机床数控系统的发展潮流常用的现场总线技术绽放成一道亮丽的风景
从1952年第一台数控机床问世至今,计算机数控(CNC)技术已有70多年的发展历程。近几十年来,微型计算机、微电子工业及电力电子工业的飞速进步,使得CNC技术与微型计算机紧密结合,为开发和生产CNC系统提供了强大的技术支持。如今,全世界几乎每个工业发达国家都拥有自己的数控设备生产厂,以满足各自国家对数控机床及其他机械装备的需求。市场竞争激烈,催生了新一代CNC系统。
当代数控技术展现出以下特点:
广泛应用微型计算资源
随着个人计算机(PC)的普及,大规模集成电路制造技术的高速发展使得PC硬件结构更加精细化,其CPU运行速度加快,存储容量增大,同时成本降低,可靠性提高。在软件方面,操作系统的进步尤其是Windows操作系统的广泛应用,使得PC操作更为直观简便。CAD/CAM软件大量移植到PC上,加之开放性吸引众多技术人员投入开发,使得PC软件资源丰富。
小型化以适应机电一体化要求
通过采用超大规模集成电路和表面安装工艺,将整个CNC装置做得小巧,以适应机械制造业中越来越强调的机电一体化要求。日本三菱公司推出的MELDAS 50系列及实用型520A系列,即采用32位RISC微处理器实现超小型化,而德国SIEMENS公司最新推出的SINUMERIK 840D主控组件选用386DX或486DX,有能力控制32个轴,并具有多种校正补偿功能,其体积仅为50mm×316mm×207mm。
改善人机接口,便于用户使用
为了方便操作者掌握数控机床操作,数控设备生产厂不断改善人机接口,如西班牙FAGOR公司8050系列采用交互式编辑程序指导系统,用简要表格编辑程序,以及符号键面板,让用户可以根据零件选择加工程序输入图形数据即可实现半自动或全自动加工。如果没有选定自动操作,则显示坐标轴位置值和主轴转速,可以手动操纵极为方便。
提高产品成套性
一个优良的数控系统性能好坏与其各个环节性能密切相关,因此重视产品成套性确保最佳使用效果,如日本FANUC公司经济型O-TD、O-MD CNC装置与αC系列伺服电动机构合而形成经济配套组合,大隈OKUMA公司也在软件上结合机械加工工艺要求,在硬件上自行研发绝对位置编码器等元件,为用户提供交钥匙工程服务。
研究开发智能型数控系统
早在80年代初期,就开始研究智能类型号AI(人工智能)CNC系统,如FANUC FS15系列利用专家知识库分析故障原因。而现在FANUC又在开展面向21世纪课题—IMS(Intelligent Manufacturing Systems),将熟练工人的技巧整合到生产过程中去。这不仅包括传感器信息反馈,还涉及一种被称作智能闭环加工模型,对提升制造过程效率至关重要。
根据市场需要开发适销对路产品
除了高新科技方向外,更注重开发能满足国内外市场需求的一流产品。我国作为发展中国家,对于经济价位较低但性能稳定的数控产品需求巨大,因此研发此类产品非常有意义,不仅满足国内市场,也能拓展国际销售空间。