序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇智能化數(shù)控系統(tǒng)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

【關(guān)鍵詞】智能化；數(shù)控技術(shù)；調(diào)度；實(shí)際應(yīng)用

前言

在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，追求的是高速、高精度、高可靠性，那么數(shù)控系統(tǒng)正好可以追求目標(biāo)，數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)、及應(yīng)用推廣、人才培養(yǎng)必將會使制造業(yè)自動化得到全面的實(shí)現(xiàn)，為提高企業(yè)生產(chǎn)水品和現(xiàn)代化水平夯實(shí)牢固的基礎(chǔ)。智能化數(shù)控系統(tǒng)是集制造科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動控制理論及圖形技術(shù)、檢測、監(jiān)控技術(shù)等多學(xué)科的綜合，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點(diǎn)，在制造行業(yè)中起著舉足輕重的作用，為制造行業(yè)的未來發(fā)展指明了方向。

1調(diào)度在日常工作中的職能

1.1維持運(yùn)行正常、保證生產(chǎn)穩(wěn)定

在很多行業(yè)中，編制生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)工作計(jì)劃，由于人為因素，無論多么周密的考慮，多么具體的安排，也不可能預(yù)料到實(shí)際生產(chǎn)過程中的各種變化。實(shí)際生產(chǎn)過程中，情況十分復(fù)雜，不可預(yù)料，有人為的不安全因素，也有物的不安全狀態(tài)，這都是問題出現(xiàn)的根源。一旦出現(xiàn)這些問題，就會造成生產(chǎn)波動，甚至造成生產(chǎn)過程中斷，被迫停車，生產(chǎn)難于完成。作為調(diào)度就是要及時(shí)了解掌握各種不利因素。組織各有關(guān)部門、有關(guān)人員消除隱患，處理解決這些意外因素，以保證生產(chǎn)長期、穩(wěn)定、安全運(yùn)行，保證任務(wù)的完成。如果沒有生產(chǎn)調(diào)度的指揮調(diào)度，要想及時(shí)解決生產(chǎn)過程中隨時(shí)出現(xiàn)的問題，維持生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行，是非常困難的。

1.2收集有關(guān)數(shù)據(jù)、關(guān)注生產(chǎn)動態(tài)

生產(chǎn)調(diào)度不單要組織實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)，在生產(chǎn)過程中，會有很多安全、工藝、設(shè)備、質(zhì)量、環(huán)保、供應(yīng)、銷售、服務(wù)等方面的變化因素和許多波動的數(shù)據(jù)，需要準(zhǔn)確及時(shí)地記錄下來，這是一項(xiàng)繁瑣但十分重要的基礎(chǔ)工作。有了這些準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和變化情形，才能夠?yàn)楦骷夘I(lǐng)導(dǎo)、各部門了解生產(chǎn)、指揮生產(chǎn)提供分析的材料依據(jù)，可作為日后學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的有用材料。這些無非會加大調(diào)度的工作量。智能化數(shù)控系統(tǒng)會有效地解決這些問題。

1.3協(xié)調(diào)生產(chǎn)關(guān)系、貫徹領(lǐng)導(dǎo)指示

現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)逐步趨向?qū)I(yè)加工、深度加工，管理層分類過多。因此，協(xié)調(diào)好各項(xiàng)生產(chǎn)關(guān)系，對保證生產(chǎn)過程能夠正常運(yùn)行起著決定性的作用。這就要求調(diào)度在生產(chǎn)中要把各級領(lǐng)導(dǎo)對生產(chǎn)管理的指示，均通過生產(chǎn)調(diào)度傳達(dá)下去，然后反饋給各級領(lǐng)導(dǎo)，等待他們的分析。

2智能化數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控技術(shù)，是一種采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化運(yùn)算、處理，并通過高性能的驅(qū)動單元對機(jī)械加工過程中各種信息進(jìn)行控制。當(dāng)前數(shù)控技術(shù)已大量應(yīng)用于機(jī)械加工裝備，其中數(shù)控機(jī)床最為典型而得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)雖然具有高速、高精度、高可靠性的性能，但這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化的需求，所以智能化功能將成為未來數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，如加工運(yùn)動規(guī)劃、推理、決策能力以及加工環(huán)境的感知能力、智能數(shù)據(jù)庫、制造網(wǎng)絡(luò)通信能力、智能監(jiān)控、智能編程等。

