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经济在不断地发展,科技技术不断创新,各行各业都在随之升级转型,制造业也是一样。但大都认为在过去的几十年里中国制造业取得的重大成就是人们的手工劳作创造的,而在技术迅猛发展的今天,制造业的发展仅依靠劳作是不可行的,只有过硬的技术在未来的制造业中才能站稳脚步。 3D打印、机器换人、大数据制造,这些频繁出现的数据无一不在提醒我们,当下科技界三种飞速发展的技术——“人工智能、机器人和数字制造”,这些将重新构筑制造业的竞争格局,而如果将人工智能、机器人和数字制造技术综合集成应用于制造业,那将绝对是一场真正意义上的“制造业改革”。数控机床应为典范 提到数控机床,可能很多人都不是特别了解,可它却是众多工业生产行业的基础支柱。作为典型的机电一体化产品,数控机床可以解决复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向。 中国目前一些行业的劳动力成本的不断上升,随之出现的“用工荒”为数控机床提供了又一具有潜力的应用领域——智能制造。中国企业越来越多地向智能制造转型以减轻人力短缺的影响,企业需要能够720小时连续不断高质量运转的机床设备,这就使得机床设备的可靠性变得尤其重要。 特别是近来,数控机床与工业机器人的配合使用更使得智能生产或者“无人化”工厂成为发展趋势。数控一代和智能一代是信息化和工业化深度融合的产物,可以看到机械产品的数控化和智能化创新具有鲜明的特征、本质的规律,可以普遍运用于各种机械产品创新,可以引起机械产品的升级换代,引起机械工业的深刻变革。这也是现在提出“数控一代”和“智能一代”概念的缘由和根据。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612231437_01_3169645_3.jpg二次开发是瓶颈 所谓智能制造就是数控机床产品除了完成直接加工任务之外,更应提升产品工艺适应性,能够适应不同行业、不同产品的加工特点,这是智能制造必不可少的,而要达到这些要求就需要机床设备拥有一个足够开放的数控系统平台,只有在一个开放性的系统上,用户才有机会把各种最新的创意和想法融到机床设计制造中。 然而目前的普遍情况是产品同质化泛滥,出现这一情况的原因在于,很多制造商在使用上过于追求简便、省事,采用一些进入中国市场较早的封闭性极强的数控系统,最终导致装备极为标准化,工艺适应性差,产品雷同,最终成为低端产能的推手。 “这就如同傻瓜相机和智能相机。”许政顺表示,“傻瓜式”的CNC产品,用户调整的内容很少,使用方便,但系统开放程度不足,许多核心和关键功能的使用受到限制,不利于进一步研发和扩大使用范围,最终也只能导致低产能的市场现象。 然而数控平台二次开发并非易事。据了解,数控系统硬件部分的核心是高效的运算平台和一组控制设备的接口,也就是说,数控硬件部分可以看做是一台工业计算机。从这方面来看,无论是工业控制电源、工业控制计算机主板、还是其他嵌入式设备,我国的产业化水平都很高。 而问题在于数控系统的另一组成部分——软件。数控系统技术方案中软件承载着数控系统的运动控制、逻辑控制和人机交互等主要功能。同时,在数控系统硬件趋同化的趋势下,软件正在成为系统中重要的价值构成部分。因此,软件产业化的问题已经成为数控系统产业化的关键。 由于我国数控产业技术开发源于某个技术关键点的突破,缺乏系统的需求分析,没有很好的进行抽象和概念、逻辑设计,造成的结果是很难从以往的产品中提取出一些有用的、共性的技术为后来的产品所使用。加之,国内很多公司的产品很少具有连续性,往往是新的一个产品完全重起炉灶,和老的产品没有半点关系,在这种开发模式下,软件功能完善程度,软件产品的可靠性,可持续发展能力都受到很大的局限。在整个产业发展过程中,低水平的重复研发的现象也较为普遍,使得技术积累缓慢。(来源:脉搏制造网)
