簡(jiǎn)述數(shù)控加工系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展

1、簡(jiǎn)述數(shù)控加工系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展摘要:數(shù)控系統(tǒng)自 1952 年問世以來，隨著科學(xué)技術(shù)的 不斷發(fā)展，已經(jīng)經(jīng)過了六次換代，早起的數(shù)控系統(tǒng)僅用于數(shù) 控機(jī)床，自從出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)后，數(shù)控系統(tǒng)不僅普遍 用于數(shù)控機(jī)床，而且在電火花線切割、電火花成型、高壓水 射流切割、激光切割、快速原型制造和機(jī)器人等自動(dòng)化控制 領(lǐng)域也獲得了越來越廣泛的運(yùn)用?，F(xiàn)代制造技術(shù)正朝著高效 率、高速度、高精度、高集成和高智能方向發(fā)展，加工智能 化和虛擬制造已成為現(xiàn)代制造業(yè)中最重要的組成部分和發(fā) 展方向，并成為提高產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞：數(shù)控加工系統(tǒng) ;現(xiàn)狀引言 數(shù)字控制是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程 進(jìn)行控制的一種方

2、法，是一種自動(dòng)控制技術(shù)。即用數(shù)字信息 表示機(jī)床和刀具的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并將這些數(shù)字信息送入計(jì)算 機(jī)，通過計(jì)算機(jī)控制機(jī)床，使被加工零件和刀具之間產(chǎn)生符 合要求的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工，簡(jiǎn)稱為數(shù)控 (NC) 。模具數(shù)控加工技術(shù)是一種特殊的、多用途及柔性的自 動(dòng)化技術(shù)，是綜合運(yùn)用了微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng) 檢測(cè)和精密機(jī)械等多學(xué)科的最新技術(shù)成果而發(fā)展起來的，它 的誕生和發(fā)展標(biāo)志著模具制造業(yè)進(jìn)入了一個(gè)數(shù)字化的新時(shí) 代，其目的是為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技發(fā)展的需要。1. 數(shù)控電火花加工技術(shù)發(fā)展的基本現(xiàn)狀1.1 數(shù)控電火花加工技術(shù)正不斷向精密化、自動(dòng)化、智 能化、高效化等方向發(fā)展。如今新型數(shù)控電火花

3、機(jī)床層出不 窮，如瑞士阿奇、瑞士夏米爾、日本沙迪克、日本牧野、日 本三菱等機(jī)床在這方面技術(shù)都有了全面的提高。 精密化 電火花加工的精密核心主要體現(xiàn)在對(duì)尺寸精度、仿形精 度、表面質(zhì)量的要求。時(shí)下數(shù)控電火花機(jī)床加工的精度已有 全面提高，尺寸加工要求可達(dá)土 2-3卩m、底面拐角R值可小 于0.03mm，最佳加工表面粗糙度可低于Ra0.3卩m。 智能化 智能控制技術(shù)的出現(xiàn)把數(shù)控電火花加工推向了新的發(fā) 展高度。新型數(shù)控電火花機(jī)床采用了智能控制技術(shù)。 自動(dòng)化 目前最先進(jìn)的數(shù)控電火花機(jī)床在配有電極庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)電 極夾具的情況下，只要在加工前將電極裝入刀庫(kù)，編制好加 工程序，整個(gè)電火花加工過程便能日以赴繼地自動(dòng)運(yùn)

4、轉(zhuǎn)，幾 乎無需人工操作。 高效化 現(xiàn)代加工的要求為數(shù)控電火花加工技術(shù)提供了最佳的加工模式，即要求在保證加工精度的前提下大幅提高粗、精 加工效率。如手機(jī)外殼、家電制品、電器用品、電子儀表等 領(lǐng)域，都要求將大面積（例如100 X 100mm）工件的放電時(shí)間大幅度縮短，同時(shí)又要降低粗糙度。從原來的Ra0.8卩m改進(jìn)到Ra0.25卩m，使放電后不必再進(jìn)行手工拋光處理。這 不但縮短了加工時(shí)間且省卻后處理的麻煩，同時(shí)提升了模具 品質(zhì)，使用粉末加工設(shè)備可達(dá)到要求。2. 正確選擇對(duì)刀點(diǎn)方法 編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)可選在 零件上的某一點(diǎn)，也可選擇零件外（機(jī)床上或夾具）的某一 點(diǎn)，但無論選在什