智能化是21世紀(jì)制造技業(yè)追求的一個(gè)大方向。隨著信息技術(shù)日益更新，發(fā)展飛速，智能化的概念開始逐漸滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、工藝參數(shù)自動生成、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動參數(shù)動態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ埽揖哂幸欢ǖ娜诵曰O(shè)計(jì)，并裝有故障診斷專家系統(tǒng)使故障監(jiān)控、自診斷和功能不斷完善。可以熟練的應(yīng)用到不同的行業(yè)領(lǐng)域，不出現(xiàn)任何錯(cuò)誤。

那么智能化數(shù)控系統(tǒng)，就是所謂的模擬人的智能，讓整個(gè)生產(chǎn)過程更加人性化。在數(shù)控系統(tǒng)中包含著模擬、延伸、擴(kuò)展的智能行為的運(yùn)行程序，如自學(xué)習(xí)、自識別、自規(guī)劃、自修復(fù)、自繁殖等。智能數(shù)控系統(tǒng)通過對加工精度和效率的物理量進(jìn)行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)及外部環(huán)境，通過對這些微量的變化，快速的智能決策，做出實(shí)現(xiàn)最佳目標(biāo)的方案，并應(yīng)用于后續(xù)生產(chǎn)。如對進(jìn)給快慢、切削深淺、坐標(biāo)移動、主軸轉(zhuǎn)動快慢等工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，在最佳狀態(tài)下，使機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工過程。

3智能化數(shù)控系統(tǒng)在調(diào)度方面的幾點(diǎn)應(yīng)用

3.1協(xié)助調(diào)度有效排查故障

實(shí)際運(yùn)行過程中的調(diào)度，經(jīng)常會遇到一些意想不到的事件，如發(fā)生信號誤傳，電流波動或電壓不穩(wěn)等，在日常的主站系統(tǒng)中出現(xiàn)這種這些事件，是無法有效跟蹤的，而且由于出現(xiàn)的不規(guī)律性，增加了工作人員的辨別難度，甚至是無從下手。沒法做出處理。

智能化數(shù)控系統(tǒng)可以對這些事件進(jìn)行長時(shí)間監(jiān)控跟蹤，并通過實(shí)時(shí)記錄形成相應(yīng)的事件。工作人員便可以通過該系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)辨識，并可通過事件快速定位至原始報(bào)文，查找故障發(fā)生源。因?yàn)楸４媪巳康臍v史數(shù)據(jù)，使工作人員查找故障時(shí)能有詳細(xì)的資料作為參考。

3.2對生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行分析

由于智能化數(shù)控系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)等同于調(diào)度主站得到的數(shù)據(jù)，那么該系統(tǒng)分析出來的誤碼基本上是生產(chǎn)的真實(shí)情況。在運(yùn)行過程中，由誤碼統(tǒng)計(jì)或幀簡析列表都可以看得出生產(chǎn)的質(zhì)量。這樣工作人員，調(diào)度就可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)做出處理，使生產(chǎn)恢復(fù)正常，保證生產(chǎn)質(zhì)量，保證生產(chǎn)穩(wěn)定。

3.3消除更多的缺陷和誤差

在整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)中，由于設(shè)備種類比較多，而且各個(gè)廠家也不一樣，對控制的理解可能也存在一定的差異，就連同一種設(shè)備也是不同地區(qū)有不一樣的執(zhí)行方法。

微小的差異可能不會對系統(tǒng)造成太大的影響，但是卻會蘊(yùn)含著一些明顯的缺陷，有時(shí)會導(dǎo)致時(shí)間順序記錄對時(shí)誤差偏大。那么，這些微小的差異就可以通過智能化數(shù)控系統(tǒng)記錄下來來，讓問題得到更好的解決。

4智能化數(shù)控系統(tǒng)目前的實(shí)例效果

目前很多廠家都應(yīng)用了智能數(shù)控系統(tǒng)，得到了各界的好評，并且還在開發(fā)和完善智能化數(shù)控系統(tǒng)。所以，調(diào)度方面智能化數(shù)控系統(tǒng)的投入使用，將使了一些調(diào)度業(yè)務(wù)和制度流程規(guī)范并固化，減少人為因素在業(yè)務(wù)處理過程當(dāng)中的影響，提高工作效率。從總體使用情況來看，在調(diào)度運(yùn)行管理、設(shè)備檢修審批流程管理方面，能夠提高綜合管理水平，實(shí)現(xiàn)調(diào)度運(yùn)行管理日志電子化，新設(shè)備投產(chǎn)審批和設(shè)備檢修可以全部在網(wǎng)上流轉(zhuǎn)。

