所謂的“原生態(tài)”是指最自然,無加工的東西,就好像牛奶一樣,原生態(tài)總是給人最好的感覺,但是也并非是真正的原生態(tài),就算是牛奶,如果沒有加工也是有益生菌的,因此,泰之在加工方面也是很下功夫的,這里的原生態(tài)是指加工后去除糟粕,取其精華的意思。例如:
數(shù)控維修技術作為泰之的主營產品之一,在對其加工時,是經過去除它多余的質量成分。
客戶就是上帝,這話在很多企業(yè)家心中都成了企業(yè)發(fā)展的基本根據(jù),想要抓取客戶們的心,就得想出吸引客戶的辦法。在國內,大部分購買商都是擔心質量效果的,也正是這一點埋沒了多少高質量企業(yè),也正是這樣才使得國內經濟流動不通暢,購買商不敢買,生產商提高成本的高質量產品卻賣不出去;如何打破這一困境呢?其實方法很簡單,設計往往是吸引客戶的關鍵,經過長時間的探索,在設計方面下了很大的功夫,原生態(tài)設計的方案更是得到了不少的支持,在提高產品質量的同時,也在抓設計,突出產品的特點,才能獲得展示的舞臺。
裝備工業(yè)的技術水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經濟的水平和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術及其產業(yè)、生物技術及其產業(yè),航空,航天等國防工業(yè)產業(yè))的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區(qū)別,什么是不生產,而是如何產生,用什么勞動資料生產”。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料,和數(shù)控技術在當今先進制造技術和設備,核心技術。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術,為了提高制造能力和水平提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產業(yè),并在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面的封鎖和對中國限制性政策。簡而言之,大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術,數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產品,所謂的數(shù)字化裝備,其技術范圍覆蓋很多領域:(1)機械制造技術;(2)信息處理、加工,傳輸技術;(3)自動控制技術;(4)伺服驅動技術;(5)傳感器技術;(6)軟件技術等。
1, 國內外數(shù)控技術發(fā)展狀況
世界制造業(yè)在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復,幾乎一度迅速成為夕陽產業(yè),所以美國人首先提出了要振興現(xiàn)代制造業(yè)。90年代的全世界數(shù)控機床制造業(yè)都經過重大改組。如美國,德國等幾大制造商都經過較大變動,從90年代初開始已出現(xiàn)明顯的回升,制造業(yè)在世界上形成一個新的技術更新浪潮。如德國機床行業(yè)從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同,全部生產任務。
20世紀人類社會的發(fā)明的最偉大的科技成就是計算機應用,計算機及控制技術在機械制造設備中的應 用是世紀內制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術進步。自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已經歷了50個年頭。數(shù)控設備,包括:汽車,銑削,加工中心,無聊,研磨,沖壓,處理能力和各種平面的,數(shù)控制造設備,形成一個龐大的家族,全世界有年產10?20萬單位,數(shù)十億美元的價值。
世界制造業(yè)在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復,幾乎一度迅速成為夕陽產業(yè),所以,美國人首先提 出要振興現(xiàn)代制造業(yè)。90年代的全世界數(shù)控機床制造業(yè)都經過重大改組。如美國,德國等幾大制造商都經過較大變動,從90年代初開始已出現(xiàn)明顯的回升,制造業(yè)在世界上形成一個新的技術更新浪潮。如德國機床行業(yè)從2000年至今已接受3個月以后的訂貨合同,全部生產任務。
我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段,許多機床廠從傳統(tǒng)產品實現(xiàn)向數(shù)控化產品的轉型。但在一般情況下,技術水平不高,質量差,所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整,經歷了最艱難的歲月蕭條,當產能50%庫存超過四個月。從1995年“九五”以后國家從擴大內需啟動機床市場,加強對數(shù)控設備批準進口的限制,數(shù)控系統(tǒng)支持關鍵的投資重點,設備,技術研究,對數(shù)控設備生產起到了很大的促進作用,尤其是1999年以后,國家向國防工業(yè)及關鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金,使數(shù)控設備制造市場繁榮。從2000年8月份的上海數(shù)控機床展覽會和2001年4月北京國際機床展覽會上,您還可以看到多品種產品的繁榮。但也反映了下列問題:
(1) 低技術水平的產品競爭激烈,互相靠壓價促銷;
(2) 高技術水平、全功能產品主要靠進口;
(3) 配套的高質量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進口;
(4) 應用技術水平較低,聯(lián)網技術沒有完全推廣使用;
(5) 自行開發(fā)能力較差,相對有較高技術水平的產品主要靠引進圖紙、合資公司生產或組裝進口配件。
