數(shù)控機床技術(shù)進展及智能化發(fā)展探討

1、1.為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成；2.為提高驅(qū)動性能及使用連接方面的智能化，如前饋控制、電動機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負(fù)載自動選定模型，自整定等；3.簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等：還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的功能和便于系統(tǒng)的診斷及維修等功能。n 從1952年首臺數(shù)控機床問世以來，數(shù)控機床先后經(jīng)歷了高速化、復(fù)合化和五軸聯(lián)動化的發(fā)展。2006年首次出現(xiàn)以“智能機床”命名的機床產(chǎn)品，標(biāo)志著數(shù)控機床的發(fā)展進入到了智能化時代。目前智能數(shù)控機床尚無全面明確的定義，在這里首先引用日本馬扎克公司對智能數(shù)控機床的定義做

2、一下介紹。該定義是：機床能對自己進行監(jiān)控，可自行分析眾多與機床、加工狀態(tài)、環(huán)境有關(guān)的信息及其他因素。然后自行采取應(yīng)對措施來保證最優(yōu)化的加工。(1)數(shù)控系統(tǒng)具有特殊的人機對話功能，在編程時能在監(jiān)測畫面上顯示出刀具軌跡等，進一步提高切削效率。(2)有自動防止刀具和工件碰撞的功能，能大大減少突發(fā)事故，提高機床工作的可靠性。(3)機床故障能進行遠距離診斷。(4)有自動抑制振動的功能，在高速加工過程中，該機能自動抑制振動，大大提高了加工精度。(5)有自動補充潤滑油和抑制噪音的功能，能大大改善工作條件。(6)能自動測量和自動補償，減少高速主軸、立柱、床身熱變形對機床的影響，使機床加工精度大大提高。 雖然直

3、到2005年才出現(xiàn)了“智能機床”產(chǎn)品，然而數(shù)控機床智能化技術(shù)的研究卻由來已久。早在20世紀(jì)80年代美國就曾提出研究發(fā)展“自適應(yīng)控制”機床，但由于許多自動化環(huán)節(jié)沒有解決，雖有各種試驗，但進展較慢。之后美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所制造工程實驗室開展了智能機床、加工過程預(yù)測和智能化開放結(jié)構(gòu)控制3項計劃的研究。并與項目參與者共同推出了智能加工平臺計劃(SMPI)的技術(shù)路線圖。 2006年的美國芝加哥國際機床展上，日本的馬扎克公司首次推出了以“智能機床”命名的數(shù)控機床產(chǎn)品。日本的大隈公司推出了“thine”智能數(shù)控系統(tǒng)。這些產(chǎn)品的出現(xiàn)，標(biāo)志著數(shù)控機床智能化時代的到來。 數(shù)控機床智能化技術(shù)研究和發(fā)展最主要的目的

4、和前景之一就是代替人的勞動實現(xiàn)裝備制造業(yè)的全盤自動化。要實現(xiàn)這一目的不僅要解決代替人體力勞動的問題，更要解決代替人腦力勞動的問題。智能機床的出現(xiàn)，為未來裝備制造業(yè)實現(xiàn)全盤生產(chǎn)自動化創(chuàng)造了條件。具體體現(xiàn)在以下幾點：(1)智能數(shù)控機床通過自動抑制振動、減少熱變形、防止干涉、自動調(diào)節(jié)潤滑油量、減少噪聲等智能化功能，可自動提高機床的加工精度、效率。(2)對于進一步發(fā)展集成制造系統(tǒng)來說，單個機床自動化水平提高后，可以大大減少人在管理機床方面的工作量，人能有更多的精力和時間來解決機床以外的復(fù)雜問題，更能進一步發(fā)展智能機床和智能系統(tǒng)。(3)數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)新，對于機床智能化起到了極其重大的作用。它能夠收容大

5、量信息，對各種信息進行儲存、分析、處理、判斷、優(yōu)化和控制。 中國數(shù)控機床展覽會中國數(shù)控機床展覽會 ：中國數(shù)控機床展覽會(CCMT)是中國機床工具工業(yè)協(xié)會于2000年創(chuàng)辦的、以展示中國數(shù)控機床為主的高品位展會，已成功舉辦八屆，第七屆展會已于江蘇南京國際博覽中心拉開帷幕，第七屆將是目前規(guī)模最大的一屆。 這項展會已成為中國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)和晴雨表，被海內(nèi)外視為兩年一次的中國機床工具行業(yè)名家名品大檢閱。展品范圍：數(shù)控金屬切削機床、電加工及激光加工等數(shù)控特種加工機床、數(shù)控鍛壓機械、數(shù)控金屬切割及焊接設(shè)備、數(shù)控模具及板材加工設(shè)備、工業(yè)機器人、柔性制造單元及制造系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動裝置、計算機應(yīng)

6、用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)及成套裝備和各類軟件制造技術(shù)、檢測儀器、量儀、工量具、磨料磨具、超硬材料、涂附磨具、機床附件、功能部件、機床電器、氣動液壓元件及裝置、數(shù)顯裝置等。該研究方向主要是指在整個加工過程中數(shù)控機床可以自動完成某些步驟，代替人的操作。或者自動地保證加工過程的順利進行和最優(yōu)化。典型的技術(shù)和功能有：虛擬機床技術(shù)。自動上下料機構(gòu)。3D防碰撞技術(shù)。工藝參數(shù)智能化修改與選擇。自動加工生產(chǎn)線技術(shù)。智能化狀態(tài)監(jiān)控與維護技術(shù)是指機床在生產(chǎn)過程中不僅可以了解自身的狀態(tài)，還可以根據(jù)這些狀態(tài)進行自我控制，以保證機床正常工作。典型的技術(shù)和功能有：振動檢測及抑制。刀具監(jiān)測。故障自診斷，自修復(fù)和故障回放。智能化維護系統(tǒng)。智能驅(qū)動技術(shù)是指驅(qū)動器可以根據(jù)負(fù)載和加工情況的不同自動調(diào)節(jié)伺服參數(shù)，以保證機床良好的動態(tài)性能。例如自動優(yōu)化功能和A適應(yīng)控制功能。典型的技術(shù)和功能有：自動識別負(fù)載，并自動調(diào)整參數(shù)，自動優(yōu)化。自適應(yīng)控制。 智能誤差補償技術(shù)是指機床可以根據(jù)誤差測試數(shù)據(jù)，自動進行補償操作。例如自動建模和分析模型自動下載等功能。典型的技術(shù)和功能有：智能化熱誤差補償系統(tǒng)。智