5結(jié)束語

智能化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用為制造行業(yè)帶來了革命性的變更，不但給傳統(tǒng)制造業(yè)提供了技術(shù)指導(dǎo)，使應(yīng)用行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，而且隨著數(shù)控技術(shù)的智能化不斷進(jìn)步和運(yùn)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，智能化數(shù)控系統(tǒng)將會在一些重要行業(yè)如：IT、電網(wǎng)、輕工、化工行業(yè)等的發(fā)展起著越來越大的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。智能化數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)用，可以為生產(chǎn)行業(yè)精簡人員，減少工人們的勞動量，減少事故發(fā)生率，提高生產(chǎn)效率，為制造業(yè)減少大量的開支。相信智能化數(shù)控系統(tǒng)必將給調(diào)度方面帶來革新。

參考文獻(xiàn)：

篇(2)

關(guān)鍵詞：自動編程；實(shí)時(shí)防碰撞；故障預(yù)警與診斷；智能機(jī)床。

1 引言

數(shù)控機(jī)床是數(shù)字化控制技術(shù)與精密制造技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)綜合國力水平的戰(zhàn)略性物資，其水平高低和擁有量是衡量一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)裝備產(chǎn)業(yè)，是裝備制造業(yè)中的重中之重。數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控機(jī)床的“大腦”，隨著裝備制造業(yè)的飛速發(fā)展，對數(shù)控系統(tǒng)的要求將會越來越多，包括數(shù)控系統(tǒng)的信息化處理，智能化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用等。將自動編程技術(shù)，防碰撞技術(shù)以及一些特殊算法及特殊工藝集成到數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行可行性研究，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的智能化升級，從而提高產(chǎn)品自身的性價(jià)比、 滿足國民經(jīng)濟(jì)增長對數(shù)控機(jī)床發(fā)展的需要。

2 智能化數(shù)控系統(tǒng)的功能

（1）能夠精確地顯示刀具運(yùn)動，直觀顯示銑削，以及深孔鉆削等工序時(shí)的排屑和斷屑機(jī)理等動態(tài)過程。

（2）知曉自身的加工能力/條件，并且能與操作人員交流，共享這些信息；

（3）可以通過短信的形式將報(bào)警信息、機(jī)床維護(hù)信息通知服務(wù)人員，從而大大縮短了客戶等待服務(wù)的時(shí)間。

（4）能夠自動監(jiān)測和優(yōu)化自身的運(yùn)行狀況；

（5）具備自學(xué)習(xí)與提高的能力；

（6）符合通用的標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器之間能夠無障礙的進(jìn)行交流。

與普通數(shù)控系統(tǒng)的主要區(qū)別在于，智能化數(shù)控系統(tǒng)除了具有數(shù)控加工功能外，還具有感知，推理，決策，學(xué)習(xí)等智能化功能。

3數(shù)控系統(tǒng)的智能化升級

智能化數(shù)控系統(tǒng)主要通過、實(shí)時(shí)防碰撞、自動編程、故障預(yù)警與診斷等功能來提高機(jī)床的加工精度、效率，同時(shí)降低人工成本、制造成本。

3.1自動編程

智能化數(shù)控系統(tǒng)的工藝規(guī)劃與編程應(yīng)綜合考慮數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、加工工件形狀、工藝系統(tǒng)的物理特性和加工環(huán)境，優(yōu)化加工參數(shù)和運(yùn)動軌跡，從而保證加工質(zhì)量和提高加工效率，智能編程需要逐步積累經(jīng)驗(yàn)與知識，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和知識庫。在數(shù)控系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)基于特征的自動編程功能，是數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)突破，代表了數(shù)控編程技術(shù)的發(fā)展方向。開發(fā)基于特征識別的自動編程系統(tǒng)，其主要包括以下幾個(gè)方面：

①. 研究智能特征識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能夠從零件3D模型中自動識別出車削回轉(zhuǎn)體零件的典型加工特征

②. 建立工步排序經(jīng)驗(yàn)知識庫，實(shí)現(xiàn)智能工藝路線規(guī)劃模塊。

③. 集成刀具管理模塊和工藝參數(shù)支持模塊。

④. 實(shí)現(xiàn)工步排序經(jīng)驗(yàn)知識庫的自學(xué)習(xí)。

⑤. 實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)庫的提取和合并功能，并開發(fā)一套基于網(wǎng)絡(luò)的智能接口，實(shí)現(xiàn)機(jī)床與機(jī)床、機(jī)床與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的經(jīng)驗(yàn)分享。

3.2 實(shí)時(shí)防碰撞

在數(shù)控系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)防碰撞技術(shù)是保障加工安全的重要方法。加工過程中一旦發(fā)生碰撞，輕則損壞刀具和工件，重則損壞工作臺面甚至主軸，造成機(jī)床的損傷。

