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關鍵詞:計算機技術數控技術制造技術
一、國內外數控系統發展概況
目前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上,CAD/CAM與數控系統集成為一體,機床聯網,實現了中央集中控制的群控加工。長期以來,我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構,CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定,加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節,整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數,無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整,更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量,因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見,傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構,限制了CNC向多變量智能化控制發展,已不適應日益復雜的制造過程,因此,對數控技術實行變革勢在必行。
二、數控技術發展趨勢
(一)性能發展方向
(1)高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統,同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施,機床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化。包含兩方面:數控系統本身的柔性,數控系統采用模塊化設計,功能覆蓋面大,可裁剪性強,便于滿足不同用戶的需求;群控系統的柔性,同一群控系統能依據不同生產流程的要求,使物料流和信息流自動進行動態調整,從而最大限度地發揮群控系統的效能。(3)工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復合加工,正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后,通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施,完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸,西門子880系統控制軸數可達24軸。(4)實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。
(二)功能發展方向
(1)用戶界面圖形化。用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同,因而開發用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用,人們可以通過窗口和菜單進行操作,便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。(2)科學計算可視化。科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據,使信息交流不再局限于用文字和語言表達,而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合,進一步拓寬了應用領域,如無圖紙設計、虛擬樣機技術等,這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。(3)多媒體技術應用。多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體,使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域,應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化,在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
(三)體系結構的發展
(1)集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片,可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術,可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點,可實現超大尺寸顯示,成為和CRT抗衡的新興顯示技術,是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術,將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格,改進性能,減小組件尺寸,提高系統的可靠性。(2)模塊化。硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求,將基本模塊,如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊,作成標準的系列化產品,通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減,構成不同檔次的數控系統。(3)網絡化。機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網,可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行,不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。(4)通用型開放式閉環控制模式。由于制造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,因此,要實現加工過程的多目標優化,必須采用多變量的閉環控制,在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式,易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體,構成嚴密的制造過程閉環控制體系,從而實現集成化、智能化、網絡化。
