簡述數(shù)控加工系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展

徐清華　董玉貴

(山東杰美醫(yī)療科技有限公司,山東濰坊　261061)

簡述數(shù)控加工系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展

徐清華董玉貴

(山東杰美醫(yī)療科技有限公司,山東濰坊261061)

群控系統(tǒng)是近幾年來又發(fā)展了以提高生產(chǎn)率和性能比為目的的綜合管理多臺數(shù)控機床的系統(tǒng),其系統(tǒng)在一些地方也已有了實際運用。但數(shù)控系統(tǒng)與通用計算機之間的串行通信線路卻由于速度慢和不可靠性,通常成為系統(tǒng)中信息傳遞的瓶頸,同時還增加了通用計算機,擴大了系統(tǒng)硬件規(guī)模,大大提高了系統(tǒng)成本,還加大了故障概率,影響了系統(tǒng)的可靠性。本文對數(shù)控加工系統(tǒng)的經(jīng)歷與發(fā)展做以概述。

數(shù)控加工系統(tǒng)現(xiàn)狀發(fā)展前景

數(shù)控加工是機械制造中的先進加工技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展結(jié)合傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的改造，帶來了革命性的變革，目前我國絕大多數(shù)機械制造行業(yè)都在使用數(shù)控機床。分析數(shù)控加工系統(tǒng)的現(xiàn)狀，總結(jié)經(jīng)驗與教訓(xùn)，使數(shù)控加工更快更好地發(fā)展。

1　數(shù)控加工系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1.1數(shù)控系統(tǒng)成套性、可靠性差

數(shù)控加工是機械制造中的先進加工技術(shù)，目前我國絕大多數(shù)機械制造行業(yè)都在使用數(shù)控機床。數(shù)控裝置、驅(qū)動、電機不配套，伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動的性能和可靠性比國外產(chǎn)品低，高精、高速及重型設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)性能比國外產(chǎn)品差，并且，系統(tǒng)的可操作性、硬件設(shè)計手段等都不夠完善。

1.2數(shù)控加工擁有太多的不可預(yù)測性

數(shù)控加工參數(shù)不夠優(yōu)化，這導(dǎo)致在加工結(jié)果、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率等方面都存在著不可預(yù)測性。由于沒有建立加工參數(shù)與加工結(jié)果之間的確定關(guān)系，無法預(yù)測一定的加工參數(shù)所能加工出來的結(jié)果，這就導(dǎo)致零件的加工質(zhì)量難以保證，常出現(xiàn)零件超差，甚至報廢等后果。除了加工質(zhì)量以外，加工時間也無法預(yù)測準確，這導(dǎo)致工時定額不準，數(shù)控加工的管理水平難以進一步提高。在有些加工過程中，切削條件一般是變化的，但是，目前的數(shù)控加工中多憑經(jīng)驗選擇保守的切削參數(shù)，在加工過程中這些參數(shù)保持不變，從而大大降低了數(shù)控機床的生產(chǎn)效率。

1.3聯(lián)網(wǎng)方式不合理

目前，企業(yè)制造缺乏可相互操作的系統(tǒng)應(yīng)用軟件，設(shè)計數(shù)據(jù)的交換受到限制。工藝數(shù)據(jù)交換標準也因工藝個性化和集成化的困難而受阻礙。企業(yè)在資源規(guī)劃及其設(shè)計功能的集成方面遇到很大困難;產(chǎn)品的制造和生命周期的優(yōu)化仍然難以實現(xiàn)。其中，常見的一個方案中，雖然利用通用計算機作為橋梁實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，但數(shù)控系統(tǒng)與通用計算機之間的串行通信線路卻由于速度低和可靠性差，往往成為系統(tǒng)中信息傳遞的瓶頸，并且，如果增加通用計算機，擴大系統(tǒng)硬件規(guī)模，就會造成系統(tǒng)成本提高，故障概率增大，給系統(tǒng)的可靠性帶來不利影響。

2　數(shù)控加工系統(tǒng)的進一步發(fā)展

2.1數(shù)控加工工序標準化

數(shù)控加工工序標準化是數(shù)控加工工藝理論成長的需要，有利于數(shù)控加工工藝管理。對數(shù)控加工工序概念標準化后，有利于數(shù)控加工工藝的理論規(guī)范和成長。如果對數(shù)控加工工序概念不統(tǒng)一，就無法進行數(shù)控加工工藝交流，也無法對數(shù)控加工工序作進一步探討，不利于數(shù)控加工工序形成理論研究。使工藝管理可以制度化、標準化，可以使工廠進一步完善自己的工藝文件，便于信息化采集，實現(xiàn)工藝管理的計算機化、網(wǎng)絡(luò)化，使數(shù)控加工工藝現(xiàn)代化管理大大前進一步。因此，各企業(yè)應(yīng)努力將數(shù)控加工工藝標準化。

2.2數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型

從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過了五十多年的數(shù)控風(fēng)雨歷程。近10年以來，計算機技術(shù)在飛速蓬勃發(fā)展，五花八門的層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)接踵而生，發(fā)展速度驚人。目前的數(shù)控系統(tǒng)正往標準化開放體系結(jié)構(gòu)的方向進攻。在此，以結(jié)構(gòu)形式為例，把當今世界上的數(shù)控系統(tǒng)大體可分為以下四種類型:

(1)傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng);