要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)防碰撞功能，不但要知道刀具當(dāng)前的位置，還要知道刀具的運(yùn)動趨勢，及刀具在下一段的運(yùn)動軌跡，對下一段刀具軌跡掃掠面形成的實(shí)體與工件及夾具等做碰撞干涉檢測，快速判斷是否發(fā)生碰撞，如果發(fā)生碰撞，通知系統(tǒng)做相應(yīng)處理。

①. 開發(fā)機(jī)床、工件及工夾具的三維模型導(dǎo)入功能，確定機(jī)床的碰撞風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對加工過程中可能發(fā)生碰撞的提前預(yù)測，并通過報(bào)警提示用戶或者停止加工。

②. 實(shí)現(xiàn)在手動操作機(jī)床時(shí)對可能發(fā)生的碰撞進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)?shù)毒哌M(jìn)入碰撞風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將禁止其進(jìn)入，并報(bào)警提示。

3.3 故障預(yù)警與診斷

數(shù)控系統(tǒng)上通過圖形化的智能預(yù)警和診斷功能，應(yīng)用通過對機(jī)床設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，對機(jī)床的故障隱患和精度損失進(jìn)行分析預(yù)測，并以圖形化的方式對用戶進(jìn)行提示和診斷引導(dǎo)。該功能將每一部件的I/O點(diǎn)狀態(tài)、電氣或機(jī)械原理通過圖形方式展現(xiàn)出來，便于用戶直觀地監(jiān)控其工作狀態(tài)，診斷相應(yīng)的電氣故障，如圖1所示對數(shù)控車床頂尖的診斷圖形化界面。系統(tǒng)將基于系統(tǒng)底層信息實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的智能接口，支持遠(yuǎn)程的診斷應(yīng)用。這一系列的手段可以保證用戶盡可能地減少停機(jī)時(shí)間，降低維護(hù)成本，保證系統(tǒng)的精度、動態(tài)性能的持續(xù)維護(hù)，讓機(jī)床維持良好的工作狀態(tài)。主要包括以下研究內(nèi)容：

①. 系統(tǒng)可基于一系列系統(tǒng)數(shù)據(jù)和設(shè)備信號的采集，系統(tǒng)內(nèi)置的數(shù)據(jù)分析和預(yù)測技術(shù)可以對主軸及進(jìn)給系統(tǒng)過載等異常情況進(jìn)行預(yù)警，并通過圖形化的方式提示用戶進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)和修正，可以大大降低故障和報(bào)警實(shí)際發(fā)生的概率。

②. 在發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)將彈出相應(yīng)故障的警示圖標(biāo)，用戶可以通過圖形化的智能診斷功能，根據(jù)故障診斷經(jīng)驗(yàn)知識庫，按照系統(tǒng)提示一步一步進(jìn)行故障排除。

③. 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷接口支持，如果用戶無法排除，還可以通過可擴(kuò)展的智能接口向機(jī)床售后部門發(fā)出遠(yuǎn)程協(xié)助請求，機(jī)床制造商的專家可以通過遠(yuǎn)程診斷軟件幫助用戶定位故障，并向用戶給出故障排除方案甚至直接遠(yuǎn)程修復(fù)。

④. 實(shí)現(xiàn)針對精度校準(zhǔn)、性能修復(fù)、耗材補(bǔ)充等維護(hù)工作的預(yù)警提示。

參考文獻(xiàn)

[1] 張興旺.數(shù)控化發(fā)展趨勢-智能化數(shù)控系統(tǒng)[M].科海故事博覽.科教創(chuàng)新，2009（4）.

[2] 吳寶海，張瑩，羅明，李山.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的智能化發(fā)展及應(yīng)用[M].航空制造技術(shù)，2008（17）.

[3] 領(lǐng)木正人，宮田昌典，徐旭初.數(shù)控機(jī)床的防碰撞系統(tǒng)[M].制造技術(shù)與機(jī)床2007（11）.

