【正文】 00mmin 3多軸聯(lián)動(dòng)功能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控23軸聯(lián)動(dòng)普通與精密型數(shù)控35軸聯(lián)動(dòng)甚至更多 4顯示功能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控只有簡(jiǎn)單的數(shù)碼顯示或簡(jiǎn)單的CRT字符顯示普通型則有較為齊全的CRT顯示還有圖形人及對(duì)話自診等功能精密型則還有三維圖形顯示 5通信功能經(jīng)濟(jì)型無通信功能普通型有RS232或DNC等接口精密型有MAP等高性能通信接口除以上四種分類外目前還有用數(shù)控裝置的構(gòu)成方式來分類分硬件和軟件數(shù)控控制坐標(biāo)軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)咒術(shù)方式分位三軸二聯(lián)動(dòng)和四軸四聯(lián)動(dòng)等13數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床最早誕生于美國(guó)1948年美國(guó)帕森斯公司在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢查用樣板的機(jī)床時(shí)提出了數(shù)控機(jī)床的設(shè)想后受美國(guó)空軍委托與麻省理工學(xué)院合作于1952年試制了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床其數(shù)控系統(tǒng)采用電子管1960年開始德國(guó)日本中國(guó)等都陸續(xù)地開發(fā)生產(chǎn)及使用數(shù)控機(jī)床中國(guó)于1968年由北京第一機(jī)床廠研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床1974年微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)一步促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和飛速發(fā)展由于微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)一直在不斷更新到目前為止已經(jīng)歷過以下幾代變化第一代數(shù)控19521959年采用電子管構(gòu)成的硬件數(shù)控系統(tǒng) 第二代數(shù)控19591965年采用晶體管電路為主的硬件數(shù)控系統(tǒng)第三代數(shù)控1965年開始采用小中規(guī)模集成電路的硬件數(shù)控系統(tǒng)第四代數(shù)控1970年開始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五代數(shù)控1974年開始采用微型計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控系統(tǒng)第六代數(shù)控1990年開始采用工控PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)前三代為第一階段數(shù)控系統(tǒng)主要是由硬件聯(lián)結(jié)構(gòu)成稱為硬件數(shù)控后三代稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控其功能主要由軟件完成 近20年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求目前數(shù)控技術(shù)主要朝以下方向發(fā)展1向高速度高精度方向發(fā)展速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力在加工精度方面近10年來普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm精密級(jí)加工中心則從35μm提高到115μm并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)0001μm加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副靜壓導(dǎo)軌直線滾動(dòng)導(dǎo)軌磁浮導(dǎo)軌等部件提高了CNC系統(tǒng)的控制精度應(yīng)用了高分辨率位置檢測(cè)裝置而且也在于使用了各種誤差補(bǔ)償技術(shù)如絲杠螺距誤差補(bǔ)償?shù)毒哒`差補(bǔ)償熱變形誤差補(bǔ)償空間誤差綜合補(bǔ)償?shù)仍诩庸に俣确矫娓咚偌庸ぴ从?0世紀(jì)90年代初以電主軸和直線電機(jī)的應(yīng)用為特征使主軸轉(zhuǎn)速大大提高進(jìn)給速度達(dá)60m／min以上進(jìn)給加速度和減速度達(dá)到12g以上主軸轉(zhuǎn)速達(dá)100000rmin以上高速進(jìn)給要求數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算速度快采樣周期短還要求數(shù)控系統(tǒng)具有足夠的超前路徑加減速優(yōu)化預(yù)處理能力前瞻處理有些系統(tǒng)可提前處理5000個(gè)程序段為保證加工速度高檔數(shù)控系統(tǒng)可在每秒內(nèi)進(jìn)行200010000次進(jìn)給速度的改變2向柔性化功能集成化方向發(fā)展數(shù)控機(jī)床在提高單機(jī)柔性化的同時(shí)朝單元柔性化和系統(tǒng)化方向發(fā)展如出現(xiàn)了數(shù)控多軸加工中心換刀換箱式加工中心等具有柔性的高效加工設(shè)備出現(xiàn)了由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床組成底層加工設(shè)備的柔性制造單元Flexible Manufacturing CellFMC柔性制造系統(tǒng)Flexible Manufacturing SystemFMS柔性加工線Flexible Manufacturing LineFML在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置等已成為基本裝置隨著數(shù)控機(jī)床向柔性化方向的發(fā)展功能集成化更多地體現(xiàn)在工件自動(dòng)裝卸工件自動(dòng)定位刀具自動(dòng)對(duì)刀工件自動(dòng)測(cè)量與補(bǔ)償集鉆車鏜銑磨為一體的萬能加工和集裝卸加工測(cè)量為一體的完整加工等3向智能化方向發(fā)展隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷滲透和發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展在新一代的數(shù)控系統(tǒng)中由于采用進(jìn)化計(jì)算Evolutionary Computation模糊系統(tǒng)Fuzzy System和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Neural Network等控制機(jī)理性能大大提高具有加工過程的自適應(yīng)控制負(fù)載自動(dòng)識(shí)別工藝參數(shù)自生成運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償智能診斷智能監(jiān)控等功能1引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù) 由于在實(shí)際加工過程中影響加工精度因素較多如工件余量不均勻材料硬度不均勻刀具磨損工件變形機(jī)床熱變形等這些因素事先難以預(yù)知以致在實(shí)際加工中很難用最佳參數(shù)進(jìn)行切削引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)的目的是使加工系統(tǒng)能根據(jù)切削條件的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)切削用量等參數(shù)使加工過程保持最佳工作狀態(tài)從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度同時(shí)也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率 2故障自診斷自修復(fù)功能 在系統(tǒng)整個(gè)工作狀態(tài)中利用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝程序隨時(shí)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷自檢查一旦出現(xiàn)故障立即采用停機(jī)等措施并進(jìn)行故障報(bào)警提示發(fā)生故障的部位和原因等并利用冗余技術(shù)自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)接通備用模塊 3刀具壽命自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)換刀功能 利用紅外聲發(fā)射激光等檢測(cè)手段對(duì)刀具和工件進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)工件超差刀具磨損和破損等及時(shí)進(jìn)行報(bào)警自動(dòng)補(bǔ)償或更換刀具確保產(chǎn)品質(zhì)量 4模式識(shí)別技術(shù) 應(yīng)用圖像識(shí)別和聲控技術(shù)使機(jī)床自己辨識(shí)圖樣按照自然語(yǔ)言命令進(jìn)行加工 5智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù) 目前已研究能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)包括智能化主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行 4向高可靠性方向發(fā)展數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)它主要取決于數(shù)控系統(tǒng)各伺服驅(qū)動(dòng)單元的可靠性為提高可靠性目前主要采取以下措施 1采用更高集成度的電路芯片采用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專用及混合式集成電路以減少元器件的數(shù)量提高可靠性 2通過硬件功能軟件化以適應(yīng)各種控制功能的要求同時(shí)通過硬件結(jié)構(gòu)的模塊化標(biāo)準(zhǔn)化通用化及系列化提高硬件的生產(chǎn)批量和質(zhì)量