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数控切割机数控化技术发展
时间：2019-06-20浏览：次 编辑：郑州华之耀机械设备有(yǒu)限公司
数控切割机数控化技术发展
一、数控系统发展趋势
从1952年美國(guó)麻省理(lǐ)工學(xué)院研制出*台试验性数控系统，到现在已走过了46年历程。数控系统由当初的電(diàn)子管式起步，经历了以下几个发展阶段：
分(fēn)立式晶體(tǐ)管式--小(xiǎo)规模集成電(diàn)路式--大规模集成電(diàn)路式--小(xiǎo)型计算机式--超大规模集成電(diàn)路--微机式的数控系统。到80年代，总體(tǐ)发展趋势是：数控装置由NC向CNC发展；广泛采用(yòng)32位CPU组成多(duō)微处理(lǐ)器系统；提高系统的集成度，缩小(xiǎo)體(tǐ)积，采用(yòng)模块化结构，便于裁剪、扩展和功能(néng)升级，满足不同类型数控机床的需要；驱动装置向交流、数字化方向发展；CNC装置向人工智能(néng)化方向发展；采用(yòng)新(xīn)型的自动编程系统；增强通信功能(néng)；数控系统可(kě)靠性不断提高。总之，数控机床技术不断发展，功能(néng)越来越完善，使用(yòng)越来越方便，可(kě)靠性越来越高，性能(néng)价格比也越来越高。到1990年，全世界数控系统专业生产厂家年产数控系统约13万台套。國(guó)外数控系统技术发展的总體(tǐ)发展趋势是：
●新(xīn)一代数控系统采用(yòng)开放式體(tǐ)系结构
进入90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控机床技术更快的更新(xīn)换代。世界上许多(duō)数控系统生产厂家利用(yòng)PC机丰富的软硬件资源开发开放式體(tǐ)系结构的新(xīn)一代数控系统。开放式體(tǐ)系结构使数控系统有(yǒu)更好的通用(yòng)性、柔性、适应性、扩展性，并向智能(néng)化、网络化方向大大发展。开放式體(tǐ)系结构可(kě)以大量采用(yòng)通用(yòng)微机的先进技术，如多(duō)媒體(tǐ)技术，实现声控自动编程、图形扫描自动编程等。数控系统继续向高集成度方向发展，每个芯片上可(kě)以集成更多(duō)个晶體(tǐ)管，使系统體(tǐ)积更小(xiǎo)，更加小(xiǎo)型化、微型化。可(kě)靠性大大提高。利用(yòng)多(duō)CPU的优势，实现故障自动排除；增强通信功能(néng)，提高进線(xiàn)、联网能(néng)力。开放式體(tǐ)系结构的新(xīn)一代数控系统，其硬件、软件和总線(xiàn)规范都是对外开放的，由于有(yǒu)充足的软、硬件资源可(kě)供利用(yòng)，不仅使数控系统制造商(shāng)和用(yòng)户进行的系统集成得到有(yǒu)力的支持，而且也為(wèi)用(yòng)户的二次开发带来极大方便，促进了数控系统多(duō)档次、多(duō)品种的开发和广泛应用(yòng)，既可(kě)通过升档或剪裁构成各种档次的数控系统，又(yòu)可(kě)通过扩展构成不同类型数控机床的数控系统，开发生产周期大大缩短。这种数控系统可(kě)随CPU升级而升级，结构上不必变动。
●新(xīn)一代数控系统控制性能(néng)大大提高
数控系统在控制性能(néng)上向智能(néng)化发展。随着人工智能(néng)在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理(lǐ)，不但具有(yǒu)自动编程、前馈控制、模糊控制、學(xué)习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀(dāo)具补偿、运动参数动态补偿等功能(néng)，而且人机界面极為(wèi)友好，并具有(yǒu)故障诊断系统使自诊断和故障监控功能(néng)更趋完善。伺服系统智能(néng)化的主轴交流驱动和智能(néng)化进给伺服装置，能(néng)自动识别负载并自动优化调整参数。直線(xiàn)電(diàn)机驱动系统已实用(yòng)化。
总之，新(xīn)一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床性能(néng)向高精度、高速度、高柔性化方向发展，使柔性自动化加工技术水平不断提高。
二、数控机床发展趋势
為(wèi)了满足市场和科(kē)學(xué)技术发展的需要，為(wèi)了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，当前，世界数控技术及其装备发展趋势主要體(tǐ)现在以下几个方面：
