现代数控技术集多种先进技术于一体。其发展趋势表现为数控设备的“高精、高速、复合、柔性化”和数控系统的“开放、智能、网络化”。
1、高精、高速
数控机床最重要的目标是提高加工零件的精度和速度,不断开发高精、高速的功能是数控技术不懈发展的方向。现代数控机床上,为提高数控机床的效率及加工精度,数控机床基础大件结构特性和热稳定性较高,配置了多种监控及补偿功能,如各种测量装置——测量刀具磨损及破损,机床精度与热变形的检测。与之相应,CNC系统则有刀具寿命管理,刀具长度补偿、爬行补偿、实时热变形补偿……等多种补偿功能,因而使机床的加工精度有很大的提高。
2、复合化
复合化包括两层含义,即工艺的复合化和功能的集成化。“工艺复合化”简单的说,就是“一次装夹,多工序加工”,在这方面最典型的机种是车削中心,车削中心是数控车床向工艺、功能集成化方面发展的产物。除具有一般轴联动数控车床的各种车削功能外,车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座,主轴具有按轮廓成形要求连续回转(不等速回转)运动和进行连续精确分度的C轴功能,并能与X轴或Z轴联动。控制轴除X、Z、C轴之外,还可具有Y轴。X、Y、Z轴交叉构成三维空间,可进行端面和圆周上任意部位的钻削,铣削和攻螺纹加工,在具有插补功能的条件下,还可以实现各种曲面铣削加工。
3、柔性化
柔性是指机床适应加工对象变化的能力,传统单一品种的大批量刚性自动化设备及生产线,当被加工对象变换时,调整很困难,甚至是不可能的。柔性加工自动化对满足加工对象变换有很强的适应能力。
4、体系结构开放化
一个开放式的系统必须具备不同应用程序,能很好的运行于不同供应商提供的不同平台之上的能力,不同应用程序之间能够相互操作的能力和一致的用户交互风格。根据这一定义,开放式数控系统必须是一个全模块化的软件体系结构,它具备相互操作性、可移植性、可缩放性、可互换性的特点,具有定义了标准协议的通讯系统,使得各个功能模块能通过应用程序接口.API来相互交换信息并相互操作;同时,系统还应具备一个实时的配置系统,使得各个功能模块无论在系统运行之初还是之间都能够被灵活的配置。
依照以上对开放式系统的定义可知:开放式CNC系统有模块化和可重新配置的特点。从使用角度来看,开放式CNC系统应能运用于各种计算机软硬件平台上,并提供统一风格的用户交互环境,以便于用户的操作、维护和更新换代。由此,开放式CNC具有如下特点:(1)用高级语言编程(C语言、VC、VB等);(2)软件模块化,提高CNC性能无需改写软件,而且可与流行软件相结合;(3)机械制造商和用户可以容易地开发具有个性的应用软件;(4)采用标准化接口,可灵活选用电机,驱动装置和反馈元件;(5)操作简单,易于使用和维护。
5、智能化
早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的,更加复杂的应用发展,由此产生了实时智能控制这一新的领域。
6、网络化
由于网络化、数字化进程的加快,使得制造业的市尝资源、技术和人员的竞争更具全球性,而产品制造的全过程(设计、生产、服务)也具有网络化与数字化的特征,制造装备在性能、功能上都被赋予了全新的内涵,制造环境正发生着根本性的变化。在这种环境下,网络数控成为各种先进制造系统的基本单元,是各种先进制造的技术基础,它使网络技术与数控系统实现无缝连接,是数控技术发展的新方向之一。
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