5、么地方，所選擇的對(duì)刀點(diǎn)又必須與零件的 定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)尺寸關(guān)系。3. 減少誤差累加 數(shù)控機(jī)床在加工過程中不可避免會(huì)有誤差，并且誤差在 加工中會(huì)累積疊加（簡(jiǎn)稱累加） ，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，會(huì)引 起機(jī)床定位誤差和移動(dòng)誤差，從而影響加工精度。在編制程 序時(shí)可采取以下措施來盡量減少誤差累加，提高加工精度。3.1 編程時(shí)，數(shù)據(jù)的表示有絕對(duì)值和相對(duì)值兩種方式， 絕對(duì)方式編程以某一固定點(diǎn)（工件坐標(biāo)原點(diǎn)）為基準(zhǔn)，每一 段程序和整個(gè)加工過程都以此為基準(zhǔn)。而相對(duì)值方式編程， 是以前一點(diǎn)為基準(zhǔn)。合理地選擇用絕對(duì)值或相對(duì)值編程對(duì)工 件的精度是起到?jīng)Q定性作用的，這要依據(jù)機(jī)床的性能和工件 的特點(diǎn)及刀具的特性等因素來決定

6、。4. 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)4.1 高速化隨著汽車、國(guó)防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁 合金等新材料的應(yīng)用，對(duì)數(shù)控機(jī)床加工的高速化要求越來越 高。4.2 高精度化數(shù)控機(jī)床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精 度，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、熱變形以及對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償越來 越獲得重視。4.3 功能復(fù)合化復(fù)合機(jī)床的含義是指在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)或盡可能完成 從毛坯至成品的多種要素加工。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為工藝 復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類。工藝復(fù)合型機(jī)床如鏜銑鉆復(fù) 合加工中心、車銃復(fù)合車削中心、銃鏜鉆車復(fù) 合復(fù)合加工4.4 控制智能化隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性 化、制造自動(dòng)化的發(fā)展需求，數(shù)控機(jī)床

7、的智能化程度在不斷 提高。4.5 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)移動(dòng)部件質(zhì)量 大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、作業(yè)自由度偏 低、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動(dòng)性不夠等固有缺陷，在機(jī)床主軸 （一般為動(dòng)平臺(tái)）與機(jī)座（一般為靜平臺(tái)）之間采用多桿并 聯(lián)聯(lián)接機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過控制桿系中桿的長(zhǎng)度使桿系支撐的平 臺(tái)獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝 配和測(cè)量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn) 代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點(diǎn)。4.6 極端化 （大型化和微型化 ） 國(guó)防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的 大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機(jī)床的支撐。4.7

8、高可靠性數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，增加了數(shù)控系統(tǒng)和相應(yīng)的監(jiān) 控裝置等，應(yīng)用了大量的電氣、液壓和機(jī)電裝置，易于導(dǎo)致 出現(xiàn)失效的概率增大；工業(yè)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和干擾對(duì)數(shù)控機(jī) 床的可靠性極為不利，而數(shù)控機(jī)床加工的零件型面較為復(fù) 雜，加工周期長(zhǎng)，要求平均無故障時(shí)間在2 萬小時(shí)以上4.8 加工過程綠色化隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越 來越重要，而中國(guó)的資源、環(huán)境問題尤為突出。因此，近年 來不用或少用冷卻液、實(shí)現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機(jī) 床不斷出現(xiàn)，并在不斷發(fā)展當(dāng)中。4.9 多媒體技術(shù)的應(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、圖像和視頻信息的能力，因此 也對(duì)用戶界面提出了圖形化的要求。5.結(jié)束語中國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應(yīng)該抓住機(jī)會(huì)不斷發(fā) 展，努力發(fā)展自己的先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培訓(xùn)力 度，提高企業(yè)綜合服務(wù)能力。力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品從 低端到高端、從初級(jí)產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變，實(shí) 現(xiàn)從中國(guó)制造到中國(guó)創(chuàng)造、從制