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(kě)靠性则是上述目标的基本保证。為(wèi)此，必须要有(yǒu)高性能(néng)的数控装置作保证。
机床向高速化方向发展，可(kě)充分(fēn)发挥现代刀(dāo)具材料的性能(néng)，不但可(kě)大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可(kě)提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有(yǒu)广泛的适用(yòng)性。
新(xīn)一代数控机床（含加工中心）只有(yǒu)通过高速化大幅度缩短切削工时才可(kě)能(néng)进一步提高其生产率。超高速加工特别是超高速铣削与新(xīn)一代高速数控机床特别是高速加工中心的开发应用(yòng)紧密相关。90年代以来，欧、美、日各國(guó)争相开发应用(yòng)新(xīn)一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元、高速且高加/减速度的进给运动部件、高性能(néng)数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新(xīn)的突破，达到了新(xīn)的技术水平。随着超高速切削机理(lǐ)、超硬耐磨長(cháng)寿命刀(dāo)具材料和磨料磨具，大功率高速電(diàn)主轴、高加/减速度直線(xiàn)電(diàn)机驱动进给部件以及高性能(néng)控制系统（含监控系统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，应不失时机地开发应用(yòng)新(xīn)一代高速数控机床。
依靠快速、准确的数字量传递技术对高性能(néng)的机床执行部件进行高精密度、高响应速度的实时处理(lǐ)，由于采用(yòng)了新(xīn)型刀(dāo)具，車(chē)削和铣削的切削速度已达到5000米~8000米/分(fēn)以上；主轴转数在30000转/分(fēn)（有(yǒu)的高达10万转/分(fēn)）以上；工作台的移动速度：（进给速度），在分(fēn)辨率為(wèi)1微米时，在100米/分(fēn)（有(yǒu)的到200米/分(fēn)）以上，在分(fēn)辨率為(wèi)0.1微米时，在24米/分(fēn)以上；自动换刀(dāo)速度在1秒(miǎo)以内；小(xiǎo)線(xiàn)段插补进给速度达到12米/分(fēn)。根据高效率、大批量生产需求和電(diàn)子驱动技术的飞速发展，高速直線(xiàn)電(diàn)机的推广应用(yòng)，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽車(chē)、农机等行业的需求。还由于新(xīn)产品更新(xīn)换代周期加快，模具、航空、军事等工业的加工零件不但复杂而且品种增多(duō)。
机床结构模块化，数控功能(néng)专门化，机床性能(néng)价格比显著提高并加快优化。為(wèi)了适应数控机床多(duō)品种、小(xiǎo)批量的特点，机床结构模块化，数控功能(néng)专门化，机床性能(néng)价格比显著提高并加快优化。个性化是近几年来特别明显的发展趋势。
智能(néng)化的内容包括在数控系统中的各个方面：
--為(wèi)追求加工效率和加工质量方面的智能(néng)化，如自适应控制，工艺参数自动生成；
--為(wèi)提高驱动性能(néng)及使用(yòng)连接方便方面的智能(néng)化，如前馈控制、電(diàn)机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；
数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点（数控单机、加工中心和数控复合加工机床）、線(xiàn)（FMC、FMS、FTL、FML）向面（工段車(chē)间独立制造岛、FA）、體(tǐ)（CIMS、分(fēn)布式网络集成制造系统）的方向发展，另一方面向注重应用(yòng)性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新(xīn)的主要手段，是各國(guó)制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可(kě)靠性、实用(yòng)化為(wèi)前提，以易于联网和集成為(wèi)目标；注重加强单元技术的开拓、完善；CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展
