whhit数控技术-102发展方向

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1、11.3.3发展趋势运行高速化加工高精化功能复合化控制智能化体系开放化驱动并联化交互网络化进入九十年代以来，随着国际上计算机技术突飞猛进的发展，数控技术不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着下述方向发展21.3.3.1运行高速化运行高速化、加工高精化速度和精度是数控设备的两个重要指标，它们是数控技术永恒追求的目标。因为它直接关系到加工效率和产品质量。新一代数控设备在运行高速化、加工高精化等方面都有了更高的要求。31.3.3.1运行高速化运行高速化：运行使进给率、主轴转速、刀具交换速度、托盘交换速度实现高速化，并且具有高加（减）

2、速率。1.进给率高速化：在分辨率为1m时，Fmax=240m/min。在Fmax下可获得复杂型面的精确加工；在程序段长度为1mm时，Fmax=30m/min，并且具有1.5g的加减速率；41.3.3.1运行高速化2.主轴高速化：采用电主轴（内装式主轴电机），即主轴电机的转子轴就是主轴部件。主轴最高转速达200000r/min。主轴转速的最高加（减）速为1.0g，即仅需1.8秒即可从0提速到15000r/min。3.换刀速度0.9秒（刀到刀）2.8秒（切削到切削）4.工作台（托盘）交换速度6.3秒。51.3.3.2加工高精化加工高精化：提高机

3、械设备的制造和装配精度；提高数控系统的控制精度；采用误差补偿技术。1.提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本交流伺服电机已有装上106脉冲/转的内藏位置检测器，其位置检测精度能达到0.01m/脉冲）；位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法。61.3.3.2加工高精化2.采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术;设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减

4、少60％～80％。三井精机的JidicH5D型超精密卧式加工中心的定位精度为±0.1m。71.3.3.2加工高精化由于计算机技术的不断进步，促进了数控技术水平的提高，数控装置、进给伺服驱动装置和主轴伺服驱动装置的性能也随之提高，使得现代的数控设备在新的技术水平下，可同时具备运行高速化、加工高精化的性能。81.3.3.3功能复合化复合化是指在一台设备能实现多种工艺手段加工的方法。镗铣钻复合—加工中心（ATC）、五面加工中心（ATC，主轴立卧转换）；车铣复合—车削中心（ATC，动力刀头）；铣镗钻车复合—复合加工中心（ATC，可自动装卸车刀架）；

5、铣镗钻磨复合—复合加工中心（ATC，动力磨头）；可更换主轴箱的数控机床—组合加工中心。91.3.3.4控制智能化随着人工智能技术的不断发展，并为满足制造业生产柔性化、制造自动化发展需求，数控技术智能化程度不断提高，具体体现在以下几个方面：101.3.3.4控制智能化1.加工过程自适应控制技术通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损以及破损状态，机床加工的稳定性状态；并根据这些状态实时修调加工参数（主轴转速，进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加

6、工精度、降低工件表面粗糙度以及设备运行的安全性。111.3.3.4控制智能化MitsubishiElectric公司的用于数控电火花成型机床的“MiracleFuzzy”基于模糊逻辑的自适应控制器，可自动控制和优化加工参数；日本牧野在电火花NC系统Makino_Mce20中，用专家系统代替人进行加工过程监控。以色列的外置式力自适应控制器意大利Mandelli公司数控系统的可编程功率自适应控制功能。国内清华和华中科大的自适应控制技术的研究已取得成果。正在进行商品化开发。121.3.3.4控制智能化2.加工参数的智能优化与选择将工艺专家或技工的经

7、验、零件加工的一般与特殊规律，用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，利用它获得优化的加工参数，从而达到提高编程效率和加工工艺水平，缩短生产准备时间的目的。采用经过优化的加工参数编制的加工程序，可使加工系统始终处于较合理和较经济的工作状态。131.3.3.4控制智能化目前已开发出带自学习功能的神经网络电火花加工专家系统。日本大隈公司的7000系列数控系统带有人工智能式自动编程功能。国内清华和华中科大在加工参数的智能优化与选择及CAPP方面的研究也取得了一些成果。但有待进行实用化开发。141.3.3.4控制智

8、能化3.智能故障诊断与自修复技术智能故障诊断技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法（AI、ES、ANN等），实现故障快速准确定位的技术。智能故障自修复技术：指能