當今世界工業(yè)國家數(shù)控機床的擁有量反映了這個國家的經濟能力和國防實力。目前,中國是世界機床的所有權(近300萬臺)最大的國家,但我們的機床數(shù)控化率僅達到1.9%左右,這與西方工業(yè)國家一般能達到20%的差距太大。日本的不足80萬臺機器的有近10倍的國家的制造能力。數(shù)控化率,現(xiàn)有數(shù)控機床的利用率,開工率低,這是發(fā)展我國21世紀制造業(yè)必須首先解決的最主要問題。每年我們國產全功能數(shù)控機床3000~4000臺,年產5萬多名日本數(shù)控機床,每年我們花十幾億美元進口7000~9000臺數(shù)控機床,即使這樣我國制造業(yè)也很難把行業(yè)中數(shù)控化率大幅度提上去。因此,國家計委,從國家經貿委“八五”“九五”數(shù)控化改造提出的方法,在“九五”期間,我已經做了研究會。當時提出數(shù)控化改造的設備可達8~10萬臺,需要投資80?10十億的資金,但得到的經濟效益將是投入的5~10倍以上。因此,這兩年來承擔數(shù)控化改造的企業(yè)公司大量涌現(xiàn),甚至有美國公司參與?!笆濉辈艅倓傞_始,國防委員會明確表示,軍事投資6.8億元的企業(yè),用于對1.2~1.8萬臺機床的數(shù)控化改造。
數(shù)控技術經過50年的2個階段和6代的發(fā)展:
第1階段:硬件數(shù)控(NC)
第1代:1952年的電子管
第2代:1959年晶體管分離元件
第3代:1965年的小規(guī)模集成電路
第2階段:軟件數(shù)控(CNC)
第4代:1970年的小型計算機
第5代:1974年的微處理器
第6代:1990年基于個人PC機(PC-BASEO)
第6代的系統(tǒng)優(yōu)點主要有:
(1) 元器件集成度高,可靠性,高性能可靠性已可達到5萬小時以上;
(2) 基于PC平臺,技術進步快,升級換代容易;
(3) 提供了開放式基礎,可用于柔軟的使用,豐富的硬件資源,數(shù)控能力,使廣大地區(qū)(如CAD,CAM,CAPP,連接卡,聲卡,打印機,攝影機等);
(4) 對數(shù)控系統(tǒng)生產廠來說,提供了一個良好的發(fā)展環(huán)境,簡化了硬件。
目前,國際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產廠是日本FANUC公司,年產5萬套以上系統(tǒng),約占40%的世界市場,其次是德國的西門子公司約占15%以上,再次德海德漢爾,西班牙發(fā)格,意大利菲律賓卡地亞,法國NUM,日本三菱,安川。
國產數(shù)控系統(tǒng)廠家華中數(shù)控,北京航天數(shù)控集團北京KND,北京凱奇,沉陽藝術節(jié),葛蘭素史克,南京方達,成都廣泰等。國產數(shù)控生產廠家都是小規(guī)模的,年產都還沒有超過300~400套。
近10年數(shù)控機床為適應加工技術發(fā)展,在以下技術領域有巨大的進步。
(1) 高速化
由于高速加工技術普及,普遍提高機器速度的各個方面,車床主軸轉速由3000~4000r/min提高到8000~10000r/min,銑床和4000?8000r/min加工中心主軸轉速高達轉速12000r/min,24000r/min進,40000r/min以上?快速移動速度由過去的10~20m/min提高到48m/min、60m/min的,在80m/min,120m/min可同時改善提高起步加速所需的移動部件的速度,其已由過去一般機床的0.5G(重力加速度)提高到1.5~2G,高達15G,直線電機開始在機器上,主軸上大量采用內裝式主軸電機。
(2) 精密的
數(shù)控機床的定位精度已經普遍上升至約0.01?0.02毫米0.008毫米,亞微米級機床達到0.0005mm左右,納米機器達到0.005?0.01μm的,最小分辨率為1nm(0.000001mm)的數(shù)控系統(tǒng)和機床已有產品。
數(shù)控中兩軸以上插補技術大大提高,納米級插補使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達到1μ的圓度,插補前多塊預讀,大大提高了插值的質量,自動拐角處理。
(3) 復合加工,新結構機床大量出現(xiàn)
如5軸5面體復合加工機床,5軸加工各種異型件。還得出了每個新的機器結構,包括6軸虛擬軸機床,串聯(lián)和并聯(lián)鉸鏈機床。采用特殊的機械結構,數(shù)控特殊的操作模式特殊編程要求。
(4) 使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機床“如虎添翼”。如內冷鉆頭由于使高壓冷卻液直接冷卻鉆頭切削刃和排除切屑,當鉆深孔大大提高工作效率。加工鋼件切削速度能達1000m/min,加工鋁件能達5000m/min。
(5) 數(shù)控機床的開放性和網絡管理,其基本要求是采用數(shù)控機床,它不僅是提高數(shù)控機床的開動率,生產力的必要手段,和企業(yè)的合理化,優(yōu)化使用的制造工具這些方法。因此,計算機集成制造,網絡化制造,遠程診斷,虛擬制造,異行工程等等各種新技術都在數(shù)控機床基礎上發(fā)展起來,這必然成為21世紀制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。
2, 數(shù)控技術的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車,光,醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從數(shù)控技術和視設備發(fā)展的角度,世界上目前的趨勢,其主要研究熱點有以下幾個方面〔1~8〕。
