跟着计较机技巧的高速进展,保守的缔造业着手了根天性改革,各产业发财国度投入巨资,对当代缔造技巧施行钻研开垦,提议了崭新的缔造形势。在当代缔造系统中,数控技巧是关键技巧,它集微电子、计较机、音信管教、主动探测、主动节制等高新技巧于一体,具备高精度、高效率、柔性主动化等特征,对缔造业终了柔性主动化、集成化、智能化起着举足轻重的影响。
方今,数控技巧正在产生根天性改革,由专用型关闭式开环节制形势向通用型怒放式及时动态全闭环节制形势进展。在集成化底子上,数控系统终了了超薄型、超袖珍化;在智能化底子上,归纳了计较机、多媒体、朦胧节制、神经网络等多学科技巧,数控系统终了了高速、高精、高效节制,加工进程中也许主动矫正、调度与弥补各项参数,终了了在线诊断和智能化毛病管教;在网络化底子上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,终了了焦点纠合节制的群控加工。 持久以来,我国的数控系统为保守的关闭式体制构造,CNC只可做为非智能的机床步履节制器。加工进程变量遵循阅历以静止参数形势当时设定,加工程序在理论加工前用手工方法或经过CAD/CAM及主动编程系统施行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反应节制步骤,全部缔造进程中CNC不过一个关闭式的开环履行机构。是以,保守CNC系统的这类静止程序节制形势和关闭式体制构造,束缚了CNC向多变量智能化节制进展,已不适应日趋繁杂的缔造进程,是以,对数控技巧履行改革势在必行。
一、数控技巧进展趋向 1、功能进展方位 (1)高速高精高效化 速率、精度和效率是板滞缔造技巧的关键功能目标。由于采纳了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU节制系统以及带高分辩率绝对式探测元件的换取数字伺服系统,同时选取了改良机床动态、静态性格等灵验法子,机床的高速高精高效化已大大提升。 (2)柔性化 包括两方面:数控系统本人的柔性,数控系统采纳模块化安排,功能遮蔽面大,可裁剪性强,便于满意不同用户的须要;群控系统的柔性,统一群控系统能根据不同临盆过程的请求,使物料流和音信流主动进步履态调度,进而最大限度地表现群控系统的效用。
(3)工艺复合性和多轴化 以缩小工序、辅佐功夫为首要目标的复合加工,正朝着多轴、多系列节制功能方位进展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,经过主动换刀、扭转主轴头或转台等种种法子,终了多工序、多表面的复合加工。数控技巧轴,西门子系统节制轴数可达24轴。 (4)及时智能化 初期的及时系统一般针对相对简明的志向处境,其影响是何如调剂职责,以保证职责在规按限期内终了。而人为智能则试图用计较模子终了人类的种种智能动做。科学技巧进展到当日,及时系统和人为智能互相连合,人为智能正向着具备及时呼应的、更事实的范畴进展,而及时系统也朝着具备智能动做的、越发繁杂的运用进展,由此孕育了及时智能节制这一新的范畴。在数控技巧范畴,及时智能节制的钻研和运用正顺着几个首要分支进展:自适应节制、朦胧节制、神经网络节制、大师节制、进修节制、前馈节制等。譬喻在数控系统中装备编程大师系统、毛病诊断大师系统、参数主动设定和刀具主动办理及弥补等自适应调度系统,在高速加工时的归纳步履节制中引入提早推断和估算功能、动态前馈功能,在压力、温度、地位、速率节制等方面采纳朦胧节制,使数控系统的节制功能大大提升,进而到达最好节制的目标。2、功能进展方位 (1)用户界面图形化 用户界面是数控系统与利用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的请求不同,因此开垦用户界面的做事量极大,用户界面成为计较机软件研发中最难题的部份之一。目下INTERNET、假造事实、科学计较可视化及多媒体等技巧也对用户界面提议了更高请求。图形用户界面极地面便利了非业余用户的利用,人们也许经过窗口和菜单施行操纵,便于宏图编程和神速编程、三维彩色平面动态图形显示、图形摹拟、图形动态跟踪和仿真、不同方位的视图平部分显示比例缩放功能的终了。
