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智能制造视阈下的数控系统发展需求研究

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2020/6/3 10:54:07  

摘要:数控是制造行业中的重要部分,智能制造的要求是通过先进的技术实现信息化、集成化和自动化,数控技术作为制造行业中的关键技术,智能化的实现也是必然的。而数控系统就是智能化实现的一项关键内容。

关键词:智能制造; 数控系统; 发展需求;

1 数控系统

数控系统,全称数字控制系统,是利用先进技术实现对机械的智能控制,以此来实现自动化的管理与生产。数控机床的智能配套设施,就是数控系统加上相应的自动化设备,而装置数控系统,不仅提高机床零件加工精度,还提高了生产的速度和效率。数控系统种类有很多,有着不同的形式和结构。随着计算机技术和信息网络技术的发展,数控系统的功能也在不断优化与完善,比如当前的数控系统硬件具有人机交互功能,软件结构中,可以输入处理程序、插补计算程序,还具有管理和诊断的作用。

数控系统在运用中,给数控机床的生产带来积极作用,但同时也受到了一些限制,在使用过程中,需要考虑驱动能力、五轴控制需求、生产系统需求等,就容易出现一些故障。相比较国外制造强国数控系统的发展,我国数控系统智能化的水平还是相对比较落后,还需要进一步的加强,促进智能化。

2 在智能制造下的数控系统发展需求

在“中国制造2025”中提出了要实现智能化的制造,建立智能化的生产线,采用智能化的管理模式,数控系统智能化已成为必然趋势,而在探索数控系统智能化发展需求的时候,应该积极的借鉴国外一些先进的思想和技术,比如德国这样的制造业强国。

2.1 数控系统在功能上的发展需求

数控系统要实现智能化,首先从其功能上分析,传统的数控系统是被动接受指令,自身不能实现自动化的控制。这就需要把网络化、大数据技术运用到其中,实现信息的共享和对信息的应用。比如网络化的数控保证了信息的获取与共享,大数据平台为工艺参数的选择提供各类数据的支持,云计算为高复杂性机器学习和算法提供了保证。

对于数控系统智能化具体的功能需求就有:自动加载功能,自动规划和优化道具的路径;能够精确的感知到加工的实际状态,一旦出现问题可以及时反馈,并且采取措施,实现自动化的监测。数控系统让数控机床在生产过程中,实现了工艺的规划、工艺参数和控制参数的智能化调整和决策。

2.2 数控系统在加工工艺上的智能化需求

在网络和大数据的支撑下,为数控系统的智能化实现提供了基础条件,让其实现自动分析决策功能。然而在具体的加工工艺上,要实现智能化,还需要从工艺规划方面来分析。具体来讲,也就是对加工的工艺路线和工艺参数进行自动规划,这样可以让操作者从动手操作变为控制,以此来提高加工效率。

比如在数控系统中,输入被加工零件的相关工艺参数和技术要求,以及最终的制造目标,然后经由系统对整个加工过程实现自动化的控制,形成决策、控制一体化的自制系统。就比如STEP-NC,是一个面向对象的新型NC编程数据接口国际标准,取代在数控机床中广泛使用的ISO6983标准。其具体的运用是对制造产品的特征进行编程,明确加工什么,如何加工,加工步骤,就可以实现自动化的加工生产,完成整套加工。

2.3 数控系统在控制监督上的智能化需求

实现自动化的生产加工,但是为了保证其加工的质量与效率,就要对整个加工过程实现监督管理,确保加工的顺利进行。这就需要数控系统自身要具有一定的感知能力,可以明确的感知加工状态,通过对加工状态来实现对相关参数的控制,并且反馈。在加工过程中,会受到很多因素的影响,除了需要专业的加工工艺和技术,外界的一些条件也会导致加工出现问题,比如在加工过程中,切削的时候因为共振等或者温度变化而影响加工尺寸。面对这些问题,这就需要数控系统具有很强的监测能力,就可以根据传感器反馈的数据动态对参数进行调整,提升加工精度。

其中需要注意的就是在加工中所存在的误差,如何来补偿这些误差,需要进行专业的计算,得出具体的调整数据,实现调整。比如针对温度变化影响加工尺寸的问题,可以采用智能热补偿系统,通过机床中温度传感器所反馈的温度情况,在利用结构热为补偿技术对加工参数动态进行调整,让机床对温度有一个适应范围,提高加工精度。

参考文献

[1] 吴婷.基于智能制造的数控系统开发设计策略[J].现代制造技术与装备,2019(09):88-89.

[2] 李炳燃,张辉,叶佩青.智能制造环境下的数控系统发展需求[J].航空制造技术,2017(06):24-30.

[3] 张继红.智能制造技术与系统研究[D].成都:电子科技大学,2005.

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