三、智能化新一代PCNC數控系統
當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能。智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體,形成嚴密的制造過程閉環控制體系。
參考文獻:
[1]電動機降壓起動器的選擇與分析,凌浩,2000.12vol.20P66.
關鍵詞:數控技術;發展狀況;未來趨勢
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
文章編號:1672―3198(2014)10―0194―01
數控技術,簡稱數控(Nunmerical Control,NC),它是以數字或數字代碼的形式來實現控制的一門技術,數控技術是集計算機,自動控制,精密測量,信息管理和機械制造等技術為一體的現代控制技術,廣泛應用
于機械制造領域,是制造業實現自動化,柔性化,集成化生產的基礎。
1數控技術發展狀況
世界制造業在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復,曾一度幾乎快成為夕陽工業,所以美國人首先提出了要振興現代制造業。上世紀90年代的全世界數控機床制造業都經過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經過較大變動,從上世紀90年代初開始已出現明顯的回升,在全世界制造業形成新的技術更新浪潮。如德國機床行業從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同,生產任務飽滿。
在第一臺數控機床問世后,隨著微電子技術的迅猛發展,數控系統也在不斷地更新換代,先后經歷了電子管(1952年),晶體管和應刷電路板(1960年),小規模集成電路(1965年),小型計算機(1970年),微處理器或微型計算機(1974年)和基于PC-NC的智能數控系統(20世紀90年代后)6代數控系統。
前3代數控系統是屬于采用專用控制計算機的硬邏輯(硬線)數控系統,簡稱NC(Numerical Control),目前已被淘汰。
第4代數控系統采用小型計算機取代專用控制計算機,數控的許多功能由軟件來實現,不僅在經濟上更為合算,而且提高了系統的可靠性和功能特色,故這種數控系統又稱為軟線數控,即計算機數控(Computer Numerical Control,CNC)。
第5代微型數控(Micro-computer Numerical Control,MNC)是1974年以微處理器為核心的數控系統。
第6代數控系統基于PC-NC,它充分利用現有PC機的軟硬件資源,規范設計新一代數控,其優勢在于:
(1)元器件集成度高,可靠性好;
(2)技術進步快,升級換代容易;
(3)提供了開放式的基礎,可供利用的軟,硬件資源極為豐富。
我國數控機床的研制始于1985年,到20世紀60年代末70年代初,已經研制出一些晶體管式的數控系統,并用于生產,如數控線切割機床,數控銑床等。自改革開放以來,通過技術引進,科學攻關和技術改造,我國數控機床及技術有了較大進步。“六五”期間國家支持引進數控技術產品;“七五”期間國家支持組織“科學攻關”及實施“數控機床引進消化吸收一條龍”項目。“八五”期間國家又組織近百家單位進行以發展自主版權為目的的“數控技術攻關”,從而為數控技術產業化建立了基礎。在數控機床全面發展的同時,數控技術在其他數控設備中得以迅速發展,如數控激光與火焰切割機,數控壓力機,數控彎管機等也得到了廣泛的應用。
2數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化,使制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。
(1)直接數字控制系統:DNC(Direct Nunerical Control)是由一臺計算機直接管理和控制一群數控機床進行零件加工或裝配的計算機群控系統。DNC系統具有生產管理,作業調度,工況顯示監控和刀具壽命管理等功能,其發展趨勢是由一臺中央計算機與多臺NC或CNC機床組成分布式,實現分級控制管理,而不是分時控制方式。DNC系統的靈活性較大,適應性強,可靠性也較高,但一次性投資比較大。
(2)柔性制造單元與柔性制造系統:FMS(Flexible Manufactuing Systerm)FMS是一組數控機床,他們能夠隨機地加工一組有不同加工順序及加工循環的零件,實行自動運送材料及計算機控制,以便動態地平衡資源應用,從而使系統自動適應零件生產混合的變化及生產量的變化。FMS的生產批量為10~1000件,其中300件以下的最多。加工對象很廣,品種為5~300鐘,一般為30種以下;生產行業主要集中在汽車,飛機,機床以及某些家用電器行業。由于FMS減少了零部件的存放,運輸以及等待時間,使機床的利用率提高到70%~90%,加工質量穩定,有較強的生產適應性,可使生產周期縮短50%,生產率提高50%以上。
(3)計算機集成制造系統(Computer Integrates Manufacturing,CIM)它是采用現代計算機技術將制造工廠的全部生產活動進行有機的集成,以實現更高效益,更高柔性的現代智能化生產系統。從功能角度看,一個制造企業的CIMS包含經營管理,工程設計,產品制造,質量保證和物質保障五個功能系統,另外還要有一個能有效連接這些功能系統的支撐環境,即計算機網絡和數據庫系統,從而構成企業的信息集成系統。目前,CIMS技術還處于發展階段,但它的重要戰略意義已得到廣泛的重視。美國把CIMS看作21世紀的科技方向,歐共體將它列為信息技術研究三大重大項目之一;我國1986年制定了國家科技研究發展計劃(即“863”計劃),將CIMS確定為自動化研究領域的主題之一。
從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面:
(1)高速、高精加工技術及裝備的新趨勢;
(2)軸聯動加工;
(3)智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢;
(4)重視新技術標準、規范的建立。
希望我國能大力發展以數控技術為核心的先進制造技術,加速經濟發展,提高綜合國力和國家地位。
參考文獻
[1]明興祖,陳書函.數控技術[M].北京:化學工業出版社,2013.