篇(3)

一、世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢主要有如下幾個(gè)方面。

1.高精度、高速度的發(fā)展趨勢

盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)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(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

2. 5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

3.智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。

目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)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)一的運(yùn)行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、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(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

二、我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略思考

1.戰(zhàn)略考慮

我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。

2.發(fā)展策略

從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價(jià)格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

篇(4)

【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

一、國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

世界制造業(yè)在20世紀(jì)末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復(fù)，曾一度幾乎快成為夕陽工業(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(jī)床制造業(yè)都經(jīng)過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經(jīng)過較大變動，從90年代初開始已出現(xiàn)明顯的回升，在全世界制造業(yè)形成新的技術(shù)更新浪潮。如德國機(jī)床行業(yè)從2000年至今已接受3個(gè)月以后的訂貨合同，生產(chǎn)任務(wù)飽滿。

我國數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機(jī)床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期，那時(shí)生產(chǎn)能力降到50％，庫存超過4個(gè)月。從1995年“九五”以后國家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動機(jī)床市場，加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點(diǎn)支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用，尤其是在1999年以后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。從2000年8月份的上海數(shù)控機(jī)床展覽會和2001年4月北京國際機(jī)床展覽會上，也可以看到多品種產(chǎn)品的繁榮景象。

二、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)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(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。

2.1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢：效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。

在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.25軸聯(lián)動加工bsp：采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。

在EMO2001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出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、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢：21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)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)一的運(yùn)行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、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(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)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，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

三、結(jié)語

當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多市場的適應(yīng)能力和競爭能力，并將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重大的推動作用，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

參考文獻(xiàn)

篇(5)

【論文摘要】：隨著計(jì)算機(jī)業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也發(fā)生了根本性的變革，是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)，文章結(jié)合國內(nèi)外情況，分析了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。

1. 引言

數(shù)控技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)、測量技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，是近年來應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)。它是為適應(yīng)高精度、高速度、復(fù)雜零件的加工而出現(xiàn)的，是實(shí)現(xiàn)自動化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代機(jī)床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景。

2. 國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點(diǎn)，對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。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)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)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。

長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中CNC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、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

3. 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)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(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，主要有如下幾個(gè)方面：

3.1 高精度、高速度的發(fā)展趨勢

盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)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(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

3.2 5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。 轉(zhuǎn)貼于

3.3 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。

目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)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)一的運(yùn)行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、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(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

4. 結(jié)束語

隨著人們對數(shù)控技術(shù)重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡要陳述當(dāng)前的發(fā)展趨勢，另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1] 王立新. 淺談數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 赤峰學(xué)院學(xué)報(bào). 2007.

[2] 董淳. 數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的新趨勢[J]. 可編程控制器與工廠自動化. 2006.

篇(6)

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造 智能化 趨勢 問題

機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展將會直接影響到我國國民經(jīng)濟(jì)各部門的發(fā)展，以及國計(jì)民生、國防力量的強(qiáng)大。制造業(yè)，尤其是機(jī)械制造業(yè)與高技術(shù)的關(guān)系中，存在著兩種發(fā)展趨勢，一是智能化科技極大的改變著制造業(yè)，二是制造業(yè)正在全方位的走向智能化。

1、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展

在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)為關(guān)鍵技術(shù)，其集計(jì)算機(jī)、信息處理、微電子、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，有著高精度、高效率、柔性自動化等優(yōu)勢，對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著重要的作用。當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性的變革，由專用型封閉式的開環(huán)控制模式向通用型開放式的實(shí)時(shí)動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化的基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄、超小型化；在智能化的基礎(chǔ)上，綜合計(jì)算機(jī)、多媒體、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等多學(xué)科技術(shù)，使得數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效的控制，在加工的過程中，可自動的修正、調(diào)節(jié)和補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)在線診斷及智能化的故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上，CAD/CAM和數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

2、智能化技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1 性能發(fā)展方向

(1)高速高精度高效化。由于采用了高速CPU芯片、多CPU控制系統(tǒng)、RISC芯片，以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，此外，采取能有效改善機(jī)床動、靜態(tài)特性等的措施，大大提高了機(jī)床的高速高精高效化。(2)柔性化。包含數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，其采用模塊化設(shè)計(jì)，功能的覆蓋面更大，可裁剪性更強(qiáng)，能滿足不同用戶的需求；群拉系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)可依據(jù)不同的生產(chǎn)流程的要求，使物料流與信息流能自動的進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從以最大限度的發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。(3)工藝復(fù)合性和多軸化。復(fù)合加工正朝著多軸、多系列控制功能的方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化為工件在一臺機(jī)床上經(jīng)過一次裝夾后，通過自動的換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或者轉(zhuǎn)臺等各種措施，以完成多工序、多表面的復(fù)合加工。(4)實(shí)時(shí)智能化。早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)其作用是如何調(diào)度任務(wù)，從而確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成，但是人工智能則是試圖用計(jì)算模型來實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。

2.2 功能發(fā)展方向

(1)用戶界面圖形化。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)、Internet、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)，對用戶界面提出了更高的要求，圖形用戶界面極大的方便了非專業(yè)用戶的使用，使用者可通過窗口、菜單進(jìn)行操作。

