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智能化\开放化和网络化

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摘要: 数控机床从产生到现在已走完了半个世纪的历程。特别是近年来,随着数字和信息化技术的飞速发展,为适应现代化生产技术的要求,深层次的开放式数控系统已经进入我们的视野,并蓬勃发展。目前正朝着模块化、全能化和智能化方向发展。本文主要对数控技术的构成、在我国的发展概况、发展趋势等方向做了简单的介绍。

Abstract: CNC machine has now gone over half a century. Especially in recent years, with the rapid development of digitization and information technology, open CNC system with deep level has entered our vision and vigorously developed in order to adapt to the modern production technology. And now it gets more modular, versatile and intelligent. This paper made a simple introduction on the composition of CNC, development of CNC in our country, and its development direction.

关键词: 智能化;开放化;网络化; 数控技术;发展方向

Key words: intelligentize;open;internetization;CNC technology;the development direction

中图分类号:[TH-9] 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)32-0169-01

1数控系统的定义和构成

数控系统(computerized numerical contro,简称 CNC):是采用计算机实现数字程序控制加工功能的系统。数控机床则是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,能综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工技术,发展前景十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。数控系统由程序、输入装置、输出装置、CNC装置、PLC、伺服驱动装置组成。由于使用了CNC装置,使系统具有软件功能,又用PLC取代了传统的机床电器逻辑控制装置,使系统更小巧,灵活性、通用性、可靠性更好,易于实现复杂的数控功能,使用、维修也方便,并且具有与上位机连接及进行远程通信的功能。

2我国数控系统发展概况

自建国以来,我国一直存在在工业基础薄弱的状况。虽然经过不懈努力取得了一定的进步,但作为工业现代化的标志性产业――数控系统的开发与生产仍然与西方发达国家存在很多的差距。

目前,我国的数控系统多采用封闭体系,只能作为非智能的机床运动控制器使用。其加工程序需要在加工前事先通过手工或自动编程软件的方式进行编制,加工过程变量也往往根据操作人员或设计人员的经验以固定参数形式设定。

我国对数控技术的发展主要是通过“七五”引进、消化、吸收,“八五”攻关和“九五”产业化。现已取得很大的进展,基本上掌握了关键技术,初步形成了自己的数控产业,同时带动了机电控制与传动控制技术的发展。近年来,我国数控机床一直保持两位数增长。机床工业产值已进入世界第5名,机床消费额在世界排名上升到第3位,数控系统生产企业已有20家,国产数控系统年销售量达到7万多台,约占市场份额的64%。同时通过自主研发,国产数控系统的研究与开发也取得了巨大进展。如华中数控、航天数控、蓝天数控等企业先后开展了开放式数控系统体系结构和软硬件平台的研究,并由此开发了多种数控系统,打破了西方发达国家对我国的技术封锁和价格垄断。

3数控技术整体发展趋势

3.1 数控系统发展的高精度、高速度化高速高精高效化,速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。尽管现代工业已经出现高精度高速度的发展趋势,但是科学技术的发展是没有衡量标准的,“高精度、高速度”的内涵和定位也在不断从新修定。最终只能是向着下一个阶段的目标发展进步。

先进制造技术发展的主体从来都是――效率、质量。毕竟高速、高精加工技术可极大地提高效率,改善产品的质量和档次,降低生产成本和提高产品的市场竞争力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

3.2 数控系统发展的智能化数控机床智能化的发展前景,非常广阔。它是世界制造技术进一步提高效率、自动化、智能化、网络化、集成化的努力目标,也是在今天数字控制机床技术基础上向更高阶段发展的努力方向。预计在21世纪前半期,有可能在现有机床技术上实现单台机床的“适应控制”,并逐步向制造系统发展;在后半期,有可能建立不同程度智能化技术水平的CIM、CIMS,其发展时间的快慢,将取决于人类的努力和科学技术水平的提高。

3.3 数控系统发展的开放化、网络化为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题,数控系统开放化已经成为数控系统的未来必然之路。所谓开放式控制系统,它是一个保证不同的机床厂家和最终用户都能够方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的具有鲜明个性的名牌产品的开放式数控系统平台。目前许多国家正对开放式数控系统进行研究,其中开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是研究的核心。关于以上开放性的概念可从两个方面进行理解:一是时间的开放性,二是空间的开放性。时间的开放性是针对软硬件平台及其规范而言的,以保证平台具有适应新技术的发展,并能够接受新的设备的能力。时间的开放性又有可扩展和可移植性两个方面。空间的开放性是针对系统接口及其规范化而言的,它又可分为互操作性和互换性。由此可以看出,开放式数控系统具有强大的适应性和灵活配置能力,能适应多种设备,灵活配置与集成;可顺应新技术的发展,实时加入各种新功能;能适应计算机技术和信息技术的快速发展和更新换代,能有效保护用户原有投资。其优势不言而喻。目前美国的NGC、欧共体的OSACA、日本的OSEC,中国的ONC等生产厂商都在进行相应的研究工作。

数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年的研究工作推出了相关的新概念和样机,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

4结束语

随着科学技术和社会生产力的迅速发展,人们对产品的质量和数量均提出了更高的要求。机械加工工艺过程的自动化程度必然成为成为上述要求的最重要保障措施。它不仅能够提高产品质量、生产率,降低生产成本,还能够极大地改善工人的劳动条件,减轻劳动强度。所以智能化、开放化和网络化必然成为数控技术发展的主要趋势。

参考文献:

[1]周会成.浅析数控技术发展的智能化趋势[J]机械管理开发,2008,(02).

[2]王哲,田稷.数控技术的发展方向[J].机械研究与应用,2004,(03).