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开放式智能化数控技术

开放式智能化数控技术 2011年12月09日 来源： 世界各 工业发达国家通过发展数控技术、建立数控机床产业，促使机械加工业跨入一个新的“现代化”的历史发展阶段，从而给国民经济的结构带来了巨大的变化。一、技术概述数控机床不但是机电工业的重要基础装备，是汽车、石化、电子等支柱产业生产现代化的主要手段，数控机床也是世界第三次产业革命的一个重要内容。数控机床产业本身的产值远不如汽车、化工等产业，但高效能的数控机床给制造业带来了高倍率的效益增长和现代化的生产方式，是促进国家国民经济发展的巨大源动力。特别是数控技术在制造业的扩展与延伸所产生的辐射作用和波及效果足以对机械制造业的产业结构、产品结构、专业化分工方式、机械加工方式及管理模式、社会的生产分工、企业的运行机制等带来深刻的变化。在数控机床中得到广泛应用的数控技术，是一种采用计算机对机械加工过程中各种控制信息进行数字化运算、处理，并通过高性能的驱动单元对机械执行构件进行自动化控制的高新技术。当前已有大量机械加工装备采用了数控技术，其中最典型而应用面最广的是数控机床。由于机械加工工艺的多样性和加工零件的复杂性，使数控机床的规格、品种多样、性能差异极大，控制参数复杂，调试操作繁琐，因此在将不断飞速发展的通用计算机技术及其体系结构、现代自动控制理论及现代的电力电子技术应用于新一代数控机床时，要强调使其具有“开放式”与“智能化”的特点。1．“开放式”要求新一代数控机床的控制系统是一种开放式、模块化的体系结构，其特点是：在实现系统构成要素模块化的同时，要通过这些要素之间的标准化，能够将由不同买方提供的要素自由地结合起来，从而能方便地构成完整的系统。具体如下：－－－系统的构成要素应是模块化的，同时各模块之间的接口必须是标准化的；－－－系统的软件、硬件构造应是“透明的”、“可移植的”；－－－系统应具有“连续升级”的能力。同时新一代数控机床的机械结构也应是开放式的，其特点应是：－－－采用功能模块部件组成的机床；－－－采用“工艺策划”、“加工数据库”向用户开放；－－－采用“信息技术”将社会制造资源的合理调配逐步在机械制造业建立完善的虚拟化与网络化的先进制造体系，使机械制造业资源高效地被利用，达到降低成本、提高质量、缩短制造周期的目的。2．智能化所谓智能化数控系统，是指具有拟人智能特征，在数控系统中具有模拟、延伸、扩展的智能行为的知识处理活动，如自学习、自适应、自组织、自寻优、自镇定、自识别、自规划、自修复、自繁殖等。智能数控系统通过对影响加工精度和效率的物理量进行检测、建模、提取特征、自动感知加工系统的内部状态及外部环境，快速做出实现最佳目标的智能决策，对进给速度、切削深度、坐标移动、主轴转速等工艺参数进行实时控制，使机床的加工过程处于最佳状态。当前数控系统所需要的功能将不只是高的性能（高速、高精度、高可靠性），而且还包括许多智能功能，如加工运动规划、推理、决策能力以及加工环境的感知能力、制造网络通信能力（包括与人的交互）、智能编程、智能数据库、智能监控等。经过实践证明，上述的“智能化”技术，在21世纪还要应用于新一代数控机床的调整、使用与维修等各个环节，使人工参与大为简化，要应用“智能化”技术，对人机界面进行包装，要充分利用自然语言、视窗界面和简单化的人工运作，使机床的调整、使用与维修趋于“傻瓜化”。二、现状及国内外发展趋势1．国外发展趋势纵观数控技术的发展历史，不难看出数控技术的发展是逐步跟踪计算机技术的发展而不断发展的，从1956年至今，大致经历了如下四个阶段：1956年－1974年，专用硬件NC的时代；1975年－1989年，专用计算机数控时代，即微处理器NC的时代（µPC）；1990年－1995年，BASICPC的CNC时代；1996年至今，开始全PC开放式智能化数控新阶段。&n

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