智能数控机床及其技术体系框架.docxVIP

?

?

智能数控机床及其技术体系框架

?

?

鉴绍英

摘要：本文主要介绍了数控机床目前发展方向，简单论述了智能机床的概念，根据智能机床的技术体系框架，专门研究了智能数控系统、智能元器件以及智能化应用技术，它们都是智能数控机床中最为重要的技术。

关键词：智能数控；机床；技术体系；框架

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.100

本文主要介紹了智能数控机床发展现状，并且提出了技术体系框架，进而为智能化数控机床未来发展提供重要的理论依据。

1数控机床目前发展趋势

现阶段，加工设备的制造技术和制造业水平有着一定的联系。如下图所示：

制造业水平的发展过程主要表现在以下几个方面：第一，上个世纪三十到五十年代，这一时期的加工设备主要是以传统机床和机械加工为主，机械加工是以手工或者人工操作传统机床展开工作的。第二，一直到二十世纪50年代到70年代，社会上逐渐出现了应用电子管、程序等技术，它们是新一代的数控机床，可以有效解决之前传统机床留下的问题，比如在工作期间出现曲线或者曲线加工控制不好等问题，这种技术的出现推动了自动化生产线的发展。第三，七十年代到二十年代末，出现了许多功能性机床，它们主要以先进的柔性制造系统为主，这种阶段的先进制造技术一般表现在信息技术为中心的计算机制造之中；第四，从二十一世纪初到现在，各个施工企业在对机床结构优化。完善数控计算内核的基础上，加大了智能加工、智能维护技术的研究力度，制造设备也逐渐呈现智能化发展方向，制造技术也在不断的向智能制造发展方向中走去。我国当前研究的智能设备技术线路为，在未来的几十年中，尽量实现智能决策和执行，其中主要牵扯到工况智能感知技术和智能维护技术以及智能工艺规划技术。

2智能机床发展现状

2.1智能机床基本理念

所谓机床，它的本质意思是把固体材料、经过动力源推动，以物理和化学以及其它方式呈现出来，当做一种加工的机械。从整个角度来讲，它专门是指以加工材料为主的金属物件或者工具。机床加工方式是按照切削或者打磨的形式利用工件制造而成的，可以得出想要的形状、尺寸以及表面准确度，按照这一类型的功能大约可以分为切削型、成型形以及高等技术三种类型。我国目前对于智能机床还没有准确的定义，所以国内外很多研究者对于机床有着不同的看法。

2.2智能机床发展现状

智能机床发展现状主要表现在以下几个方面上。

第一，当前单项技术研究成果比较多，从中取得了较好的应用效果，可以没有产生一个完善的技术理论体系框架。

第二，在研究过程中，大多数学者将重点放在了怎样利用计算机和机械达到机床的机械化管理，从而，没有重视人们在智能机床中产生的作用。

第三，智能机床没有一个明确的定义。针对以上几种现象，本文主要在智能机床定义、应用等框架基础上提出新的思想，最终形成一以人为本的智能机床技术体系框架。

3智能化机床技术体系框架

目前，我国工业界对于智能化机床的研究涉及面积比较广，主要包含智能数控系统、智能基础元器件以及智能化应用等，下面就对这些技术展开分析。

3.1智能数控技术

智能数控技术是机床的关键部位，它影响着数控机床的智能化水平，智能数控技术主要是在传统数控技术的改进中形成的，它包含开放式数控系统架构和数据采集等多种技术。

开放式数控系统架构。开放式数控系统主要是指数控系统依照公开性原则进行开发，将其应用于机床之中，是硬件具备互换性和扩展性以及操作性。开放式数控系统的结构组成可以分为两部分，分别为系统平台和应用软件。系统平台主要是对机床运动部件实行数字量控制的基础部件，其中主要包含硬件和软件平台。它是应用于数控系统之中。硬件平台则是实现系统功能的物体，包含微处理器系统、电源系统等。这些系统可以分为多种类型，主要靠操作系统的支撑，来执行各项任务。软件平台能够将硬件平台和应用软件相互联系到一起，它是数控系统体系的中心，专门由操作系统、通信系统相互连接而成的，只有利用软件平台的支撑，应用软件才可以实现对系统硬件资源的合理控制。软件平台自身性能从很大一方面决定了整个系统的性能，可以提升应用软件的研制效率。应用软件是以模块结构开发为主，可以达到各个系统功能之间的请求。它通过不同编制，将其带入到不同系统平台之中。总体来讲，应用软件可以划分为标准模板库和用户应用软件。

3.2大数据采集和分析技术

伴随着现代数控机床的性能不断提升，我国现代机床可以支撑的设备种类逐渐增多，与此同时，对于不同数据之间的采集需求，大多数的传感器被应用到了数控机床之中。机床数据采集类型各种各样，主要分为指令信息、力矩电流和主轴电流等，这些设备不但可以有效管理制造过程，还能够实现制造过程的优化。从技术发展情况来看，要想实现大数据分析过程优化，就必须分为三部分；第一，实现机床数据的可视化、它是数据分析和决策的依