為了達到現代制造技術對數控技術提出的更高的要求鸯两,為了滿足市場和科學技術發(fā)展的需要宣吱,數控未來仍然繼續(xù)向開放式哼转、基于PC的第六代方向明未、高速化和高精度化、智能化等方向發(fā)展壹蔓。
1趟妥、開放式
為適應數控進線、聯網佣蓉、普及型個性化披摄、多品種、小批量勇凭、柔性化及數控迅速發(fā)展的要求疚膊,最重要的發(fā)展趨勢是體系結構的開放性,設計生產開放式的數控系統虾标,例如美國寓盗、歐共體及日本發(fā)展開放式數控的計劃等。
2璧函、基于PC的第六代方向
基于PC所具有的開放性傀蚌、低成本、軟硬件資源豐富等特點,更多的數控系統生產廠家會走上這條道路砰染。至少采用PC機作為它的前端機,來處理人機界面塌卜、編程、聯網通信等問題,由原有的系統承擔數控的任務蝴车。PC機所具有的友好的人機界面忍猛,將普及到所有的數控系統。遠程通訊综澄,遠程診斷和維修將更加普遍坠屹。
3、高速化神卢、高效化
機床向高速化方向發(fā)展兵扭,可充分發(fā)揮現代刀具材料的性能,不但可大幅度提高加工效率袒碍、降低加工成本脾鸠,而且還可提高零件的表面加工質量和精度。超高速加工技術對制造業(yè)實現高效舆床、優(yōu)質棋蚌、低成本生產有廣泛的適用性。90年代以來挨队,隨著超高速切削機理谷暮、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具,大功率高速電主軸盛垦、高加/減速度直線電機驅動進給部件以及高性能控制系統(含監(jiān)控系統)和防護裝置等一系列技術領域中關鍵技術的解決湿弦,歐、美情臭、日各國爭相開發(fā)應用新一代高速數控機床省撑,加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元(電主軸俯在,轉速15000-100000r/min)竟秫、高速且高加/減速度的進給運動部件(快移速度60~120m/min,切削進給速度高達60m/min)跷乐、高性能數控和伺服系統以及數控工具系統都出現了新的突破肥败,達到了新的技術水平。
根據高效率泊宴、大批量生產需求和電子驅動技術的飛速發(fā)展屑淌,高速直線電機的推廣應用,開發(fā)出一批高速钱图、高效的高速響應的數控機床以滿足汽車荞狠、農機等行業(yè)的需求寿伊。還由于新產品更新換代周期加快,模具告锅、航空揽此、軍事等工業(yè)的加工零件不但復雜而且品種增多。
4守迫、高精度化
精密化是為了適應高新技術發(fā)展的需要艘赂,也是為了提高普通機電產品的性能、質量和可靠性公悟,減少其裝配時的工作量從而提高裝配效率的需要听誓。從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工),是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向列林。其精度從微米級到亞微米級瑞你,乃至納米級(<10nm),其應用范圍日趨廣泛席纽。超精密加工主要包括超精密切削(車捏悬、銑)、超精密磨削润梯、超精密研磨拋光以及超精密特種加工(三束加工及微細電火花加工过牙、微細電解加工和各種復合加工等)。隨著現代科學技術的發(fā)展纺铭,對超精密加工技術不斷提出了新的要求寇钉。新材料及新零件的出現,更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝舶赔,發(fā)展新型超精密加工機床扫倡,完善現代超精密加工技術,以適應現代科技的發(fā)展竟纳。
隨著高新技術的發(fā)展和對機電產品性能與質量要求的提高撵溃,機床用戶對機床加工精度的要求也越來越高。為了滿足用戶的需要锥累,近10多年來挡医,普通級數控機床的加工精度已由±10μm提高到±5μm,精密級加工中心的加工精度則從±3~5μm炸笋,提高到±1~1.5μm训癌。
5、高可靠性
數控系統的可靠性要高于被控設備的可靠性在一個數量級以上地毁,但也不是可靠性越高越好娶匠,仍然是適度可靠,因為是商品,受性能價格比的約束炭答。對于每天工作兩班的無人工廠而言疫橘,如果要求在16小時內連續(xù)正常工作,無故障率P(t)=99%以上的話匾颁,則數控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時锯帚。MTBF大于3000小時,對于由不同數量的數控機床構成的無人化工廠差別就大多了被处,我們只對一臺數控機床而言,如主機與數控系統的失效率之比為10:1的話(數控的可靠比主機高一個數量級)用押。此時數控系統的MTBF就要大于33333.3小時肢簿,而其中的數控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于10萬小時蜻拨。
6池充、智能化
隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展,數控系統的智能化程度將不斷提高缎讼,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面收夸。
(1)應用自適應控制技術
數控系統能檢測過程中一些重要信息血崭,并自動調整系統的有關參數卧惜,達到改進系統運行狀態(tài)的目的。
〖腥摇(2)引入專家系統指導加工
將熟練工人和專家的經驗咽瓷,加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統中,以工藝參數數據庫為支撐舰讹,建立具有人工智能的專家系統茅姜。
(3)引入故障診斷專家系統
∶堋(4)智能化數字伺服驅動裝置
可以通過自動識別負載引妖,而自動調整參數,使驅動系統獲得最佳的運行佩捎。
綜上所述缚迟,由于數控機床不斷采納科學技術發(fā)展中的各種新技術,使得其功能日趨完善卸窿,數控技術在機械加工中的地位也顯得越來越重要腻酱,數控機床的廣泛應用是現代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
