數(shù)控機(jī)床在線感知與智能控制技術(shù)及應(yīng)用

高生

摘要：現(xiàn)階段的機(jī)床數(shù)控技術(shù)大多還處在封閉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中以提前設(shè)定好的固定參數(shù)為參照對(duì)象，在整個(gè)制造的過(guò)程中CNC只負(fù)責(zé)執(zhí)行固定參數(shù)，需要提前人工設(shè)定參數(shù)的設(shè)備已經(jīng)越來(lái)越不能滿足人們對(duì)設(shè)備的要求。因此可以從在線監(jiān)督的理念出發(fā)，用來(lái)控制數(shù)控機(jī)床的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高效率的安全的加工。現(xiàn)就開放式數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床在線過(guò)程控制展開研究和探討。

關(guān)鍵詞：開放式數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控機(jī)床；智能控制

引言

隨著機(jī)床先進(jìn)控制系統(tǒng)和高度發(fā)展的制造業(yè)，各行業(yè)之間加深了交流，現(xiàn)有的數(shù)控控制系統(tǒng)則顯得相對(duì)單一，不能滿足現(xiàn)有的社會(huì)需求。在制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)向信息化和快捷制造的方向發(fā)展。

1我國(guó)機(jī)床數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

較其他發(fā)達(dá)體而言，機(jī)床數(shù)控技術(shù)起步時(shí)間較晚，在發(fā)展初期，國(guó)家對(duì)機(jī)床數(shù)控技術(shù)也缺少重視。在我國(guó)進(jìn)入WTO后，受國(guó)外先進(jìn)技術(shù)影響，不斷吸收國(guó)際先進(jìn)機(jī)床數(shù)控技術(shù)，并建立自身機(jī)床數(shù)控基礎(chǔ)體系。經(jīng)過(guò)“第六個(gè)五年規(guī)劃”和“第七個(gè)五年規(guī)劃”建設(shè)后，在“八五”和“九五”建設(shè)期間，我國(guó)從原有封閉開發(fā)模式中走出，建立國(guó)產(chǎn)數(shù)控技術(shù)體系，形成自由數(shù)控產(chǎn)業(yè)，大力培養(yǎng)先進(jìn)數(shù)控專業(yè)人才。

到今天，我國(guó)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家已經(jīng)達(dá)到百余所，生產(chǎn)的數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品業(yè)已經(jīng)達(dá)到上千種，可以說(shuō)我國(guó)機(jī)床數(shù)控行業(yè)發(fā)展十分迅猛，發(fā)展質(zhì)量非常好。但是從國(guó)際化角度而言，我國(guó)機(jī)床數(shù)控技術(shù)還有待提升，其發(fā)展空間廣闊。

2智能化機(jī)床技術(shù)體系框架

2.1智能數(shù)控技術(shù)

眾所周知，機(jī)床最關(guān)鍵的部位就是智能數(shù)控技術(shù)，其是以傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)為關(guān)鍵點(diǎn)，在一定程度上對(duì)機(jī)床智能化水平造成直接影響，主要包含數(shù)據(jù)采集以及開放式數(shù)控系統(tǒng)架構(gòu)等技術(shù)。較為常見(jiàn)的開放式數(shù)控系統(tǒng)架構(gòu)往往是遵循開放性原則，科學(xué)合理的對(duì)相關(guān)數(shù)控系統(tǒng)加以開發(fā)，在機(jī)床中將其合理應(yīng)用，其自身具有擴(kuò)展性、互換性以及操作性等顯著優(yōu)勢(shì)。目前該架構(gòu)主要包含兩部分：系統(tǒng)平臺(tái)以及應(yīng)用軟件。前者主要是對(duì)機(jī)床內(nèi)部數(shù)字量控制相關(guān)部件，其在一定程度上往往在數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用相關(guān)硬件以及軟件平臺(tái)，確保相關(guān)物體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化功能，如較為常見(jiàn)的電源系統(tǒng)或者微處理器系統(tǒng)，支撐相應(yīng)的操作系統(tǒng)，充分發(fā)揮系統(tǒng)性能至關(guān)重要的作用，科學(xué)合理的控制系統(tǒng)硬件資源，從而讓相應(yīng)的應(yīng)用軟件研制效率得以顯著提高。目前在開發(fā)相關(guān)應(yīng)用軟件的過(guò)程中，其主要是以模型為主，讓各系統(tǒng)能科學(xué)合理的聯(lián)系在一起，從而根據(jù)編制差異，將其合理應(yīng)用在各項(xiàng)系統(tǒng)。

