1.7数控技术的发展趋势第一代1955年NC系统以电子管组成体积大功耗大。第二代1959年NC系统以晶体管组成广泛采用印刷电路板。第三代1965年NC系统采用小规模集成电路作为硬件其特点是体积小功耗低可靠性进一步提高。以上三代NC系统由于其数控功能均由硬件实现故历史上又称其为“硬线NC”第四代1970年NC系统采用小型计算机取代专用计算机其部分功能由软件实现它具有价格低可靠性高和功能多等特点。第五代1974年NC系统以微处理器为核心不仅价格进一步降低体积进一步缩小使实现真正意义上的机电一体化成为可能。这一代又可分为六个发展阶段数控技术的发展趋势续?1974年系统以位片微处理器为核心有字符显示自诊断功能。?1979年系统采用CRT显示VLIC大容量磁泡存储器可编程接口和遥控接口等。?1981年具有人机对话、动态图形显示、实时精度补偿功能。?1986年数字伺服控制诞生大惯量的交直流电机进入实用阶段。?1988年采用高性能32位机为主机的主从结构系统。?1994年基于PC的NC系统诞生使NC系统的研发进入了开放型、柔性化的新时代新型NC系统的开发周期日益缩短。它是数控技术发展的又一个里程碑。第五代数控系统6个阶段进入20世纪九十年代以来随着国际上计算机技术突飞猛进的发展数控技术不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就使其朝着下述方向发展运行高速化运行高速化加工高精化加工高精化功能复合化功能复合化控制智能化控制智能化数控系统发展趋势体系体系开放化开放化驱动并联化驱动并联化交互网络化交互网络化运行高速化、加工高精化速度和精度是数控设备的两个重要指标它们是数控技术永恒追求的目标。因为它直接关系到加工效率和产品质量。新一代数控设备在运行高速化、加工高精化等方面都有了更高的要求。运行高速化使进给率、主轴转速、刀具交换速度、托盘交换速度实现高速化并且具有高加减速率。进给率高速化在分辨率为1m时Fmax240m/min。在Fmax下可获得复杂型面的精确加工在程序段长度为1mm时Fmax30m/min并且具有1.5g的加减速率?主轴高速化采用电主轴内装式主轴电机即主轴电机的转子轴就是主轴部件。–主轴最高转速达200000r/min。–主轴转速的最高加减速为1.0g即仅需1.8秒即可从0提速到15000r/min。?换刀速度–0.9秒刀到刀–2.8秒切削到切削?工作台托盘交换速度6.3秒。运行高速化续提高机械设备的制造和装配精度提高数控系统的控制精度采用误差补偿技术。提高CNC系统控制精度采用高速插补技术以微小程序段实现连续进给使CNC控制单位精细化采用高分辨率位置检测装置提高位置检测精度日本交流伺服电机已有装上106脉冲/转的内藏位置检测器其位置检测精度能达到0.01m/脉冲位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法。加工高精化采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研究结果表明综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少6080。三井精机的JidicH5D型超精密卧式加工中心的定位精度为±0.1m。采用误差补偿技术由于计算机技术的不断进步促进了数控技术水平的提高数控装置、进给伺服驱动装置和主轴伺服驱动装置的性能也随之提高使得现代的数控设备在新的技术水平下可同时具备运行高速化、加工高精化的性能。复合化是指在一台设备能实现多种工艺手段加工的方法。镗铣钻复合—加工中心ATC、五面加工中心ATC主轴立卧转换车铣复合—车削中心ATC动力刀头铣镗钻车复合—复合加工中心ATC可自动装卸车刀架铣镗钻磨复合—复合加工中心ATC动力磨头可更换主轴箱的数控机床—组合加工中心功能复合化随着人工智能技术的不断发展并为满足制造业生产柔性化、制造自动化发展需求数控技术智能化程度不断提高具体体现在以下几个方面控制智能化通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息利用传统的或现代的算法进行识别以辩识出刀具的受力、磨损以及破损状态机床加工的稳定性状态并根据这些状态实时修调加工参数主轴转速进给速度和加工指令使设备处于最佳运行状态以提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及设备运行的安全性。控制智能化技术加工过程自适应控制技术–MitsubishiElectric公司的用于数控电火花成型机床的“MiracleFuzzy”基于模糊逻辑的自适应控制器可自动控制和优化加工参数–日本牧野在电火花NC系统Makino_Mce20中用专家系统代替人进行加工过程监控。–以色列的外置式力自适应控制器–意大利Mandelli公司数控系统的可编程功率自适应控制功能。–国内清华和华工的自适应控制技术的研究已取得成果。正在进行商品化开发。加工过程自适应控制技术应用将工艺专家或技工的经验、零件加工的一般与特殊规律用现代智能方法构造基于专家