論機械制造的智能化技術發(fā)展趨勢.doc

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1、論機械制造的智能化技術發(fā)展趨勢一、機械制造技術的發(fā)展在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術於一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前，數(shù)控技術正在發(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時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)瞭超薄型、超小型化：在智能化基礎上，綜合瞭計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)瞭高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)瞭在線診斷和智能化故障處理：在網(wǎng)

2、絡化基礎上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體。機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)瞭中央集中控制的群控加工二、智能化技術發(fā)展趨勢1?性能發(fā)展方向(1)高速高精度高效化。速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由於采用瞭高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取瞭改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高(1)柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計，功能覆蓋面大?？刹眉粜詮?，便於滿足不同用戶的需求；群拉系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大

3、限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能(2)工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工。正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾後，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工(3)實時智能化。早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務，以確保任務在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為2.功能發(fā)展方向(1)用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由於不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之

4、一。當前Internet.虛擬現(xiàn)實、科學計算可視化及多媒體等技術，也對用戶界面提出瞭更高要求。形用戶界面極大地方便瞭非專業(yè)用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進行操作，便於藍編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)形顯示、形模擬、形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)(1)科學計算可視化?？茖W計算可視化可用於高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限於用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、像、動畫等可視信息?？梢暬夹g與虛擬環(huán)境技術相結(jié)合，進一步拓寬瞭應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產(chǎn)品設計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術領域，可視

5、化技術可用於CAD/CAM,如自動編程設計、參數(shù)自動設定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等(1)插補和補償方式多樣化。多種插補方式如直線插補、圓弧插補、柱插補、空間橢曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)?2)內(nèi)裝高性能PLCo數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圈或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功

6、能，編程工具中包含用於車床銃床的標準PLC用戶程序?qū)崅?cè)，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序3?體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展(1)集成化。采用高度集成化CPU,RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度，應用LED平板顯示技術?？商岣唢@示器性能。平板顯示器具有科技含量髙、重量輕、體積小、功耗低、便於攜帶等優(yōu)點?？蓪崿F(xiàn)超大尺寸顯示。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，掘高系統(tǒng)

7、的可靠性(1)模塊化。硬件模塊化易於實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化，根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服，PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)(2)網(wǎng)絡化。機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作，通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其他機床進行編程、設定、操作、運行。不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)當前開發(fā)研究適應於復雜制造過程的、