數控技術的進步與發展，在很大程度上提升了計算機的智能集成能力，智能科技的集成成為了數控技術的核心和關鍵點。隨着計算機數控技術的不斷進步，計算機數控的相關標準也在不斷地更新。
數控關鍵技術的運用能夠提升數控機牀的生產效率，實現數控機牀的自動化、智能化作業，從而優化生產工藝，不斷提升生產質量。
在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術的運用能夠有效地提升零部件生產的效率和質量，提升零部件生產工藝的水準。隨着計算機技術的不斷進步，傳統的數控機牀技術已經難以適應生產的需要，智能集成計算機數控關鍵技術成為發展的趨勢，並逐步運用在實際的數控機牀的零部件加工和生產中。
1 新型數控關鍵技術中的智能要素
在新型數控系統中，現有的數控關鍵技術突破了傳統的數控技術的弊端和不足之處，增加了很多智能化的要素，進一步提升了數控機牀的生產效率，優化了數控機牀的生產工藝。例如特徵技術，圖形用户接口以及高級的語言概念和數據庫結構都應該包含於此。
1.1 任務規劃的智能化
任務智能化是指數控機牀將接受的任務，變為數控機牀隨環境的變化而不斷調整的目標任務。這樣一來在數控機牀加工零部件時，可以根據自身的相關性能而隨時做出改變，以有效地提升零部件的生產工藝，減少不合格率，綜合提升其生產性能。
1.2 自適應的人機界面
在數控機牀中，利用智能集成化的數控關鍵技術能夠極大地提升其自動性和自主性，從而優化其管理模式及生產模式，提升數控機牀的運作效率，提升數控機牀的運作水平，不斷提升其運作能力。
特別是在智能化的主導因素下，利用數控關鍵技術能夠提升機牀作業的人機互動性，便於數控機牀可以自動化識別不同的人員，根據不同人員的使用習慣及方法來進行一定的自我適應，提升數控機牀運作的整體實力和水平。
1.3 加工環節的智能控制
提升了數控機牀的智能化運轉，最明顯的體現在於，在數控機牀的運轉過程中，利用智能化的因素能夠有效地提升數控機牀加工環節中的質量和效率。在數控機牀中，加工環節是非常關鍵的，也是非常核心的區域，提升加工環節的質量，能夠有效地提升數控機牀的運轉效率，提升加工環節的質量，能夠實現最大程度的再生產能力。
在加工環節中，智能化數控關鍵技術，能夠使得數控機牀的加工自動化和智能化。數控機牀可以自主地識別程序交代的任務，然後根據目標進行深加工，在保障加工質量的前提下，智能化數控關鍵技術還植入了一定的自檢程序，及時檢測出數控機牀生產中的不符合質量或不達標準的零部件。
此外，在數控機牀的加工環節，智能化數控關鍵技術還可以對所生產的零部件進行一定的檢測與分析，以此來獲取這些零部件中存在的影響質量的因素，及時採用關鍵的措施來糾正這些不良因素。
1.4 故障自動診斷功能
提升數控機牀的故障檢測能力，能夠不斷優化數控機牀的故障檢測水平，以此來提升數控機牀的運作效率和運作質量。當數控機牀在運轉的過程中，智能集成化數控關鍵技術能夠及時找出故障的原因，及時分析出故障發生的具體位置，根據數控機牀中的故障及相關特徵來查明其主要誘發原因，並根據不同的原因採取針對性的措施，以此來提升數控機牀的整體運作能力。
在數控機牀中，通過智能集成化系統自動檢測出來的故障，數控關鍵技術會根據故障的特點和原因，自動或指導排除故障。
2 智能集成數控特點與關鍵技術
在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術能夠極大地提升數控機牀的運作能力，能夠極大地提升數控機牀的生產效率，確保數控機牀的生產質量，保障數控機牀的整體運作水平，從而提升數控機牀生產零部件的質量，減少零部件的不合格率。在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術無論是在技術標準還是在集成智能等方面都採用了新的方法，其技術標準越來越高，智能集成水平也在不斷提升中，與傳統方法相比，智能集成數控關鍵技術消除了傳統方法的後置處理器。
2.1智能識別產品的特徵並進行生產
