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数控机床智能化范文1
关键词:五轴;数控系统;数控机床
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)26-0112-02
机床作为当前机械加工产业的主要设备,在某种意义能够代表了一个国家的机械制造业水平的高与低,机床设备不但同家的航空工业、船舶制造、军工产业、科研技术、精密器械等设备制造行业有着非常大的关系,而且还与人们的日常生活等方方面面密不可分。从某种意义上来讲,如果一个国家没有制造业的支撑,这个国家就很难真正的实现现代化的建设。而五轴联动数控机床是目前世界上最先进的机床设备,如果国家拥有五轴数控机床则象征着国家目前的机床制造业的处在世界上最先进的水准,在数控机床的制造技术上处于领先的地位,所以对于五轴数控机床的研制一直以来都是世界各制造大国不遗余力的研发重点展对象。
1 重点发展的关键技术
1.1 高速、精密加工技术
1.2 高智能化技术
五轴机床的智能化技术将使未来发展最主要的方向之一当前的智能数控机床的智能化技术已经有新的突破,在数控系统的性能上得到了较多体现。如:自动调整干涉防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能、加工过程自动消除机床震动等功能进入了实用化阶段,智能化提升了机床的功能和品质。未来的发展将结合电子信息技术及先进控制理论,更大程度的提升五轴机床的职能化程度。
1.3 控制及动作部件的改进
数控机床的性能指标要依靠与其主要的功能部件性能,其主要功能部件的性能好坏直接影响数控及创的技术参数和性能水平,所以提升功能部件性能使其不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展,并结合五轴数控机床进行应用,是未来数控机床获得质的飞跃的关键技术。如全数字交流伺服电机和驱动装置,高技术含量的电主轴、力矩电机、直线电机,高性能的直线滚动组件,高精度主轴单元等功能部件推广应用,极大的提高数控机床的技术水平。
2 国产五轴机床的发展
数控机床现在已越来越广泛的成为其他制造行业的必要设备,而且技术发展也相当快速,令人惊叹。五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。五轴联动数控机床是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。国外为解决多面体零件加工问题,所以开发出了五轴数控机床,随着科技的发展,数控机床也逐渐的向高端化复杂化进行发展,在原有数控技术的基础上又增加了新型功能,新型的数控技术不但能够实现传统车床功能还能够进行铣削加工。国外五轴数控机床的研发和使用,实现了数控机床工作效率大幅增加的效果,其工作效率相当于某些大型的自动化生产线的工作效率,在节约设备的占地空间的同时也节约了机械生产厂家的投资预算。我国的五轴数控机床行业与国外行业相比仍然存在的主要不足,如表1所示。
目前我国已经有很多的机械制造集团公司开发出五轴联动数控高速机床,其技术已达到世界顶极加工设备水平,并且与传统的五轴机床相比,具有联动、高速的特点。每台售价超过1 000万元,已经被广泛的应用于航天业、机械元件设备业、中大型冲压射出模具、游艇外形业、复合材料加工业等。自从全国首台自制五轴联动数控机床的正式启用,不仅填补了国内行业空白,为我国机床制造产业抢占国际市场制高点,同时机床制造企业也实现了由高端产品制造商向高端设备制造商的转型,加快推进创新发展和新型工业化进程产生深远影响。随着我国科学技术的不断快速发展我们有理由相信,五轴联动数控机床一定会加快实现由研发试制向定型量产的华丽转型,我国的机床制造企业也将成为世界机床制造业中领先的半导体设备和五轴联动数控机床生产商。
3 中国五轴数控机床未来的发展方向
我国五轴数控机床在结合国外先进技术的同时也要走出有自身的特色的发展道路,其关键是就在于要加大企业的自主创新能力,注重以机床制造企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术研发体系建设。