關鍵詞:數控機床;發展現狀;趨勢
1 數控機床技術發展狀況
社會的不斷進步,市場需求量的不斷增多,使得人們對產品的質量更加的重視,企業為了能夠適應市場發展環境就必須提高自身的加工技術,數控機床得以被廣泛應用。但是我國使用數控機床的時間比較短,不能真正地掌握數控機床的使用技術,在實際的應用過程中能夠會出現很多的問題,給我國制造企業的發展造成不良影響。通過大量的實踐工作,我們總結出我國的數控技術發展情況的幾種現象。
1.1 數控機床技術的“三多”要求
企業之間的競爭愈演愈烈,這就導致數控機床加工零件的數量不斷增多,數控化加工設備的使用量不斷增多,對加工產品的工藝要求越來越多。這三個方面對數控機床使用技術提出更高的要求。通過實踐發現當前有很多行業百分之九十到百分之百關鍵部位的零件都采用機床加工技術。特別是近幾年制造業的發展過程中,數控機床加工技術起到了很大的推動作痛,而且隨著機床技術的不斷發展,加工精度、效率等方面都有很大的提高。
1.2 數控機床技術的“三缺”現象
我們需要正視的問題是當前我國對數控機床加工技術的研究還比較少,缺乏相關的數據參數,缺乏實踐的理論指導,缺乏研究發展的平臺。這就是當前我國的數控機床技術所缺乏的方面,其中缺乏科學的理論參數就不能對數控機床加工技術有深入的了解,進而不能發揮出其真正的作用,具體的表現在應用中出現故障不能拿上解決,影響了生產效率,不能滿足高效生產的要求。有關機床加工數據庫的建立還不是很完善,而且使用范圍也是非常的有限,這就很大程度上影響了加工技術的應用和發展,特別是缺乏針對服務業的加工技術數據庫,甚至有很多企業根本就沒有建立相關的系統,這就給數控機床技術的發展造成阻礙。
1.3 數控機床技術的“一低”現象
當前的數控加工技術的總體效率比較低,具體的表現為主軸開動的效率比較地,直接影響到相關加工企業的經濟效益。
關于數控機床加工技術出現的問題,已經引起了人們的關注。國家針對此問題也開展了很多的項目研究,取得了很好的成果,在提高數控機床技術快速發展方面起到了很大的促進作用,這也進一步增加了相關企業的經濟效益。
2 我國數控機床技術問題對策
雖然我國的數控機床技術起步比較晚,但是發展比較快,通過總結大量的實踐經驗,加工技術得到了很大的發展并取得了很好的效果。但是市場經濟環境是不斷發展和變化的,特別是技術方面在實際的應用中總會產生一些問題,影響其發展。下面我們就針對這些問題給出相應的對策。
2.1 重視數控機床理論探索
理論對實踐具有重要的指導作用,數控機床理論對于技術的不斷創新和產品的開發起到支撐作用,該理論涉及到的內容比較多,包括工程、力學、機械學等方面的知識。隨著研究的不斷深入,當代的數控機床理論有了更大的進步,具體的包括基礎暗黑動力學、動態分析等方面。
由于數控機床技術發展的時間比較短,相應的專業人才也比較短缺,使得機床技術的研究理論成果比較少,試驗的環境不夠完善。針對我國數控機床技術理論上的落后,我們必須提高這方面的投入,特別是人才的培養,在高校中設置這門學科,培養該學科的實踐能力,并能夠從實踐中總結出理論經驗,在實際的工作中,能夠利用有限的理論資源來提高生產效率,建立一定規模的研究機構,實現對機床技術各個方面的理論探索。
2.2 提高數控機床開發設計能力
數控機床是集電機、電子、機械等多個學科為一體的高科技設備,當前我國在數控機床自主研發、設計方面還有很大的差距,主要表現在設計沒有對相關零部件進行整合、以靜態設計模式為主、設計沒有充分的論證僅僅依靠以往的經驗進行定型化設計等。這種設計往往導致零件加工同質化現象嚴重,缺乏創新,有關零件細分產品較少很難滿足現代市場的需求。因此,在現代數控機床設計時應注重探索數控技術設計理論,提高機床性能和功能的創新意識,不斷優化在數控機床方面的探究和應用,逐漸實現油靜態設計到動態設計模式的轉化。
2.3 加強數控機床可靠性探究
數控機床工作性能是判定機床質量的重要指標,是用戶比較關心的重要內容。數控機床穩定性一般使用平均故障時間間隔來判定,該參數不但描述了產品質量時間度量值,而且還綜合反映了機床生產企業的綜合實力。因此,應加強數控機床可靠性方面的研究,建立和完善機床可靠性評價體系,熟悉機床故障發生的模式,在設計時采用相關措施加以避免,全面提高數控機床的可靠性能。
2.4 掌握經典加工工藝
掌握典型的數控機床加工工藝,能夠準確把握市場需求,從而不斷研發新產品,在提升產品競爭上具有重要意義,尤其最近幾年來我國機床企業對此引起了高度重視,對經典工藝的研究越來越重視。通過對經典加工工藝的研究能夠指導新工藝的開發,縮短新工藝的開發周期,樹立企業良好的形象,以此發揮企業的競爭優勢。
3 數控機床的發展趨勢
隨著制造業對數控機床的依賴程度越來越大,以及現代計算機技術水平的飛速發展為數控機床功能的擴展提供了堅實的技術支撐,使數控機床的應用范圍不斷擴大,而且逐漸向智能化、高精度化以及網絡化的趨勢發展。