在數控機牀的生產過程中，根據零部件的特徵來進行自動化的生產與製造。一般而言，在數控機牀中，零部件的生產模型是固定的，是通過技術考核，是符合質量標準的。智能集成數控關鍵技術能夠使得零部件在生產作業的過程中，自動化地根據模型的特點和特徵來進行零部件的生產，自動剔除零部件材料中不符合形狀和特點的多餘材料，從而提升數控機牀的生產效率，從而不斷改良數控機牀的生產工藝。
在數控機牀中，智能識別零部件的生產工藝後，為了提升零部件的批量生產能力，還需要對零部件的設計模型或者零部件的初始模型通過相關的技術標準，通過智能識別零部件的一些特徵，如孔洞、卡槽等來生成符合STEP的標準文件，以此來作為初始文件進行批量的零部件生產，以此來綜合性地提升生產效率。此外，這種標準化的文件也是數控機牀後續加工工藝的初始點和設計參考標準。
此外，在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術能夠極大地優化生產工藝，不斷提升生產標準的科學性，智能識別數控機牀零部件的特徵，特別是一些精細的特徵，在複製信息的基礎上，對零部件的相關特徵進行復制和臨摹，並依據智能集成所遵循的標準來形成一定的標準文件，作為後續工藝流程設計的基礎。
2.2 CAD和CAM的智能集成接口
優化CAD和CAM的集成接口，提升接口的效率和質量，從而依據一定的標準來優化接口的質量，確保數控機牀的智能化集成。在數控機牀中，通過對加工零部件的信息複製，從而生成了一定標準的加工零部件標準文件。這個標準文件的形成可以在很大程度上優化了兩個接口的連接質量，通過連接來實現智能化集成計算機的智能化集成水平。
在數控機牀的智能化集成中，加工環節是核心部位，加工環節是關鍵程序，通過對加工環節零部件的科學生產，特別是對待加工零部件的精準複製相關信息，來制定科學標準的零部件生產文件，這些生產文件是數控機牀生產的前提，也是數控機牀生產加工的依據。通過這種標準文件可以在很大程度上優化CAD/CAM接口的質量，從而將二者有效的連接在一起。在數控機牀中，兩者連接的質量直接影響着數控機牀數控關鍵技術的集成質量。
2.3 新的解釋器的集成
在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術的運用很難在第一時間，全面覆蓋到數控機牀的整體系統中。因此，在這個中間往往需要一定的過渡環節，從而優化新老標準之間的連接，提升智能集成的數控關鍵技術水準。
因此在其解釋器的集成過程中，必須要兼顧新舊不同的標準文件，既要對STEP AP238文件進行科學的解釋，並依據解釋結果構建一定的模型，同時也應該對傳統的標準文件進行科學的解釋。這種兼顧性的集成方法，在一定程度上優化了數控關鍵技術的智能集成水平，使智能集成達到了一定的水準，避免出現不符合質量標準或者不符合相關工藝的問題。
還能夠擴展智能集成的方法，提升智能集成的整體效率。這種兼具新舊不同標準的智能集成方法除了對新的標準文件進行一定的解釋外，還可以依據解釋而對新的標準文件進行一定的修改，從而確保標準文件符合智能集成的需要。
此外，由於這種標準文件的信息量非常大，不僅具有一定的基礎信息，同時還具備其他的零部件的相關信息。正因為標準文件的信息量較大，要求數控關鍵技術的智能集成必須具備一定的開放性和高標準性。
2.4 全過程閉環控制系統
在數控機牀中，智能化數控關鍵技術在實際的作業過程中，它的整體系統必須是完整的，必須是緊密連接的，只有這樣才能綜合性地發揮智能集成的整體作用。在數控機牀中，智能集成數控關鍵技術的運用，其作用力最大程度的發揮必須依據一定的閉環系統，通過閉環結構來實現不同功能的無縫對接，通過完整的系統結構來實現智能集成的整體功用。
3 結語
在數控機牀中，智能集成的數控關鍵技術的運用能夠極大地提升數控機牀的生產工藝，能夠有效地提升數控機牀的生產效率，確保數控機牀的生產質量。數控關鍵技術的主要智能因素包括明確任務，對任務進行科學細分，還包括可以根據不同使用者的特徵進行不同的接口設計，同時還包括故障診斷與分析等。
