机电一体化数控技术在机械制造中的应用

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作者单位洪源，湛江市技师学院随着计算机技术为主导的现代科学技术的发展和以时间驱动”为重要特征的市澈争的加剧，产品更新换代的速度加快以及人们对商品需求的多样化，传统的机械制造业正在发生极其深刻的改变，多品种小批量生产的比重越来越大，对产品的交货质量和成本要求越来越高，要求现代制造技术具有较高的柔性 ，即要求机械制造业对各种外界因素的适应能力或者产品适应市场的变化能力越来越强 ，亦即要求空间和时间的灵活性越来越大，其关键的技术是数控技术。

-、数控技术的发展(-)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。由于采用了高速 CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

(二)柔性化。包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用拈化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同-群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(三)工艺复合性和多轴化。以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。

数控机床的工艺复合化是指工件在-台机床上-次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，如西门子880系统控制轴数可达 24轴。

(四)实时智能化。早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为∑学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这-新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展 ：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节· 90·系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力 、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高 ，从而达到最佳控制的目的。

二、技术特点数控技术是用数字信息对机械加工和运动过程进行控制的技术。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于-体的现代制造业基醇术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。目前它是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代了早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现成编辑的软件来完成，这样极大地增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。

三、数控技术在先进制造技术中的作用自从2O世纪中期人们将计算机技术引用到控制机床加工飞机机翼样板的复杂曲线中以来 ，数控技术在机床控制方面取得了广泛、深入的发展，开始是数控铣床、接着是数控车床、数控钻床、数控镗床、数控磨床、数控线切割机床，以后是加工中心、车削中心、数控冲床、数控弯管机、数控折弯机、板材加工中心、数控齿轮机床，数控激光加工机床，数控火焰切割机等等。这些都成为现代制造业的最关键设备，是它们保证了现代制造业向高精度、高速度、高效率、高柔性化的方向发展。数控机床的出现，带动了 CAD、CAM技术向实用化、工程化发展，特别是计算机技术的迅速发展，推动CAD、CAM技术向更高层次和更高水平发展，而且进-步发展了计算机辅助工艺设计(CAPP)数据库、集成制造生产系统相关信息的自动生成 、自动处理、自动传输∩以说数控技术既是联系 CAD、CAM 的纽带 、也是进-步通向集成化 CAD/CAM的桥梁。微电子技术的飞快发展，使数控系统的性能有了极大的提高、功能不断丰富、满足了数控机床自动交换刀具、自动交换工件(包括交换工作台、工作台立、卧式转换等)的需要；而