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在目前有關數控系統管理應用的新發展制度有哪些呢?同時現在機電工程的新發展方向有哪些呢?在當下新的管理形式中有什么意義及影響呢?
摘要:隨著國際學術及產業界對開放式數控系統研究的日益推進,我國的相關研究也越來越受到重視。經過幾十年的發展,我國機床行業也形成了具有一定生產規模和技術水平的產業體系,國產數控系統產業發展迅速,在質與量上都取得了飛躍。
關鍵詞:數控系統,機電工程,論文發表
一、國外數控系統現狀
在國際市場,德國、美國、日本等幾個國家基本掌控了中高檔數控系統。國外的主要數控系統制造商有西門子(Siemens)、發那克(FANUC)、三菱電機(Mitsubishi Electric)、海德漢(HEIDENHAIN)、博世力士樂(Bosch Rexroth)、日本大隈(Okuma)等。
1.納米插補與控制技術已走向實用階段
納米插補將產生的以納米為單位的指令提供給數字伺服控制器,使數字伺服控制器的位置指令更加平滑,從而提高了加工表面的平滑性。將“納米插補”應用于所有插補之后,可實現納米級別的高質量加工。在兩年一屆的美國芝加哥國際制造技術(機床)展覽會(IMTS 2010)上,發那克就展出了30i/31i/32i/35i-MODEL B數控系統。除了伺服控制外,“納米插補”也可以用于Cs軸輪廓控制;剛性攻螺紋等主軸功能。西門子展出的828D所獨有的80bit浮點計算精度,可使插補達到很高的輪廓控制精度,從而獲得很好的工件精度。此外,三菱公司的M700V系列的數控系統也可實現納米級插補。
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數控系統確保了數控機床具有高精、高速、高效的功能,可以使裝備制造業實現數字化、柔性化和網絡化制造。隨著我國航空航天、船舶、汽車、電站設備和國防工業等制造業的高速發展,數控機床在裝備制造業中的重要性愈來愈明顯,中高檔數控系統的需求也越來越大。以往中高檔數控系統基本被國外廠商占領,因此我國中高檔數控系統技術必須加快發展。
2.機器人使用廣泛
未來機床的功能不僅局限于簡單的加工,而且還具有一定自主完成復雜任務的能力。機器人作為數控系統的一個重要應用領域,其技術和產品近年來得到快速發展。機器人的應用領域,不僅僅局限于傳統的搬運、堆垛、噴漆、焊接等崗位,而且延伸到了機床上下料、換刀、切削加工、測量、拋光及裝配領域,從傳統的減輕勞動強度的繁重工種,發展到IC封裝、視覺跟蹤及顏色分檢等領域,大大提高了數控機床的工作效率。典型的產品有德國的KUKA,FANUC公司的M-1iA、M-2000iA、M-710ic。
3.智能化加工不斷擴展
隨著計算機領域中人工智能的不斷滲透和發展,數控系統的智能化程度也得到不斷提高。應用自適應控制技術數控系統能夠檢測到過程中的一些重要信息,并自動調整系統中的相關參數,改進系統的運行狀態;車間內的加工監測與管理可實時獲取數控機床本身的狀態信息,分析相關數據,預測機床狀態,使相關維護提前,避免事故發生,保證其不穩定工況下生產的安全,減少機床故障率,提高機床利用率。應用先進的伺服控制技術,伺服系統能通過自動識別由切削力導致的振動,產生反向的作用力,消除振動。應用主軸振動控制技術,在主軸嵌入位移傳感器,機床可以自動識別當前的切削狀態,一旦切削不穩定,機床會自動調整切削參數,保證加工的穩定性。
4.CAD/CAM技術的應用
當前,為了使數控機床操作者更加便利地編制數控加工程序,解決復雜曲面的編程問題,國際數控系統制造商將圖形化、集成化的編程系統作為擴展數控系統功能、提高數控系統人機互動性的主要途徑。最新的CAD/CAM技術為多軸多任務數控機床加工提供了有力的支持,可以大幅地提高加工效率。ESPRIT、CIMATRON等一些著名CAM軟件公司的產品除了具備傳統的CAM軟件功能模塊,還開發了多任務編程、對加工過程的動態仿真等新的功能模塊。
二、國內數控系統現狀
國內數控系統基本占領了低端數控系統市場,在中高檔數控系統的研發和應用上也取得了一定的成績。其中,武漢華中數控股份有限公司、北京機電院高技術股份有限公司、北京航天數控系統有限公司和上海電氣(集團)總公司等已成功開發了五軸聯動的數控系統,分別應用于數控加工中心、數控龍門銑床和數控銑床。近期,武漢重型機床集團有限公司應用華中數控系統,成功開發了CKX5680數控七軸五聯動車銑復合加工機床。國內主要數控系統生產基地有華中數控、航天數控、廣州數控和上海開通數控等。[3]
國內的數字化交流伺服驅動系統產品也有了很大的發展,已能滿足一般的應用,并能與進口產品競爭,國內外數控系統發展現狀研究占領了國內的大部分市場。伺服系統和伺服電機生產基地主要有蘭州電機廠、華中數控、廣州數控、航天數控和開通數控等。
然而,由于我國原有數控系統的封閉性及數控軟硬件研究開發的基礎較差,技術積累較少,研發隊伍的實力較弱,研發的投入力度不夠,國產中高檔數控系統在性能、功能和可靠性方面與國外相比仍有較大的差距,限制了數控系統的發展。為此需要政府、科研院所和制造商共同努力,推進我國中高檔數控系統的發展。