(2)“PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng);

(3)“NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng);

(4)s0Fr型開放式數(shù)控系統(tǒng)。

2.3加強數(shù)控方面人員培訓(xùn)

我國一些使用數(shù)控的單位技術(shù)力薄弱，偏程、維修、操作跟不上，若這點不能很好解決，將會是我國數(shù)控發(fā)展的一大陣礙，因此加強數(shù)控方面的人員培養(yǎng)應(yīng)引起足夠的重視。目前我國的數(shù)控技術(shù)培訓(xùn)點還不多，遠不能滿足要求。因此，有條件的高校應(yīng)該增加對學(xué)生的培養(yǎng)力度，工廠、企業(yè)應(yīng)該積極接受數(shù)控技術(shù)的培訓(xùn)。工廠、企業(yè)和高校相結(jié)合，企業(yè)為學(xué)校提供實踐的基地，學(xué)校為企業(yè)培訓(xùn)先進的人才，使保證數(shù)控設(shè)備的正常使用，大大的促進我國數(shù)技術(shù)的發(fā)展。

2.4優(yōu)化數(shù)控加工參數(shù)

傳統(tǒng)加工參數(shù)選擇是參照工廠生產(chǎn)中的一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)，輔以必要的計算，但由于受到人的客觀條件限制，所獲取的數(shù)據(jù)一般都不是最優(yōu)結(jié)果。建立加工參數(shù)與加工結(jié)果之間的關(guān)系，輸入確定的加工參數(shù)就能預(yù)測出相應(yīng)的具有一定準確度的加工結(jié)果以及加工時間，從而大大提高加工結(jié)果的可預(yù)測性。以提高數(shù)控加工效率、降低加工成本、獲得高質(zhì)量產(chǎn)品為目的進行的數(shù)控加工參數(shù)多目標優(yōu)化研究，對提高數(shù)控加工經(jīng)濟效益具有重要意義。

2.5重視DNC系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用

柔性制造系統(tǒng)是多項技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物，既能實現(xiàn)自動化加工，又能實現(xiàn)柔性化，是滿足企業(yè)追求高效率和高生產(chǎn)率的最好的選擇，是實現(xiàn)高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)、是產(chǎn)品更新?lián)Q代的最佳途徑。柔性制造技術(shù)是一項包括多方面的復(fù)合化技術(shù)，代表我國在這一領(lǐng)域中的水平，但由于投資能力、技術(shù)條件、人員素質(zhì)等條件限制，很難為大多數(shù)企業(yè)所接受。但若能很好地利用它，可以進一步提高機床的利用率，合理組織生產(chǎn)，提高效益，而且花錢少，易實現(xiàn)、易管理，因此，各企業(yè)應(yīng)重視DNC系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用。

2.6努力將數(shù)控加工系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和智能化

在計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益全民普及運用，數(shù)控機床走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化已成必然的方向和發(fā)展趨勢，時間會證明互聯(lián)網(wǎng)進入制造工廠的車間是必須的過程，國家的戰(zhàn)略地位和綜合水平與數(shù)控加工技術(shù)的高低有密切關(guān)系，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造的關(guān)鍵技術(shù)需靠數(shù)控網(wǎng)絡(luò)化來完成。宏觀上的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)，是在微觀網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，必須通過網(wǎng)絡(luò)，把自身視為全球化網(wǎng)絡(luò)集成環(huán)境中的一個節(jié)點，必須重視知識、信息、資源的同享，更迅速、自覺地響應(yīng)市場。這是順應(yīng)未來制造業(yè)發(fā)展趨勢的一種必然發(fā)展，并且將會成為國際制造業(yè)競爭的焦點話題。知識將成為科技和生產(chǎn)發(fā)展的資本與動力源泉，而機床工業(yè)，作為機器制造業(yè)、工業(yè)以至整個國民經(jīng)濟發(fā)展的裝備部門，其戰(zhàn)略一生地位和被受重視程度將不可估量。

(1)向模塊化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。(2)向PC—based化和開放性方向發(fā)展。

(3)出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備，機械加工向虛擬制造的方向發(fā)展。

(4)信息技術(shù)(IT)與機床的結(jié)合，機電一體化。

(5)納米技術(shù)將形成新發(fā)展潮流，并將有新的突破。(6)節(jié)能環(huán)保機床將加速發(fā)展，占領(lǐng)廣大市場。

3　結(jié)語

數(shù)控加工工序是指在數(shù)控加工機床上一次裝夾所連續(xù)完成的那部分加工工藝過程，一個數(shù)控加工程序即為一個工步，刀具切入、切出一次為一次走刀。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控加工系統(tǒng)是數(shù)控加工的趨勢走向，是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造的要點技術(shù)，是落實國家“信息化帶動工業(yè)化”戰(zhàn)略的重要方針舉措。創(chuàng)新需要人才，邁向機床強國更需要一代人的奮起勤勞，為此，了解數(shù)控加工系統(tǒng)的現(xiàn)狀要更進一步努力改進原有的不足，培養(yǎng)上進優(yōu)秀的頂尖人才，為數(shù)控加工行業(yè)擁有一個廣闊的發(fā)展前景而不斷努力探研。

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[2]王瑞鳳.基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控加工程序傳輸與仿真技術(shù)的研究[D].哈爾濱:哈爾濱理工大學(xué),2003:2－4．