在數控機牀中，智能化數控關鍵技術主要體現在智能識別產品特徵，複製零部件的信息，產生標準文件，作為數控機牀生產的主要標準，同時還包括不同接口的智能集成及過渡環節的解釋器集成等。
1 數控機牀機械部分的簡要分析
數控機牀的本題部分幾乎與傳統機牀相同，都是由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、工作台、液壓氣動系統、輔助運動系統、潤滑系統、冷卻系統和牀身八個大部分組合而成。其中數控機牀的機械部分包括以下幾個：
（1）主傳動系統：這一部分主要包括：動力源、傳動件和主軸（主運動執行件），這一環節的作用主要是把驅動部分的動力傳輸給執行件，這樣來實現主切削運動的進行。
（2）基礎支承件：這一部分包括：牀身、導軌、工作台、滑座和立柱。這些部分組成了機牀整體的框架和支承機牀的主要零件，是確保機牀在工作時始終在限定位置內的裝置。
（3）進給傳動系統：這一部分主要包括：動力源、工作台、刀架和傳動件。主要作用是將運動和動力傳遞到執行件，完成進給切削。
（4）輔助裝置：輔助裝置為浮球液位計提供支持作用，輔助其正常工作。
2 數控機牀機械維護和檢修之間的相互聯繫
通過多年的數控機牀維護檢修經驗總結出，數控機牀出現故障大部分情況下與數控機牀維護工作不到位具有很大關係。因此，對使用數控機牀的企業應當將工作用到平時，認真做好日常的數控機牀維護工作，這樣既可以保證企業的正常運行，同時也可以節省用於數控機牀維修工作的開支。數控機牀維護與檢修的基本操作：第一，預防性維護。執行預防性維護工作時，應當嚴格按照使用説明書中規定的內容，對數控機牀的各個部分進行必要的潤滑、補充、校正和牢固處理。第二，預防性檢修。預防性檢修是指在已經對數控機牀自身設備使用週期和故障週期有初步瞭解的情況下，對經常發生故障的部分進行重點檢查。或者是通過機牀運行過程中出現的不正常現象對其進行預防性檢查工作。第三，故障檢修。故障檢修工作是在故障已經發生，數控機牀已經不可以正常運行的情況下，有專業人員對其進行檢修工作。
3 維護與檢修
3.1 數控機牀維護操作的常用方法
第一，主傳動鏈的維護，制定一定維護方案，按時對主軸驅動帶的鬆緊程度進行調整，避免出現由於鏈帶打滑而出現的掉轉情況；對起潤滑作用的恆温油箱進行檢查，主要包括調節温度的範圍，油量的檢查，適時對過濾器進行清洗；主軸內存在被夾緊的刀具，刀具在長時間使用之後通常會出現鬆動和間隙，影響刀具正常作用的發揮，應當及時對其進行調整。
第二，刀庫及換刀機械手的維護，禁止將超出正常使用刀具型號的刀具放入刀庫內，這樣來避免發生機械手換刀時由於碰撞而掉落的情況；經常性的對刀庫的回零位置進行檢查，若存在一定誤差時及時調整；開機時應注意，首先使刀庫和機械手空運行，這時來檢查各個部分運行情況是否正常，尤其是行程開關和電磁閥的部分重點進行檢查；檢查刀具的牢固程度，出現問題及時調整。
第三，車牀精度維護，按時對車牀的水平位置進行檢查，同時注意機械精度是否存在誤差，出現問題時，及時對其校正。校正方法分為兩種，分別是軟方法和硬方法。軟方法主要是改變系統參數補償，包括各座標定位精度和和間隙補償等；硬方法是在車牀進行大範圍修整時進行的，例如導軌的修刮等。
3.2 數控機牀檢修操作的常用方法
由於數控機牀的機械部分基本與傳統機牀沒有太大差異，因此可以將傳統機牀的維修方法來借鑑處理。值得注意的是由於數控機牀大部分採用電氣控制完成，其結構較為簡單，因此故障率相對較低。
第一，進給傳動鏈故障，多數數控機牀的傳動鏈使用的是滾動摩擦副連接，因此，這方面故障主要表現在運動品質的下降。一般指反向間隙相對擴大，定位精度未滿足要求，出現機械爬行等情況。這些部分的故障通常是通過改變運動副的鬆動環、預緊力和補償環達到調節的目的。
第二，ATC刀具交換裝置故障，這一故障發生的主要表現為刀庫運動故障，定位誤差過大，機械手不穩定，機械手動作規範度下降。上述故障都是使換刀動作被迫停止，整體設備由於ATC刀具未正常運行而關閉。