2.2大數(shù)據(jù)采集以及分析技術(shù)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，目前我國(guó)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床性能逐漸呈上升發(fā)展趨勢(shì)，相應(yīng)的機(jī)床往往呈現(xiàn)出各式各樣的種類，其往往在一定程度上能對(duì)各項(xiàng)設(shè)備種類作以科學(xué)合理的支撐，因此，從某種角度上來(lái)講，為滿足不同數(shù)據(jù)間各采集需求，目前在數(shù)控機(jī)床中被廣泛應(yīng)用的是傳感器，其能適用于各式各樣的機(jī)床數(shù)據(jù)采集類型，其在一定程度上往往分為力矩電流、指令信息以及主軸電流等方面，確保整個(gè)制造過(guò)程得以有效管理的同時(shí)，還能不斷優(yōu)化整個(gè)制造過(guò)程。

從目前智能數(shù)控機(jī)床技術(shù)的實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，要想不斷優(yōu)化大數(shù)據(jù)分析過(guò)程，首先要確保相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可視化，在一定程度上確保數(shù)據(jù)分析能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)合理，最終為相應(yīng)的決策提供可靠性依據(jù)，目前很多數(shù)控系統(tǒng)往往是將數(shù)據(jù)采集接口裝置加以合理應(yīng)用，為相關(guān)數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性以及有效性提供可靠性保障。另外，科學(xué)合理的使用大數(shù)據(jù)采集以及分析技術(shù)能確保相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能化管理，在獲取相應(yīng)的制造數(shù)據(jù)后，在此基礎(chǔ)上讓整個(gè)加工過(guò)程以及相關(guān)數(shù)據(jù)形成科學(xué)合理的聯(lián)系，最大化減少人為因素的影響，對(duì)加工效率造成直接影響，同時(shí)在一定程度上確保相關(guān)數(shù)據(jù)的管理實(shí)現(xiàn)人工智能化，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。

3智能控制技術(shù)及應(yīng)用

3.1數(shù)控銑床金屬加工工藝以及其應(yīng)用

在數(shù)控技術(shù)和自動(dòng)化機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用整合中，其技術(shù)應(yīng)用形式以數(shù)控銑床金屬加工應(yīng)用為技術(shù)實(shí)施形式進(jìn)行了分析，在整個(gè)技術(shù)的處理實(shí)施中，逐漸將技術(shù)應(yīng)用和具體的技術(shù)應(yīng)用控制整合，并且在技術(shù)的處理應(yīng)用中，在按照技術(shù)處理中的數(shù)控技術(shù)加工進(jìn)行對(duì)應(yīng)的技術(shù)加工實(shí)施，保障在技術(shù)加工實(shí)施控制中，能夠?qū)?duì)應(yīng)的技術(shù)處理控制實(shí)施要點(diǎn)轉(zhuǎn)變。需要注意的是在進(jìn)行數(shù)控銑床技術(shù)的應(yīng)用中，其對(duì)應(yīng)技術(shù)處理中的控制要點(diǎn)應(yīng)該以?shī)A角控制作為整個(gè)技術(shù)處理中的控制要點(diǎn)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的技術(shù)控制，整個(gè)夾角控制中，應(yīng)該按照機(jī)床加工技術(shù)控制中的實(shí)踐需求，對(duì)整個(gè)技術(shù)處理中的控制要點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，同時(shí)還應(yīng)該按照其技術(shù)處理中的控制實(shí)踐整合，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的加工曲面控制整合。

