- 相關(guān)推薦
論數控技術(shù)的發(fā)展趨勢
【論文摘要】：隨著(zhù)計算機業(yè)的快速發(fā)展，數控技術(shù)也發(fā)生了根本性的變革，是近年來(lái)應用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術(shù)，文章結合國內外情況，分析了數控技術(shù)的發(fā)展趨勢。
1. 引言
數控技術(shù)是一門(mén)集計算機技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、測量技術(shù)、現代機械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，是近年來(lái)應用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術(shù)。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現的，是實(shí)現自動(dòng)化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò )化的基礎，是現代機床裝備的靈魂和核心，有著(zhù)廣泛的應用領(lǐng)域和廣闊的應用前景。
2. 國內外數控系統的發(fā)展概況
隨著(zhù)計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動(dòng)檢測、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)，對制造業(yè)實(shí)現柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著(zhù)舉足輕重的作用。目前，數控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專(zhuān)用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數控系統實(shí)現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等多學(xué)科技術(shù)，數控系統實(shí)現了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調節與補償各項參數，實(shí)現了在線(xiàn)診斷和智能化故障處理。
長(cháng)期以來(lái)，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據經(jīng)驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD/CAM及自動(dòng)編程系統進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節，整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執行機構。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(cháng)、加工余量等加工參數，無(wú)法在現場(chǎng)環(huán)境下根據外部干擾和隨機因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見(jiàn)，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應日益復雜的制造過(guò)程，因此，大力發(fā)展以數控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
3. 數控技術(shù)的發(fā)展趨勢
數控技術(shù)的應用不但給傳統制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著(zhù)數控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著(zhù)越來(lái)越重要的作用。從目前世界上數控技術(shù)發(fā)展的趨勢來(lái)看，主要有如下幾個(gè)方面：
3.1 高精度、高速度的發(fā)展趨勢
盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒(méi)有止境的，高精度、高速度的內涵也在不斷變化，目前正在向著(zhù)精度和速度的極限發(fā)展。
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。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)競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì )將其列為5大現代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì )將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車(chē)裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來(lái)制造機翼、機身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
3.2 5軸聯(lián)動(dòng)加工和復合加工機床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動(dòng)機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動(dòng)機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數控系統、主機結構復雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數控機床高出數倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機床的發(fā)展。當前由于電主軸的出現，使得實(shí)現5軸聯(lián)動(dòng)加工的復合主軸頭結構大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復合主軸頭類(lèi)型5軸聯(lián)動(dòng)機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。
3.3 智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò )化成為當代數控系統發(fā)展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應控制，工藝參數自動(dòng)生成；為提高驅動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動(dòng)識別負自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。
目前許多國家對開(kāi)放式數控系統進(jìn)行研究，數控系統開(kāi)放化已經(jīng)成為數控系統的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數控系統就是數控系統的開(kāi)發(fā)可以在統一的運行平臺上，面向機床廠(chǎng)家和最終用戶(hù)，通過(guò)改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶(hù)的特殊應用和技術(shù)訣竅集成到控制系統中，快速實(shí)現不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數控系統，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當前研究的核心。網(wǎng)絡(luò )化數控裝備是近兩年國際著(zhù)名機床博覽會(huì )的一個(gè)新亮點(diǎn)。數控裝備的網(wǎng)絡(luò )化將極大地滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)、制造系統、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著(zhù)名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，反映了數控機床加工向網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展的趨勢。
4. 結束語(yǔ)
隨著(zhù)人們對數控技術(shù)重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡(jiǎn)要陳述當前的發(fā)展趨勢，另外數控技術(shù)的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻
[1] 王立新. 淺談數控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 赤峰學(xué)院學(xué)報. 2007.
[2] 董淳. 數控系統技術(shù)發(fā)展的新趨勢[J]. 可編程控制器與工廠(chǎng)自動(dòng)化. 2006.
[3] 張亞力. 簡(jiǎn)述數控發(fā)展的新趨勢[J]. 國土資源高等職業(yè)教育研究. 2005.
[4] 陳芳. 數控技術(shù)的發(fā)展和途徑[J]. 科技資訊. 2008.
【論數控技術(shù)的發(fā)展趨勢】相關(guān)文章：
論營(yíng)銷(xiāo)策略的發(fā)展趨勢12-09
論公允價(jià)值的發(fā)展趨勢03-21
論用益物權制度的發(fā)展趨勢03-22
數控技術(shù)發(fā)展趨勢-智能化數控系統03-21
論高鐵的局限性及及其發(fā)展趨勢03-26
論光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢03-25