第三，位置檢查故障處理，在數控機牀上配置了多個起限制作用的行程開關，在設備運行一定時間之後，部件出現一定變化，行程開關的可靠性和自身的質量都會下降，從而影響整體設備的運動，這時必須對其進行全面的檢查維修和調試。
第四，配套附件的可靠性不足，數控機牀具有多個配套設備，包括冷卻部分、排屑部分、防護部分、主軸冷卻恆温箱、氣動泵和液壓油箱等。這些輔助設備出現問題時都會對設備正常運行造成影響，強制關閉機牀。因此在對機牀本身進行檢修同樣也要對這些部分進行檢查，必須在保證這些部分正常工作的前提下，其報警系統才會關閉。
4 結束語
在實際數控機牀維修過程中，故障類型複雜多樣，而且不僅機械部分需要仔細檢查，電路環節也要在考慮範圍之內，因此在對數控機牀進行檢修時，必須綜合對其進行檢測，逐步排除正常部分，然後找到故障點進行維修更換。同時，在數控機牀的使用時，應重視日常維護的重要性。
補償（偏置）的概念在我們生活中應用很多，例如，汽車駕駛員在駕駛汽車繞過一塊石頭的時候，他要讓汽車*石頭的一邊繞過石頭，而且他要考慮到汽車是有一定寬度的，所以讓汽車中心線遠離石頭至少半個車寬的距離。在20世紀60～70年代的數控加工中沒有補償的概念，所以編程人員不得不圍繞刀具的理論路線和實際路線的相對關係來進行編程，容易產生錯誤。補償的概念出現以後很大地提高了編程的工作效率。
在數控加工中有3種補償：
1、刀具長度的補償；
2、刀具半徑補償；
3、夾具補償。
這三種補償基本上能解決在加工中因刀具形狀而產生的軌跡問題。下面是三種補償在一般加工編程中的應用。
一、刀具長度補償：
1．刀具長度的概念刀具長度是一個很重要的概念。我們在對一個零件編程的時候，首先要指定零件的編程中心，然後才能建立工件編程座標系，而此座標系只是一個工件座標系，零點一般在工件上。長度補償只是和Z座標有關，它不象X、Y平面內的編程零點，因為刀具是由主軸錐孔定位而不改變，對於Z座標的零點就不一樣了。每一把刀的長度都是不同的，例如，我們要鑽一個深為50mm的孔，然後攻絲深為45mm，分別用一把長為250mm的鑽頭和一把長為350mm的絲錐。先用鑽頭鑽孔深50mm，此時機牀已經設定工件零點，當換上絲錐攻絲時，如果兩把刀都從設定零點開始加工，絲錐因為比鑽頭長而攻絲過長，損壞刀具和工件。此時如果設定刀具補償，把絲錐和鑽頭的長度進行補償，此時機牀零點設定之後，即使絲錐和鑽頭長度不同，因補償的存在，在調用絲錐工作時，零點Z座標已經自動向Z+（或Z）補償了絲錐的長度，保證了加工零點的正確。
2、刀具長度補償的工作使用刀具長度補償是通過執行含有G43（G44）和H指令來實現的，同時我們給出一個Z座標值，這樣刀具在補償之後移動到離工件表面距離為Z的地方。另外一個指令G49是取消G43（G44）指令的，其實我們不必使用這個指令，因為每把刀具都有自己的長度補償，當換刀時，利用G43（G44）H指令賦予了自己的刀長補償而自動取消了前一把刀具的長度補償。
3、刀具長度補償的兩種方式：
（1）用刀具的實際長度作為刀長的補償（推薦使用這種方式）。使用刀長作為補償就是使用對刀儀測量刀具的長度，然後把這個數值輸入到刀具長度補償寄存器中，作為刀長補償。使用刀具長度作為刀長補償的理由如下：
首先，使用刀具長度作為刀長補償，可以避免在不同的工件加工中不斷地修改刀長偏置。這樣一把刀具用在不同的工件上也不用修改刀長偏置。在這種情況下，可以按照一定的刀具編號規則，給每一把刀具作檔案，用一個小標牌寫上每把刀具的相關參數，包括刀具的長度、半徑等資料，事實上許多大型的機械加工型企業對數控加工設備的刀具管理都採用這種辦法。這對於那些專門設有刀具管理部門的公司來説，就用不着和操作工面對面地告訴刀具的參數了，同時即使因刀庫容量原因把刀具取下來等下次重新裝上時，只需根據標牌上的刀長數值作為刀具長度補償而不需再進行測量。
其次，使用刀具長度作為刀長補償，可以讓機牀一邊進行加工運行，一邊在對刀儀上進行其他刀具的長度測量，而不必因為在機牀上對刀而佔用機牀運行時間，這樣可以充分發揮加工中心的效率。這樣主軸移動到編程Z座標點時，就是主軸座標加上（或減去）刀具長度補償後的Z座標數值。