3.2數(shù)控機(jī)器人機(jī)床加工技術(shù)應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展能力轉(zhuǎn)變，對(duì)于數(shù)控機(jī)器人的技術(shù)應(yīng)用控制也越來(lái)越重視，并且在其整個(gè)技術(shù)處理控制中，也需要按照數(shù)控機(jī)器人加工技術(shù)處理中的控制工作轉(zhuǎn)變需求去進(jìn)行對(duì)應(yīng)的加工技術(shù)控制。最為顯著的一項(xiàng)加工技術(shù)應(yīng)用就是在加工技術(shù)的處理中，針對(duì)加工技術(shù)處理中的數(shù)控加工機(jī)器人建設(shè)技術(shù)應(yīng)用控制，并且在整個(gè)機(jī)器人加工技術(shù)的處理控制中，需要按照加工技術(shù)處理中的控制實(shí)踐，對(duì)整個(gè)加工技術(shù)處理中的控制要點(diǎn)整合。同時(shí)在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用下，需要按照其加工技術(shù)處理中的控制需求，進(jìn)行機(jī)器人加工技術(shù)處理中的動(dòng)力學(xué)分析，將對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析和機(jī)器人制造技術(shù)應(yīng)用結(jié)合，以此發(fā)揮出整體技術(shù)應(yīng)用控制中的技術(shù)實(shí)施需求。

4機(jī)床數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

4.1向更加穩(wěn)定方向發(fā)展，提高機(jī)床數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品穩(wěn)定性

我國(guó)機(jī)床數(shù)控技術(shù)市場(chǎng)根據(jù)產(chǎn)品性能等方面不同，將機(jī)床數(shù)控產(chǎn)品分成3個(gè)類型，即經(jīng)濟(jì)型、普及型和高檔型。根據(jù)市場(chǎng)購(gòu)買情況顯示，購(gòu)買者在購(gòu)入機(jī)床數(shù)控產(chǎn)品時(shí)，相較于品牌、價(jià)格、服務(wù)等情況，還是更趨向機(jī)床數(shù)控產(chǎn)品穩(wěn)定性方面，這樣才能保證生產(chǎn)和加工穩(wěn)定性。因此在機(jī)床數(shù)控技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)提高機(jī)床數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品穩(wěn)定性，以此和國(guó)際機(jī)床數(shù)控產(chǎn)品進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

4.2機(jī)床數(shù)控技術(shù)編程向更加自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變

隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展腳步不斷加快，我國(guó)逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，各國(guó)不同性質(zhì)零部件加工等情況也屢見(jiàn)不鮮，因此機(jī)床數(shù)控技術(shù)一定要向更加自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變，可以對(duì)國(guó)際編程代碼進(jìn)行識(shí)別和運(yùn)算，提高機(jī)床數(shù)控產(chǎn)品可操作性和適應(yīng)能力。

4.3建立開放式數(shù)控系統(tǒng)

近年來(lái)，隨著微型計(jì)算機(jī)不斷在各行各業(yè)中應(yīng)用，CAD、CAM等技術(shù)都在機(jī)床數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品中得到應(yīng)用，因此在開發(fā)數(shù)控技術(shù)時(shí)，應(yīng)向更加開放化轉(zhuǎn)變，便于數(shù)控機(jī)床制造商和數(shù)控機(jī)床使用單位根據(jù)自身實(shí)際需求，在機(jī)床數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品上安裝相關(guān)硬件或轉(zhuǎn)件，這樣一來(lái)機(jī)床數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品不僅可以更加貼合使用者實(shí)際需求，還可以具備一定專機(jī)功能，可以提高我國(guó)機(jī)床數(shù)控產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)占有比例。

4.4基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制功能

5G時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)的推廣普及，通過(guò)開放式的控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的鏈接，遠(yuǎn)程控制、診斷、維護(hù)將是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

結(jié)語(yǔ)

為了促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，企業(yè)在生產(chǎn)制造過(guò)程中應(yīng)當(dāng)合理應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)。人們要借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，樹立低成本、高質(zhì)量的發(fā)展理念，逐步完善自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)理論，為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

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