【正文】
ment, the current, world technology and its equipment of numerical control develop tendency major embodiment in some following aspects: speed, efficiency, high accuracy and high reliabilityTo raise processing efficiency, first, must rise, cut, with feed speed, at the same time, still shorten handling time。 adopt new automatic programming system。 adopt 32 CPU positions extensively much tiny processor system。綜上所述,在現(xiàn)階段和未來的一段時間內(nèi),數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展將迎來一個新的空間,必定以驚人的速度向前發(fā)展,并達到一個嶄新的曾面上。這種虛擬軸數(shù)控機床用軟件的復(fù)雜性代替?zhèn)鹘y(tǒng)機床機構(gòu)的復(fù)雜性,開拓了數(shù)控機床發(fā)展的新領(lǐng)域; 以計算機輔助管理和工程數(shù)據(jù)庫、因特網(wǎng)等為主體的制造信息支持技術(shù)和智能化決策系統(tǒng)。 開放性 為適應(yīng)數(shù)控進線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求,最重要的發(fā)展趨勢是體系結(jié)構(gòu)的開放性,設(shè)計生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng),例如美國、歐共體及日本發(fā)展開放式數(shù)控的計劃等。 智能化 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面: 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動生成; 為提高驅(qū)動性能及使用連接方便方面的智能化,如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等; 簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程,智能化的人機界面等; 智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容,方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 當(dāng)前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6000小時以上,驅(qū)動裝置達30000小時以上。 高可靠性 高可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性在一個數(shù)量級以上,但也不是可靠性越高越好,仍然是適度可靠,因為是商品,受性能價格比的約束。10μm提高到177。 當(dāng)前,機械加工高精度的要求如下:普通的加工精度提高了一倍,達到5微米;精密加工精度提高了兩個數(shù)量級,超精密加工精度進入納米級(),~,加工表面粗糙度Ra=。其精度從微米級到亞微米級,乃至納米級(10nm),其應(yīng)用范圍日趨廣泛。 依靠快速、準(zhǔn)確的數(shù)字量傳遞技術(shù)對高性能的機床執(zhí)行部件進行高精密度、高響應(yīng)速度的實時處理,由于采用了新型刀具,車削和銑削的切削速度已達到5000米~8000米/分以上;主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達10萬轉(zhuǎn)/分)以上;工作臺的移動速度:(進給速度),在分辨率為1微米時,在100米/分(有的到200米/分)以上,在24米/分以上;自動換刀速度在1秒以內(nèi);小線段插補進給速度達到12米/分。超高速加工特別是超高速銑削與新一代高速數(shù)控機床特別是高速加工中心的開發(fā)應(yīng)用緊密相關(guān)。為此,必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動和智能化進給伺服裝置,能自動識別負載并自動優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng),其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的,由于有充足的軟、硬件資源可供利用,不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進行的系統(tǒng)集成得到有力的支持,而且也為用戶的二次開發(fā)帶來極大方便,促進了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用,既可通過升檔或剪裁構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng),又可通過擴展構(gòu)成不同類型數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng),開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機的先進技術(shù),如多媒體技術(shù),實現(xiàn)聲控自動編程、圖形掃描自動編程等。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用PC機豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。到80年代,總體發(fā)展趨勢是:數(shù)控裝置由NC向CNC發(fā)展;廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統(tǒng);提高系統(tǒng)的集成度,縮小體積,采用模塊化結(jié)構(gòu),便于裁剪、擴展和功能升級,滿足不同類型數(shù)控機床的需要;驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展;CNC裝置向人工智能化方向發(fā)展;采用新型的自動編程系統(tǒng);增強通信功能;數(shù)控系統(tǒng)可靠性不斷提高。附錄A數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展趨勢摘要:本文主要闡述了數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機床的產(chǎn)生、發(fā)展以及其將來,較全面的說明了現(xiàn)階段及未來的發(fā)展趨勢。數(shù)控系統(tǒng)由當(dāng)初的電子管式起步,經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段: 分立式晶體管式--小規(guī)模集成電路式--大規(guī)模集成電路式--小型計算機式--超大規(guī)模集成電路--微機式的數(shù)控系統(tǒng)。國外數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的總體發(fā)展趨勢是: 新一代數(shù)控系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構(gòu) 進入90年代以來,由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,推動數(shù)控機床技術(shù)更快的更新?lián)Q代。開發(fā)研究成果已得到應(yīng)用,如CincinnatiMilacron公司從1995年開始在其生產(chǎn)的加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床等產(chǎn)品中采用了開放式體系結(jié)構(gòu)的A2100系統(tǒng)。利用多CPU的優(yōu)勢,實現(xiàn)故障自動排除;增強通信功能,提高進線、聯(lián)網(wǎng)能力。隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機理,不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ?,而且人機界面極為友好,并具有故障診斷專家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。2 數(shù)控機床發(fā)展趨勢 為了滿足市場和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,為了達到現(xiàn)代制造技術(shù)對數(shù)控技術(shù)提出的更高的要求,當(dāng)前,世界數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面: 高速、高效、高精度、高可靠性 要提高加工效率,首先必須提高切削和進給速度,同時,還要縮短加工時間;要確保加工質(zhì)量,必須提高機床部件運動軌跡的精度,而可靠性則是上述目標(biāo)的基本保證。 新一代數(shù)控機床(含加工中心)只有通過高速化大幅度縮短切削工時才可能進一步提高其生產(chǎn)率。隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具,大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機驅(qū)動進給部件以及高性能控制系統(tǒng)(含監(jiān)控系統(tǒng))和防護裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決,應(yīng)不失時機地開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機床。 高精度 從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工),是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。新材料及新零件的出現(xiàn),更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝,發(fā)展新型超精密加工機床,完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù),以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。為了滿足用戶的需要,近10多年來,普通級數(shù)控機床的加工精度已由177。1~。而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動等的MTBF就必須大于10萬小時。個性化是近幾年來特別明顯的發(fā)展趨勢。其重點是以提高系統(tǒng)的可靠性、實用化為前提,以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo);注重加強單元技術(shù)的開拓、完善;CNC單機向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展;數(shù)控機床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)結(jié),向信息集成方向發(fā)展;網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。并聯(lián)桿系結(jié)構(gòu)的新型數(shù)控機床實用化。 由于采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),機械加工向虛擬制造的方向發(fā)展。D of Massachusetts Institute of Technology of 1952 years, make trial system of the first of numerical control, until now, have passed the course of 46 years, The system of numerical control from originally the type of electron tube start, have gone through below some develop stage: Divide into vertical transistor type the smallscale type of integrated circuit, - - the circuit type of large scale integration - - smallsized puter type - - super largescale integrated circuit - - the system of numerical control of the type of personal puter. Until 80 decade overall develop tendency is: the installation of numerical control from NC develop to CNC。 CNC installation melt to artificial intelligence direction development。 realize sound control automatic programming and graph scanning automatic programming etc. The systematic continuity of numerical control develops to high integrated degree direction, on every chip may integrated more transistor, make systematic volume less, more miniaturization, mini melt. Reliability large rising. use the advantage of CPU, realize fault remove voluntarily。 rotary table move speed:( feed speed), in resolution capacity is 1 microns , in 100 meter /s divide ( some divide to 200 meter /s) more than, in resolution capacity is microns , in 24 meter /s divide more than。10 μ m raising go to 177。To raise drive, performance and use join the intelligence in the aspect of convenience to melt, as before Key control, generator parameter from meet operational, automatic identification load choose model voluntarily, from whole wait surely。 CNC single machine to high accuracy, high speed and high flexible direction developme