1趟妥、開放式
為適應數控進線、聯網佣蓉、普及型個性化披摄、多品種、小批量勇凭、柔性化及數控迅速發(fā)展的要求疚膊,最重要的發(fā)展趨勢是體系結構的開放性,設計生產開放式的數控系統虾标,例如美國寓盗、歐共體及日本發(fā)展開放式數控的計劃等。
2璧函、基于PC的第六代方向
基于PC所具有的開放性傀蚌、低成本、軟硬件資源豐富等特點,更多的數控系統生產廠家會走上這條道路砰染。至少采用PC機作為它的前端機,來處理人機界面塌卜、編程、聯網通信等問題,由原有的系統承擔數控的任務蝴车。PC機所具有的友好的人機界面忍猛,將普及到所有的數控系統。遠程通訊综澄,遠程診斷和維修將更加普遍坠屹。
3、高速化神卢、高效化
機床向高速化方向發(fā)展兵扭,可充分發(fā)揮現代刀具材料的性能,不但可大幅度提高加工效率袒碍、降低加工成本脾鸠,而且還可提高零件的表面加工質量和精度。超高速加工技術對制造業(yè)實現高效舆床、優(yōu)質棋蚌、低成本生產有廣泛的適用性。90年代以來挨队,隨著超高速切削機理谷暮、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具,大功率高速電主軸盛垦、高加/減速度直線電機驅動進給部件以及高性能控制系統(含監(jiān)控系統)和防護裝置等一系列技術領域中關鍵技術的解決湿弦,歐、美情臭、日各國爭相開發(fā)應用新一代高速數控機床省撑,加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元(電主軸俯在,轉速15000-100000r/min)竟秫、高速且高加/減速度的進給運動部件(快移速度60~120m/min,切削進給速度高達60m/min)跷乐、高性能數控和伺服系統以及數控工具系統都出現了新的突破肥败,達到了新的技術水平。
根據高效率泊宴、大批量生產需求和電子驅動技術的飛速發(fā)展屑淌,高速直線電機的推廣應用,開發(fā)出一批高速钱图、高效的高速響應的數控機床以滿足汽車荞狠、農機等行業(yè)的需求寿伊。還由于新產品更新換代周期加快,模具告锅、航空揽此、軍事等工業(yè)的加工零件不但復雜而且品種增多。
4守迫、高精度化
精密化是為了適應高新技術發(fā)展的需要艘赂,也是為了提高普通機電產品的性能、質量和可靠性公悟,減少其裝配時的工作量從而提高裝配效率的需要听誓。從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工),是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向列林。其精度從微米級到亞微米級瑞你,乃至納米級(<10nm),其應用范圍日趨廣泛席纽。超精密加工主要包括超精密切削(車捏悬、銑)、超精密磨削润梯、超精密研磨拋光以及超精密特種加工(三束加工及微細電火花加工过牙、微細電解加工和各種復合加工等)。隨著現代科學技術的發(fā)展纺铭,對超精密加工技術不斷提出了新的要求寇钉。新材料及新零件的出現,更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝舶赔,發(fā)展新型超精密加工機床扫倡,完善現代超精密加工技術,以適應現代科技的發(fā)展竟纳。
隨著高新技術的發(fā)展和對機電產品性能與質量要求的提高撵溃,機床用戶對機床加工精度的要求也越來越高。為了滿足用戶的需要锥累,近10多年來挡医,普通級數控機床的加工精度已由±10μm提高到±5μm,精密級加工中心的加工精度則從±3~5μm炸笋,提高到±1~1.5μm训癌。
5、高可靠性
數控系統的可靠性要高于被控設備的可靠性在一個數量級以上地毁,但也不是可靠性越高越好娶匠,仍然是適度可靠,因為是商品,受性能價格比的約束炭答。對于每天工作兩班的無人工廠而言疫橘,如果要求在16小時內連續(xù)正常工作,無故障率P(t)=99%以上的話匾颁,則數控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時锯帚。MTBF大于3000小時,對于由不同數量的數控機床構成的無人化工廠差別就大多了被处,我們只對一臺數控機床而言,如主機與數控系統的失效率之比為10:1的話(數控的可靠比主機高一個數量級)用押。此時數控系統的MTBF就要大于33333.3小時肢簿,而其中的數控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于10萬小時蜻拨。
6池充、智能化
隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展,數控系統的智能化程度將不斷提高缎讼,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面收夸。
(1)應用自適應控制技術
數控系統能檢測過程中一些重要信息血崭,并自動調整系統的有關參數卧惜,達到改進系統運行狀態(tài)的目的。
〖腥摇(2)引入專家系統指導加工
將熟練工人和專家的經驗咽瓷,加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統中,以工藝參數數據庫為支撐舰讹,建立具有人工智能的專家系統茅姜。
(3)引入故障診斷專家系統
∶堋(4)智能化數字伺服驅動裝置
可以通過自動識別負載引妖,而自動調整參數,使驅動系統獲得最佳的運行佩捎。
綜上所述缚迟,由于數控機床不斷采納科學技術發(fā)展中的各種新技術,使得其功能日趨完善卸窿,數控技術在機械加工中的地位也顯得越來越重要腻酱,數控機床的廣泛應用是現代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
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