势混联式数控机床可以将并联机构和传统机床的串联机构的优点集于一身，是一类很有前途的数控机床。虽然已开发了不少型式的机床，还有很多理论和技术问题有待进一步研究，为了使并联机床能够达到它的理论上的高性能，为了并联和串联结合得更科学，以使机床获得更好的综合技术指标，除了运动学、动力学等理论及方法研究之外，还应该进一步进行基础元件技术研究。以下列举几个方面：(1)混联式机床的方案创新设计技术混联式机床方案的创新余地很大，虽然混联机床总体方案创成方法已有研究，也已开发出不少型式的混联机床，但如何获得最佳的并联、串联组合，形成混联式机床方案创系统还有很多技术尚待进一步研究。沈阳机床配件(2)关节技术应用了并联机构的机床，其性能之所以尚达不到理论上的高度，主要原因是由于关节而产生的。(3)主电动机及电主轴目前混联或并联机床的主轴大多安装在动平台上，或者用交流伺服主电动机驱动，或者直接用电主轴。(4)高精度检测元件并联机构的采用，将带来众多的被动关节。7.结束语7.结束语数控机床是未来制造业必不可少的工具，对他的研究和改造是引领未来制造业发展的必然趋势，然而制造业又标志着一个国家的国力强如水平，所以发展数控机床是一个国家强盛的必经之路。这篇文章综合了数控机床发展的不同方向，希望对大家有用。