（2）利用刀尖在Z方向上與編程零點的距離值（有正負之分）作為補償值。這種方法適用於機牀只有一個人操作而沒有足夠的時間來利用對刀儀測量刀具的長度時使用。這樣做當用一把刀加工另外的工件時就要重新進行刀長補償的設置。使用這種方法進行刀長補償時，補償值就是主軸從機牀Z座標零點移動到工件編程零點時的刀尖移動距離，因此此補償值總是負值而且很大。
二、刀具半徑補償：
1、刀具半徑補償的概念正像使用了刀具長度補償在編程時基本上不用考慮刀具的長度一樣，因為有了刀具半徑補償，我們在編程時可以不要考慮太多刀具的直徑大小了。刀長補償對所有的刀具都適用，而刀具半徑補償則一般只用於銑刀類刀具。當銑刀加工工件的外或內輪廓時，就用得上刀具半徑補償，當用端面銑刀加工工件的端面時則只需刀具長度補償。因為刀具半徑補償是一個比較難以理解和使用的一個指令，所以在編程中很多人不願使用它。但是我們一旦理解和掌握了它，使用起來對我們的編程和加工將帶來很大的方便。當編程者準備編一個用銑刀加工一個工件的外形的程序時，首先要根據工件的外形尺寸和刀具的半徑進行細緻的計算座標值來明確刀具中心所走的路線。此時所用的刀具半徑只是這把銑刀的半徑值，當辛辛苦苦編完程序後發現這把銑刀不太適合要換用其他直徑的刀具，編程員就要不辭辛勞地重新計算刀具中心所走的路線的座標值。這對於一個簡單的工件問題不太大，對於外形複雜的模具來説重新計算簡直是太困難了。一個工件的外形加工分粗加工和精加工，這樣粗加工程序編好後也就是完成了粗加工。因為經過粗加工，工件外形尺寸發生了變化，接下來又要計算精加工的刀具中心座標值，工作量就更大了。此時，如果用了刀具半徑補償，這些麻煩都迎刃而解了。我們可以忽略刀具半徑，而根據工件尺寸進行編程，然後把刀具半徑作為半徑補償放在半徑補償寄存器裏。臨時更換銑刀也好、進行粗精加工也好，我們只需更改刀具半徑補償值，就可以控制工件外形尺寸的大小了，對程序基本不用作一點修改。
2、刀具半徑補償的使用刀具半徑補償的使用是通過指令G41、G42來執行的。補償有兩個方向，即沿刀具切削進給方向垂直方向的左面和右面進行補償，符合左右手定則；G41是左補償，符合左手定則；G42是右補償，符合右手定則，如圖3所示。圖3刀具
半徑補償使用的左右手定則在使用G41、G42進行半徑補償時，應特別注意使補償有效的刀具移動方向與座標。刀具半徑補償的起刀位置很重要，如果使用不當刀具所加工的路徑容易出錯，如圖4所示。圖4刀具半徑補償的起刀位置如果使G42補償有效的過程為刀具從位置1到2，則銑刀將切出一個斜面如圖4中所示的A－B斜面。正確的走刀應該是在刀具沒有切削工件之前讓半徑補償有效，然後進行正常的切削。如圖4所示，先讓銑刀在從位置1移動到位置3的過程中使補償有效，然後從位置3切削到位置2繼續以下的切削，則不會出現A－B斜面。因此，在使用G41、G42進行半徑補償時應採取以下步驟：☆設置刀具半徑補償值；☆讓刀具移動來使補償有效（此時不能切削工件）；☆正確地取消半徑補償（此時也不能切削工件）。記住，在切削完成而刀具補償結束時，一定要用G40使補償無效。G40的使用同樣遇到和使補償有效相同的問題，一定要等刀具完全切削完畢並安全地推出工件以後才能執行G40命令來取消補償。
三、夾具偏置補償
正像刀具長度補償和半徑補償一樣讓編程者可以不用考慮刀具的長短和大小，夾具偏置可以讓編程者不考慮工件夾具的位置而使用夾具偏置。當一台加工中心在加工小的工件時，工裝上一次可以裝夾幾個工件，編程者不用考慮每一個工件在編程時的座標零點，而只需按照各自的編程零點進行編程，然後使用夾具偏置來移動機牀在每一個工件上的編程零點。夾具偏置是使用夾具偏置指令G54～G59來執行的。還有一種方法就是使用G92指令設定座標系。當一個工件加工完成之後，加工下一個工件時使用G92來重新設定新的工件座標系。上面是在數控加工中常用的三種補償，它給我們的編程和加工帶來很大的方便，能大大地提高工作效率。
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