①国家重点扶持机床制造企业,促进企业形成技术创新体系。我国五轴数控机床的研发和制造目前仍处于起步阶段,所以未来我国将根据五轴数控机床发展形势,在机床行业有计划地建立面向汽车行业的自动化装备,组建大型精密复合冲压成形机床、超精密磨削、特种加工、高档数控机床和数控系统性能试验中心等机床制造研究中心,巩固和发展机床制造企业技术开发体系的建设,鼓励企业积极研发和制造高速精密的五轴数控机床的项目实施。
②迎合市场需求走出具有企业特色的技术道路。机床制造企业在五轴数控机床产品的开发立项要以市场用户的实际需求为依据,共性和关键技术攻关和功能部件的开发要以主机发展为牵引,以满足市场需求为根本目的。加强五轴数控机床共性和关键技术如高速化技术、智能化技术、复合化技术和环保技术等的攻关,共性和关键技术攻关必须要以高档数控机床发展为主攻目标,提高整机可靠性和产业化水平。
③积极引进先进技术。通过引进技术消化创新、集成创新和原始创新等方式,掌握当代数控关键技术,发展品种,提高自主开发能力,提高国产数控系统和关键功能部件的配套能力,特别是要提高在国产中、高档数控机床中的配套能力。并以国家重点工程为依托,加速国产五轴数控机床的推广。
4 结 语
参考文献:
[1] 徐巍.高档数控系统的功能规划和关键技术研究[D].上海:上海交通大学,2009.
数控机床智能化范文2
数控机床的应用范围很广,能够以编程的方式进行各种零部件的加工,实用性很强,然而,由于价格昂贵,数控机床的使用范围受到了制约,并不适合所有类型的加工设计。目前,该设备主要的使用范围是:①加工精度高、结构形状复杂的零件;②严格按照既定标准、尺寸加工设计的零部;③本身价值比较高的零件。相对于其他类型的加工设备,数控机床具有加工精度高、加工稳定可靠、高柔性、生产效率高、劳动条件好等优势。据有关资料统计,当生产批量在100件以下,用数控机床加工具有一定复杂程度零件时,加工费用最低,获得的经济效益最高。
2数控机床的发展方向
(1)高速化近年来,随着我国机械制造业的飞速发展,需求也在不断增强,而作为工业制造的必备的设备,我国机床行业每年以两位数的速度增长,迎来快速发展时期,数控机床已成为我国机床消费的主流。不同行业对于数控机床有着不同的需求,航空领域需要的是高速、精密以及多轴联动的产品;电力行业需要的是高刚性、大扭矩的数控产品;而汽车工业需要的是大量生产线的专用机床。(2)高精度化随着国内制造业转型升级步伐的加快,数控化加工是机械加工行业朝高质量,高精度,高成品率,高效率发展的趋势。我国对高端精密加工设备的需求与日俱增,用户对于高端机床产品的需求也越来越大。数控机床的高精度化发展,现在更专注于运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿研究,以求能够达到数控机床最佳精度状态。总的来看,市场对机床工具产品的需求已经过渡到中高端领域,普通机床产品的市场空间将越来越小。(3)控制智能化当今的市场充分证明,现在数控机床的智能化已经成为市场的热门需求和话题,智能化是机床行业发展趋势,个性化定制、系统解决方案,以技术为依托为客户提供智能输送整体解决方案,正在逐步变成现实。数控技术的智能化主要包括加工过程自适应控制技术、加工参数的智能优化与选择、智能故障自诊断与自修复技术、智能故障回放和故障仿真技术、智能化交流伺服驱动装置、智能4M数控系统等。(4)极端化(大型化和微型化)随着我国高精密产业的发展,数控机床越来越凸显出其自身优势,其能够适应我国大型机械化发展趋势,不仅可以满足大型装备的功能性要求,还满足了其精度要求。目前,航空航天、半导体、光学部件、超精密轴承等零件加工,引入了超精密加工技术、纳米级技术,该技术要求发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备,而数控机床与传统机床球体磨床相比,增加了数控系统和相应的监控装置等,应用了大量的电气、液压和机电装置,使失效的概率大幅度降低。(5)网络化数控机床主要着眼于以数字化和网络化为支持的智能化生产,网络化是其必然的发展趋势。数控机床的网络化发展,能够实现数据参数的有效流通、共享,便于对数控机床的远程监控。(6)加工过程绿色化环境问题是全球性问题,特别是对于我国来说,环境问题目前已经成为中国社会经济发展面临的严重挑战之一,这一问题的日益突出和扩大,已经影响到区域的生态安全和可持续发展。数控机床的生产过程中需要大量资源,随着人们环保意识的增强,资源和环境问题得到了广泛的重视,近年来环保车床不断涌现,环保节能已成为工程机械产品升级的基本特征,绿色制造代表了未来全球发展的方向,环保节能机床的加速发展会使企业在市场上保持竞争优势和领先地位。