(2)科學(xué)計(jì)算可視化。科學(xué)計(jì)算可視化可對數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的處理與解釋，使信息交流不再局限于用文字、語言來表達(dá)，而可直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)同虛擬環(huán)境技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)一步的拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期、降低產(chǎn)品的成有著重要的意義。

(3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化。多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。

(4)內(nèi)裝高性能PLC。數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可以直接用梯形圈或者高級語言進(jìn)行編程，具有直觀的在線調(diào)試與在線幫助功能，在編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)的PLC用戶程序?qū)嵗脩艨梢栽跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，以方便的建立自己的應(yīng)用程序。

(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用多媒體技術(shù)可做到信息處理的綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程的參數(shù)監(jiān)測等方面都有著重大的應(yīng)用價(jià)值。

2.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

(1)集成化。采用高度集成化的CPU、RISC芯片，以及大規(guī)模的可編程集成電路EPLD、FPGA、CPLD、專用集成電路ASIC芯片等，可以提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度、軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用先進(jìn)的封裝和互連技術(shù)，把半導(dǎo)體與表面安裝技術(shù)融為一體，通過提高集成電路的密度，減少互連的長度及數(shù)量來降低產(chǎn)品的價(jià)格，改進(jìn)產(chǎn)品的性能，減小組件的尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。

(2)模塊化。根據(jù)不同的功能需求，將CPU、存儲器、PLC、通訊等基本的模塊作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式實(shí)現(xiàn)功能裁剪及模塊數(shù)量的增減，以構(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)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，以及實(shí)現(xiàn)無人化操作，通過對機(jī)床的聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床實(shí)現(xiàn)編程、設(shè)定、運(yùn)行等操作，并且不同機(jī)床的畫面可以同時(shí)顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。

(4)通用型開放式閉環(huán)控制模式。采用通用計(jì)算機(jī)組成的模塊化、總線式、嵌入式、開放式的體系結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)的裁剪、擴(kuò)展與升級。由于制造過程為一個(gè)具有多變量控制與加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，所以為了實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制。同時(shí)，在過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于把計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、自適應(yīng)控制、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體。

3、機(jī)械制造的智能化發(fā)展的幾點(diǎn)思考

機(jī)械制造智能化的發(fā)展過程中還應(yīng)注意以下方面的問題：(1)實(shí)用性。這些智能化的發(fā)展應(yīng)注意與其他技術(shù)進(jìn)行有機(jī)連接，綜合運(yùn)用，以形成整體效能。(2)人工性。盡管這些智能化發(fā)展給機(jī)械制造帶來了極大的便利，但其應(yīng)在核心技術(shù)的研發(fā)中應(yīng)予以論證。(3)價(jià)值性。將智能化技術(shù)運(yùn)用于機(jī)械制造，要在體現(xiàn)機(jī)械制造核心價(jià)值的基礎(chǔ)上注意其運(yùn)用。

4、結(jié)語

綜上所言，在機(jī)械制造中，運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的智能化發(fā)展技術(shù)，可以克服在傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝中所存在的不足問題，進(jìn)一步的提高機(jī)械制造的高精密度和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢，同時(shí)還能減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

篇(7)

【關(guān)鍵詞】 智能化 網(wǎng)絡(luò) 控制 機(jī)械

1 機(jī)械智能化制造技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也不斷創(chuàng)新，以往傳統(tǒng)的制造方式被現(xiàn)代化智能制造技術(shù)所替代，各個(gè)國家均對制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)投入巨大資金來實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)創(chuàng)新，目前提出了多種新型智能化技術(shù)。在現(xiàn)代的制造行業(yè)中，數(shù)控技術(shù)作為核心技術(shù)，它將信息處理、微電子、計(jì)算機(jī)、數(shù)控檢測等高科技技術(shù)融為一體，大大提高了生產(chǎn)效率，且具備了一定的精確度。這些革新對制造行業(yè)中自動化和智能化的實(shí)現(xiàn)提供了有利的條件。

現(xiàn)階段的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，原有的專用型封閉式開環(huán)控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步被淘汰，慢慢被通用型開放式的實(shí)時(shí)動態(tài)全閉環(huán)控制系統(tǒng)所取代。數(shù)控技術(shù)還使超薄外觀得以實(shí)現(xiàn)，并將多媒體、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)等多種科技相結(jié)合，在智能化基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了高速度、高精確度、高效率的加工模式，且在制造過程中可以對已完成的加工進(jìn)行自動修正和自動檢測，對未達(dá)成的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了在線檢測和在線故障排除。且隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)與CAD融為一體，進(jìn)行機(jī)床間聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了集中式智能化機(jī)床管理。

