【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(lái)越大的作用。在液壓鍛造壓力機(jī)上裝上數(shù)控系統(tǒng)，能夠達(dá)到較高的工作速度，提高了生產(chǎn)率，縮短了每件加工時(shí)間，降低了能耗，鍛造精度高壓力機(jī)的經(jīng)濟(jì)性得到明顯提高。 第三章 數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展機(jī)械設(shè)備最早的控制裝置是手動(dòng)控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國(guó)機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀(jì)奶年代至50年代，出現(xiàn)了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)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(jì)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(yùn)性能大為改善，而且減少了機(jī)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(jī)—電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。在20世紀(jì)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(jiǎn)單、價(jià)格低廉的自動(dòng)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(jì)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(jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，故目前已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益廣泛，進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了自動(dòng)編程系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造一體化是機(jī)械制造一體化的高級(jí)階段，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全部自動(dòng)化。世界已經(jīng)步入了新的機(jī)電一體化時(shí)代，它是以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的時(shí)代，數(shù)控機(jī)床就是其中的代表。如今歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而我國(guó)還處于發(fā)展階段，還有很大的發(fā)展空間。數(shù)控機(jī)床是機(jī)床業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，它將朝著以下五個(gè)方向發(fā)展：第一、復(fù)合化。隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床復(fù)合技術(shù)和復(fù)合加工技術(shù)逐漸成熟，在一臺(tái)機(jī)床上可以實(shí)現(xiàn)車、銑、鉆、攻絲、絞孔、擴(kuò)孔等多種操作工序和實(shí)現(xiàn)工序間的復(fù)合加工，大大提高了機(jī)床效率。如今復(fù)合加工機(jī)床正朝著多樣化的態(tài)勢(shì)發(fā)展。第二、智能化。數(shù)控機(jī)床的智能化體現(xiàn)在系統(tǒng)的各個(gè)方面，如提高加工效率和加工質(zhì)量的智能化，提高驅(qū)動(dòng)性能和方便使用連接的智能化，追求簡(jiǎn)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(jī)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(jī)床加工精度由原來(lái)的絲級(jí)提升至目前的微米級(jí)和亞微米級(jí)，一些特種加工精度甚至可達(dá)納米級(jí)。第四、柔性化。機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合可以提高效率，得到了廣泛應(yīng)用。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造行業(yè)滿足市場(chǎng)需求和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新的主要手段。作為先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)，它已經(jīng)成為各國(guó)制造行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)。第五、綠色化。低碳節(jié)能是各行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，數(shù)控機(jī)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(jī)床是制造業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。我國(guó)在從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)具有重要意義。近幾年來(lái)，在引進(jìn)消化國(guó)外數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國(guó)已生產(chǎn)出自主版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床，但是中、高檔以上的數(shù)控系統(tǒng)仍然是以進(jìn)口產(chǎn)品為主，研究目前數(shù)控機(jī)床及技術(shù)的現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展方向，將對(duì)開(kāi)發(fā)出中、高檔的數(shù)控產(chǎn)品，進(jìn)一步擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)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(jì)算機(jī)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(hào)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(chǔ)技術(shù)，比如閃爍存儲(chǔ)(flash memory)，移動(dòng)存儲(chǔ)(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(jī)電一體化安裝并改善人機(jī)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(jī)電一體化。在通訊方面采用PCMCIA存儲(chǔ)卡和外部計(jì)算機(jī)通訊，或采用調(diào)制解調(diào)器，用電話和人機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化、系列化。數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本也會(huì)隨著降低。 體系結(jié)構(gòu)向開(kāi)放式發(fā)展開(kāi)放式數(shù)控的討論已有好些年了，但是應(yīng)該看到，對(duì)于開(kāi)放式結(jié)構(gòu)至今沒(méi)有一致性的定義。某些用戶認(rèn)為開(kāi)放式表示能夠接受當(dāng)?shù)厥褂玫耐ㄐ艆f(xié)議。而另一些用戶認(rèn)為開(kāi)放式意味著所有控制器操作界面完全一致。對(duì)機(jī)床應(yīng)用工程師而言，開(kāi)放式意味著對(duì)刀架移動(dòng)、傳感器和邏輯控制有標(biāo)準(zhǔn)的輸入/輸出接口。對(duì)大公司和大學(xué)的研究工程師來(lái)說(shuō)，開(kāi)放式意味著以上這些均來(lái)自隨即拿來(lái)就用的積木塊。由于來(lái)自最終用戶和集成商(機(jī)床廠)的壓力，開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)工作正在向前發(fā)展并將持續(xù)下去。目前的一個(gè)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(jí)PC機(jī)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(lái)諸多的方便。應(yīng)該看到，在數(shù)控加工這種強(qiáng)實(shí)時(shí)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(rèn)可。在理論上沒(méi)有證明比現(xiàn)有傳統(tǒng)的CNC更加優(yōu)越。為應(yīng)對(duì)開(kāi)放式數(shù)控未來(lái)的發(fā)展，我國(guó)從2003年開(kāi)始實(shí)施開(kāi)放式數(shù)控國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/。開(kāi)放式數(shù)控(ONC)就其開(kāi)放程度可分為三個(gè)層次。第一層次是具有可配置功能，開(kāi)放的人機(jī)界面的通信接口及協(xié)議。第二層