數控技術控制智能化主要通過執行相關算法對加工的產品進行識別,從而選擇合理的加工參數。智能化功能的實現極大的提高零件加工的精讀,提高機床的工作效率。例如,它能利用已有的故障信息對新出現的故障進行快速定位。
數控機床的高精度化不僅僅局限在幾何精度上,它還包括機床各個部件運動、振動檢測等方面上,因此,能夠在同條件下完成多個零件的加工。
數控機床的網絡化是未來發展的主要特點之一,通過網絡能夠保證加工參數在各個車間進行傳遞,既能達到數據之間的共享還能對數控機床進行遠程監控,因此大大提高了機床的操作效率。
4 結束語
綜上所述,文章主要針對數控機床技術在我國的應用現狀以及出現問題進行了相關闡述,并進一步提出了當前應該采取的措施和該項技術未來的發展趨勢。數控機床技術對企業的重要性是不言而喻的,我們必須抓住發展的機遇,對數控機床理論進行分析和研究,并不斷創新,希望能夠使我國盡快地實現制造強國。
參考文獻
[1]王敏.淺析數控機床技術現狀[J].機械制造,2012(8).
關鍵詞:機械制造;數控技術;應用;發展趨勢
引言
基于加速世界經濟一體化進程的影響下,其它國家的機械制造和加工技術嚴重地影響到了國內機械制造以及加工領域。伴隨著持續發展的數控技術,其越來越在機械制造與加工領域體現優勢。為此,只有懂得先進的數控技術,且在機械制造與加工領域中有效地應用,才可以在世界競爭中體現國內機械制造和加工領域的優勢地位。為此,分析機械制造與加工領域中數控技術的應用具備非常大的現實意義。
1我國機械制造業的發展現狀
國內的機械制造業已經形成了一定的規模,不但可以實現國內的需求,而且還可以向國外出口。當前國內的機械制造大大地提高了機床的性能,也具備了一些先進水平的機床。當今數控機床中普遍地應用PC機,這提高了國內數控技術的軟件和硬件,也大的地提高了數控系統的穩定性。盡管國內的機械制造業獲得了非常大的成就,可是相比較于世界的先進水平,依舊面臨比較大的差距。高精度的機床難以實現發展的需要,特別是在數控機床的產量上、質量保證上、技術水平上都明顯地滯后于國際先進水平。導致如此現狀的關鍵是制造工藝差、生產技術能力低、管理不到位等。為此,為了實現國內機械制造業的進一步發展,務必在注重管理的過程中應用先進的數控技術,從而實現機械制造能力的提升。
2機械制造業中數控技術的應用
2.1航天工業中數控技術的應用
當今,國內非常重視的一項工業事業是航空工業制造,其具備比較高的科學技術含量。在國內發展航天事業的過程中,傳統意義上的機械制造已經難以跟航天制造工業的現代化發展要求相符合,最為突出的是在精益求精的工藝技術和制造高精密度零部件上表現為遲緩性。鑒于此,航天工業中應用數控技術有著非常大的推動意義。對于宇航工業來講,存在不少要求進行特殊加工的零部件,這針對缺少較強剛度的材質而言,只有借助高速加工和小切削力,才可以實現滿意的加工成效。例如,相比較于傳統意義上的機械制造加工業,在切割鋁合金和鋁材質上,數控技術可以實現更加理想的控制成效。另外,在航天航空工業當中應用數控技術,可以提高小部件材質的加工深度,從而節省應用的資源,防止浪費能源資源,最終實現能源資源應用效率的提升。
2.2汽車工業中數控技術的應用
基于社會經濟的不斷發展,逐步地提升了城市化水平。汽車業已變成當今人民出行的一種重要方式。持續提高的汽車保有量加速了汽車行業的競爭,甚至導致整個汽車行業的競爭出現惡性化。伴隨著汽車制造行業中應用數控技術,大大地提高了汽車中生產一系列零部件的速度,從而有效地提升了汽車生產效率與銷售速度。在當前的汽車生產流水線當中,投入應用了很多高速控制機床,可以實現生產過程速度與速率以及靈活性的提高,從而實現了汽車生產行業的發展要求。基于汽車工業發展中日益普遍地應用高速數控機床(高速加工中心)的影響下,逐步地建構了現代化的汽車工業生產線,從而大大地提高了汽車生產的柔性與效率,持續地實現了更新產品的發展要求,轉化機械制造生產中規模化生產模式為高效率、多品種的生產模式,這給生產與制造復雜零部件帶來了非常便捷的生產環節。另外,應用柔性制造、集成制造、虛擬制造等數控技術加速了汽車工業的發展腳步。
2.3工業生產中數控技術的應用
在國內全部的工業生產系統當中,數控技術可以體現非常關鍵的作用,因此可以在工業生產中普遍地應用。其中,應用數控技術非常普遍的行業是食品生產加工行業、造紙印刷行業,處在危險環境當中的金屬冶煉業和農藥加工業也普遍地應用這種技術。數控技術在工業生產中的普遍應用,不但可以優化生產工作的環境,而且還可以實現工業生產損耗的大大降低,從而大大地提高生產系統當的機械化水平。在生產實踐當中,進行相應的編輯處理后,可以借助計算機主體應用數控技術,從而對生產的整個過程進行控制,有效地體現計算機的高效感應能力,大大地提高發現問題和處理問題的速度,以及在應用錯誤故障檢測和同步檢測功能的基礎上對數控生產過程中進行有效地控制,最終實現工業生產工作穩定性和安全性的大大提高。