2 機(jī)械智能化制造技術(shù)的應(yīng)用

2.1 性能方面的應(yīng)用。機(jī)械制造技術(shù)中最核心最關(guān)鍵的性能指標(biāo)是運(yùn)行速度和運(yùn)行精確度。在現(xiàn)代化制造過程中，使用了高速CPU芯片和多元化CPU控制系統(tǒng)，還加入了高分辨率檢測軟件，并采取一系列防錯(cuò)手段，大大提高了制造過程的效率。機(jī)械制造技術(shù)包含兩大柔化性，首先是數(shù)控系統(tǒng)自身具備的柔性，在數(shù)控系統(tǒng)中，主要使用模塊化設(shè)計(jì)方式，極大覆蓋了所有功能，且具備極強(qiáng)的可裁性，根據(jù)用戶的要求制定不同的方案。

其次是群控系統(tǒng)的柔性，即使是同一個(gè)群控系統(tǒng)，也能夠?qū)Σ煌纳a(chǎn)流水線進(jìn)控制，并自動監(jiān)控其不同要求所決定的物料信息及參數(shù)設(shè)置，最大程度地實(shí)現(xiàn)了群控系統(tǒng)的工作效率。機(jī)械制造技術(shù)中還存在為了減少工作程序和輔助時(shí)間，而產(chǎn)生的工藝復(fù)合形式的制造過程。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化通常是指某個(gè)工裝件在一臺機(jī)器上安裝后，通過各種不同的工藝手段對零件進(jìn)行復(fù)雜的加工，實(shí)現(xiàn)多工序同時(shí)進(jìn)行。機(jī)械制造技術(shù)中還有一個(gè)較為高端的技術(shù)，稱為實(shí)時(shí)智能化技術(shù)。最初的實(shí)時(shí)系統(tǒng)僅是在較為簡單的環(huán)境基礎(chǔ)上定義的，它的作用僅僅停留在如何對任務(wù)進(jìn)行調(diào)整，如何對操作進(jìn)行修改，如何通過這些手段來保證各項(xiàng)任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有效完成。而高科技產(chǎn)物下的人工智能化實(shí)時(shí)則是企圖通過計(jì)算模型來對人類的各種智能行為進(jìn)行重組，并實(shí)現(xiàn)其作用。現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)已將實(shí)時(shí)系統(tǒng)與人工智能化互相結(jié)合，取長補(bǔ)短，人工智能正朝著更加現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域不斷前進(jìn)不斷發(fā)展，實(shí)時(shí)系統(tǒng)也向著更加智能化的應(yīng)用領(lǐng)域邁出了一大步，正是由于這種進(jìn)步，才使得現(xiàn)在的實(shí)時(shí)智能控制取得了萬眾矚目的成績。

2.2 功能方面的應(yīng)用。數(shù)控系統(tǒng)和使用者之間唯一的對話窗口就是用戶界面了。由于不同制造行業(yè)產(chǎn)品的不同，他們對機(jī)械用戶界面的要求也隨著不同，因此對用戶界面進(jìn)開發(fā)時(shí)所花費(fèi)的工作量是非常龐大的，用戶界面的設(shè)計(jì)逐漸成為計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中最具難度的過程，再加上目前的因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等媒體技術(shù)的產(chǎn)生，對用戶界面的設(shè)計(jì)提出了更苛刻的要求，用戶界面的設(shè)計(jì)成為了一項(xiàng)急需創(chuàng)新的事項(xiàng)。現(xiàn)階段使用最廣發(fā)的用戶界面類型是圖形用戶界面，圖形用戶界面的創(chuàng)造，很大程度地為非專業(yè)人士提供了便捷，即使是非專業(yè)人士，也能根據(jù)窗口的顯示進(jìn)行簡單的操作，可以在界面上進(jìn)行各種類型的編程、三維彩色立體圖顯示、操作示范等功能。

科學(xué)計(jì)算可視化的產(chǎn)生不僅可以運(yùn)用在高效數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析方面，不再將文字表達(dá)作為唯一的信息傳播途徑，還可以直接運(yùn)用在圖形和動畫等可視信息方面。這種將可視化技術(shù)與虛擬技術(shù)相結(jié)合的方式，在很大程度上拓展了其運(yùn)用領(lǐng)域，這種方式可以減少圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)間和虛擬樣機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)間，這樣就大大縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，提高了性價(jià)比，在降低其生產(chǎn)成本的同時(shí)還提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

