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數控系統的前景

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數控系統的前景

發布日期:2019-02-10 作者: 點擊:

無錫數控培訓中的數控系統從其問世以來,發展至今已經走過了半個多世紀的歷程。在數控系統的演變過程中經歷了早的NC系統,后來引進了DNC的概念,DNC的概念也經歷了從“群控”到“分布式控制”的變化,其內涵也發生了變化。上世紀70年代初,通用小型計算機已經出現并批量生產,其運算速度比五、六十年代有了大幅度的提高,于是小型計算機被用做數控系統的核心部件,從此進入了計算機數控(CNC)階段。由于PC機的快速發展,也促使了以PC為基礎的開放式結構數控系統的誕生。


作為全球大的數控機床消費市場,對數控系統的需求潛力巨大。國內、國外眾多的數控系統品牌均活躍在中國機床市場,被不同的行業和用戶所選用。如何看待數控系統未來的發展方向?如何正確認識不同品牌的數控系統的優勢?


向開放式體系結構,基于PC的第六代方向發展


基于PC所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點。開放式體系結構的新一代數控系統,其硬件、軟件和總線規范都是對外開放的,數控系統制造商和用戶可以根據這些開放的資源進行系統集成,同時它也為用戶根據實際需要靈活配置數控系統帶來了極大方便,促進了數控系統多檔次、多品種的開發和廣泛應用,開發生產周期大大縮短。同時,這種數控系統可隨CPU升級而升級,而結構可以保持不變。PC機所具有的友好的人機界面,將普及到所有的數控系統,遠程通訊、遠程診斷和維修將更加普遍。


向智能化方向發展


應用自適應控制技術,數控系統能檢測過程中的一些重要信息,并自動調整系統的有關參數,達到改進系統運行狀態的目的。引入專家系統指導加工,引入故障診斷專家系統,智能化數字伺服驅動裝置,可以通過自動識別負載,自動調整參數,使驅動系統獲得的運行。


    智能化是21世紀制造技術發展的一個大方向。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展,數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理,不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學習控制、自適應控制、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能,而且人機界面極為友好,并具有故障診斷專家系統使自診斷和故障監控功能更趨完善。伺服系統智能化的主軸交流驅動和智能化進給伺服裝置,能自動識別負載并自動優化調整參數。


    向網絡化方向發展


    ug數控編程培訓中的數控系統的網絡化,主要指數控系統與外部的其他控制系統或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。數控系統一般首先面向生產現場和企業內部的局域網,然后再經由因特網通向企業外部。


    隨著網絡技術的成熟和發展,制造業又提出了數字制造的概念。數字制造,又稱“e-制造”,是機械制造企業現代化的標志之一,也是先進機床制造商提供標準配置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用,越來越多的國內用戶在進口數控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。


    ug數控編程培訓中的數控系統的網絡化進一步促進了柔性自動化制造技術的發展,現代柔性制造系統從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網絡集成制造系統)的方向發展。柔性自動化技術以易于聯網和集成為目標,同時注重加強單元技術的開拓、完善,數控機床及其構成的柔性制造系統能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS連接,向信息集成方向發展,網絡系統向開放、集成和智能化方向發展。


    向高可靠性方向發展


    隨著數控機床網絡化應用的日趨廣泛,數控系統的高可靠性已經成為數控系統制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言,如果要求在16小時內連續正常工作,無故障率在P(t)=99%以上,則數控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時。對某一臺數控機床而言,如主機與數控系統的失效率之比為10:1(數控的可靠比主機高一個數量級),此時數控系統的MTBF就要大于33333.3小時,而其中的數控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于10萬小時。如果對整條生產線而言,可靠性要求還要更高。


    當前國外數控裝置的MTBF值已達6000小時以上,驅動裝置達30000小時以上。


    向復合化方向發展


    在零件加工過程中有大量的時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升、降上,為了盡可能降低這些非加工時間,人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上,因此,復合功能的機床成為近年來發展很快的機種。


    柔性制造范疇的機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后,機床便能按照數控加工程序,自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工,以完成一個復雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。復合化的要求促使數控系統功能的整合。目前,高端的數控系統開發商都能提供高性能的復合機床數控系統。


    向多軸聯動化方向發展


    由于在加工自由曲面時,3軸聯動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參予切削,進而對工件的加工質量造成破壞性影響,而5軸聯動控制對球頭銑刀的數控編程比較簡單,并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速,從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率。因此,數控系統開發商不遺余力地開發5軸、6軸聯動數控系統,隨著5軸聯動數控系統和編程軟件的成熟和日益普及,5軸聯動控制的加工中心和數控銑床已經被廣泛使用。


    ug數控編程培訓中的主要數控系統產品


    FANUC數控系統是目前應用廣的數控產品,其0系列數控系統是FANUC普及型數控產品,體積小、價格相對低,在數字化、精密化、高速化等方面性能優良,可實現4軸聯動控制,其下有0i系統等。


    FANUC 10系列在硬件方面做了較大改進,能夠實現主計算機與機床、工作臺、機械手、搬運車等之間的各類數據的雙向傳送。其下的10系統、11系統、12系統還充實了專用宏功能、自動計劃功能、自動刀具補償功能、刀具壽命管理、彩色圖形顯示CRT等,16系統性能更高,分辨率達到納米級,可以控制8軸。FANUC 的高端數控系統是其30系列,可以實現多通道控制,適合高端復合機床的應用。


    SINUMERIK是西門子數控系統的品牌,在其高端產品線中包括840D和810D。西門子840D功能強大,可以實現10通道控制,網絡連接,擴展存儲。810D相當于840D的簡化版,能夠實現雙通道控制。西門子數控系統的中端產品有802Dsl,其性能仍接近高端產品,其中有pro專業版和plus增強版。802Dsl pro專業版的很多功能適合加工模具中的復雜曲面,精度高、光潔度好。


    TNC 620是緊湊型數字伺服驅動的數控系統,采用面向全新的軟件架構,適用于鏜銑類機床,支持3+1個控制軸(可選加2個控制軸)。TNC 620具有良好的延續性,簡化編程的豐富循環,簡化處理復雜操作和全新模式化硬件設計、強大的計算能力和存儲空間等特點。


    TNC 620針對車間中常見的加工任務提供了大量具有針對性的循環。除鉆孔、攻絲、螺紋切削、鉸孔和鏜孔加工循環外,TNC 620還提供了陣列孔(圓弧或直線)循環。同時,TNC 620可以處理非常復雜的加工任務,如帶有擺動軸和回轉軸的多軸加工。TNC 620提供的特殊加工循環還可以進行圓柱體上的輪廓、槽和凸臺的加工。

無錫數控培訓


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