数控技术与机电一体化有机结合的

摘 要：

数控技术是当前制造加工技术中最先进、最广泛的加工技术.当前数控技术加工模式的弊端在于不能对加工中出现的问题及时的进行处理,只能“忠实”的执行加工程序.而机电―体化技术可以综合运用多学科技术,实现加工中的智能化、自动化和柔性化.本文从数控技术的现状和发展趋势出发,结合机电―体化的相关优势,来分析数控技术与机电一体化有机结合的方式.

1.数控技术概述

1.1发展现状

数控技术给传统制造业带来了革命性的变化,而且使其成为工业化的代表.近年来随着数控技术的不断进步,数控机床的蝉联也不断的上升,北京市从今年一月份开始机床产量一直在上升,如图所示.

数控技术近年来不断的发展,应用领域也不断扩大,对一些重要行业的发展也有促进作用.数控技术发展现状如下.

1.1.1数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的产品.

1.1.2目前社会快速发展,数控技术也在不断的更新.由当初的专用型封闭式开环控制模式逐渐转变为通用型开放式实时动态全闭环控制模式.以集成化为基础,数控系统已经实现了小型化、简单化；以智能化为基础,数控系统综合了计算机、电子等多学科技术,数控系统可以进行快速、精确、有效控制等,而且在加工中可以自动测量与修正,通过反馈可以补偿各种参数,并可以通过在线进行加工诊断并智能化处理.以网络化为基础,通过计算机辅助设计功能CAD/CAM模块,可以与数控系统有机结合在一起.在加工中,可以通过机床系统联网,以便于控制系统进行集体控制.

1.1.3在传统的数控加工中,加工都是事先思考好加工工艺、用量参数,然后编制好加工程序进行加工.加工过程中的刀具选择、工件材料、主轴转速、切削速率、切削深度、加工余量等加工参数都是固定好的.如果在加工中发现错误,则无法在现场环境下根据外部干扰因素和随机因素进行实时动态调整.由此可见,传统的方法这种固定程序的加工模式和封闭模式,限制了数控技术向多元化、智能化发展.因此需要对数控技术进行些变革.

1.2发展趋势

当今数控技术的发展趋势可分为以下几点：

一是使数控加工性能实现高速高精高效化、柔性化、工艺复合性和多轴化；二是使数控加工的控制系统用户界面图形化、科学计算可视化,还可以运用多媒体技术进行信息处理；三是使数控系统的体系结构能够集成化、模块化和网络化,能够实现开放式的闭环控制系统.

对于一个国家来说,国民经济的水平不是由国民生产总值来决定,而是由这个国家所拥有的装备工业的技术水平以及装备制造业的现代化程度来决定的.要想快速发展新兴的高新技术产业和高端产业,比如军事、航空等国防产业,就需要更先进更核心的技术.在当今社会,数控技术则是属于比较先进的技术,而且在世界各国都广泛运用,用以提高自己的制造能力和水平,以适应复杂多变的市场,提高自己的竞争能力.

2.机电一体化的优势

2.1结合多种技术

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息机电一体化技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术.它也是合理配置各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术.

2.2使数控技术先进化

先进的数控技术产业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的产业.在机电一体化中,可以通过、电工电子技术、微电子技术以及相关的通信技术实现数控技术的先进化生产.

2.3具有分布式控制系统

通过分布式控制系统,我们可以集中对生产过程进行监控、管理和控制.不仅在生产过程中可以控制,而且可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理等功能.

2.4具有开放式控制系统

开放控制系统通过工业通信网络使计算机与控制设备互相连接,便于管理.能够实现控制与经营、管理、决策的集成,实现测量与控制一体化.

3.数控技术与机电一体化结合

3.1数控技术与机电一体化结合的发展背景

3.1.1在当今的工业发达国家,数控机床不仅仅只是简单的操作系统和功能,要完成复杂零件,特别是四轴以上甚至六轴的要求.因此就需要通过车削中心、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统以及计算机集成制造系统来综合集成.

3.1.2到了20世纪末期,世界各发达国家均开始探索,将有限的数控技术进行多元化扩展.因此各国开始思考将数控技术和机电一体化进行结合,并且一起向智能化方向发展.这是因为网络、通信等技术领域已经逐渐实现机电一体化,而精密加工技术也逐渐出现在机电一体化中,这些都能为数控技术的发展提供帮助.

3.1.3同时,由于人工智能技术及光纤技术等领域发展迅速,为机电一体化和数控技术都提供了有利的发展平台,也为两者的结合提供了有利的基础.

3.2数控技术与机电一体化结合的发展方向

3.2.1制造加工智能化

在未来的制造加工业中,智能化已经成为发展的需求,这也是未来数控技术与机电一体化技术发展的一个重要发展方向.它需要在机床及数控系统的控制理论上,综合运用人工智能、运筹分析、计算机辅助设计与制造、机械传动学等多方面学科综合结合.这些可以体现在性制造单元、柔性制造系统以及计算机集成制造系统中.这样性制造单元、柔性制造系统以及计算机集成制造系统才能更有效的结合,达到更高的加工目的.如下图,为智能化新一代PCNC数控系统.

3.2.2制造加工网络化

（1）到了21实际,网络技术已经发展成熟,而在网络技术的迅速发展和普及过程中,给中国的许多市场都带来了根本性的改变.这使得许多的产品、物料和制造等都可以在不同地域、不同国家进行.这可以说从另一个角度促进了企业加工的发展.（2）在制造业中,更多的需要多方面合作,多方面交流.在一个车间上百台设备可以接受一台总机控制,当指令通过网络下达到相关执行单元时,就可以按照指令要求进行有序的加工配合.而在数控加工中要想实现网络化控制,就需要通过电子化设计,将控制系统集合总成到控制总机中,而在每台设备上需要有相关的电子控制单元.这也是数控技术与机电一体化结合的一个重要体现.

3.3制造加工自动化

3.3.1在普通的数控机床加工中,已经可以实现通过加工程序来进行机床的自动加工了.但是这种加工是模式化的,也就是程序是怎么编写的,加工也就怎么进行.如果在加工中存在问题,机床仍然会“忠实”的执行程序,即使发生加工事故也不会事先自我停止.

3.3.2随着世界化加工的高科技化、高效率化和高质量化.加工的要求逐渐上升为数控系统能够自我进行分析测量,发现问题可以及时处理.而这些要求就需要相关的集成技术和系统技术.而在机电一体化中,就可以实现人机一体化制造系统.通过制造单元技术和柔性制造技术进行相关结合,可以创造出适应现代化自动化的生产模式.这可以为数控技术实现制造敏捷化、制造智能化、制造自动化提供有利条件.

4.总结

本文通过对数控技术的现状和发展趋势进行分析.传统的数控加工只是简单将零件的加工程序输入到机床设备中,再由机床设备进行自动化的加工,这种加工方式不能实现真正意义上的智能化、网络化和柔性化.