[精品]数控技术的发展趋势

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1、1•引言为了在越来越激烈的全球市场竞争中立于不败之地,各工业发达国家均投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，并相继提出了多种全新的制造模式。如集成制造、柔性制造、智能制造、数字制造、网络制造等，其目标不外乎提高制造的效率和精度，以及增加加工的适应性和降低生产成木。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术,是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。为适应高精度、高速度、复杂零件的加工，机械自动化开始向"柔性自动化〃发展。而数控技术是实现自动化、

2、数字化、集成化、柔性化、信息化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心。2•数控机床的发展趋势为了满足市场和科学技术发展的需要;为了达到现代制造技术对数控技术捉出的更高的要求，当前，世界数控技术及其装备发展趋势主要体现在以下儿个方面：1・高速、高效、高精度、高可靠性:要提高加工效率，首先必须提高切削和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度，而可靠性则是上述目标的基本保证。为此,口前世界上先进的数控系统都采用了32位微处理器，主频达到几十至儿百兆，在最小设定单位为lum下，最大快速进给速度

3、达到240m/mino同时世界先进数控系统通过减少数控系统的控制误差和采用补偿技术，提高数控系统的加工精度。2•智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的口适应运算、口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

4、内容、方便系统的诊断及维修等。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。冃前许多国家对开放式数控系统进彳亍研究，如美国的ngc(thenextgenerationwork-station/machinecontrol)、欧共体的osaca(opensystemarchitectureforcontrolwithinautomationsystems)、Fl本的osec(opensystemenvironmentforcontroller),中国的one(opennumericalcontrolsystem)等

5、。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能)，形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制

6、造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在emo2001展屮，E!本山崎马扎克（mazak）公司展出的ucyberproductioncenter”（智能生产控制中心，简称cpc）；日本大隈（okuma）机床公司展出“itplaza”（信息技术广场，简称it广场）；德国西门子（siemens）公司展出的openmanufacturingenv让onment（开放制造环境，简称ome）等，反映了数控机床加工向网

7、络化方向发展的趋势。3•轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5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。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铳刀进行高速铳削淬硬钢零件吋，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高岀数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电上轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合丄轴头结构人为简化，其制造难度和成木大幅

8、度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。在emo2001展会上，新口本工机的5而加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机