3本零件的设计分析
3.1加工难点及处理方案
分析图纸可知,此零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等组成,对平面度的要求很高,为提高零件的质量,需要根据零件的形状、尺寸大小和形位公差要求选择合理的加工方案:(1)结合加工零件的形状和材料等条件,选用CJK6032数控机床。(2)对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸,编程时采用中间值。(3)加工工序为:预备加工—车端面—粗车右端轮廓—精车右端轮廓—切槽—工件调头—车端面—粗车左端轮廓—精车左端轮廓—切退刀槽—粗车螺纹—精车螺纹。
3.2零件设备的选择
根据轴类零件的特点,既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,该零件的加工对于技术要求更为严格,而普通车床加工设备很明显不具备该优势。而数控车床加工精度高,能做直线和圆弧插补,且刚性良好,能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿,可以保障其加工的尺寸精度和表面质量。根据零件的工艺要求,可以选择经济型数控车床,本文选用CJK6032数控机床加工该零件。该机床采用的是步进电动机形式半闭环伺服系统,设置三爪自定心卡盘、普通尾座或数控液压尾座,适合车削较长的轴类零件,且机构简单,价格相对较低。
3.3刀具与切削用量的选择
影响数控车床切削效率的因素有很多,主要有人为因素、环境因素及刀具和切削用量的选择,这些都制约着数控车床的工作状态,尤其是对于刀具的合理选择,能够加快数控车床的工作效率,保证零件加工质量。刀具的选择标准是刀具复杂程度、制造和磨刀成本。相对于普通机床而言,数控加工对刀具在刚性、精度、耐用度上有着更为严格的要求,同时,还要求所选择的道具尺寸稳定、便于安装调试。工件材料的切削加工性能是很复杂的,强度、硬度、塑性、提供冷切削加工、机械性能都跟工件的材料有关。经过研究图纸发现,该轴零件加工中,刀具与工件之间的切削力较大,所以选择45钢为该轴类零件的材料。
3.4设置刀点和换刀位
数控机床智能化范文3
关键词: 数控系统发展;数控技术发展;数控系统
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0220192-01
1 数控技术学科的特点
马克思曾经说过1 数控技术学科的特点
数控技术的问世已有40多年的历史,它是由机械学、控制论、电子学、计算机科学四大基础学科发展起来的一门综合性的新型学科,是用数字化指令控制机床动作的技术,它包括计算机数字控制系统技术;伺服驱动技术;精密机械技术;编程技术;PLC机电接口技术。其中控制系统技术是核心;伺服驱动技术是关键;精密机械技术是基础。数控技术是数控机床的关键技术,大力发展、推广应用数控技术,用数控技术改造传统产业,对机械制造、航空航天事业的发展,恶劣及危险环境的作业等,都会起着关键性的作用。
随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。
数控技术国外发展趋势
纵观数控技术的发展历史,不难看出数控技术的发展是逐步跟踪计算机技术的发展而不断发展的,从1956年至今,大致经历了如下四个阶段:1956年-1974年,专用硬件NC的时代;1975年-1989年,专用计算机数控时代,即微处理器NC的时代(μ PC);1990年-1995年,BASIC PC的CNC时代;1996年至今,开始全PC开放式智能化数控新阶段。