2.1 速度,高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進制造技術的機構。高速,高精加工技術可極大地提高效率,提高產品質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術之一,國際生產工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在汽車行業(yè),年產30萬輛的生產節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業(yè)領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度差,該材料是鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,為了使這些肌肉,墻處理。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結方式,強度構件,剛度和改進的可靠性。這些都為高速加工設備制造,高精度和高靈活性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進給速度可達在80m/min,或什至更高,空運行速度可達100m/min的左右。目前世界上許多汽車廠,其中包括中國的上海通用汽車,已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min,快如100m/min的,加速度2g的,主軸轉速已達60 000r/min。處理的薄壁飛機零件,僅30分鐘,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度,近10年來,數(shù)控加工精度由10微米可達5μm的一般水平,精密加工中心從3?5μm的,可達1?1.5微米,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm的)。
在可靠性方面,國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6 000h以上,伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上,表現(xiàn)出非常高的可靠性。
為了實現(xiàn)高速,精度高,輔助功能,如主軸,直線電機得到了快速發(fā)展,應用范圍進一步擴大。
2.2 5軸聯(lián)動加工bsp;
采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工,最佳可用的工具,切削幾何參數(shù),不僅光潔度,和效率大大提高。一般情況下,1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但在過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng),主機結構和復雜的原因,其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍,再加上編程難度比較大,制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。
當前由于電主軸的出現(xiàn),使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化,制造難度和成本顯著降低,數(shù)控系統(tǒng)縮小價格差距。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發(fā)展。
在EMO2001展會上,新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭,和處理可以在4處理的垂直平面上的任何角度來實現(xiàn),使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn),還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國德馬吉展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工,可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。
2.3 智能化,開放,網絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),包括智能數(shù)控系統(tǒng)的各個方面:追求加工效率和智能化的品質,自適應過程控制,工藝參數(shù)自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制,電機參數(shù)的自適應運算,自動識別負載自動選定模型自整定等;簡化編程、簡化的智能操作方面,作為智能化的自動編程,智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控內容易于診斷和修復系統(tǒng)等。
為了解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控應用程序關閉的工業(yè)生產問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究,如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐盟OSACA(運
和復合加工機床EN 系統(tǒng)架構 為 自動化系統(tǒng)中 控制 ),日本的OSEC(開放系統(tǒng) 環(huán)境為 控制器),中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的平臺上運行,對于機床制造商和最終用戶,通過改變,增加或剪裁結構對象(數(shù)控功能),形成,并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實現(xiàn)不同品種,不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成了知名品牌具有鮮明的個性。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范,配置規(guī)范,操作平臺,數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。
網絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng),制造企業(yè)集成信息的需求,也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè),全球制造基地單元。國內外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,在EMO2001展會,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生產控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機床公司展出“IT plaza”(信息技術廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(開放制造環(huán)境,短OME)等,體現(xiàn)了對網絡的數(shù)控加工方向的趨勢。
2.4 重視新技術標準、規(guī)范的建立
2.4.1 關于數(shù)控系統(tǒng)設計開發(fā)規(guī)范
如前所述,開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性,靈活,各國紛紛實施戰(zhàn)略,以適應時代的發(fā)展計劃,并進行開放式體系結構數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA,OSEC)的研究和開發(fā),世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定,預示了數(shù)控技術的一個新的變革時期的來臨。在2000年也開始了我們的研究,中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架。
2.4.2關于數(shù)控標準
數(shù)控標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一個趨勢。信息交流數(shù)控技術誕生50年后的基于之間ISO6983標準,它采用G,M代碼描述如何(how)加工,其基本特征是面向過程的,顯然,他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術的快速發(fā)展的需要。為此,國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標準ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制,統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型可以描述整個產品生命周期,在整個制造過程中,為了實現(xiàn),乃至各個工業(yè)領域產品信息的標準化。
STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術領域的一次革命,對于數(shù)控技術的發(fā)展乃至整個制造業(yè),將產生深遠的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的制造理念,傳統(tǒng)的制造理念,NC加工程序都集中在單個計算機上。根據(jù)新標準,NC程序可以分散在互聯(lián)網上,這是一個開放式數(shù)控技術,網絡的發(fā)展方向。其次,STEP-NC的數(shù)控系統(tǒng)還可以大大減少加工圖紙(約75%),加工編程時間(約35%)和處理時間(約50%)。
目前,歐美國家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1~2001.12.31)。參與該項目的20加元來自歐洲和日本/ CAM / CAPP / CNC用戶,廠商和學術機構。美國步驟 工具制造公司的軟件進行數(shù)據(jù)交換的全球開發(fā)者,他已經開發(fā)了用作數(shù)控機床加工信息交換的超級模型(Super Model),其目標是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經在配備了SIEMENS、驗證的原型FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)。
2. 5 柔性化 包含兩方面:數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性,數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計,功能覆蓋面大,可裁剪性強,便于滿足不同用戶的需求;群控系統(tǒng)的柔性,控制系統(tǒng)可以基于同一組的不同的生產工藝要求使物料流和信息流自動進行動態(tài)調整,從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
2. 6 工藝復合性和多軸化 以減少工序、輔助時間綜合處理的主要目的,多軸線移動時,多家庭控制方向。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后,通過自動換刀,主軸頭或轉臺等的旋轉多項措施完成了多進程,復雜的多面加工。五軸聯(lián)動數(shù)控技術,西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。(4)實時智能化 早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境,它的作用是如何調度的任務,為了確保任務在規(guī)定期限內完成。認可機構正試圖實現(xiàn)各種與計算模式的智能人的行為。當今科學技術的發(fā)展,實時系統(tǒng)和人工智能相互結合,人工智能正向著具有實時響應的、發(fā)展更現(xiàn)實的領域,而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更復雜的應用程序的開發(fā),由此產生了實時智能控制這一新的領域。數(shù)控技術,實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發(fā)展:自適應控制、模糊控制,神經網絡控制,專家控制,學習控制,前饋控制。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng),參數(shù)自動設定和刀具自動管理及補償?shù)茸赃m應調節(jié)系統(tǒng),在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態(tài)前饋功能壓力,溫度,位置,速度控制和模糊控制等方面,使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高,從而達到最佳的控制。
