淺論數(shù)控車床的發(fā)展方向

王東升

摘 要 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是各個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。我國數(shù)控技術(shù)與世界先進國家相比還有一定的差距，因此了解數(shù)控技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r對我國數(shù)控領(lǐng)域的發(fā)展有非常重要的意義。它的發(fā)展和應(yīng)用開創(chuàng)了制造業(yè)的新時代，改變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、管理方式，使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大的變化。本文主要講述了數(shù)控車床在我國的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 數(shù)控車床 發(fā)展方向

中圖分類號：TG659 文獻標(biāo)識碼：A

數(shù)控車床集計算機技術(shù)，電子技術(shù)，自動控制技術(shù)，傳感測量，機械制造，是典型的機電一體化產(chǎn)品。它使傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了質(zhì)的變化，尤其是近年來.微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)控車床有了新的發(fā)展方向。國內(nèi)數(shù)控車床大致發(fā)展方向表現(xiàn)在以下方面：

1智能化、高速化、高精度化方向

新一代數(shù)控車床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展。計算機技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來越大，計算機系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來了機床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡化，數(shù)控機床的智能化程度日趨提高。一臺機床的重復(fù)定位精度如果能達到0.005mm，即一臺高精度機床，在0.005mm以下，就是超高精度機床。隨著計算機輔助制造系統(tǒng)的發(fā)展，精密度已達到微米級。隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ埽胰藱C界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。

2復(fù)合化、系統(tǒng)化方向

工件一次裝夾，能進行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是車床一貫追求的。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應(yīng)提高，車床也朝高效能發(fā)展。車床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。

在零件加工過程中，有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升速、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此具有復(fù)合功能的機床成為近年來發(fā)展很快的機種。車床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，車床便能按照數(shù)控加工程序自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，完成一個復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部加工工序以達到系統(tǒng)化加工。

3網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性方向

數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其他控制系統(tǒng)或計算機進行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。數(shù)控系統(tǒng)一般首先面向生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，然后再經(jīng)由因特網(wǎng)通向企業(yè)外部。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。數(shù)字制造是機械制造企業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是國際先進車床制造商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配置的供貨方式。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進口數(shù)控車床時要求具有遠程通訊服務(wù)等功能。數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化進一步促進了柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)從點向面的方向發(fā)展。柔性自動化技術(shù)以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)，同時注重加強單元技術(shù)的開拓、完善，向信息集成方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。隨著數(shù)控車床網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用廣泛，數(shù)控系統(tǒng)的高可靠性已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)制造商追求的目標(biāo)。

4多軸聯(lián)動化方向

加工自由曲面時，三軸聯(lián)動控制的車床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削，進而對工件的加工質(zhì)量造成破壞性影響，而五軸聯(lián)動控制對球頭銑刀的數(shù)控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削三維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度，大幅度提高加工效率。因此多軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控車床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個開發(fā)熱點。

5設(shè)計制造綠色化方向

綠色設(shè)計是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進設(shè)計理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控車床在設(shè)計時要考慮：綠色材料設(shè)計、可拆卸性設(shè)計、節(jié)能性設(shè)計、可回收性設(shè)計、模塊化設(shè)計、綠色包裝設(shè)計等。數(shù)控車床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應(yīng)環(huán)保趨勢，加大綠色設(shè)計與制造的研制，將是影響經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一。

我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應(yīng)該抓住機會不斷發(fā)展，努力發(fā)展自己的先進技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培訓(xùn)力度，提高企業(yè)綜合服務(wù)能力，力爭早日實現(xiàn)數(shù)控車床產(chǎn)品從低端到高端、從初級產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造、從制造大國到制造強國的轉(zhuǎn)變。

參考文獻

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