近几年来世界发达国家纷纷采取措施,投入大量的人力、财力组织优势力量进行新一代开放式体系结构和具有智能型功能的数控技术开发与研究,包括美国的NGC和OMAC计划、欧共体的OSACA计划、日本的OSEC计划等。数控机床机械结构更趋向于“开放式”,为满足现代机械加工的多样化需求,新一代的数控机床具有以下特点:
1)机床结构按模块化、系列化原则进行设计与制造,以便缩短供货周期,最大限度满足用户的工艺需求。2)由于数控机床的很多部件的质量指标的不断提高,品种规格的逐渐增加、机电一体化内容更加丰富、功能参数日趋庞杂,因此专门为数控机床配套的各种功能部件已完全商品化,为建立具有竞争能力的机床厂创造了条件。3)为向用户开放,各发达国家的数控机床厂都积极建立完全开放式的产品售前、售后服务体系。建立开放式的零件试验室,建立自助式数控机床操作、维修培训中心。4)采用信息网络技术,把社会上各种制造资源根据加工任务进行合理组合与调用,是21世纪将先进制造技术发展的必然趋势,世界各国都在积极进行这方面的研究工作。5)人工智能化技术在数控技术中的推广应用。随着人工智能在计算机领域不断渗透和发展,数控系统向智能化发展。在新一代的数控系统和伺服装置中,由于采用“进化计算(”Evolutionary
Computation),“模糊系统”(Fuzzy System)和“神经网络”(Neural
Network)等三个方面新的控制机理,性能大大提高。这种高性能的智能化的数控系统不但具有自动编程、前馈控制、自适应切削,工艺参数自生成、运动参数动态补偿等功能,更具特色的是考虑到操作使用的因素而呈现的极为友好的人机界面。当前采用模糊控制原理的电加工数控系统和具有自学习、自建立数学模型、自调整参数的高性能数控机床伺服驱动装置已有产品并在市场中具有强的竞争能力。
目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。
3 我国数控技术开发现状与差距
我国的数控技术,在“八五”攻关中,不失时机地提出了以自主版权为目标,以平台为基础的发展战略,而且在攻关过程中,瞄准或调整到以PC机为基础的发展路线上,并以此形成了两种平台,开发出了四个基本系统,其中华中I型和中华I型是将数控专用模板嵌入通用PC机构成的单机数控系统,航天I型和兰天I型是将PC机嵌入到数控之中构成的多机数控系统,形成典型的前后台型结构,国内其它单位也都先后开发开放式体系结构系统。然而就总体而论,还仅仅处于开始阶段,虽然各个系统都向PC平台方向发展,但在具体的实施开发中仍然存在一些问题。最大的问题即是开放性不够、开发环境和支持手段不足,要作为用户方便地进行二次开发的开放程度还远未达到,只是具有相当技术力量的开发单位才能使用,而作为能够普及到一般用户的程度则还远远不够。利用PC机设计数控系统使得CNC的重点由硬件转向软件,为我国的数控发展消除了硬件上的“瓶颈”制约,从而可能加快生产出实用产品。而且PC-NC毕竟使CNC向开放性体系结构迈出了一大步。在数控机床设计与制造中,我国已开始采用模块化技术,对数控切削加工中的工艺参数、工具系统的优化、智能适应控制都进行过研究,它为对智能化控制的进一步研究奠定基础,但上述工作仅仅是一个开端,仍需在“十五”期间进行一系列开发研究工作,跟踪世界数控技术,推动我国数控产业的发展。
参考文献:
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数控机床智能化范文4
【关键词】数控技术 发展趋势
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大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
2.5轴联动加工和复合加工机床快速发展。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。
在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
