論數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)智能化數(shù)控系統(tǒng)

1、論數(shù)控技術(shù)開展趨勢(shì)智能化數(shù)控系統(tǒng)論文關(guān)鍵詞計(jì)算機(jī)技術(shù)數(shù)控技術(shù)制造技術(shù)論文摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速開展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開場(chǎng)了根本性變革，工業(yè)興旺國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)展研究開發(fā)，提出了全新的制造形式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)。一、國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)開展概況目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制形式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制形式開展。在集成化根底上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化根底上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；

2、在網(wǎng)絡(luò)化根底上，AD/A與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長(zhǎng)期以來，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系構(gòu)造，N只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)歷以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過AD/A及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)展編制。AD/A和N之間沒有反應(yīng)控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中N只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無法通過反應(yīng)控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正AD/A中的設(shè)定量，因此影響N的工

3、作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)N系統(tǒng)的這種固定程序控制形式和封閉式體系構(gòu)造，限制了N向多變量智能化控制開展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。二、數(shù)控技術(shù)開展趨勢(shì)一性能開展方向1高速高精高效化。速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速PU芯片、RIS芯片、多PU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大進(jìn)步。2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(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能根據(jù)不

4、同消費(fèi)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)展動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。3工藝復(fù)合性和多軸化。以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的一種復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向開展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多外表的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。4實(shí)時(shí)智能化。而人工智能那么試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。二功能開展方向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(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，因此開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部

5、分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)展操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和部分顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。2科學(xué)計(jì)算可視化?？茖W(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品本錢具有重要意義。3多媒體技術(shù)應(yīng)用。多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息

6、的才能。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和消費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、消費(fèi)過程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。三體系構(gòu)造的開展1集成化。采用高度集成化PU、RIS芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、PLD以及專用集成電路ASI芯片，可進(jìn)步數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可進(jìn)步顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積孝功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和RT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和外表安裝技術(shù)融為一體。通過進(jìn)步集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)

7、量來降低產(chǎn)品價(jià)格，改良性能，減小組件尺寸，進(jìn)步系統(tǒng)的可靠性。2模塊化。硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將根本模塊，如PU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PL、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)展功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。3網(wǎng)絡(luò)化。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)展遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)展編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。4通用型開放式閉環(huán)控制形式。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變

8、化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目的優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制形式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、AD/A、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。三、智能化新一代PN數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系構(gòu)造的、智能化新一代PN數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PN數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、AD/A、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高