2.7 功能發(fā)展方向
(1)用戶界面圖形化 用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同的用戶界面的不同要求,因而開發(fā)用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。目前的互聯(lián)網,虛擬現(xiàn)實科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面大大方便了使用非專業(yè)用戶,人們可以通過窗口和菜單進行操作,藍圖易于編程和快速編程,三維動態(tài)三維彩色圖形,圖形仿真,圖形和模擬動態(tài)跟蹤,視圖和在不同方向的局部顯示,實現(xiàn)縮放功能。
(2)科學計算可視化 科學計算可視化,可用于數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)的高效處理,使信息交流不再局限于用文字和語言表達,圖形,可以直接使用,圖片,動畫等視覺信息。可視化和虛擬環(huán)境技術,進一步拓寬應用領域,如果沒有設計圖紙,虛擬樣機技術,這縮短產品設計周期,提高產品質量,降低產品成本是很重要的。數(shù)控技術,可視化技術可用于CAD/CAM,如果自動編程設計,參數(shù)都自動設置刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補和補償方式多樣化 多種插補方式如直線插補、圓弧插補,圓柱插補,空間橢圓曲面插值,螺紋插補,極坐標插補,2D +2螺旋插補,納米插補,NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A,B,C樣條)多項式插值。多種功能,如補償反向間隙補償,垂直補償象限誤差補償,間距和測量系統(tǒng)誤差補償,相關聯(lián)的速度前饋補償溫度補償,具有光滑的做法和退出以及相反點計算的刀具半徑補償?shù)取?/div>
(4)內裝高性能PLC 數(shù)控系統(tǒng)內裝高性能PLC控制模塊,可直接用梯形圖或高級語言編程,具有直觀的在線調試和在線幫助功能。用于車床和銑床的編程工具包含標準PLC用戶程序實例,用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改,從而方便地建立自己的應用程序。
(5)多媒體技術應用 多媒體技術集計算機、視聽和通信技術,并從而使計算機具有集成的無害化處理,文本,圖像和能力的視頻信息。數(shù)控技術,可集成的多媒體信息處理技術的應用,智能化,在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產現(xiàn)場設備的故障診斷、生產過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。
2 .8 體系結構的發(fā)展
(1)集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD,CPLD以及專用集成電路ASIC芯片,數(shù)控系統(tǒng)可以提高軟件和硬件速度的集成。應用FPD平板顯示技術,可以提高顯示性能。平板技術含量高顯示,重量輕,體積小,低功耗,攜帶方便等優(yōu)點,超大顯示屏可實現(xiàn),成為和CRT抗衡的新興顯示技術,顯示21世紀的主流技術。先進封裝和互連技術的應用,將半導體和表面安裝技術融為一體。通過增加集成電路的密度,減少互連長度和數(shù)量來降低產品價格,改進的性能,減少元件尺寸,提高了系統(tǒng)的可靠性。
(2)模塊化 硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)功能要求,基本模塊,如CPU,內存,位置伺服,PLC,輸入輸出接口,通信模塊,做一個標準的系列產品,作物以及在模塊的數(shù)量功能變化由積木方式構成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
(3)網絡化 機床聯(lián)網可進行遠程控制和無人化操作。通過網絡工具,可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、建立,操作上,運行,不同的機器屏幕可同時每臺機器屏幕上顯示。
(4)通用型開放式閉環(huán)控制模式 采用通用計算機組成總線式、模塊化,開放,嵌入式架構,易切割,擴展和升級,可組成不同檔次的,不同的類型,整合不同的數(shù)字系統(tǒng)的程度。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程,包含的信息,如加工的大小,形狀,振動,噪聲,因素的各種變化和熱變形溫度,因此,實現(xiàn)多目標優(yōu)化的過程中,必須是多回路控制變量,在處理期間動態(tài)地調整實時過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式,易于實時智能計算機技術,網絡技術,多媒體技術,CAD / CAM,伺服控制,自適應控制,動態(tài)數(shù)據(jù)管理和動態(tài)刀具補償,動態(tài)仿真等高新技術于一體,構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系,為了實現(xiàn)一體化,智能化,網絡。
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