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我国的数控技术经过近明年的发展，基本上掌握了这一领域的关键技术，建立了数控开发生产基地，培养了一批数控人才，初步形成了自己的数控产业。“八五”期间开发的成果华中I号、中华I号、航天I号和蓝天I号4种基本系统建立了具有中国自主版权的数控技术平台。具有中国特色的经济型数控系统经过这些年来的发展，有了较大的改观。产品的性能和可靠性有了较大的提高，它们逐渐被用户认可．在市场上站住了脚。如上海开通数控有限公司的KT系列数控系统和步进驱动系统、北京凯恩帝数控技术有限公司的KND系列数控系统、广州数控设备厂的GSK系列数控系统等。这些产品的共同特点是数控功能较齐全，价格低，可靠性较好。 paper51.com 1.3数控加工技术的发展趋势 paper51.com
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。 内容来自www.paper51.com 1.3.1 高速、高精加工技术 http://www.paper51.com
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。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(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。 内容来自www.paper51.com 在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒／辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和航天工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋．刚度很差，材料为铝或铝合金．只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 paper51.com
在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10m提高到5m，精密级加工中心则从3m-5m，提高到1m -1．5m，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01m)。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上．伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。 paper51.com
为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。 内容来自www.paper51.com 1.3.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅租糙度低，面且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3铀联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍．加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。 内容来自www.paper51.com
1.3.3 智能化、开放式、网络化 http://www.paper51.com 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控技术系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化．如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载、自动选定模型、自整定等；简化编程角化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容，方便系统的诊断及维修等。 内容来自www.paper51.com 为解决传统的数控技术系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题，目前许多国家对开放式数控技术系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within AutomationSystems)、日本的OSEC(Open System Environment forController)以及中国的0NC(Open Numerical Control System)等。数控技术系统开放化已经成为数控技术系统发展的未来之路。所谓开放式数控技术系统就是数控技术系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能)，形成系列化，并可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、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前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当前研究的核心。 内容来自www.paper51.com 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准出了相关的新概念和样机，都反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。 内容来自www.paper51.com 1.3.4 重视新技术标准、规范的建立 http://www.paper51.com 1．关于数控系统设计开发规范 http://www.paper51.com
如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划．并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行本国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。 paper51.com
2．关于数控标准 paper51.com 数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准．即采用G、M代码描述如何加工，其本质特征是面向加工过程，显然已经越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO4649(STEP-NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。 内容来自www.paper51.com STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75％)、加工程序编制时间(约35％)和加工时间(约50％)。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1-2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD／CAM／CAPP／CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP TOOLS公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIFIA以及欧洲OSACA—NC数控系统的原型样机上进行了验证。 paper51.com 1.4 CAD/CAM 软件在数控加工中的应用 copyright paper51.com 随着电子技术在制造业的推广及应用,传统机械加工方法正逐渐被先进的CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)所取代。应用传统的加工方法,不仅生产率低,且精度得不到保证,CAD/CAM软件在机械加工中的应用,为我们开辟了一种新的设计、加工途径,并使机械制造能力上了一个新的台阶。采用这种方法不仅减少了编程人员的计算量,还在一定程度上提高了产品的制造质量和生产效率。 http://www.paper51.com
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