高速數控技術應用研究

陳年華

（湖南工業職業技術學院，長沙 410208）

高速數控技術應用研究

陳年華

（湖南工業職業技術學院，長沙 410208）

本文對高速數控技術進行應用研究，以期充分了解高速數控技術的用途和發展前景。

數控技術 高速 信息化 制造業

1 高速數控技術發展概述

第一階段：NC階段。此階段主要包括電子管時代、中小規模集成電路時代及晶體管時代。

第二階段：CNC階段。在此階段，第四代數控系統出現并開始應用。將計算機用于數控系統是第四代數控系統發展過程的一個主要標志和特點。第五代數控系統出現于1974年，也屬于CNC階段的產物。此系統的運行原理在于數控系統中應用微處理器，因此計算機專用性成為此系統的一個顯著特點。迄今為止，第五代數控系統仍然是生產中普遍使用的一個數控系統，具有一定的市場。第五代數控系統的代表是德國西門子810系統和日本的FANUC-O系統。

第三階段：ONC階段。此階段始于20世紀90年代，出現了新的數控系統。同時，在美國首先出現了基于PC機平臺開發的系統，即開發式數控系統，即數控系統發展的第六代。兼容性和開放性是第六代數控系統的兩個特點，而PC技術和Win操作平臺是第六代數控系統的技術特點。它的技術支持源于大量的應用軟件開發公司和大量的硬件板卡廠商。

2 高速數控技術的發展現狀

20世紀90年代，我國對數控技術的發展和應用越發重視，開始建立關于數控技術研究的基地，并不斷培養專業的數控技術人員，使我國數控產業開始具有了一個初步的模型。這也體現了我國對數控技術的基本掌握。數控技術通過幾十年的發展，大大提升了可靠性和穩定性，但對數控技術的應用還存在一定問題。這些問題的存在嚴重影響我國數控技術的發展，必須重視這些問題并運用有效措施給以解決，才能促進我國高速數控技術的發展，使其服務于越來越廣泛的行業。

當前，國外的數控技術研發速度較快，且取得了顯著成效。數控技術的發展逐步呈現出PC化、網絡化、數字化及智能化特點。數控技術的數字化符合社會的發展需要，且使數控技術朝著更簡單、更易被操作的方向發展。PC化能夠更好地滿足社會發展需求，促使開發性數控技術成為未來的發展方向。隨著網絡化的不斷進步和發展，數控技術的網絡性也越來越強，數控技術領域的交流變得更加便捷和明了。數控技術的智能化也有利于數控技術的發展。它大大提高了數控技術的智能性，讓數控技術朝著更加先進的方向發展。

3 高速數控技術的應用

3.1 高速高效加工模具電極技術

高速高效加工模具電極主要用來加工石墨、銅等材料。它的表面質量好、電極精度高，尤其是對于加工薄壁、復雜形狀的零件有很大的幫助。運用高速高效加工模具電極進行加工，可以使零件精度高、變形小，有利于更好地避免表面損傷。

3.2 鍛模加工技術

高速數控技術也應用于鍛模加工方面。高速高效的加工鍛模，使其表面質量好、刀具壽命長，同時還能夠縮短加工的周期，降低加工的成本，使加工過后的鍛模模具使用性能變好，延長其使用壽命。

3.3 代替EDM的高速加工技術

代替EDM而使用高速數控技術，可以不用對模具進行拋光，能夠降低成本，極大縮短了加工周期，改變了模具的加工方式。

3.4 數控凸輪軸磨床的數控系統

數控凸輪軸磨床數控系統是我國首次應用旋轉零傳動技術的數控系統。它簡化了主電機到機床主軸之間的中間環節，并將主傳動鏈長度縮減為0，大大提升了加工精度。此數控系統的應用對于進一步促進我國數控技術發展起到了良好的輔助作用。

3.5 日本的FANUC新系統和德國西門子840Di數控系統

日本的FANUC系統的控制器具有PC機及個人計算機功能。它的出現大大解決了第五代數控技術系統的不兼容性和封閉性的問題。數字伺服控制器位置指令主要是以納米為單位，大大提升了加工平滑性。而德國的西門子840Di數控系統具有更靈活的開放式數控系統，對于CNC控制功能及HMI功能均可以在PC處理器上運行處理，省去了傳統控制系統中的NC處理單位，可靠性更高，應用領域更廣，也更智能化。

3.6 網絡化技術

網絡化技術分為內部網絡和外部網絡。內部網絡主要是指數控系統內的CNC單元與I/O邏輯控制、伺服驅動等通過現場總線進行網絡連接。通過確定統一的互聯標準，確保互換性。為了保證互換性，可以應用SERCOS網絡結構協議，以適用于高速伺服控制。外部網絡主要是指數控系統與系統外的其他控制系統或者是與外部計算機相連接，通過網絡實現對設備的遠程控制，從而進行相應的遠程診斷、維修和技術服務，以提高機床生產率。基于多品種小批量的條件實現機床聯網，可以將切削的時間從25%提升到65%。網絡化技術作為高速控制技術中的新技術，在未來的應用范圍也將越發廣泛。

4 高速數控技術的未來發展

4.1 高精度化

科學技術的不斷發展，要求高速數控技術向著高精度化的方向發展。數控技術應用于航空航天領域。

4.2 高速化

數控技術的高速化有利于數控技術的良好發展，充分發揮數控系統的性能，提高數控技術的加工效率。高速化在數控技術方面的應用，能夠降低成本、提高零件加工的精度和質量。

4.3 網絡化

計算機的快速發展也在數控技術方面起到了顯著作用，使數控技術向著網絡化的方向發展。數控技術的網絡化發展更有利于加強各企業之間的聯系。

4.4 高柔性化

提高數控技術的高柔性化，能提高設備的利用率和產品質量，使其在激烈的市場競爭中滿足人們對數控產品更高的要求。

4.5 環保化

隨著近幾年人們環保意識的增強，保護環境的各種措施應在各個方面都應該被實施。同時，人們在社會日常生活中對環境的保護，也推動了數控技術向著環保化方向發展。

5 結束語

數控技術在制造業方面具有重要作用，可以提高制造業的信息化水平和市場競爭力，促進制造業的發展，進而促進國民經濟的發展。對于出現的一些問題，要采取一些有利措施一一改進和提高，逐步提高數控技術的創新能力，使數控技術與國際水平接軌，從而使高速數控技術能夠應用于更多領域，帶來更多的便利和效益。

[1]周祖德，龍毅宏.嵌入式網絡數控技術與系統[J].機械工程學報，2015，（5）：1-7.

[2]陸啟建，劉明燈.數控技術的新進展[J].制造技術與機床，2012，（5）：5-7.

[3]王愛玲.現代數控機床實用操作技術[M].北京：國防工業出版社，2015.

Application Research of High Speed Numerical Control Technology

CHEN Nianhua
(Hunan Industry Polytechnic, Changsha 410208)

This paper studies the application of high speed CNC technology, in order to fully understand the application and development prospects of high-speed CNC technology.

CNC technology, high speed, information, manufacturing industry