在數(shù)控技術(shù)方面，可視化常被運(yùn)用在CAD領(lǐng)域，例如自動編程、自動設(shè)定參數(shù)等可視化演示等。多種插補(bǔ)方式包括直線型插補(bǔ)、圓形插補(bǔ)、柱狀插補(bǔ)、橢圓形插補(bǔ)、螺栓型插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、多方位式插補(bǔ)、多孔性插補(bǔ)等等。其多種補(bǔ)償功能包括空間間隙補(bǔ)償、平行度補(bǔ)償、故障式補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償和統(tǒng)計(jì)補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、平面補(bǔ)償?shù)鹊取Ｓ嘘P(guān)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存在的內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，能夠使用梯形圖對其進(jìn)行高級語言編程，可以通過直觀的在線調(diào)整等功能提供幫助。在編程工具中含有在車床上使用的PLC標(biāo)準(zhǔn)和用戶程序?qū)嵗痉叮脩裟軌蚋鶕?jù)PLC標(biāo)準(zhǔn)在原有的程序基礎(chǔ)上自行修改，這樣的操作模式給予了用戶對程序建立的需求。

多媒體技術(shù)與聲像技術(shù)融合在一起，使計(jì)算機(jī)在處理文字與聲像方面的能力更加直接更加具體，大大提高了計(jì)算機(jī)的綜合性能。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域中也是如此，在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域中也是如此，運(yùn)用多媒體能夠?qū)⑿畔⒌奶幚磙D(zhuǎn)向更加綜合和智能的形式，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)及生產(chǎn)現(xiàn)場，可以對設(shè)備的故障進(jìn)行及時(shí)報(bào)警及診斷，并對過程參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行監(jiān)督和測量。

2.3 體系結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用。采用高度集成化的CPU和RISC芯片及大范圍的集成電路、專用電路相結(jié)合，均可到達(dá)提升數(shù)控系統(tǒng)的集成度及軟件和硬件的效率。FPD平板技術(shù)顯示的采用，也大大提高了顯示器的基本性能。平板顯示器的產(chǎn)生為用戶帶來了極大的方便，它采用高科技含量技術(shù)，將顯示器設(shè)計(jì)為重量輕、耗能低、便于攜帶的物體。并在原先基礎(chǔ)上將顯示屏尺寸加大，實(shí)現(xiàn)超大屏幕顯示，成為21世紀(jì)顯示器的引領(lǐng)者。它的設(shè)計(jì)原理是運(yùn)用高科技封裝及互聯(lián)技術(shù)，將半導(dǎo)體及表面安裝技術(shù)相結(jié)合，以此來增加集成電路的密度，并將互連長度降低，從而大大降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，并優(yōu)化其性能，使零件大小縮小，并提高了其可靠性。

硬件模塊化的產(chǎn)生為數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化提供了有利的條件，根據(jù)每個(gè)用戶不同的要求，根據(jù)其基本模塊做成標(biāo)準(zhǔn)的系列產(chǎn)品，并通過積木方式對其功能進(jìn)行簡單的剪輯和增減，從而形成各種層次的數(shù)控系統(tǒng)。對機(jī)床進(jìn)行集體聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)集中化管理和遠(yuǎn)程操作，并一定程度減少了因人為失誤而引發(fā)的故障。運(yùn)用這種方式，可以在任何一臺機(jī)床上對其他機(jī)場進(jìn)行遠(yuǎn)程編程、參數(shù)設(shè)定、參數(shù)修改、開機(jī)關(guān)機(jī)，且在主機(jī)臺可以顯示其他任何幾臺的操作畫面。

采用通用計(jì)算機(jī)所組成的模塊化和嵌入式結(jié)構(gòu)，便于擴(kuò)展和升級，這樣的結(jié)構(gòu)可以組成不同層次和不同類型的數(shù)控系統(tǒng)。現(xiàn)在傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出了更新的閉環(huán)控制模式，由于制造加工過程中具有較多變量因素，且工藝參數(shù)復(fù)雜，其中包括尺寸、溫濕度、摩擦、形狀等關(guān)鍵因素，因此要全方面控制過程中的每個(gè)關(guān)鍵因素，最好采用多變量閉環(huán)控制方式來對其進(jìn)行監(jiān)控，在整個(gè)加工過程中對其參數(shù)進(jìn)行控制。這樣不僅能將智能化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD技術(shù)、動態(tài)數(shù)據(jù)管理能技術(shù)高效地結(jié)合在一起，形成一個(gè)綜合性能極其強(qiáng)大的控制系統(tǒng)，還能夠?qū)崿F(xiàn)集成化和智能化的統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)

1 宋波.論機(jī)械制造的智能化技術(shù)發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代商貿(mào)工

業(yè)，2009（21）

2 李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2004