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數控加工技術的發(fā)展歷程

數控加工技術的發(fā)展歷程

作者:佚名來源:不詳錄入:Admin 更新時間：2008-7-26 20:46:04 點擊數：5

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1．數控加工技術的發(fā)展歷程

    1949年美國Parson公司與麻省理工學院開始合作，歷時三年研制出能進行三軸控制的數控銑床樣機，取名“Numerical Control”。

    1953年麻省理工學院開發(fā)出只需確定零件輪廓、指定切削路線，即可生成NC程序的自動編程語言。

    1959年美國Keaney&Trecker公司開發(fā)成功了帶刀庫，能自動進行刀具交換，一次裝夾中即能進行銑、鉆、鏜、攻絲等多種加工功能的數控機床，這就是數控機床的新種類——加工中心。

    1968年英國首次將多臺數控機床、無人化搬運小車和自動倉庫在計算機控制下連接成自動加工系統(tǒng)，這就是柔性制造系統(tǒng)FMS。

    1974年微處理器開始用于機床的數控系統(tǒng)中，從此CNC(計算機數控系統(tǒng))軟線數控技術隨著計算機技術的發(fā)展得以快速發(fā)展。

    1976年美國Lockhead公司開始使用圖像編程。利用CAD(計算機輔助設計)繪出加工零件的模型，在顯示器上“指點”被加工的部位，輸入所需的工藝參數，即可由計算機自動計算刀具路徑，模擬加工狀態(tài)，獲得NC程序。

    DNC(直接數控)技術始于20世紀60年代末期。它是使用一臺通用計算機，直接控制和管理一群數控機床及數控加工中心，進行多品種、多工序的自動加工。DNC群控技術是

    FMS柔性制造技術的基礎，現代數控機床上的DNC接口就是機床數控裝置與通用計算機之間進行數據傳送及通訊控制用的，也是數控機床之間實現通訊用的接口。隨著DNC數控技術的發(fā)展，數控機床已成為無人控制工廠的基本組成單元。

    20世紀90年代，出現了包括市場預測、生產決策、產品設計與制造和銷售等全過程均由計算機集成管理和控制的計算機集成制造系統(tǒng)CIMS。其中，數控是其基本控制單元。

    20世紀90年代，基于PC-NC的智能數控系統(tǒng)開始得到發(fā)展，它打破了原數控廠家各自為政的封閉式專用系統(tǒng)結構模式，提供開放式基礎，使升級換代變得非常容易。充分利用現有PC機的軟硬件資源，使遠程控制、遠程檢測診斷能夠得以實現。

    我國雖然早在1958年就開始研制數控機床，但由于歷史原因，一直沒有取得實質性成果。20世紀70年代初期，曾掀起研制數控機床的熱潮，但當時是采用分立元件，性能不穩(wěn)定，可靠性差。1980年北京機床研究所引進日本FANUC5、7、3、6數控系統(tǒng)，上海機床研究所引進美國GE公司的MTC－1數控系統(tǒng)，遼寧精密儀器廠引進美國Bendix公司的Dynapth LTD10數控系統(tǒng)。在引進、消化、吸收國外先進技術的基礎上，北京機床研究所又開發(fā)出BS03經濟型數控和BS04全功能數控系統(tǒng)，航天部706所研制出MNC864數控系統(tǒng)�！鞍宋濉逼陂g國家又組織近百個單位進行以發(fā)展自主版權為目標的“數控技術攻關”，從而為數控技術產業(yè)化建立了基礎。20世紀90年代末，華中數控自主開發(fā)出基于PC-NC的HNC數控系統(tǒng)，達到了國際先進水平，加大了我國數控機床在國際上的競爭力度。

    據1997年不完全統(tǒng)計，全國共擁有數控機床12萬臺。目前，我國數控機床生產企業(yè)有100多家，年產量增加到1萬多臺，品種滿足率達80%，并在有些企業(yè)實施了FMS和CIMS工程，數控機床及其加工技術進入了實用階段。

    2．數控加工技術的發(fā)展方向

    現代數控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、高一體化、網絡化和智能化等方向發(fā)展。

         1) 高速切削

   受高生產率的驅使，高速化已是現代機床技術發(fā)展的重要方向之一。高速切削可通過高速運算技術、快速插補運算技術、超高速通信技術和高速主軸等技術來實現。

    高主軸轉速可減少切削力，減小切削深度，有利于克服機床振動，傳入零件中的熱量大大減低，排屑加快，熱變形減小，加工精度和表面質量得到顯著改善。因此，經高速加工的工件一般不需要精加工。

    2) 高精度控制

    高精度化一直是數控機床技術發(fā)展追求的目標。它包括機床制造的幾何精度和機床使用的加工精度控制兩方面。

    提高機床的加工精度，一般是通過減少數控系統(tǒng)誤差，提高數控機床基礎大件結構特性和熱穩(wěn)定性，采用補償技術和輔助措施來達到的。目前精整加工精度已提高到0.1 μm，并進入了亞微米級，不久超精度加工將進入納米時代。(加工精度達0.01 μm)

    3) 高柔性化

    柔性是指機床適應加工對象變化的能力。目前，在進一步提高單機柔性自動化加工的同時，正努力向單元柔性和系統(tǒng)柔性化發(fā)展。

    數控系統(tǒng)在21世紀將具有最大限度的柔性，能實現多種用途。具體是指具有開放性體系結構，通過重構和編輯，視需要系統(tǒng)的組成可大可��；功能可專用也可通用，功能價格比可調；可以集成用戶的技術經驗，形成專家系統(tǒng)。

    4) 高一體化

    CNC系統(tǒng)與加工過程作為一個整體，實現機電光聲綜合控制，測量造型、加工一體化，加工、實時檢測與修正一體化，機床主機設計與數控系統(tǒng)設計一體化。

    5) 網絡化

    實現多種通訊協議，既滿足單機需要，又能滿足FMS(柔性制造系統(tǒng))、CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))對基層設備的要求。配置網絡接口，通過Internet可實現遠程監(jiān)視和控制加工，進行遠程檢測和診斷，使維修變得簡單。建立分布式網絡化制造系統(tǒng)，可便于形成“全球制造”。

     6) 智能化

   21世紀的CNC系統(tǒng)將是一個高度智能化的系統(tǒng)。具體是指系統(tǒng)應在局部或全部實現加工過程的自適應、自診斷和自調整；多媒體人機接口使用戶操作簡單，智能編程使編程更加直觀，可使用自然語言編程；加工數據的自生成及智能數據庫；智能監(jiān)控；采用專家系統(tǒng)以降低對操作者的要求等。

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