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。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC、日本的OSEC,中国的ONC等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的CPC;日本大隈机床公司展出IT广场;德国西门子OME等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
4.重视新技术标准、规范的建立。
4.1 关于数控系统设计开发规范。如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
数控机床智能化范文5
[关键词] 数控加工; 数控技术; 创新; 关键技术
一 前言
随着我国经济水平的提高,我国的机械制造业也有了很大的发展,数控加工技术一种高精度、高效率与高柔性的加工方法,能够解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题,只有不断挑战数控加工的关键技术、不断加强创新能力,才能够大力发展我国的数控加工技术,增强企业的竞争力。
二 数控加工技术的基本概念[1]
数控技术是指利用数字信息控制机械的工作过程的机床控制技术。数控机床是一种基于数控技术的机床,数控机床通过安装程序控制系统,从而对特定的编码程序进行处理,以实现机械制造的自动化、一体化。
数控加工是指数控机床根据编制好的数控加工程序,对机床的刀具和零件的相对运动进行控制,从而完成对工件的加工,以解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题。其中数控加工程序是根据零件的图样及工艺的要求等条件进行编制的。
数控程序指数控机床为加工零件而执行的一系列指令,该指令是由数控系统通过数控技术对加工零件的任务进行编码,并反馈给数控机床。数控编程是指在机械制造业中生成由数控机床对零件进行加工的数控程序生成过程。
数控加工技术包括零件上需要进行数控加工表面的确定;设计数控加工工艺;加工程序的编程;验收和修改加工的程序;运行加工的程序。数控加工的关键技术包括数控控机床加工的工艺及数控编程的技术两方面。数控加工技术的硬件基础是数控机床,数控编程的技术是数控加工顺利进行的重要保障。
数控加工技术的工作过程如图1所示,首先要确定需要进行数控加工的零件的表面,再根据零件的表面设计加工的图纸;根据图纸设计数控加工的工艺方法;编程加工工艺的程序;根据编程程序对零件进行数控加工。
三 我国数控加工技术的现状
我国数控加工技术广泛应用于我国的机械制造业。
(一)数控机床向多轴化和复合化发展
数控机床直接影响到加工工艺的时间,数控机床多轴化、复合化,可以以减少数控加工工序的时间,大大提高数控加工的效率。数控机床的复合化是指需要加工的零件在一台机床装夹完成后,通过转台或自动换刀旋转主轴头等措施,中间没有间断的进行多表面、多工序的复合加工。数控机床在今后的研究中应向高速、高精、高效化发展,只有高速、高精、高效化的数控机床才能适应不断发展的数控技术,才能增强企业的竞争力。
(二)数控机床的智能化
以前的数控系统只是为了加工任务的完成,并没有考虑实现数控机床的智能化。目前数控机床正向人工智能化发展。人工智能化的数控机床可以通过模拟人类的行为,从而实现数控加工的智能化。通常是在数控系统配制故障诊断系统、编程系统、刀具自动管理及补偿系统、参数自动设定系统等,通过系统的配制,可以将数控系统监测到的信息反馈到数控机床,从而实现数控机床的实时智能化模式。
(三)数控编程技术的现状
数控编程技术包括手工编程和自动编程两种。手工编程是指由人工完成的数控编程。例如简单阶梯轴的车削加工,通常可以由技术人员通过设计的图纸,编写数控加工的程序。而自动编程主要是采用CAD/CAM系统进行编程,如轮廓形状复杂的零件。编程人员根据设计的图纸,通过CAD/CAM系统,构建出加工零件的几何形状,再分析零件的设计图纸的工艺程序,最终确定加工工艺的方案、刀具及其参数、切削的用量,自动生成零件加工的程序。数控编程技术的操作是在屏幕命令驱动及菜单等交互途径下完成的,自动编程由于其本身具有直观、形象和高效等特点,所以被广泛应用于数控加工技术[2]。
(四)数控刀具的发展现状
