数控技术的发展趋势及数控化改造.doc

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1、数控技术的发展趋势及数控化改造一、数控技术的发展趋势经历了从1952年，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，到当今活跃的第六代基于PC的数控技术。根据我国当前市场需求，数控系统按技术应用领域和复杂程度分为经济型、普及型和高级型三种。目前我国经济型数控系统已经占领了国内市场，并且出口。普及型数控系统能实现半闭环或闭环控制，价格比较便宜的数控系统，在数控车床、加工中心中有着广泛的应用。普及型数控系统于80年代初批量进行人市场，并且运行状况良好。高级型数控统是指具有世界先进水平的、能够实现多轴联动，采用交直流伺服电机驱动

2、，分辨率较高(一般小于或等于0．001ram)的闭环或半闭环的数控系统。这也是我们国家相比来说较薄弱的一块，在我国只能占到10%左右，主要还是依靠进口，而国外例如美国、日本等高档型数控机床一般在80%左右。可以看出差距还是很大的。目前国内外数控系统技术发展的总体趋势如下：1.向开放式、基于PC的第六代方向发展:在实现系统构成要素模块化的同时，要通过这些要素之间的标准化，将由不同买方提供的要素自由地结合起来，从而方便地构成完整的系统。用信息技术将社会制造资源合理调配，逐步在机械制造业建立完善的虚拟化与网络化的先进制造体系，使机械制造业

3、资源高效地被利用，达到降低成本、提高质量和缩短制造周期的目的。2.向高速化和高精度化发展:目前最高水平是在分辨率为lum时，最大快速进给速度可达240m／min。在程序段长度为1mm时，其最大进给速度达80m／min，并且进给加速度可达l-2g。主轴高速化的手段是采用电主轴(内装式主轴电动机)，即主轴电动机的转子轴就是主轴部件，从而可将主轴转速大大提高。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10um提高到5um，精密级加工中心从3-5um,提高到1-1.5um，并且超精密加工精度已开始进入纳米级，其加工精度一般小于

4、10nm。目前，发达国家正致力于研制更高精度的超高速数控机床。3.向驱动装置向交流、数字化方向发展:在计算机的世界里，可以产生各种各样的信息，通过计算机把制造的物理过程虚拟化。现在的挑战是如何把这些信息从计算机“下载”到生产线上，在生产的过程中利用这些信息控制机械，使它生产出产品，这个全过程就是“数字制造”。CNC是生产的核心，它把各种专门技术集聚在一起，并与生产过程的信息相联系，成为生产系统的主导。因而，从广义上说NC也将变得更开放。4.向增强通信功能，向网络化发展:网络的任务主要是进行通信，共享信息。数控作为车间基本设备，它的通

5、信范围为：(1)CN内部CNC装置与数字伺服间的通信(2)与上级主计算机的通信(3)与车间现场设备及I／O装置通信(4)通过因特网与服务中心通信，传递维修数据5.数控系统在控制性能上向智能化发展:数控系统的智能化就是应用各种人工智能的方法和技术去控制制造过程。具有智能的数控系统可以更深入地解决加工中的技术问题，优质高效地完成加工任务。随着当今科学技术的发展，智能化已渗透到数控系统的各个方面。智能数控系统不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面更为友好，智能

6、化的伺服系统能自动识别负载并自动优化调整参数，故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。这必将为数控机床带来更加美好的未来。6.可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交换不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计和虚拟样机技术等。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。7.并联机床传统机床为串联结构，存在悬臂部

7、件，不易获得高的结构刚度；另外，其组成环节多，结构复杂，限制了加工精度和速度的提高。并联机床是机器人技术、机床结构技术、现代伺服驱动技术和数控技术相结合的产物，被称为“21世纪的机床”，具有很大的开发潜力和广泛的应用前景。并联机床的主轴与机座之间采用并联结构。它没有滑台，没有导轨，而只用几根可自由伸缩的驱动杆带动主轴箱、带着刀具在空间运动，由计算机通过复杂的数学运算完成加工任务。并联机床具有承载能力强、响应速度快、精度高、机械结构简单、适应性好等优点，是一种“硬件”简单、“软件”复杂、技术附加值高的产品，因此，各国学术界和机床制造企

8、业对并联机床的研究开发都非常重视，并先后推出多种结构形式的样机，为数控机床的发展开辟了新的领域。8.向复合化和机器人化（虚拟轴机床):目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本FAUNC公司，一年生产5万套以上系统，占世界市场约40%左右