2.4機床裝置中數控技術的應用
在機械制造的整個過程中,機床裝置是非常重要的、不可取代的部件。倘若具備一臺具備較強控制能力的機床裝置,那么就可以使企業融入到現代化的機電一體化格局當中。為了更加深入地提升和豐富機床裝置功能效應、科技含量,機械制造中應用數控技術體現了非常關鍵的功能。數控機床不但可以實現加工質量和加工精確度的提升,而且還可以實現勞動強度的降低,從而實現勞動力的解放。機械制造行業中應用數控技術可以對電子科學技術和機械一體化成果進行有效地應用,有助于安全地控制和穩定地應用機床裝置,最終使數控機床精確地控制一系列環節的生產過程和零部件的位置。具體而言,數控技術在主軸變速、冷卻泵操作、工件和刀具位置的控制上都體現著非常關鍵的功能,可以持續地實現復雜化和精細化機床加工的要求。
2.5煤礦機械生產中數控技術的應用
作為生產能源系統基礎的煤礦來講,可以實現人們生活和生產水平的大大提升。在采集和輸送煤礦的時候,其缺少較高的安全性,工作人員的安全警惕性要求也比較高。在采集煤礦的過程中,經常應用的機械裝置是采煤機,而在比較惡劣的采集環境和條件當中,采集工程要求的開采技術和采煤機十分繁多。鑒于此,僅僅可以進行小批量生產的采煤機生產模式。可是,應用采煤機進行生產的時候,也存在比較多的焊接問題和外毛坯制造問題,這在傳統意義上的機械制造業中難以自主地完成,要求當作單獨部件的下料工作。可是,以數控氣割的技術水平作為基礎,大型機械裝置的生產可以借助獨特的數控技術對物件進行下料。并且,還可以實現工作時間的節省,以及可以大大地提升工作效率和實現套料選用工作過程的優化。鑒于此,采集煤礦任務的完成變得更加高效化,盡可能地防止了人工操作導致的風險性,大大地降低了出現煤礦事故的概率,最終有助于提高煤礦企業的經濟效益以及社會效益。
3機制制造業中數控技術的發展趨勢
3.1數控編程和機械構造技術的發展趨勢
為了縮小與簡化機械構造的體積,當今經常應用的機械構造是機電一體化。應用數控夾盤、動力刀架、萬能回轉銑頭、自動交換刀具等可以提高機械自動化的水平,以及實現機電匹配的優化和動態性能的提升。在編程上,當今經常應用的編程方式是CNC設備在線編程,如此的手段可以對藍圖編程和圓切削等進行高效地應用,通過小型工藝數據庫可以同步地處理工藝信息和幾何信息,從而實現編程能力的提升。
3.2數據裝置的發展趨勢
為了發展數控技術,對于數控設備來講,應提高快速反應能力和高速處理指令。縱觀當今而言,高速主軸單元業已實現十萬轉每分鐘的轉速。在加減速能力與運動部件速度上,提出了更高的要求,業已實現了120米每分鐘的移動速度。更新換代的CPU也推動了高速處理技術的不斷發展。另外,因為個人計算機技術的不斷進步,軟件的功能和軟件資源也變得越來越豐富、復雜,發展數控系統具備了低成本的平臺。將開放性數控系統應用于個人計算機平臺上,能夠實現系統運行穩定性的大大提升。并且,需要更進一步地分析樣機、編程、標準等方面。
4結語
總而言之,機械制造中牽涉到非常多的方面,其涵蓋一系列設備和零部件的加工,這所有方面的操作過程非常容易受到外部客觀原因的制約,這會影響到制造質量。為此,技術工作者能夠在機械制造中應用數控技術,借助計算機實時地控制全部制造過程,從而及時地解決面臨的一系列問題,最終提高機械制造效率和質量,推動機械制造業的可持續發展。
參考文獻
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[關鍵詞]數控;裝備;編程;系統 ;加工
一、數控技術的發展趨勢概述
制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面。
1.高精高速的新趨勢。高精高速加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產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大現代制造技術之一,國際生產工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在加工精度方面,近10年來,普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。在可靠性方面,國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上,伺服系統的MTBF值達到30 000h以上,表現出非常高的可靠性。為了實現高速、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展,應用領域進一步擴大。
