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数控编程培训,数控技术的发展

发表时间: 2022-02-25 14:13:36

作者: 济南数控模具科技研究所

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数控技术的应用不仅给传统制造业带来革命性的变化,使制造业成为工业化的标志,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他发挥着越来越重要的作用。在一些重要的国计民生行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展中发挥着重要作用。因为这些行业所需的设备数字化已经是现代发展的一大趋势。从世界数控技术与装备发展趋势看,其主要研究热点有以下几个方面:数控编程培训,

1、高速、高精度加工技术与装备的新趋势

效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精度的加工技术可以大大提***率,提高产品质量和档次,缩短生产周期,提高市场竞争力。为此,日本先进技术研究会将其列为五项现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

在汽车工业领域,年产30万辆汽车生产节拍为40秒/车,多品种加工是汽车装备必须解决的关键问题之一;在航空航天领域,其加工的零部件为薄壁薄肋,刚度很差,材料为铝或铝合金,仅在切削速度高且切削力很小的情况下,对这些肋骨,可以加工墙壁。采用大型整体铝合金坯料“镂空”的方法制造机翼、机身等大型零件,用无数铆钉、螺钉等接头组装代替许多零件,从而提高部件的强度、刚度和可靠性。这些都对加工设备提出了高速、高精度和高柔性的要求。

从EMO2001展会来看,高速加工中心的进给速度可以达到80m/min,甚至更高,空运行速度可以达到100m/min左右。世界上很多汽车厂,包括中国的上海通用汽车,都采用高速加工中心组成的生产线,部分替代了组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床***进给速度60m/min,快速100m/min,加速度2g,主轴转速60000r/min。加工一个薄壁飞机零件,只需30min,而同样的零件在普通高速铣床上加工需要3h,在普通铣床上加工需要8h;德国DMG双主轴车床主轴转速和加速度分别可达12*1000r/mm和1g。

在加工精度方面,普通数控机床加工精度从10μm提高到5μm,精密加工中心从3~5μm提高到1~1.5μm,开始超精密加工精度进入纳米级(0.01μm)。

在可靠性方面,国外数控设备的MTBF值已达到6 000h以上,伺服系统的MTBF值已达到30 00h以上,可靠性非常高。为实现高速、高精度加工,电主轴、直线电机等配套功能部件得到快速发展,应用领域进一步扩大。


2、五轴联动加工、复合加工机床快速发展

数控技术采用5轴联动加工三维曲面零件,可以切割出刀具的***几何形状,不仅光洁度高,而且大大提高了效率。一般认为,一台5轴联动机床的效率可以与两台3轴联动机床的效率相当,尤其是在使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢件时, 5轴联动加工比3轴联动加工能发挥更高的效益。但以往由于5轴数控系统、主机结构复杂等原因,其价格比3轴数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴数控的发展机械工具。

当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。


3.智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。许多***对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的***产品。开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际***机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些***数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。数控编程培训,


4.重视新技术标准、规范的建立

(1)关于数控系统设计开发规范?[1]

如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个***的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

(2)关于数控标准

数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。

欧美***非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。[2]

硬件技术发展迅速

随着集成电路及计算机技术的迅猛发展,给数控硬件技术的更新换代注入新的活力,现代数控系统普遍采用超大规模集成电路(VLSI)、专用芯片(ASIC)及数字信号处理(DSP)技术。在电气装联上广泛采用表面安装(SMT)、三维高密度(three dimensional high density)技术,极大地提高系统的可靠性。高速高性能存储技术,比如闪烁存储(flash memory),移动存储(PCMCIA card)等极大地方便用户。薄膜晶体管液晶显示器(TFTLCD)技术使得显示装置趋于平板化,更便于机电 一体化安装并改善人机界面。作为数控系统核心的处理器广泛采用“位以上的高速RISC CPU,保证高速、高精度的数控加工。数控编程培训,

开放式发展

开放式数控的讨论已有好些年了,但是应该看到,对于开放式结构至今没有一致性的定义。某些用户认为开放式表示能够接受当地使用的通信协议;而另一些用户认为开放式意味着所有控制器操作界面完全一致;对机床应用工程师而言,开放式意味着对刀架移动、传感器和逻辑控制有标准的输入/输出接口;对大公司和大学的研究工程师来说,开放式意味着以上这些均来自随即拿来就用的积木块。由于来自最终用户和集成商(机床厂)的压力,开放式结构的开发工作正在向前发展并将持续下去。目前的一个积极成果即是基于PC的CNC,即PC-based。

实时操作系统进入CNC

严格意义上说,数控控制软件中包含着实时操作系统的思想,例如任务调度、存储器管理、中断处理等,但这种技术是隐含的,是和数控应用程序比如插补,伺服、译码等混合的。每一个数控系统都是独特的,不透明的。这种情况对于最终用户和系统集成商而言带来诸多不便。在开放式数控呼声日益高涨的今天,研究实时操作系统在CNC软件中的应用是顺理成章的事。特别是最近嵌入式实时操作系统的技术发展迅猛,这对于数控控制软件的开发将产生革命性的影响。选择一个合适的商用嵌入式实时操作系统,将插补、伺服、译码、数据处理等数控应用软件往上“挂”,最终移植到一个硬件环境中去,形成最终使用户满意的数控系统,也就是个性化的CNC系统,这将是开放式数控的主要方向。

济南数控模具科技研究所成立于2006年,自成立以来培养了大量的人才,有着良好的口碑,我们实施1对1教学,小班化授课方式,我们还拥有3+3+4教学方式(30%工程师课程精讲+30%一对一辅导图纸练习+40%工厂实训操作)包教包会,随到随学。济南数控模具科技研究所致力于数控编程培训,五轴编程培训,数控机床维修培训,模具设计培训,工业机器人培训,机械设计培训,CNC编程培训等,针对中高等学校应、往届毕业生,开展岗前培训,培养高水平、高技能人才。研究所培训中心实行全日制强化培训,因材施教,手把手教学;强调实践技能培训,在学习期间,进行项目实战、现场操作和理论教学相结合,突出岗位技能培训,使培训内容和岗位相吻合。

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