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浅谈数控技术的发展现状及趋势
摘要:随着计算机业的快速发展,数控技术也发生了根本性
的变革,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,文章结合国内外情况,分析了数控技术的发展趋
势。
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。它是为适应高精度、高速度、复杂
零件的加工而出现的,是实现自动化、数字化、柔性化、信
息化、集成化、网络化的基础,是现代机床装备的灵魂和核
心,有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
关键字:数控技术现状趋势
一、国内外数控技术的发展现状
随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本
性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研
究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控
技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检
测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔
性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能
化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变
革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态
全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超
薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、
模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、
高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各
项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,
CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据
经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手
工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。
CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程
中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及
多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、
进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参
数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调
整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定
量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,
传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,
限制了CNC向多变量智能化控制发展,己不适应日益复杂
的制造过程,因此,大力发展以数控技术为核心的先进制造
技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地
位的重要途径。
二、数控技术的发展趋势
在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、
计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,
具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔
性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当今世界
各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提
高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还
将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅大力发展
自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和
装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控
技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经
济发展,提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是
用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,其技术
范围覆盖很多领域:①机械制造技术;②信息处理、加工、
传输技术;③自动控制技术;④伺服驱动技术;⑤传感器技
术;⑥软件技术等。从目前世界上数控技术发展的趋势来看,
其主要研究热点有以下几个方面。
(一)高速、高精度化
高速切削加工不仅可以提高生产效率,而且可以改善加
工质量,所以自20世纪90年代初以来,便成为机床技术重
要的发展方向。各国相继推出了许多主轴转速10000r/min
至60000r/min以上的加工中心和数控铣床。高速切削加
工正与硬切削加工、于切削和准干切削加工以及超精密切削
加工相结合;正从铣削向车、钻、镗等其他工艺扩展;正向
较大切削负荷方向发展。
高速加工对机床和功能部件的要求是:主轴功能部件的
速度应
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