目前很多企业还是倾向用价格比较低廉的刀具,而低廉的刀具往往不能有效的提高生产效率。很多企业配备有比较先进的数控机床,但是却没有配备相应的刀具,这样虽然省了小钱,却不能使数控机床的效率得到有效提高。所以企业应该引进先进的装备和技术,生产一些比较高效的刀具,并将刀具广泛应用于制造业,才能提高数控加工的效率。
四 数控加工技术存在的问题
目前还有很多因素制约着数控加工技术的发展,比如设计的图纸是否合理、数控机床的精度及其性能、加工的参数、加工工艺的步骤、刀具的选择、刀具运动的轨迹等。每一种因素控制不好,都会影响数控加工技术的顺利进行。影响数控加工技术的关键因素包括数控编程的技术、机床的操作以及机床的应用等。
(一)数控编程的技术不到位
数控加工技术是根据数控的编程程序对零件进行数控加工。数控编程的程序决定了数控机床的效率,数控编程技术的高低决定着数控加工是否能够高效进行。目前很多数控编程的工程师不熟悉数控机床的构造,不熟悉数控机床的内部结构,编程的程序不支持机床的高效运转。很多数控编程程序的可靠性不高,需要花费大量时间调试数控机床;数控编程的程序不合理,导致数控机床经常发生走空刀的情况。数控编程的技术不到位直接影响到数控加工技术的效率。
(二)数控加工技术的创新能力不足
目前很多企业没有建立健全有效的数控加工创新机制,很多企业只能依赖国外的技术,企业缺乏创新意识,就算引进先进的数控加工技术,消化吸收能力也比较弱,不能对引进的技术进行举一反三,创新适合自己企业的数控加工技术。很多企业不能形成一个创新的环境,企业之间也没有技术的竞争环境。这就导致了企业数控加工技术滞后,从而影响了企业的高效生产。
(三)数控机床的操作不当
数控加工技术的硬件基础是数控机床,数控机床的发展直接影响到数控加工技术的发展。目前很多企业的数控机床在操作上还是不够规范,机床也没有及时的保养,这就降低了机床的精度。很多企业不能定期检测维修数控机床及其相关的设备,对数控相关的设备的加工任务不明确,零件粗加工与细加工的设备混用经常发生。零件粗加工会对设备造成很大的精度损害,如果将细加工的设备误用成粗加工的设备,就会影响到零件细加工设备的精度,导致零件的细加工受到影响,而且混用设备还会降低设备的寿命,给企业带来经济损失。
五 提高数控加工技术的对策
我国的数控加工技术在数控机床的配置、创新能力、数控编程还存在很大的缺陷,提高数控加工技术的关键就是提高企业的创新能力,配置相当的数控机床、编程可靠的数控程序等。
(一)科学操作数控机床
企业应定期检测、维修数控设备,对数控相关设备的精度做好记录,将精度比较差、使用年限比较长的设备定为零件粗加工的设备,而精加工设备则应选用那些精度比较好、新购买的设备[3]。在进行零件的粗、细加工时应该按照零件需要的精度要求选用合适的设备。只有选用合适的机床设备,才能保证数控加工的高效进行。
(二)企业应培养数控加工技术人员
企业如果没有技术过关的数控人员,数控加工技术不可能真正发展。数控编程需要计算机软件的专业人员,企业只有吸纳相关的专业人员,才能编程出可靠的数控程序,进而提高数控加工的有效进行。除此之外,企业的领导应该加强对数控机床操作者的培训,只有科学操作数控机床,才能保证生产效率的有效的提高,也才能延长机床的使用寿命,为企业降低不必要的经济损失。企业应加强数控技术人员创新能力的培养,可以将数控技术人员到国外学习先进的数控技术,学以致用,研究出适合企业的数控加工技术。
(三)编制可靠的数控程序
数控编程的程序决定了数控机床的效率,数控编程技术的高低决定着数控加工是否能够高效进行。可靠的数控编程程序应该能保证零件加工的步骤、加工持续的时间、以及加工的质量。编程时为了提高数控加工的效率,可以同时执行编程的指令。例如将机床主轴的启动、定位、移动编程指令同时执行;将刀具的准备、切削指令同时编码执行,这样就把重合。这样就把非切削时间、次数减少了。技术人员应该及时检查编好的程序,并将编好的程序调试运行,以发现程序的问题并及时进行改正。自动编程比手工编程的出错率低,所以尽量使用自动编程来编程数控的程序。技术人员应该根据零件加工的工序,编程不同的子程序。加工工序的子程序有利于零件加工的顺利进行,也可以及时发现零件加工时程序的不足,可以及时改正。
(四)选择合适的切削刀具