1. 加工零件及其工艺分析与手动编程一样,加工零件及其工艺分析是数控编程的基础。目前这项工作主要还需人工来做,随着CAPP技术的发展,将逐渐由CAPP来完成。主要任务有:(1) 零件几何尺寸、公差及精度要求的标准;(2) 确定加工方法、工夹量及刀具;(3) 确定编程原点及编程坐标系;(4) 确定走刀路线及工艺参数;2. 加工部位造型与前述相同,有三种方法获取和建立零件几何模型:(1) 利用软件本身的CAD设计模块;(2) 将其他CAD/CAM系统生成的图形,通过标准图形转换接口,转换成本软件系统的图形格式;(3) 利用三坐标测量机数据或三维多层扫描数据。3. 工艺参数输入将工艺分析中的工艺参数输入到自动编程系统中,常见的工艺参数有:(1) 刀具类型、尺寸与材料;(2) 切削用量,如主轴转速、进给进度、切削深度及加工余量等;(3) 毛坯信息,如尺寸、材料等;(4) 其他信息,如安全平面,线性逼近误差、刀具轨迹间的残留高度、进退刀方式、走刀方式、冷却方式等。4. 刀具轨迹生成与编辑自动编成系统将根据几何信息与工艺信息,自动完成基点和节点计算,并对数据进行编排,形成刀位数据;刀位轨迹发生后,自动编程系统将刀具轨迹显示出来,如果有不合适的地方,可在人工交互方式下对刀具轨迹进行编辑与修改。5. 刀具国际的验证与仿真自动编程系统提供验证与仿真模块,可以检查刀具轨迹的正确性与合理性。验证模块指通过模拟加工过程来检验加工中是否过切,刀具与约束面是否发生干涉与碰撞等;仿真模块是将加工过程中的零件模型、机床模型、夹具模型及刀具模型用图形动态显示出来,基本具有尚且加工的效果。6. 后置处理将刀位数据文件转换为数控装置能接受的数控加工程序。7. 加工程序输出(1) 将加工程序利用打印机打印清单,供人工阅读;(2) 将加工程序存入存储介质,包括穿孔纸带、磁盘、光盘和U盘等,用于保存或转移到数控机床上使用;(3) 通过标准通信接口,将加工程序直接送给数控装置;脉搏制造网——机械加工行业b2b服务平台
经济型数控机床的主要特点是价格便宜,功能针对性强。一般情况下,普通机床改装成简易数控机床后可以提高工效1~4倍,同时能降低废品率,提高产品质量,又可减轻工人劳动强度。改造费用通常一年左右就可以收回。一般用单板微计算机作为控制装置,用步进电机为执行机构,将普通机床改造成简易数控机床。经改造后的机床既保留了原机床的通用性,又增加了许多传统机床所没有的特点,如自动对刀、间隙补偿、自动调整进给速度、自动回原点等功能。这种机床尤其适用于杆轴类、盘类零件以及带有锥度、球面的中等复杂程度零件的频繁、轮番加工。 数控系统的工作过程如下: (1)输入大量的零件加工程序一般通过通信方式从外部计算机输人而来。数控系统一般有两种不同的输人工作方式:一种是边输人边加工(即通常所说的DNC方式),这种方式用于较长程序,也就是复杂零件的加工;另一种是一次将琴件加工程序全部输人数控系统内部的存储器,加工时再由存储器一段一段地读出进行零件加工。具体采用哪种方式,视数控系统存储器的存储量而定。 (2)译码输人的程序段含有零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、要求的加工速度以及其他的辅助信息(换刀、主轴转速、进给速度、冷却液等)。系统计算机依靠译码程序来识别这些指令符号,译码程序将零件加工程序翻译成系统计算机内部能识别的语言。 (3)数据处理数据处理一般包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能的处理。数控刀具半径补偿是根据刀具半径值把零件轮廓轨迹转化为刀具中心轨迹。速度计算是解决该加工程序段以什么样的速度运动的问题。另外还有辅助功能如换刀、冷却液等数据的处理。 (4)插补(即轴进给运动)在机床的实际加工中,被加工上件的轮廓形状千差万别。严格说来,为了满足几何尺寸精度的要求,刀具中心轨迹应该准确地依照工件的轮廓形状生成。对于简单的曲线,数控系统易于实现,但对于较复杂的形状,若直接生成刀具中心轨迹,势必会使计算方法变得很复杂,计算工作量也相应地大大增加。因此,在实际应用中,常常采用一小段直线或圆弧去逼近(或称为拟合)曲线,有些场合也叮以采用抛物线、椭圆、双曲线和其他高次曲线去逼近曲线。所谓插补,是在已知一条曲线的种类、起点、终点以及进给速度后,在起点和终点之间进行数据点的密化,从而用多段简单曲线来逼近复杂曲线。数控系统经过插补运算后向伺服系统发出指令,从而实现各坐标轴的进给运动,完成零件的加上。脉搏制造网-外协加工-机械加工-数控加工-专注加工制造业B2B平台