論數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向與趨勢(shì)

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1、論數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向與趨勢(shì)：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的已趨激烈，產(chǎn)品的更新速度越來越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比例明顯增加，復(fù)雜形狀零件越來越多，精度要求也越來越高，產(chǎn)品的研制生產(chǎn)周期越來越短，傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已經(jīng)難以適應(yīng)多樣化、柔性化和復(fù)雜形狀零件的高效高質(zhì)量加工要求，從而機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)生了革命性的變化?！　￡P(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)趨勢(shì)智能化高速化X絡(luò)化　　:TP273：A：1007-9416(2011)11-0001-01　　　　1、引言　　數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱數(shù)控（NumericalControl—NC）是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械運(yùn)及加工過程進(jìn)行控制

2、的一種方法。它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、現(xiàn)在機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等于一體的現(xiàn)在制造業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)。　　2、國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)及數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況　　為了適應(yīng)市場(chǎng)需求多變的形勢(shì)，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，尤其是數(shù)控技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著至關(guān)重要的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控

3、制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)X絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在X絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)X，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。　　我國(guó)從1958年開始研究數(shù)控技術(shù)，從引進(jìn)到研制、開發(fā)，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)水平取得了迅猛發(fā)展。但是長(zhǎng)期以來，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，C只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定。CA

4、D/CAM和C之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中C只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響C的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)C系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，我國(guó)制造業(yè)要取得更加輝煌的成就，就必須推行數(shù)控技術(shù)改革，走科技興國(guó)之路?！　?、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向與趨勢(shì)　　數(shù)控技術(shù)水

5、平高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的方向與趨勢(shì)來看，主要有如下幾個(gè)方面：　　3.1高精度和高速度化　　提高精度和速度一直是數(shù)控技術(shù)發(fā)展所追求的兩個(gè)重要目標(biāo)。盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢(shì)，但目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力?！　?.2多功能、小型化　　多功能的數(shù)控系統(tǒng)可以最大限度地提高數(shù)控設(shè)備的利用率，提高數(shù)控設(shè)備的效率。多功能主要體現(xiàn)在工藝復(fù)合性和多軸化兩個(gè)

6、方面：以減少工序、縮短輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展，工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880軸。小型化方面，F(xiàn)ANUC公司的FS16和FS18數(shù)控系統(tǒng)都采用了三維安裝方法，從而使小型化的數(shù)控系統(tǒng)可以很方便地安裝到機(jī)電一體化設(shè)備上?！　?.3實(shí)時(shí)智能化　　現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的智能化表現(xiàn)在運(yùn)用自適應(yīng)控制技術(shù)、裝備專家系統(tǒng)和具有系統(tǒng)自學(xué)習(xí)及示教功能。實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)X絡(luò)控制、專

7、家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。裝備采用自適應(yīng)控制技術(shù)的數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，可以對(duì)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)矩、切削力、切削溫度刀具磨損等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，并加以調(diào)整，確保切削過程處于最佳狀態(tài)。在數(shù)控系統(tǒng)中，建立切削工藝專家、故障診斷專家系統(tǒng)，可以達(dá)到提高編程效率和降低對(duì)編程人員技術(shù)水平要求的目的，達(dá)到對(duì)故障進(jìn)行自診斷并自動(dòng)采取排除故障措施的目的?！　?.4數(shù)控X絡(luò)化　　數(shù)控X絡(luò)化即將制造單元和控制裝置通過X絡(luò)連接起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工過程和設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和無人化操作；對(duì)制造過程中所需資源實(shí)行共享，實(shí)現(xiàn)滿足CAD/CAM系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)在高速局域X上進(jìn)行大量信息交換的要求。數(shù)控裝

8、備的X絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制