分析數(shù)控技術的發(fā)展前景

王成成

(遼寧工程職業(yè)學院，遼寧 鐵嶺 112000)

1 數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀

我國的數(shù)控技術主要起始于20世紀50年代末期，經(jīng)歷了初期的封閉性開發(fā)之后進入了技術階段，并且通過“八五”、“九五”2個階段，現(xiàn)在已經(jīng)基本上掌握了現(xiàn)代化的數(shù)控技術，并且建立了數(shù)控開發(fā)、生產(chǎn)為一體的基地，培養(yǎng)出了大量的專業(yè)化數(shù)控技術人才，初步形成具備中國特色的數(shù)控產(chǎn)業(yè)[1]。近年來，隨著計算機相關技術的不斷發(fā)展和普及，數(shù)控技術已經(jīng)開始被應用在各個領域中，尤其是在機械制造業(yè)中，傳統(tǒng)的機械設備已經(jīng)開始被高效率的設備替代。當前數(shù)控技術領域中，比較突出的一個問題就是當前機床在使用和維護方面缺少人才，在各種招聘會上都可以發(fā)現(xiàn)，與數(shù)控技術相關的人才招聘都是“急聘”，這說明在制造行業(yè)中，能夠熟練對現(xiàn)代化技術進行操作的人才，已經(jīng)呈現(xiàn)出稀缺形勢[2]。

2 數(shù)控技術的發(fā)展趨勢

2.1 性能方面

性能方面的未來發(fā)展趨勢主要可以從3個方面探討：(1)高速、高精和高效。速度、效率和精確度，是制造業(yè)的一個關鍵指標。首先，采用RISC芯片、多CP控制系統(tǒng)、帶有超高分辨率的絕對檢測元件交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時實施改善機床的動態(tài)以及靜態(tài)特征等各種合理有效的措施，機床的“三高”已經(jīng)實現(xiàn)了非常明顯地提升[3]。其次，性能方面的不斷創(chuàng)新和進步，能夠滿足不同用戶的實際需求。最后，群控系統(tǒng)的柔性發(fā)展。針對同樣一個群控系統(tǒng)，能夠按照不同的生產(chǎn)流程要求，保證物料、群控制系統(tǒng)的高效性，以此減少工序以及輔助時間，以此為目的開展復合式的加工。(2)工藝更加復合化。工件可以實現(xiàn)在同一個機床之上進行裝夾，然后通過自動換刀以及旋轉(zhuǎn)主軸臺或者是轉(zhuǎn)臺等各種其它的措施，完成多表面、多工序的復合形式加工。在早期的實時系統(tǒng)中，一般只針對比較簡單的一種理想環(huán)境，目的是確保任務能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成，而隨著科學技術的不斷發(fā)展，當前人工智能已經(jīng)能夠與系統(tǒng)相互融合在一起，保證數(shù)控技術朝著更加現(xiàn)實的方向不斷發(fā)展，也因此，實時系統(tǒng)朝著具有智能化特征、復雜的應用方面發(fā)展[4]。(3)實時智能控制化。在數(shù)控技術的發(fā)展過程中，進行實時的智能控制正在朝著幾個不同的方向發(fā)展，如模糊控制、自適應控制、專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制等。如在實際的數(shù)控系統(tǒng)中，能夠故障診斷的相關專家系統(tǒng)、編程專家相關系統(tǒng)以及自適應的調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，或者是在高速進行加工的運動控制中，將提前預測、預算兩個功能融入其中。

2.2 功能方面

關于數(shù)控技術的功能發(fā)展趨勢，主要可以從4個方面進行分析：(1)用戶界面。用戶界面是使用者、數(shù)控系統(tǒng)之間的一個對話窗口，由于不同的用戶會對界面產(chǎn)生不同的要求，因此在開發(fā)用戶界面這個方面，會有著更多的工作任務。圖形用戶界面能夠為非專業(yè)用戶提供非常便捷的使用入口，使用者可以通過窗口、菜單對系統(tǒng)進行操作，并且能夠?qū)崿F(xiàn)藍圖的快速編程、三維彩色立體圖形的顯示、圖形動態(tài)的跟蹤以及仿真、在不同方向的視圖和局部顯示比例的縮放功能。數(shù)控技術的可視化發(fā)展，能夠?qū)?shù)據(jù)進行高效處理，并且對數(shù)據(jù)進行解釋，保證信息的交流不只是通過文字或者語言進行表達，可以直接通過圖像、圖形等各種可視化的信息實現(xiàn)。(2)可視化技術、虛擬環(huán)境技術的結(jié)合，拓寬了數(shù)控技術的應用領域，如虛擬樣機的相關技術、無圖紙的設計工作等，這2種技術的有效結(jié)合，對提升產(chǎn)品的實際質(zhì)量、減少設計時間、降低成本都有著非常重要的實際意義。同時，還有參數(shù)的自動設定、自動進行編程設計、刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)化處理以及顯示等各種實際作用。(3)插補以及補償方式的多樣化發(fā)展，使插補不再局限于單一的方式中，能夠滿足不同程度的復雜零件加工工藝[5]。在機電控制的部分，安裝了高性能的控制模塊，能夠直接使用梯形圖或者是高級的語言編程進行，具有非常直觀的在線調(diào)試功能以及在線幫助功能。

2.3 體系結(jié)構(gòu)

通用型、開放式的閉環(huán)控制相關模塊，采用通用的計算機組成一個開放式、模塊化的機構(gòu)，更加容易進行拓展、裁剪以及升級，能夠組成不同類型、不同檔次、不同程度的數(shù)控系統(tǒng)。由于實際的制造過程是一個有多種變量的控制、加工工藝實現(xiàn)綜合運用的一個復雜過程，其中包含加工形狀、尺寸、噪聲、熱度、溫度等各種變化因素，因此想要實現(xiàn)加工的真正目標，就必然要采用閉環(huán)控制，在具體加工過程中，動態(tài)化地調(diào)整加工變量。加工過程中采用的開放式、通用型閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠?qū)⒅悄芗夹g、多媒體技術、網(wǎng)絡技術等各種高新技術有效結(jié)合在一起，構(gòu)成嚴密的閉環(huán)控制相關體系，以此保證實現(xiàn)網(wǎng)絡化、無人化和集成化。當前開發(fā)研究的能夠適應于復雜制造過程中、具備良好閉環(huán)體系、智能化數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)成為可能。

3 結(jié)語

我國目前數(shù)控技術、行業(yè)朝著哪個方向發(fā)展受到了一定重視。在21世紀，數(shù)控技術與產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，需要以科技創(chuàng)新作為先導，將商品化作為一個主干，將管理、營銷作為重點，以技術、服務作為后盾，堅持國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，探索全新的數(shù)控技術發(fā)展方向。這不僅對數(shù)控技術和相關產(chǎn)業(yè)來說有著非常重要的意義，同時對我國制造業(yè)提升技術水平、現(xiàn)代化的程度都有著非常重要的作用。