选择合适的切削刀具是提高数控加工效率的前提条件。只有性能稳定、切削力强、能够承受高速切削的刀具才能适应数控大功率、高速的数控机床。所以企业在选择刀具时不要因为价格低廉就盲目选择,如果加工条件允许,可以考虑硬质合金刀具。企业如果有条件的,可以选择性能比较好的、耐磨的、比较耐用的刀具,如立方氮化的刀具、涂层刀具、陶瓷刀片等[4]。球头刀具在使用时由于其端部切削速度达到零,但是为了达到零件加工的精度,球头刀具在切削时会取很密的行距,所以球头刀具的效率是比较低的,建议慎用。平头刀具的切削效率比球头刀具好,可以考虑使用。平头刀如果能保证不切过头,可以应用于曲面的粗、细加工。在选择刀具时,应该结合数控加工工序的设计,选择合适的刀具,才能保证数控加工的高效进行。数控加工的技术人员可以根据零件加工的程序的编程、零件工序的进行生产符合企业的刀具,这样的刀具就会更加有针对性。比如三维槽型刀具、数控刀片等的研发就是顺应企业的需求而产生的,企业的数控加工技术就得到了很大的发展。
六 结语
数控加工技术能够解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题,是一种高精度、高效率与高柔性的加工方法。只有培养专业的数控加工技术人员、科学的操作数控机床、编制可靠的数控程序,才能大力发展我国的数控加工技术,增强企业的竞争力。
[参考文献]
[1]刘祖其.数控系统及发展趋势[J].制造业自动化,2009,31(12):37―39
[2]张玉峰.浅谈我国数控机床的现状与发展趋势叨[J].金属加工,2010,(21):22―23.
数控机床智能化范文6
历时将近一个月的实习结束,该次实习,真正到达机械制造业的第一前线,了解了我国目前制造业的发展状况也粗步了解了机械制造也的发展趋势.在新的世纪里,科学技术必将以更快的速度发展,更快更紧密得融合到各个领域中,而这一切都将大大拓宽机械制造业的发展方向.
它的发展趋势可以归结为“四个化”:柔性化、灵捷化、智能化、信息化.即使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要,能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要,使其与环境协调的柔性,使生产推向市场的时间最短且使得企业生产制造灵活多变的灵捷化,还有使制造过程物耗,人耗大大降低,高自动化生产,追求人的智能于机器只能高度结合的智能化以及主要使信息借助于物质和能量的力量生产出价值的信息化.
当然机械制造业的四个发展趋势不是单独的,它们是有机的结合在一起的,是相互依赖,相互促进的。同时由于科学技术的不断进步,也将会使它出现新的发展方向。前面我们看到的是机械制造行业其自身线上的发展。然而,作为社会发展的一个部分,它也将和其它的行业更广泛的结合。21世纪机械制造业的重要性表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动,而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来,以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动,智能化促进柔性化,它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。当然这一切还需要我们大家进一步的努力. 在此次实习中,在杭州发动机厂的时间最长,历时12天,分别介绍了x6130柴油缸体的加工工艺(分为面加工和孔加工),凸轮轴孔的加工,数控设备的加工特点,分类及具体运用,曲轴的加工工序以及发动机的具体工作原理.在最后一天,我们还参观了其铸造部,参观了其铸造生产过程.在该厂的实习中,深刻明白了数控机床的生产中发挥的切实作用,以及目前社会对数控机床及数控人才的急需,而在一些重要数控产品,如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床等的需求上,决不能过于依赖进口.
历时将近一个月的实习结束,该次实习,真正到达机械制造业的第一前线,了解了我国目前制造业的发展状况也粗步了解了机械制造也的发展趋势.在新的世纪里,科学技术必将以更快的速度发展,更快更紧密得融合到各个领域中,而这一切都将大大拓宽机械制造业的发展方向.