浅析数控技术的发展前景

1、    浅析数控技术的发展前景    沈晟摘 要：社会的发展，工业的进步，催生了数控技术，当今社会，数控技术面临怎样的状况，以及未来如何发展，是一直思索的问题。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。目前世界上数控技术及其装备发展的趋势为高速、高精度、智能化、开放式、网络化。该文就数控技术的发展前景做了综合的评价与概述，以求寻找数控技术的发展方向，缩小国内外数控技术的差距。关键词：数控 数控技术 发展前景 高新技术：tg5

2、 ：a ：1672-3791（2014）12（c）-0007-02随着社会生产力的提高，制造业蓬勃发展，从大工业革命至今，数控技术也随之诞生。1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台试验性数控系统，到今天开放式现代数控系统，数控技术的发展可谓是突飞猛进。数控加工技术一方面减轻了操作者的劳动强度、改善了工作条件，保障了安全，提高了生产企业的管理水平；另一方面使用数控加工技术，增加了经济产出，提升了企业竞争力。可见，数控技术的发展具有广阔的前景。1 我国数控技术的发展进入21世纪，社会经济的发展也推动我国经济全面发展，数控技术面临机遇与挑战。从“六五”到“十二五”，我国独立生产出了“华中1号”

3、、“中华1号”、“航天1号”、“蓝天1号”4种数控技术平台，也预示着我国数控技术全面发展时代的开启。到现如今，我国数控生产企业也逐步进行技术革新，生产出性能更为优良，可靠性更强，价格更为低廉的数控系统，来满足不同企业的生产需求。至此，我国在数控系统的开发上，与国外齐头并进，也能够进行自主研发，生产国内数控系统。2 数控技术的前景为了更好的促进国内外数控技术的交流，在全世界范围，开展数控机床展览会，其中，四个最具有影响力的是北京cimt、芝加哥imts、东京jimtof、以及欧洲emo。通过2011年欧洲emo机床展览会，出现了众多的机床生产厂家，有德国的德马吉（dmg）、斯来福临、西门子、海德

4、汉、hermle、利勃海尔、科堡、希斯等，意大利的帕玛（pama）、insse、bw、菲迪亚公司，西班牙的达诺巴特，日本的马扎克、牧野、丰田工机、三菱、东芝、沙迪克、安田，中国参展企业97家、中国台湾超过60家，在这次展会上，不难看出，机床的设计与发展更加强调高效的工艺设计、制造系统的可持续性，以及探索改进切割和成型机床及其制造流程的能源和资源效率的技术解决方案，这就对我们接下来的数控技术提出了更高的要求。为了更好的适应发展，我国数控技术需要朝着以下的方向发展。2.1 微处理机系统现代数控系统，多采用微处理机系统，将数控系统朝向pc机的硬件构成趋势发展，在数控系统中，使用pc软件、pc工具和p

5、c硬件则成为可能。这样的一种做法，一方面由于pc机硬件具有广阔的市场，且价格低廉，基于pc系统的数控系统必然将大大降低成本；另外一方面，对于软件系统，pc机的软件系统广为使用，操作方便快捷，更为容易接受与推广。例如现有的各种标准操作系统（windows），图形工具、编辑器，实时数据库、以及tcp/ip通信协议，都能够被数控系统利用，吸收，更好地实现数据存储，工艺操作。2.2 开放式数控系统2.2.1 外部开放在数控系统中，要求接口具有统一性和标准性。例如采用统一的数控编程器、统一的通信接口、统一的伺服控制接口以及通用的操作控制接口。2.2.2 内部开放内部数控核心功能软件采用统一的标准，更好的

6、实现软件集成，并被用户所接受。采用通用的软硬件资源，可以大大减少开发费用，操作性更强，使用更加方便快捷，系统性能与可靠性得到保障。2.2.3 向特殊需求用户开放在统一化的基础上，对于有特殊需求的用户，进行订单化生产，为特殊用户，提供相应的特殊产品。2.2.4 开放数控标准数控标准的建立，现已成为现实，国际新的cnc系统标准iso14649（step-nc）被提出，旨在提供不依赖于具体系统，作为独立部分，描述产品整个生命周期内的统一数据模型，实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。2.3 基于cad/cam的系统连接cad/cam（计算机辅助设计及制造）与pdm（产品数据管理）构成了一

7、个现代制造型企业计算机应用的主干。对于制造行业，设计、制造水平和产品的质量、成本及生产周期，人工设计、单件生产这种传统的设计与制造方式已无法适应工业发展的要求。采用cad/cam的技术已成为整个制造行业当前和将来技术发展的重点。对于数控系统来说，诸多实际操作中，对于标准的制定，工具的尺寸，利用cad绘图，就能够很快的完成，达到高效、高产。2.4 智能化随着人工智能的出现，数控系统也相应的发生了一些变化，加入了智能化操作，具体有以下几点。2.4.1 故障自诊自修复根据已发生的故障，进行信息处理记录，再发生同样故障时，及时定位找到故障，进行故障排除。与此相对应的，还有故障回放与仿真技术，将数控机床

8、在操作过程中发生的各种故障进行回放与仿真模拟，找到故障，解决问题。2.4.2 4m数控系统4m指测量（measurement）、建模（modeling）、加工（manufacturing）、机器操作（manipulator），将整个过程融为一体，实现快速生产，提高生产效率。2.4.3 加工过程自适应技术强调加工过程的监控，以辨识刀具受力、磨损、破损以及机床加工的稳定性，并及时调整加工参数和加工指令，使设备处于最佳的运行状态。endprint2.5 高速、高精、高效2.5.1 高精度随着国家各行各业的发展，在国防、航空、航天事业等基础产业需要大型、性能良好的数控机床，而在精密加工行业，超精密加工

9、技术和微纳米技术也迅速发展，微型机床的需求量也在逐渐增大，如：超精密加工精度进入纳米级（0.001 mm），主轴回转精度要求达到0.010.05 mm，加工圆度为 0.1 mm，加工表面粗糙度ra=0.003 mm等。包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机。高速高精加工机床的进给驱动，主要体现在“回转伺服电机加精密高速滚珠丝杠”和“直线电机直接驱动”两种类型。此外，新兴的并联机床也易于实现高速进给。2.5.2 高速自从进入20世纪90年代以来，欧美、日等国家相应开发应用新一代高速数控机床。在超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到5 0008 000 m/m

10、in以上；主轴转数在30 000 r/min（有的高达10万r/min）以上；工作台的移动速度（进给速度）：在分辨率为1 mm时，在100 m/min（有的到200 m/min）以上，在分辨率为0.1 mm时，在24 m/min以上；自动换刀速度在1 s以内；小线段插补进给速度达到12 m/min。2.6 绿色化现代社会提倡低碳、环保，环境的保护是为了人类后代的繁衍生息。在数控系统的开发过程中，也要注意环保与节能。例如：不使用切削液，以此减少环境污染以及对人体的危害。3 结语纵观时代变迁，现代工业革命给社会带来了巨大的财富，而制造业的发展是不可或缺的功臣。现代数控技术的发展，必将推动社会的前进发展。参考文献1 刘祖其.数控系统及发展趋势j.制造业自动化，2009（12）：4-5.2 孔亿宾.浅析数控系统的现状及发展趋势j.机电信息，2010（18）：47-48.3 王正兵.开放式体系结构-数控系统发展的潮流j.制造技术与机床，2002（1）：42.4 jiang changsheng.research of robust adaptive trajectory linearization control based on t-s fuzzy systemj.系统工程与电子技术