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大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 文獻(xiàn)綜述
數(shù)控發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)控(nc,numerical control)技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1938年,香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸,奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī),包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年,第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世,成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件,推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。
現(xiàn)在,數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)(cnc,compute numerical control),目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對(duì)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置,使輸入操作指令的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn),均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成,處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。
????數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,如數(shù)控機(jī)床等。其技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動(dòng)控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。
數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資,不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在"高精尖"數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)國防、汽車等的發(fā)展起著越來越重要的作用,這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì),如:橋式三、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門銑床、龍門移動(dòng)式五座標(biāo)ac擺角數(shù)控龍門銑床、龍門移動(dòng)式三座標(biāo)數(shù)控龍門銑床等。
1.高速化發(fā)展新趨勢(shì)
隨著數(shù)控系統(tǒng)核心處理器性能的進(jìn)步,目前高速加工中心進(jìn)給速度最高可達(dá)80m/min,空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國cincinnati公司的hypermach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時(shí),在普通銑床加工需8小時(shí)。
由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化,在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下,主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種(每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機(jī)種),現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。
2、精密化加工發(fā)展新趨勢(shì):
隨著伺服控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步,在數(shù)控系統(tǒng)的控制下,機(jī)床可以執(zhí)行亞微米級(jí)的精確運(yùn)動(dòng)。在加工精度方面,近10年來,普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級(jí)加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。
????? 4.開放化發(fā)展新趨勢(shì)
由于計(jì)算機(jī)硬件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化,以及軟件模塊化,開放化技術(shù)的日益成熟,數(shù)控技術(shù)開始進(jìn)入開放化的階段。開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。美國、歐共體和日本等國紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃,并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(omac、osaca、osec)的研究和制定,世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和技術(shù)規(guī)范的制定,預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的onc數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。
5.復(fù)合化發(fā)展新趨勢(shì)
隨著產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級(jí),對(duì)數(shù)控系統(tǒng)提出了新的需求。機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及,機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭,可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn),還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工,可由cnc系統(tǒng)控制或cad/cam直接或間接控制。
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