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现代制造工艺发展趋势


3.智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的 主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能 化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工 效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应 控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连 接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运 算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编 程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、 智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面 的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数 控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问 题。
板块2:柔性制造技术
柔性制造技术也称柔性集成制造技术, 是现代先进制造技术的统称。柔性制 造技术集自动化技术、信息技术和制 作加工技术于一体,把以往工厂企业 中相互孤立的工程设计、制造、经营 管理等过程,在计算机及其软件和数 据库的支持下,构成一个覆盖整个企 业的有机系统。
数控技术 采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进 行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1 台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立 方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动 加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系 统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数 倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结 构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格 差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工 机床(含5面加工机床)的发展。
现代制造技术 发展现状及趋势
板块1:数控技术
数控技术是数字程序控制数控机械实 现自动工作的技术。它广泛用于机械 制造和自动化领域,较好地解决多品 种、小批量和复杂零件加工以及生产 过程自动化问题。随着计算机、自动 控制技术的飞速发展,数控技术已广 泛地应用于数控机床、机器人以及各 类机电一体化设备上。同时,社会经 济的飞速发展,对数控装置和数控机 械要求在理论和应用方面有迅速的发 展和提高。
加工中心
1948年,美国帕森斯公司接受美国空军委托,研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的 加工设备。由于样板形状复杂多样,精度要求高,一般加工设备难以适应,于是提出采用
数字脉冲控制机床的设想。 1949年,该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究,并于1952年试制成功第一台三坐 标数控铣床,当时的数控装置采用电子管元件。 1959年,数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板,出现带自动换刀装置的数控机床,称 为加工中心( MC Machining Center),使数控装置进入了第二代。 1965年,出现了第三代的集成电路数控装置,不仅体积小,功率消耗少,且可靠性提高, 价格进一步下降,促进了数控机床品种和产量的发展。 60年代末,先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC),又称 群控系统;采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC),使数控装置进入了以小型 计算机化为特征的第四代。 1974年,研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC),这是 第五代数控系统。 20世纪80年代初,随着计算机软、硬件技术的发展,出现了能进行人机对话式自动编制程 序的数控装置;数控装置愈趋小型化,可以直接安装在机床上;数控机床的自动化程度进
1.高速、高精加工技术及装备的新趋 势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加 工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次, 缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端 技术研究会将其列为5为21世纪的中心研 究方向之一。
2.五轴联动加工和复合加工机床快速发展
技术是制造业信息化的重要组成部分。
数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个 基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力, 关系到一个国家的战略地位。因此,世界上各工业发达国 家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 在我国,数控技术与装备的发展亦得到了高度重视,取得 了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域,以PC平台 为基础的国产数控系统,已经走在了世界前列。但是,我 国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题,特别 是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况 尤为突出。在新世纪到来时,如何有效解决这些问题,使 我国数控领域沿着可持续发展的道路,从整体上全面迈入 世界先进行列,使我们在国际竞争中有举足轻重的地位, 将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。
一步提高,具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
20世纪90年代后期,出现了PC+CNC智能数控系统,即以PC机为控制系统的硬件部分,在 PC机上安装NC软件系统,此种方式系统维护方便,易于实现网络化制造。 数控技术也叫计算机数控技术(Computerized Numerical Control 简称:CNC),它是采用 计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备 的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存 贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可以通过计算机软件来完成。数控
数控技术的应用不但给传统制造业带 来了革命性的变化,使制造业成为工 业化的象征,而且随着数控技术的不 断发展和应用领域的扩大,他对国计 民生的一些重要行业(it、汽车、轻工、 医疗等)的发展起着越来越重要的作 用,因为这些行业所需装备的数字化 已是现代发展的大趋势。从世界上数 控技术及其装备发展的趋势来看,其 主要研究热点有以下几个方面:
数控:(NC)是20年代发展起来的自 动控制技术,是用数字信号对机床的 运动及加工过程进行控制的方法。 数控机床是一中采用了数字控制技术 的机床,或者说装有数控系统的机床。 数控系统:是控制系统,能自动完成 信息的输入、译码和运算,从而控制 机床运动和加工过程。
常见的数控机床
数控车床
数控铣床
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