数控机床技术的五个方向和三个差距(三)
欧美日等国在90年代开始研究制定开放式数控设备的体系结构规范(OMAC、OSACA、OSEC)，并把开发开放式数控设备作为发展战略。2000年，我国也开始研究制定开放式数控装置的标准框架，但还很不完善。
4.2联网
网络化有利于信息共享，提高生产效率。有资料显示，在多品种小批量生产中，1数控机床的切削时间只占机动时间的25%~35%，联网后可提高到60%~65%。
数控联网技术主要是指数控系统与其他外部控制系统或上位机之间的网络连接和网络控制。数控系统首先面向企业内部局域网，然后通过互联网传输到企业外部。这就是所谓的互联网/内联网。网络使企业能够进行跨区域的协同设计、协同制造、信息共享、远程监控、远程诊断和服务。网络可以为制造提供完整的生产数据信息，可以通过网络将加工程序传输到远程机床进行加工，还可以远程诊断和发出调整指令。网络使分散的数控机床联系在一起，相互协调，统一优化和调整，使产品加工不局限于一个工厂，实现社会化生产。
我国机械制造企业的信息集成发展也比较快，已经实现了车间级和企业级信息网络的集成。数控网络化发展前景广阔，但要真正实现跨企业、跨区域的信息网络化还有很长的路要走。
5优化工艺参数以提高效率
数控加工中使用的工艺参数是否合理，对于提高生产效率和保证加工质量至关重要。有必要逐步优化和建立工艺数据库。
有两种方法可以优化工艺参数。一种是通过实际试切选择合理的工艺参数，费时、费力、耗料；另一种方法是应用力学的动态优化模拟方法，这种方法比第一种方法省时、省力、省料，还能获得更合理的工艺参数。在生产实践中，这些参数可以合理调整。
航空工业是数控机床的使用大户，迫切需要优化工艺参数，建立工艺数据库并应用于生产实践。因此，在政府的支持下，组织北航和AVIC航空制造工程研究院开展工艺参数优化技术研究。上述单位开发了一套工艺参数动态优化仿真、预测和数字化的软硬件系统，建立了优化工艺参数数据库，形成了高速切削工艺参数优化手册，从根本上实现了工艺参数选择从试切到仿真的跨越，提高了加工效率和质量。这是一项意义重大、影响深远的工作。
陕西飞机制造公司将优化后的工艺参数应用于近100个零件加工，平均加工效率提高了2倍以上。望江实业有限公司在火炮零件加工中采用了优化的工艺参数，效率提高了4倍以上。昌河飞机工业(集团)公司采用优化的工艺参数加工铝合金零件，效率提高了2.8倍以上。
西门子828D数控系统具有动态过程包(Dynmics)，其中包含全新的？精细最优曲面？功能，可实现高效加工并获得最佳表面质量。
中国的数控设备制造商也应该提供这种技术和服务。采用工艺优化参数不仅可以提高生产效率和加工质量，而且对节约材料、节能减排和实现绿色制造具有重要意义。
追求高精度和高质量
追求加工工件的数控机床的高精度和高质量。首先，数控机床本身必须具备这样的性能。因此，在数控机床的结构和布局中，在选材上必须考虑刚度和承载能力的提高，以保证高精度；同时，数控系统、伺服驱动系统、传动系统和测量传感器也必须具有高分辨率和高精度，以满足加工工件高精度和高质量的要求。
1结构布局
为了实现功能和提高刚性，数控车床、车削中心、立式加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心和车铣复合加工中心的结构布局发生了深刻的变化。
比如国内一些厂家生产的立式加工中心和卧式加工中心，通过立柱移动水平坐标，减少了一层工作台(传统结构是双层十字工作台)，提高了工作台的刚度和承载能力；龙门加工中心从固定工作台、两柱移动发展成桥式结构，即工作台固定，两柱做成固定墙，墙上安装导轨，横梁在导轨上纵向移动。这种结构减少了运动部件的质量和惯性，有利于精确定位，减少占地面积。
沈阳机床生产的GMC2590？大桥五轴加工中心和济南二机床生产的XHV2525？60高架五轴联动高速镗铣床中心和台湾省亚太精英(股份)有限公司均采用桥式龙门框架结构。该结构布局合理，刚度好，承载能力强，受力均匀，热平衡好，精度稳定，占地面积小。典型的结构布局如图3所示。
2使用新材料提高刚性
开发和应用高质量的数控机床新材料对提高数控机床的整体刚度和精度至关重要。
如宁波海天精工机械有限公司在HTM-V120L数控立式车、铣、磨中心采用了90%花岗岩的床身。据厂方介绍，用这种材料制成的床，抗震强度比一般铸铁床高10倍。
又如大连德科公司生产的TG-45六轴(或五轴)数控工具磨床的底座采用人造石。
据说这两种新材料已经被上述两家企业应用，由于减震性好，稳定性好，耐磨性好，为提高和保持机床精度提供了保障。
此外，有资料显示，蜂窝材料、水泥材料、天然花岗岩石材也在数控设备中使用。重视新材料的开发和应用，必然会改变机床的结构设计和性能。
3高精度插补数控系统
高位CPU(64位)在数控设备中的应用，高速纳米级插补运算，高分辨率伺服等功能，为提高数控机床精度做出了重要贡献。
数控机床使用的CPU从80年代的16位发展到现在的64位，频率也从原来的5MHZ、10MHZ提高到了几千MHZ。CPU的发展进一步提高了运算速度和分辨率(0.1？m、0.01？m).国产数控系统开始采用64位CPU，可以实现微米级的精密插补，但与国外先进数控系统相比还有很大差距。
比如Fanuc 30i/31i/32i/35iB系列数控系统，三菱M700V数控系统，西门子828D数控系统都有纳米插补或纳米运算精度。
控制分辨率和响应能力对伺服驱动系统实现纳米级的精密插补至关重要。因此，高精度传感器(16？106线/转)，高分辨率(1？m)光栅尺能使小型数控机床运动部件的定位精度达到2~3？m .一般来说，国产小型数控机床达不到这个水平。