浅谈数控技术及其发展趋势及对策-工业设计论文发表

浅谈数控技术及其发展趋势及对策
陈俊健
摘要：装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。简要介绍了数控技术及装备发展的趋势。
关键词：数控技术加工中心机床发展战略
1数控技术
1.1 数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。
1.2 FANUC数控系统数控加工中心机床基础知识
（1）坐标系/对刀点/换刀点
坐标系：主要坐标系分为机床坐标系和工件坐标系，前者由厂家设定，工件坐标系：又叫编程坐标系，用来确定工件各要素的位置。
刀点：主要分为对刀点和换刀点，前者刀具相对工件运动的起点（又叫程序起点或起刀点）。后者是换刀的位置点，在加工中心有换刀的程序，在加工零件的时候，我们只要调刀就可以执行。
（2）常用基本指令
在加工过程中，我们要用到这些基本指令：进给功能字F用于指定切削的进给速度。主轴转速功能字S用于指定主轴转速。刀具功能字T用于指定加工时所用刀具的编号。辅助功能字M用于指定数控机床辅助装置的开关动作。准备功能G指令，用于刀具的运动路线。
（3）对刀
对刀的方法直接影响工件的加工精度。所以对于不同的加工零件，我们要选择不同的对刀方法。
X和Y向对刀，对于圆柱孔（或圆柱面）零件时：1）我们采用杠杆百分表（或千分表）对刀，这种对刀方法精度高，但是比较麻烦。2）采用寻边器对刀，对于精度不太高，比较直观。
X和Y向对刀，当对刀点为互相垂直直线的交点时：1）采用刀具试切对刀2）采用寻边器对刀，精度高。
（4）刀具长度补偿设置
加工中心上使用的刀具很多，每把刀具的长度和到 Z 坐标零点的距离都不相同，这些距离的差值就是刀具的长度补偿值，在加工时要分别进行设置，并记录在刀具明细表中，以供机床操作人员使用。
（5）刀具半径补偿设置
进入刀具补偿值的设定页面，移动光标至输入值的位置，根据编程指定的刀具，键入刀具半径补偿值，按 INPUT 键完成刀具半径补偿值的设定。操作如下：按SYSTEM→SFF/SET→输入刀具的半径补偿值。
1.3 PRO/E软件技术
（1）加工中心对刀具的基本要求是：
1）良好的切削性能：能承受高速切削和强力切削并且性能稳定；
2）较高的精度：刀具的精度指刀具的形状精度和刀具与装卡装置的位置精度；
3）配备完善的工具系统：满足多刀连续加工的要求。
加工中心所使用刀具的刀头部分与数控铣床所使用的刀具基本相同，数控机床上的刀具选择比较严格，有些刀具是专用的。要求：工件材质，加工轮廓类型，机床允许的切削用量以及刚性和耐用度等。编程时，要规定刀具的结构尺寸和调整尺寸。对自动换刀的数控机床，在刀具装到机床上以前，要在机外预调装置(如对刀仪对刀)中，根据编程确定的参数，调整到规定的尺寸或测出精确的尺寸。在加工前，将刀具有关尺寸输入到数控装置。在铣削的加工中，我们经常用到立铣刀。直径小的立铣刀一般制成带柄的形式，比如直柄立铣刀（ 2-7mm）。立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求，并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内。如系小直径立铣刀，则应主要考虑机床的最高转数能否达到刀具的最低切削速度（60m/min）。立铣刀半径可以按以下经验来算：R=（0.8-0.9）min, 其中R表示立铣刀半径，rmin表示零件内轮廓的最小曲率半径。铣刀齿数应该根据工件材料和加工要求选择，一般铣削脆性材料或半精加工、精加工时，选择细齿铣，粗加工则选择粗齿铣刀。由于铣削的是有机玻璃，所以采用顺铣，顺铣可以减小表面粗糙度。
（2）零件加工前机床的基本操作
1）开机
在开机前应该检查辅助装置的工作状态是否满足要求：润滑油油池的油面高度、气泵的压力、电器柜的门是否关上。然后将电源开关由OFF打到ON ，按下接通键（接通数控系统的电源）接通侍服驱动电源（急停开关顺时针旋转使它复位，按下机床复位键）。
2）回机床原点
方式选择开关选回零（手动选择，按回零轴的正方向，回零成功则回零指示灯亮）：先Z轴回零，然后Y轴回零，最后X轴回零。按POS键，看机床坐标系是不是零。
3）机床的调试
机床功能调试是指机床试车调整后，检查和调试机床各项功能的过程。调试前，首先应检查机床的数控系统及可编程控制器的设定参数是否与随机表中的数据一致。然后试验各主要操作功能、安全措施、运行行程及常用指令执行情况等，如手动操作方式、点动方式、编辑方式（ EDIT ）、数据输入方式（ MDI ）、自动运行方式（ MEMOTY ）、行程的极限保护（软件和硬件保护）以及主轴挂档指令和各级转速指令等是否正确无误。最后检查机床辅助功能及附件的工作是否正常，如机床照明灯、冷却防护罩和各种护板是否齐全；切削液箱加满切削液后，试验喷管能否喷切削液，在使用冷却防护罩时是否外漏；排屑器能否正常工作；主轴箱恒温箱是否起作用及选择刀具管理功能和接触式测头能否正常工作等。对于带刀库的数控加工中心，还应调整机械手的位置。调整时，让机床自动运行到刀具交换位置，以手动操作方式调整装刀机械和卸刀机械手对主轴的相对位置，调整后紧因故中调整螺钉和刀库地脚螺钉，然后装上几把接近允许质量的刀柄，进行多次从刀库到主轴位置的自动交换，以动作正确、不撞击和不掉刀为合格。
2 对我国数控技术和产业化发展的战略思考
2.1 战略考虑
我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。
2.2 发展策略
以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
参考文献
[1]中国机床工具工业协会数控系统分会.CIMT2001巡礼［J］.世界制造技术与装备市场，2001(5)：13-17.
[2]中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼［J］.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20.