【文章內(nèi)容簡介】 在壓力加工技術(shù)方面，在熱壓力加工范圍內(nèi)。數(shù)控系統(tǒng)在熱態(tài)成型方面起著越來越大的作用。在液壓鍛造壓力機上裝上數(shù)控系統(tǒng)，能夠達到較高的工作速度，提高了生產(chǎn)率，縮短了每件加工時間，降低了能耗，鍛造精度高壓力機的經(jīng)濟性得到明顯提高。 第三章 數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展機械設(shè)備最早的控制裝置是手動控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀奶年代至50年代，出現(xiàn)了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現(xiàn)了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)運性能大為改善，而且減少了機械設(shè)備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機—電動機控制系統(tǒng)。在20世紀的60年代出現(xiàn)丁一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序，結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，在20世紀70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它具備了計算機控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點，故目前已作為一種標準化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機床的應(yīng)用日益廣泛，進一步推動了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了自動編程系統(tǒng)、計算機數(shù)控系統(tǒng)、計算機群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計算機集成制造系統(tǒng)及計算機輔助設(shè)計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計到制造的全部自動化。世界已經(jīng)步入了新的機電一體化時代，它是以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的時代，數(shù)控機床就是其中的代表。如今歐美日等發(fā)達國家已經(jīng)先后完成了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化進程，而我國還處于發(fā)展階段，還有很大的發(fā)展空間。數(shù)控機床是機床業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢，它將朝著以下五個方向發(fā)展：第一、復(fù)合化。隨著數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展，機床復(fù)合技術(shù)和復(fù)合加工技術(shù)逐漸成熟，在一臺機床上可以實現(xiàn)車、銑、鉆、攻絲、絞孔、擴孔等多種操作工序和實現(xiàn)工序間的復(fù)合加工，大大提高了機床效率。如今復(fù)合加工機床正朝著多樣化的態(tài)勢發(fā)展。第二、智能化。數(shù)控機床的智能化體現(xiàn)在系統(tǒng)的各個方面，如提高加工效率和加工質(zhì)量的智能化，提高驅(qū)動性能和方便使用連接的智能化，追求簡化編程與操作的智能化，為方便系統(tǒng)診斷與維修的智能診斷、智能監(jiān)控等。目前數(shù)控機床的智能化技術(shù)已經(jīng)在數(shù)控系統(tǒng)中得到了較多體現(xiàn)。第三、高精度化。精密加工技術(shù)的發(fā)展使數(shù)控機床加工精度由原來的絲級提升至目前的微米級和亞微米級，一些特種加工精度甚至可達納米級。第四、柔性化。機器人與主機的柔性化組合可以提高效率，得到了廣泛應(yīng)用。柔性自動化技術(shù)是制造行業(yè)滿足市場需求和實現(xiàn)產(chǎn)品更新的主要手段。作為先進制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)，它已經(jīng)成為各國制造行業(yè)發(fā)展的主流趨勢。第五、綠色化。低碳節(jié)能是各行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，數(shù)控機床業(yè)也必然朝綠色化方向發(fā)展。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床是制造業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，是一個國家綜合國力的重要體現(xiàn)。我國在從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的過程中，大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)具有重要意義。近幾年來，在引進消化國外數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國已生產(chǎn)出自主版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床，但是中、高檔以上的數(shù)控系統(tǒng)仍然是以進口產(chǎn)品為主，研究目前數(shù)控機床及技術(shù)的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展方向，將對開發(fā)出中、高檔的數(shù)控產(chǎn)品，進一步擴大數(shù)控機床市場份額起到重要作用。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件技術(shù)發(fā)展迅速隨著集成電路及計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，給數(shù)控硬件技術(shù)的更新?lián)Q代注入新的活力，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)普遍采用超大規(guī)模集成電路(VLSI)、專用芯片(ASIC)及數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)。在電氣裝聯(lián)上廣泛采用表面安裝(SMT)、三維高密度(three dimensional high density)技術(shù)，極大地提高系統(tǒng)的可靠性。高速高性能存儲技術(shù)，比如閃爍存儲(flash memory)，移動存儲(PCMCIA card)等極大地方便用戶。薄膜晶體管液晶顯示器(TFTLCD)技術(shù)使得顯示裝置趨于平板化，更便于機電一體化安裝并改善人機界面。作為數(shù)控系統(tǒng)核心的處理器廣泛采用“位以上的高速RISC CPU，保證高速、高精度的數(shù)控加工。以日本FANUC 16i/18i和160i/180i為例，已形成超小、超薄型控制器，主控板僅為名片一樣大小，主處理器采用Pentium芯片。CNC和伺服采用50M/S的高速串行總線。用光纜連結(jié)I/O模塊，采用分散配置，便于機電一體化。在通訊方面采用PCMCIA存儲卡和外部計算機通訊，或采用調(diào)制解調(diào)器，用電話和人機通訊。嵌入式硬件的使用有望使得數(shù)控系統(tǒng)硬件更趨標準化、系列化。數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)成本也會隨著降低。 體系結(jié)構(gòu)向開放式發(fā)展開放式數(shù)控的討論已有好些年了，但是應(yīng)該看到，對于開放式結(jié)構(gòu)至今沒有一致性的定義。某些用戶認為開放式表示能夠接受當?shù)厥褂玫耐ㄐ艆f(xié)議。而另一些用戶認為開放式意味著所有控制器操作界面完全一致。對機床應(yīng)用工程師而言，開放式意味著對刀架移動、傳感器和邏輯控制有標準的輸入/輸出接口。對大公司和大學(xué)的研究工程師來說，開放式意味著以上這些均來自隨即拿來就用的積木塊。由于來自最終用戶和集成商(機床廠)的壓力，開放式結(jié)構(gòu)的開發(fā)工作正在向前發(fā)展并將持續(xù)下去。目前的一個積極成果即是基于PC的CNC，即PCbased。世界上一些著名的數(shù)控制造商紛紛推出PCbased CNC系統(tǒng)，例如FANUC公司的FANUC 160/180，西門子公司的siemens 840Di，F(xiàn)AGOR公司的FAGOR 8070。由于采用了工業(yè)級PC機及桌面操作系統(tǒng)Windows，DOS等，其豐富的軟、硬件資源給用戶帶來諸多的方便。應(yīng)該看到，在數(shù)控加工這種強實時環(huán)境中，使用商用操作系統(tǒng)Win，DOS等，還尚未得到業(yè)界的完全認可。在理論上沒有證明比現(xiàn)有傳統(tǒng)的CNC更加優(yōu)越。為應(yīng)對開放式數(shù)控未來的發(fā)展，我國從2003年開始實施開放式數(shù)控國家標準GB/。開放式數(shù)控(ONC)就其開放程度可分為三個層次。第一層次是具有可配置功能，開放的人機界面的通信接口及協(xié)議。第二層