机械制造智能化发展
发布时间:2020-06-29 18:10

  机械制造智能化发展_机械/仪表_工程科技_专业资料。机械制造智能化发展 1 机械制造技术的发展 在现代制造系统中,数控技术是关键技 术,它集微电子、计算机、信息处理、自动 检测、自动控制等高新技术于一体,具有高 精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造

  机械制造智能化发展 1 机械制造技术的发展 在现代制造系统中,数控技术是关键技 术,它集微电子、计算机、信息处理、自动 检测、自动控制等高新技术于一体,具有高 精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造 业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举 足轻重的作用。当前,数控技术正在发生根 本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向 通用型开放式实时动态全闭环控制模式发 展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄 型、超小型化;在智能化基础上,综合了计 算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学 科技术,数控系统实现了高速、高精、高效 控制,加工过程中可以自动修正、调节与补 偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障 处理;在网络化基础上,CAD/CAM 与数控系 统集成为一体。机床联网,实现了中央集中 控制的群控加工。 2 智能化技术发展趋势 性能发展方向 高速高精度高效化。 速度、精度和效率是机械制造技术的关 键性能指标。 由于采用了高速 CPU 芯片、 RISC 芯片、多 CPU 控制系统以及带高分辨率绝对 式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取 了改善机床动态、静态特性等有效措施,机 床的高速高精高效化已大大提高。 柔性化。 包含两方面:数控系统本身的柔性,数 控系统采用模块化设计,功能覆盖面大。可 裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群拉 系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产 流程的要求,使物料流和信息流自动进行动 态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效 能。 工艺复合性和多轴化。 以减少工序、辅助时间为主要目的的复 合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向 发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一 台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转 主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多 表面的复合加工。 实时智能化。 早期的实时系统通常针对相对简单的 理想环境,其作用是如何调度任务,以确保 任务在规定期限内完成。而人工智能则试图 用计算模型实现人类的各种智能行为。科学 技术发展到今天,实时系统和人工智能相互 结合,人工智能正向着具有实时响应的、更 现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智 能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生 了实时智能控制这一新的领域。 功能发展方向 用户界面图形化。 用户界面是数控系统与使用者之间的 对话接口。由于不同用户对界面的要求不同, 因而开发用户界面的工作量极大,用户界面 成为计算机软件研制中最困难的部分之一。 当前 Internet、虚拟现实、科学计算可视化 及多媒体等技术,也对用户界面提出了更高 要求。图形用户界面极大地方便了非专业用 户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操 作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立 体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪 和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩 放功能的实现。 科学计算可视化。 科学计算可视化可用于高效处理数据 和解释数据,使信息交流不再局限于用文字 和语育表达,而可以直接使用图形、图像、 动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技 术相结合,进一步拓宽了应用领域,如无图 纸设计、虚拟样机技术等,这对缩短产品设 计周期、提高产品质量、降低产品成本具有 重要意义。在数控技术领域,可视化技术可 用于 CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动 设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理 和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。 插补和补偿方式多样化。 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、 圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、 极坐标插补、2D+2 螺旋插补、NANO 插补、 NURBS 插补、多项式插补等。多种补偿功能 如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、 螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前 馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及 相反点计算的刀具半径补偿等。 内装高性能 PLC。 数控系统内装高性能 PLC 控制模块,可 直接用梯形圈或高级语言编程,具有直观的 在线调试和在线帮助功能,编程工具中包含 用于车床铣床的标准 PLC 用户程序实侧,用 户可在标准 PLC 用户程序基础上进行编辑修 改,从而方便地建立自己的应用程序。 多媒体技术应用。 多媒体技术集计算机、声像和通信技术 于一体, 使计算机具有综合处理声音、 文字、 图像和视频信息的能力。在数控技术领域。 应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、 智能化,在实时监控系统和生产现场设备的 故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重 大的应用价值。 体系结构的发展 集成化。 采用高度集成化 CPU,RISC 芯片和大规 模可编程集成电路 FPGA、EPLD、CPLD 以及 专用集成电路 ASIC 芯片,可提高数控系统 的集成度和软硬件运行速度,应用 LED 平板 显示技术,可提高显示器性能。平板显示器 具有科技含量高、 重量轻、 体积小、 功耗低、 便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应 用先进封装和互连技术,将半导体和表面安 装技术融为一体。通过提高集成电路密度、 减少互连长度和数量来降低产品价格,改进 性能,减小组件尺寸,掘高系统的可靠性。 模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成 化和标准化,根据不同的功能需求,将基本 模块,如 CPU、存储器、位置伺服,PLC、输 入输出接口、通讯等模块,作成标准的系列 化产品,通过积木方式进行功能裁剪和模块 数量的增减,构成不同档次的数控系统。 网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操 作,通过机床联网,可在任何一台机床上对 其它机床进行编程、设定、操作、运行。不 同机床的画面可同时显示在每一台机床的 屏幕上。 3 智能化新一代 PCNC 数控系统 当前开发研究适应于复杂制造过程的、 具有闭环控制体系结构的、智能化新一代 PCNC 数控系统已成为可能,智能化新一代 PCNC 数控系统将计算机智能技术, 网络技术、 CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数 据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技 术融于一体,形成严密的制造过程闭环控制 体系。机械制造智能化发展