【導讀】CAXA制造工程師進行自動編程的基本步驟……………………方式帶來了革命性的變化。CIMS、敏捷制造和智能制造技術，都是建立在數(shù)控技術之上的。數(shù)控加工經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展已成為。質(zhì)量的重復性，可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致。工零件的質(zhì)量及加工時間是由數(shù)控程序決定而不是由機床操作人員決定的。數(shù)控加工一次裝夾完成加工，縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率；成為企業(yè)是否具有競爭力的象征。這是制造技術發(fā)展過程中的一個重大突破，標志著制造領域中數(shù)控加。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術的基礎，這一發(fā)明對于制造行業(yè)而言，具有劃時代的意義和深遠的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達國家都十分重視數(shù)控。我國于是1958年開始研制數(shù)控機床，成功試制出。的三坐標數(shù)控銑床。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機床已經(jīng)在工業(yè)界得到?；鸹ǔ尚蜋C床、數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控磨床和數(shù)控車床。常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)組成。

　　

【正文】 補技術。 山東淄博職業(yè)學院畢業(yè)設計論文紙 第 1 頁 共 頁 裝 訂 線 圖 10 不同分辨率下的脈動扭矩 、智能化控制是提高數(shù)控加工效率的有效手段 由于數(shù)控加工過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，為實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，數(shù)控機床應能根據(jù)切削條件的變化，基于多信息融合下的重構(gòu)優(yōu)化、智能決策，實時動態(tài)調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過程能保持最佳工作 狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產(chǎn)效率。 在芝加哥 IMTS2020 上，加拿大英屬哥倫比亞大學 Yusuf Altintas 教授展示的切削參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，采用現(xiàn)代測試技術檢測機床的各項運行參數(shù)和動態(tài)參數(shù)，并結(jié)合 CAD/CAM 技 術，經(jīng)過優(yōu)化計算，合理地將刀具參數(shù)、機床參數(shù)以及被加工材料性能參數(shù)結(jié)合起來，得到刀具軌跡和運行參數(shù)，極大地提山東淄博職業(yè)學院畢業(yè)設計論文紙 第 1 頁 共 頁 裝 訂 線 高了切削加工的效率和刀具的使用壽命。 據(jù)介紹北美幾大飛機制造企業(yè)和汽車企業(yè)應用了他的智能切削系統(tǒng)后，平均切削效率提高了 8 倍，平均 刀具壽命提高了 20 倍。 、 CAD/CAM 與 CNC 的集成已成為擴展數(shù)控系統(tǒng)功能的重要途徑 國際主流數(shù)控系統(tǒng)廠商在研制最新數(shù)控系統(tǒng)的同時，都非常注重對CAD/CAM/CNC 集成技術的開發(fā)，并明確的將圖形化、集成式的編程系統(tǒng)作為擴展數(shù)控系統(tǒng)功能、提高數(shù)控系統(tǒng)人機交互方式友好性的重要途徑。SIEMENS 的 Shop Turn、 Shop Mill 車間級集成式編程系統(tǒng)， FANUC 公司的集成式編程系統(tǒng)， HEIDENHAIN 公司的對話框式集成編程系統(tǒng)等，都已成為各公司歷次展會宣傳的重點。 、 高速、 高精加工技術及裝備的新趨勢 效率、質(zhì)量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為 5 大現(xiàn)代制造技術之一，國際生產(chǎn)工程學會（ CIRP）將其確定為 21 世紀的中心研究方向之一。 在轎車工業(yè)領域，年產(chǎn) 30 萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是 40 秒 /輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領域，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、壁進行加工 。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)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。 從 EMO2020 展會情況來看，高速加工中心進給速度可達 80m/min，甚至更高，空運行速度可達 100m/min 左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。美國 CINCINNATI 公司的 HyperMach 機床進給速度最大達 60m/min，快速 為 100m/min，加速度達 2g，主軸轉(zhuǎn)速已達 60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用 30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需 3h，在普通銑床加工需 8h；德國 DMG 公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm 和 1g。 在加工精度方面，近 10 年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由 10μ m 提高到 5μ m，精密級加工中心則從 3～ 5μ m，提高到 1～ m，并且超精密加工精度已開始進入納米級 ( m)。 在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的 MTBF 值已達 6 000h 以上，伺服系統(tǒng)的MTBF 值達到 30000h 以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。 為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應用領域進一步擴大。 、 軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展 采用 5 軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不山東淄博職業(yè)學院畢業(yè)設計論文紙 第 1 頁 共 頁 裝 訂 線 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)動機床的效率可以等于 2 臺 3 軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時， 5 軸聯(lián)動加工可比 3 軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因 5 軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復雜等原因，其價格要比 3 軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了 5 軸聯(lián)動機床的發(fā)展。 當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn) 5 軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型 5 軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含 5 面加工機床）的發(fā)展。 在 EMO2020 展會上，新日本工機的 5 面加工機床采用復合主軸頭，可實現(xiàn)4 個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得 5 面加工和 5 軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國 DMG 公司展出DMUVoution 系列加工中心，可在一 次裝夾下 5 面加工和 5 軸聯(lián)動加工，可由 CNC 系統(tǒng)控制或 CAD/CAM 直接或間接控制。 、 智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 21 世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，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，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、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；還有智能診斷、智 能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的 NGC(The Next Generation WorkStation/Machine Control)、歐共體的 OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems) 、日本的 OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的 ONC(Open Numerical Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心 網(wǎng)絡化數(shù) 控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)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(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在 EMO2020 展中，日本山崎馬扎克（ Mazak)公司展出的“ CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱 CPC)；日本大隈（ Okuma）機床公司展出“ IT plaza”（信息技術廣場，簡稱 IT 廣場 )；德國西門子 (Siemens)公司展出的 Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡稱 OME）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。