数控化发展趋势——智能化数控系统论文_许宏易

数控化发展趋势——智能化数控系统论文_许宏易

(江苏省溧水高级中学)

摘要:机械制造业是我国工业化发展的主要组成部分,传统的制造业已经在激烈的竞争者逐步被淘汰,想要加快工业化进程,必须要通过对数控技术的掌握和应用,来提高机械制造业的制造效率和产品质量,保证在工业制造中处于优势地位。数控技术水平代表着一个国家的综合竞争力,而数控技术的多轴联动控制、功能复合化、网络化、智能化和开放性以及对其功能和体系结构的开发是如今各工业大国的主要研发方向。

关键词:数控技术;计算机;数据

1946年,人类发明了世界上第一台电子计算机诞生,标志着人类的生产和创造力将产生质的飞跃。6年后,计算机技术应用到了机床上,在美国诞生了第一台数控机床,传统的制造业因为数控的应用开始出现了大变化,数控技术还是向工业化转变的象征,先进制造的核心技术成分逐渐转变为数控技术,数控技术是智能型技术的前提。现代化的生产模式的实现不能离开对数控技术的应用。当前社会数控技术的适用范围不断扩大,应用的范畴也不断增多,通过计算机处理器系统对机床进行控制,使生产的管理更为便捷,提高了产品的规范性和质量,同时也节约时间,提高生产效率,获得了更大经济效益。

一.国内外数控系统发展概况

早期计算机的运算速度低,对科学计算和数据处理影响不明显,而且不能适应机床实时控制的要求。到了1970年,通用小型计算机业的出现并开设成批生产。计算机便成为数控系统的核心部件,标志着工业进入计算机数控阶段。时至今日数控技术已经是现代制造系统最关键的技术。它集自动检测技术,计算机技术等这些先进的技术于一身。它的特点是高效率,高精度。它顺应这个时代的发展,在制造业中起到了不可代替的作用。数控系统也在发生着变化,由以前笨重的系统开始变为超薄,超小的系统。随着我国机械制造业的发展,数控技术开始被广泛的重视起来,我国也建立了数控技术研究中心,专门对数控的技术进行研究,取得了一定的成就。但是相比工业先进国家仍然处于发展阶段,

二.数控技术发展趋势

1.性能方面的发展

1.1 多轴联动控制。多轴联动控制技术是数控系统的核心和关键,并且成为当今世界数控机床发展的最尖端技术领域,以我国为例,在国家政策大力支持华中数控、航天数控、北京机电院、北京精雕等已成功研发五轴联动的数控系统。采用五轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度 高,而且效率也大幅度提高

1.2高速高精高效化。现代的工业社会,机械制造技术把速度、精度作为关键的指标。每个企业都在追求精度、速度,因为这个影响着企业的效益,和产品的质量。机床为了提高速度和精度采用了高新技术和高新零件,主要使用的高新零件包括高速CPU芯片,多CPU的控制系统。不仅如此它还采用了高分辨率的检测元件的系统。在机床动态方面也做了很大的改进,还有机床的静态特征也做了许多调整。

1.3实时智能化。早期针对相对来说不是很复杂的理想环境而设计的实时系统。实施系统的为了确保任务能够按时完成而进行调度。但是现代化的人工智能为了使人类的需求得到满足想要使用计算模型。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如前馈控 制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊 断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。与此同时,实时系统也开始变得更加智能更加复杂,因此开创了一个新的领域叫做实时智能控制。

1.4开放化。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如我国的ONC、美国的NGC、欧共体的OSACA、日本的OSEC等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。

1.5功能复合化。数控技术与CAD/CAM技术的无缝集成,有效提高了产品加工的效率和可靠性,在加工技术产业链里的地位愈加重要。目前,国际主流数控系统厂商大多推出了集成CAD/CAM技术的复合式数控系统。国内已开始在这方面进行探索和尝试,北京精雕推出的JD50数控系统,正是集CAD/CAM技术、数控技术、测量技术为一体的复合式数控系统,具备在机测量自适应补偿功能。

2.功能发展方向

2.1科学计算可视化。进一步拓宽计算机的领域人们结合了虚拟环境技术和可视化技术。不仅可以缩短产品的设计时间,而且可以降低成本。这一技术同时应用于数控技术,在数控技术中可以进行动态显示还有加工过程中的仿真演示。

2.2用户界面图形化。使用者与数控系统的对话接口就是用户界面,因为每个用户对界面的要求都不同,所以这样对开发用户界面的工作者提出了更高的要求,因此用户界面成为了计算机软件研制中最困难的部分之一。

2.3多媒体技术应用。多媒体技术的应用广泛,它能把计算机与声音图片等结合起来,把计算机变成能够处理多种数据信息的系统。在数控操作方面,运用多媒体的智能化,使得在诊断机器故障等方面起重要作用。

3.体系结构的发展

3.1一方面是模块化。硬件的模块化有利于使数控系统趋向于标准化。基本模块,如CPU、PLC等,按照他们的不同的功能需求,制作成不同标准化的产品,然后依据积木方式,对他们进行功能裁剪,决定增加还是减少模块的数量,以此来组成档次多样的数控系统。另一方面是网络化。实现虚拟制造、敏捷制造、全球制造,是满足制造企业对信息集成需求的途径。

3.2通过联网,工作人员可以用其中的任何一台机床,对其他的机床进行不同操作,然后这台机床的屏幕上就会出现所有的操作画面。通用型开放式闭环控制模式,由模块化、开放式等多种方式与计算机共同组成,能够扩展升级,组成档次与集成程度不同的数控系统。传统的数控系统,只有一种专用型单机封闭式开环控制模式,而闭环控制模式的产生,就是因此而被提出的。

三.结论

数控机床是工业的“工作母机”,其技术水平代表着一个国家的综合竞争力。数控系统是机床装备的“大脑”,是决定数控机床功能、性能、可靠性、成本价格的关键因素。如今美、德、日等工业发达国家掌握的高端数控系统关键技术,影响着整个数控产业的发展。同时国产高端数控系统,特别是对于国防工业急需的高速、高精、多轴联动的高档数控机床和高档数控系统,一直是重要的国际战略物资,受到西方国家严格的出口限制。我国必须重视自主研发,不断提升数控系统及相关配套功能部件的性能,依靠夯实的基础和科技创新开拓我国数控系统技术与产业发展的新道路,为"中国制造2025"发挥更重要的作用。

参考文献:

[1] 陈 华 . 零 件 数 控 铣 削 加 工 [M]. 北 京:北 京 理 工 大 学 出 版社,2011.

[2] 方 沂 . 数 控 机 床 编 程 与 操 作 [M]. 北 京:国 防 工 业 出版社2012.

[3]周济.智能制造—"中国制造2025"的主攻方向[J].中国机械工程,2015,26(17):2273-2284

论文作者:许宏易

论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期

论文发表时间:2017/1/20

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