(2)科学计较可视化 科学计较可视化可用于高效管教数据妥协释数据,使音信换取不再控制于用文字和言语表白,而也许直接利用图形、图象、动画等可视音信。可视化技巧与假造处境技巧相连合,进一步拓宽了运用范畴,如无图纸安排、假造样机技巧等,这对收缩产物安排周期、提升产物品质、升高产物成本具备紧要意义。在数控技巧范畴,可视化技巧可用于CAD/CAM,如主动编程安排、参数主动设定、刀具弥补和刀具办理数据的动态管教和显示以及加工进程的可视化仿真演示等。 (3)插补和弥补方法各类化 多种插补方法如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、罗纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非平均有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种弥补功能如空隙弥补、笔直度弥补、象限过失弥补、螺距和衡量系统过失弥补、与速率接洽的前馈弥补、温度弥补、带腻滑凑近和退出以及相悖点计较的刀具半径弥补等。 (4)内装高功能PLC 数控系统内装高功能PLC节制模块,可直接用梯形图或高等言语编程,具备直觉的在线调试和在线扶助功能。编程用具中包括用于车床铣床的准则PLC用户程序实例,用户可在准则PLC用户程序底子赶上行编纂改动,进而便利地建设本人的运用程序。 (5)多媒体技巧运用 多媒体技巧集计较机、声像和通信技巧于一体,使计较机具备归纳管教声响、文字、图象和视频音信的才力。在数控技巧范畴,运用多媒体技巧也许做到音信管教归纳化、智能化,在及时监控系统和临盆现场摆设的毛病诊断、临盆进程参数监测等方面有侧巨大的运用价格。
3、体制构造的进展 (1)集成化 采纳高度集成化CPU、RISC芯片和大范围可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片,可提升数控系统的集成度和软硬件运转速率。运用FPD平板显示技巧,可提升显示器功能。平板显示工具备科技含量高、分量轻、体积小、功耗低、便于带领等好处,可终了超大尺寸显示,成为和CRT抗拒的新兴显示技巧,是21世纪显示技巧的干流。运用先进封装和互连技巧,将半导体和表面安设技巧融为一体。经过提升集成电路密度、缩小互连长度和数目来升高产物价钱,改良功能,减小组件尺寸,提升系统的牢靠性。 (2)模块化 硬件模块化易于终了数控系统的集成化和准则化。遵循不同的功能须要,将根本模块,如CPU、保存器、地位伺服、PLC、输入输出接口、通信等模块,做成准则的系列化产物,经过积木方法施行功能裁剪和模块数目标增减,孕育不同层次的数控系统。 (3)网络化 机床联网可施行长途节制和无人化操纵。经过机床联网,可在职何一台机床上对另外机床施行编程、设定、操纵、运转,不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。 (4)通用型怒放式闭环节制形势 采纳通用计较机构成总线式、模块化、怒放式、嵌入式体制构造,便于裁剪、伸展和进级,可构成不同层次、不同类别、不同集成水平的数控系统。闭环节制形势是针对保守的数控系统唯一的专用型单机关闭式开环节制形势提议的。由于缔造进程是一个具备多变量节制和加工工艺归纳营用的繁杂进程,包括诸如加工尺寸、形态、振荡、噪声、温度和热变形等种种变动成分,是以,要终了加工进程的多方向优化,必需采纳多变量的闭环节制,在及时加工进程中动态调度加工进程变量。加工进程中采纳怒放式通用型及时动态全闭环节制形势,易于将计较机及时智能技巧、网络技巧、多媒体技巧、CAD/CAM、伺服节制、自适应节制、动态数据办理及动态刀具弥补、动态仿真等高新技巧融于一体,孕育缜密的缔造进程闭环节制体制,进而终了集成化、智能化、网络化。 二、智能化新一代PCNC数控系统 目下开垦钻研适应于繁杂缔造进程的、具备闭环节制体制构造的、智能化新一代PCNC数控系统已成为也许。 智能化新一代PCNC数控系统将计较聪明能技巧、网络技巧、CAD/CAM、伺服节制、自适应节制、动态数据办理及动态刀具弥补、动态仿真等高新技巧融于一体,孕育缜密的缔造进程闭环节制体制。
泉源:《产业》
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