2.智能化、開放式、網絡化的趨勢。智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、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、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),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中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。
二、我國數控技術狀況
我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術,其中大部分技術具備進行商品化開發的基礎,部分技術已商品化、產業化。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上,建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步,但我們也要清醒地認識到,我國高端數控技術的研究開發,尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快,但橫向比(與國外對比)不僅技術水平有差距,在某些方面發展速度也有差距,即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看,對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。
技術水平上,與國外先進水平大約落后10~15年,在高精尖技術方面則更大。產業化水平上,市場占有率低,品種覆蓋率小,還沒有形成規模生產;功能部件專業化生產水平及成套能力較低;外觀質量相對差;可靠性不高,商品化程度不足;國產數控系統尚未建立自己的品牌效應,用戶信心不足。可持續發展的能力上,對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱;數控技術應用領域拓展力度不強;相關標準規范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面:認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足;對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足;對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。機制方面。不良機制造成人才流失,又制約了技術及技術路線創新、產品創新,且制約了規劃的有效實施,往往規劃理想,實施困難。技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強,核心技術的工程化能力不強。機床標準落后,水平較低,數控系統新標準研究不夠。
三、我國數控發展戰略和策略
從我國基本國情的角度出發,以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向,以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標,選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為開發的內容,實現制造裝備業的跨越式發展。
強調市場需求為導向,即以數控終端產品為主,以整機帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品;沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品;當然,沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。在競爭前數控技術方面,強調創新,強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品,為我國數控產業、裝備制造業乃至整個制造業的可持續發展奠定基礎。在高精尖裝備研發方面,要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合,為目標,按國家意志實施攻關,以解決國家之急需。
參考文獻:
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