數控技術簡稱CNC,它是利用計算機及數宇化技術控制機床,實現自動加工過程的先進制造技術。在現代制造系統中,數控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。
從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要發展趨勢有以下幾個方面:
1,數控系統的高速、高精度發展:
效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。高速是保證效率的重要因素。為提高數控機床的加工精度,在控制精度方而采取很多措施,例如:提高系統最小分辨率、縮短采樣插補周期、伺服系統采用全數字交流伺服、采用各種先進的控制算法,提高伺服系統的跟蹤精度,甚至實現零誤差跟蹤。
2,控制智能化:
智能化是為了提高生產的自動化程度。智能化不僅貫穿在生產加工的全過程,還貫穿在產品的售后服務和維修中。即不僅在控制機床加工時數控系統是智能的,就是在系統出了故障,診斷、維修也都是智能的,對操作維修人員的要求降至最低。目前,在數控技術領域,實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展:自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。智能數控系統不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能,而且人機界而更為友好,智能化的伺服系統能自動識別負載并自動優化調整參數,故障診斷專家系統使自診斷和故障監控功能更趨完善。
3,環保化:
隨著人們環境保護意識的加強,對環保的要求越來越高。不僅要求在機床制造過程中不產生對環境的污染,也要求在機床的使用過程中不產生二次污染。在這種形勢下,裝備制造領域對機床提出了無冷卻液、無潤滑液、無氣味的環保要求,機床的排屑、除塵等裝置也發生了深刻的變化。如美國HARDING的QUEST系列車床、德國HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技術。
4,采用五軸聯動加工和復合快速加工:
五軸聯動數控機床是為適應多面體和曲面零件加工而出現的。五軸聯動數控是數控技術中難度最大、應用范圍最廣的技術。它集計算機控制、高性能伺服驅動和精密加工技術于一體,應用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工。為了盡可能降低加工的無用時間,可將不同的多功能整合在同一臺機床上,因此復合快速的機床成為近年來發展很快的機種。
5,重視新技術規范、標準的建立:
數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。傳統的數控編程一直沿用IS06983標準的GM代碼,本質是描述加工過程,在一定程度上限制數控系統開放性和智能化發展。為此,國際上正在研究和制定一種本質為而向對象的數控編程標準作為新的CNC系統標準即STEP-NC(STEP-compliantdateinterfacefornumericalcontrol)標準(ISO14649),以便提供一種不依賴于具體系統的中性機制,描述產品整個生命周期內的統一數據模型,從而實現整個制造過程和各個工業領域產品信息標準,取代在數控機床中廣泛使用的ISO6983標準。STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命,對于數控技術的發展乃至整個制造業,將產生深遠的影響。該標準的推出,將使CAD/CAM/CNC之間實現真正的無縫連接,使網絡化設計制造成為現實,將真正意義上的開放式數控系統得以實現。
6,體系開放化長期以來:
數控系統都是在專有設計的基礎上完成的,是一種封閉式的系統。這種封閉體系結構已經不能適應現代化生產的變革,不適應未來車間而向任務和定單的生產模式。開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。數控系統在出廠時并沒有完全決定其使用場合和控制加工的對象,更沒有決定要加工的工藝,而是由用戶根據自己的需要對軟件進行再開發,以滿足用戶的特殊需要。
7,交互網絡化:
實行網絡管理,不僅便于遠距離操作和監控,也便于遠程診斷故障和進行調整,不僅有利于數控系統生產廠對其產品的監控和維修,也適用于大規模現代化生產的無人化車間,還適用于到操作人員不宜的現場環境(如超精密加工環境或對人體有害的環境)中工作。機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網,可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行,不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
8,數控系統向軟數控方向發展:
SOFT型開放式數控技術是一種最新開放體系結構的數控技術。它提供給用戶最大的選擇和靈活性,它的CNC軟件全部裝在計算機中,而硬件部分僅是計算機與伺服驅動和外部I/O之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應的驅動程序一樣。用戶可以在WindowsNT平臺上,利用開放的CNC內核,開發所需的各種功能,構成各種類型的高性能數控技術,與前幾種數控技術相比,SOFT型開放式數控技術具有最高的性能價格比,因而最有生命力。通過軟件智能替代復雜的硬件,正在成為當代數控技術發展的重要趨勢。
9,數控技術向高可靠性方向發展:
隨著數控機床網絡化應用的日趨廣泛,數控技術的高可靠性已經成為數控技術制造商追求的目標。而且數控系統比較貴重,為了滿足長時間無人操作的需要,更要求數控系統和數控裝置必須有較高的可靠性。