简述数控加工系统现状及发展

简述数控加工系统现状及发展摘要:数控系统自1952年问世以来，随着科学技术的不断发展，已经经过了六次换代，早起的数控系统仅用于数控机床，自从出现了计算机数控系统后，数控系统不仅普遍用于数控机床，而且在电火花线切割、电火花成型、高压水射流切割、激光切割、快速原型制造和机器人等自动化控制领域也获得了越来越广泛的运用。现代制造技术正朝着高效率、高速度、高精度、高集成和高智能方向发展，加工智能化和虚拟制造已成为现代制造业中最重要的组成部分和发展方向，并成为提高产品国际竞争力的关键技术。关键词：数控加工系统;现状引言数字控制是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法，是一种自动控制技术。即用数字信息表示机床和刀具的运动参数，并将这些数字信息送入计算机，通过计算机控制机床，使被加工零件和刀具之间产生符合要求的相对运动，从而实现对零件的加工，简称为数控(NC)。模具数控加工技术是一种特殊的、多用途及柔性的自动化技术，是综合运用了微电子、计算机、自动控制、自动检测和精密机械等多学科的最新技术成果而发展起来的，它的诞生和发展标志着模具制造业进入了一个数字化的新时代，其目的是为了满足社会经济发展和科技发展的需要。1.数控电火花加工技术发展的基本现状1.1数控电火花加工技术正不断向精密化、自动化、智能化、高效化等方向发展。如今新型数控电火花机床层出不穷，如瑞士阿奇、瑞士夏米尔、日本沙迪克、日本牧野、日本三菱等机床在这方面技术都有了全面的提高。①精密化电火花加工的精密核心主要体现在对尺寸精度、仿形精度、表面质量的要求。时下数控电火花机床加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可达±2-3μm、底面拐角R值可小于0.03mm，最佳加工表面粗糙度可低于Ra0.3μm。②智能化智能控制技术的出现把数控电火花加工推向了新的发展高度。新型数控电火花机床采用了智能控制技术。③自动化目前最先进的数控电火花机床在配有电极库和标准电极夹具的情况下，只要在加工前将电极装入刀库，编制好加工程序，整个电火花加工过程便能日以赴继地自动运转，几乎无需人工操作。④高效化现代加工的要求为数控电火花加工技术提供了最佳的加工模式，即要求在保证加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。如手机外壳、家电制品、电器用品、电子仪表等领域，都要求将大面积（例如100×100mm）工件的放电时间大幅度缩短，同时又要降低粗糙度。从原来的Ra0.8μm改进到Ra0.25μm，使放电后不必再进行手工抛光处理。这不但缩短了加工时间且省却后处理的麻烦，同时提升了模具品质，使用粉末加工设备可达到要求。2.正确选择对刀点方法编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点可选在零件上的某一点，也可选择零件外（机床上或夹具）的某一点，但无论选在什么地方，所选择的对刀点又必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸关系。3.减少误差累加数控机床在加工过程中不可避免会有误差，并且误差在加工中会累积叠加（简称累加），当达到一定数值时，会引起机床定位误差和移动误差，从而影响加工精度。在编制程序时可采取以下措施来尽量减少误差累加，提高加工精度。3.1编程时，数据的表示有绝对值和相对值两种方式，绝对方式编程以某一固定点（工件坐标原点）为基准，每一段程序和整个加工过程都以此为基准。而相对值方式编程，是以前一点为基准。合理地选择用绝对值或相对值编程对工件的精度是起到决定性作用的，这要依据机床的性能和工件的特点及刀具的特性等因素来决定。4.数控机床的发展趋势4.1高速化随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。4.2高精度化数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。4.3功能复合化复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合――加工中心、车铣复合――车削中心、铣镗钻车复合――复合加工4.4控制智能化随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。4.5驱动并联化并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，在机床主轴（一般为动平台）与机座（一般为静平台）之间采用多杆并联联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。4.6极端化(大型化和微型化)国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。4.7高可靠性数控机床与传统机床相比，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，易于导致出现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在2万小时以上。4.8加工过程绿色化随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。4.9多媒体技术的应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的要求。5.结束语中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。参考文献：［1]刘跃南．机床计算机数控及其应用[M].北京:机械工业出版社，1999．［2]全国数控网络天津分中心.数控编程[M]．北京:机械工业出版社,2005［3]胡如祥．数控加工编程与操作[M].大连:大连理工大学出版社，2008．