先进制造技术发展趋势

先进制造技术发展趋势内容摘要：

传统 数控系统 传统数控系统采用专用的封闭体系结构的数控系统，如 FANUC 0系统、MITSUBISHI M50系统、 Siemens 810系统等。 由于其封闭的硬件软件结构，系统功能的扩展、改变和维修都比较困难，一般须由系统供应商进行。 目前，由于开放体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，已逐渐减小。 “PC嵌入 NC”结构的开放式数控系统 这是一种专用数控软硬件技术与通用计算机结合的开发的产品，如、FANUC18i、 16i系统 、 Siemens840D系统、 Num1060系统、 AB 9/360等数控系统。 它具有一定的开放性，但由于它的 NC部分仍然是传统的数控系统，其体系结构仍是不开放的。 因此，用户无法介入数控系统的核心。 这类系统结构复杂、功能强大，但价格昂贵。 “NC嵌入 PC”结构的开放式数控系统 由开放体系结构运动控制卡 +PC机构成。 这种运动控制卡通常选用高速处理器作为 CPU，具有很强的运动控制和 PLC控制能力。 如美国 Delta Tau公司用 PMAC多轴运动控制卡构造的 PMACNC数控系统、日 本 MAZAK公司用三菱电机的 MELDASMAGIC 64构造的 MAZATROL 640 CNC等。 这类系统具有较好的开放性，它开放的函数库供用户在 WINDOWS平台下自行开发构造所需的控制系统。 因而这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各个领域。 软件开放式数控系统 系统的 CNC功能基本上由计算机软件实现，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部 I/O之间的标准化通用接口。 其典型产品有美国 MDSI公司的Open CNC、德国 Power Automation公司的 PA8000 NT等。 这种系统的开放性非常好，用户可以在其系统平台上，利用开放的 CNC内核，开发所需的各种功能，构成各种类型的高性能数控系统， 软件开放式数控系统具有最高的性能价格比，成为当今数控技术发展的方向。 数控系统性能和功能方面发展 开放性： 系统可通过光纤与 PC机连接，采用 Window兼容软件和开发环境。 功能以高速、超精（具有高精纳米插补功能）为核心，并具有智能控制。 特别适合於加工航空机械零件、汽车及家电的高精零件、各种模具和需 5轴加工的复杂零件，以及用作超精机械控制。 高级复杂 的功能： 可进行各种数学的插补，如直线、圆弧、螺旋线、渐开线、螺旋渐开线、样条等插补，也可以进行 NURBS插补。 采用 NURBS插补可以大大减少 NC程序的数据输入量，减少加工时间，特别适合于模具加工。 NURBS插补不需任何硬件。 强大的联网通信功能： 适应工厂自动化需要，支持标准 FA网络及 DNC的连接。 可联接工厂干线或控制层通信网络、设备层通信网络、 RS485接口传送 I/O信号或采用 PrellbusDP进行高速通信。 高速内装 PMC： 由专用的 PMC处理器控制梯形图和顺序程序，可用 C语言在PC机上编程，基本 PMC指令执行时间为： ；最大步数： 32,000步。 友好的用户界面，操作、维护方便： 普遍采用触摸屏、 2D和 3D彩色图形显示、软件硬件的模块化结构等，给操作和系统维护带来很大方便。 新一代数控加工设备的特征（ 1） 高速化：目前，车床和车削中心的主轴转速达到 8000r/min，加工中心的主轴转速一般都在 15000～ 20200r/min，高的达到 60000r/min，切削进给速度一般达到 20m/min，高的甚至达到 60m/min，为充分发挥刀具材料性能、提高加工效率、降 低加工成本，并且提高加工精度和表面加工质量，数控装备将进一步向更高速度或超高速方向发展。 高精度：在加工精度方面，近十年来，普通级数控机床的加工精度已由 177。 10μ m提高到 177。 5μ m，精密级加工中心则从 177。 3~5μ m，提高到 177。 1~ m，并且超精密加工精度已开始进入纳米级 ( m)。 高可靠性：国外数控装置的 MTBF己达 6000小时以上。 伺服系统的 MTBF达到 30000小时以上。 表现出非常高的可靠性。 柔性化、网络化、集成化：为适应制造自动化的发展，向 FMC、 FMS和 CIMS提供基础设备，要求数控系 统不仅能完成通常的加工功能，而且还能够具备自动测量，自动上下料、自动换刀、自动更换主轴头（有时。