[論文關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)技術(shù)；數(shù)控技術(shù)；制造技術(shù)

[論文摘要]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)。

一、國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況

目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。

二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（一）性能發(fā)展方向

一、機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的重要意義

在數(shù)控技術(shù)廣泛使用之前，大部分的機(jī)械加工還是人來(lái)控制的，人控制相比數(shù)控而言，精度不高而且加工的效率低下，良品率也不高。數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于機(jī)械加工行業(yè)來(lái)說(shuō)是革命性的，可以體現(xiàn)在這幾個(gè)方面：

1）生產(chǎn)效率的變革。數(shù)控技術(shù)不需要人來(lái)控制，由數(shù)控系統(tǒng)自行控制，生產(chǎn)的周期變短，同時(shí)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率都大幅的提高；

2）數(shù)控技術(shù)相比人控制，它的精度更高，加工的速度更快，不受人的干擾，提前設(shè)置好程序之后，系統(tǒng)會(huì)精確的按照程序來(lái)執(zhí)行加工，時(shí)間控制非常精準(zhǔn)；

3）數(shù)控技術(shù)加工出來(lái)的產(chǎn)品精度更高，外觀更加精美，與實(shí)際的模型相比，幾乎沒(méi)有差異，這就體現(xiàn)出了數(shù)控的優(yōu)勢(shì)；

4）通過(guò)專門的制圖工具繪制圖形之后，在數(shù)控加工設(shè)備上幾乎都可以加工出來(lái)，加工不受產(chǎn)品的一些特性的限制；

一數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)

1數(shù)控技術(shù)的便利性

（1）數(shù)控技術(shù)的便利性是多方面的展現(xiàn)與傳統(tǒng)制造業(yè)相比，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用就很好地減少了機(jī)械制造中繁復(fù)的工藝流程，通過(guò)這種減少工藝流程的方法之后，那么數(shù)控技術(shù)的便利性就會(huì)完全展露無(wú)遺。

（2）數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展應(yīng)用還能夠改變機(jī)械制造中的加工工藝參數(shù)，改變了機(jī)械制造中的加工工藝參數(shù)之后，我們的機(jī)械制造將會(huì)更加的便利。

2數(shù)控技術(shù)的高效率

（1）數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的發(fā)展應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾工件完成多道工序的加工，從而能確保加工的精度和減少輔助的時(shí)間；

1數(shù)控技術(shù)的概念與主要特點(diǎn)

（1）數(shù)控技術(shù)的概念

數(shù)控技術(shù)是在傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用數(shù)字控制技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高機(jī)械加工的質(zhì)量，并且結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等進(jìn)行機(jī)械加工運(yùn)動(dòng)。較傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)來(lái)說(shuō)，其不但具有高準(zhǔn)度與高效率，同時(shí)還具備柔性自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在對(duì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用主要是預(yù)先編制好程序，再通過(guò)控制程序來(lái)控制設(shè)備，一般采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。

（2）數(shù)控加工技術(shù)的主要特點(diǎn)

數(shù)控加工技術(shù)可以簡(jiǎn)便的改變相關(guān)工藝參數(shù)，因此在進(jìn)行換批加工與研制新產(chǎn)品時(shí)非常方便。另外，像普通機(jī)床很難完成的加工復(fù)雜零件與零件曲面形狀等，利用數(shù)控加工技術(shù)都可以高質(zhì)量量完成。數(shù)控加工技術(shù)采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)工具，在換刀與安裝方面都節(jié)省了很多時(shí)間，同時(shí)對(duì)工具的標(biāo)準(zhǔn)化程度與管理水平都有較大的提高。

2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工技術(shù)中的應(yīng)用意義

第一篇

1.五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

五軸聯(lián)動(dòng)加工相對(duì)于三軸聯(lián)動(dòng)加工具備更高的工作效率，通常是其三倍，在加工三維曲面零件時(shí)，可以通過(guò)刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，并能達(dá)到較高的光潔度，尤其在采用立方氮化硼等超硬材料銑刀對(duì)硬鋼零件進(jìn)行高速銑削淬時(shí)，五軸聯(lián)動(dòng)加工可以達(dá)到更高的效益，但是這種五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)在價(jià)格上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了三軸聯(lián)動(dòng)，再加上這種五軸聯(lián)動(dòng)需要較為復(fù)雜的編程技術(shù)，這些都在一定程度上制約了五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了電主軸，這就大大的簡(jiǎn)單化了五軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)，也有效的降低了開(kāi)發(fā)難度，同時(shí)減少了使用成本，與三軸聯(lián)動(dòng)的價(jià)格差也大大減小，為復(fù)合主軸頭類型五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床的發(fā)展提供了契機(jī)。

2.向智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展

未來(lái)的數(shù)控裝備應(yīng)當(dāng)是集智能化、開(kāi)放式與網(wǎng)絡(luò)化為一體的智能系統(tǒng)，其智能化體現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的多個(gè)方面。首先，在提升加工質(zhì)量與效率方面的智能化可通過(guò)加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，自動(dòng)生成工藝參數(shù)等實(shí)現(xiàn)；其次，在提升方便連接與使用的智能化，及提升驅(qū)動(dòng)性能智能化上，可以通過(guò)前饋控制、自整定、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算等實(shí)現(xiàn)；最后，在編程及操作更加簡(jiǎn)單上的智能化，可以通過(guò)自動(dòng)編程、人機(jī)界面的智能化等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外，還可以實(shí)現(xiàn)智能診斷、智能監(jiān)控等。關(guān)于開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)有不少國(guó)家開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行研究，如美國(guó)的NGC、日本的OSEC，以及我國(guó)的ONC等，它主要解決了傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)的封閉性問(wèn)題，以及數(shù)控應(yīng)用軟件在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，并將成為數(shù)控系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的主要方向。開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)實(shí)際上就是能夠在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)的增減以使其形成系列化，并能夠在控制系統(tǒng)中對(duì)用戶的特殊應(yīng)用與技術(shù)訣竅進(jìn)行集成，整個(gè)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程都是面向機(jī)床廠家，面向最終用戶的，最終在更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行品種各異，檔次有區(qū)別的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，并逐漸形成自己的品牌。結(jié)合當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，筆者認(rèn)為未來(lái)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的核心問(wèn)題在于解決其體系結(jié)構(gòu)的規(guī)范、功能軟件開(kāi)發(fā)工具的選擇、功能庫(kù)的設(shè)計(jì)等。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備能夠有效的解決生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)及制造企業(yè)對(duì)信息集成的要求，也是當(dāng)前各國(guó)研究的重點(diǎn)和關(guān)鍵所在，同時(shí)它也為實(shí)現(xiàn)虛擬企業(yè)等新的制造模式奠定了基礎(chǔ)，因此數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化也是未來(lái)數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重要方向。

3.向高速、高精加工技術(shù)及裝備發(fā)展