数控技术的智能之路

发表于 2023-4-28 10:49:27
数控是制造业自第一次工业革命以来最重要的革命。自1950年成功开发以来,数控技术在硬件和软件方面都经历了重要的发展。

制造竞争力
计算机化数值控制机床(CNC)已成为当前制造业增产、竞争激烈的领域。

了解CNC,必须从NC开始。NC是“Numerical Control”的缩写,中文翻译为数值控制,因为是Numerical,明确表示利用数值来控制机械设备的运动,通过一些简单的数字控制元件,如计数器和温度计。它似乎取代了手动控制。

因此,在NC数控时代,用的是数控,而不是现在的数字化概念。这时,初步的计算机工具也开始用于对切削机床的路径进行编程和设计。字母、数字和符号等数值数据用于编制处理指令。为了控制机器的运行和运动,这些指令被称为加工程序或数控程序。

从NC到CNC电脑带来自动化变革
NC数控的起源大约是1940年代的美国。当时美国空军因为要生产直升机螺旋桨,需要大量的精密加工。于是他们委托土木机械工程师进行相关的研发。到1949年,麻省理工学院受美国空军委托开始进行数控研究,并与当时的帕森斯合作开发仿形切割和铣床技术。没过多久,第一台数控工作机就问世了(1950 年代)。

凭借在切削、铣床方面的成功经验,数控技术也广泛应用于其他金属加工领域,并且技术水平不断提高。

20世纪70年代,随着半导体技术的飞速发展,计算机(个人电脑)也开始大规模进入消费和商业市场。新型微控制处理芯片也已用于数控机床。功能强大的各种多轴加工机也应运而生,应用的加工领域也更加广泛​​,因此逐渐产生了CNC(Computer Numerical Control)的概念。

在 CNC 时代,制造过程已经不同。由于计算机的使用,加工设计的流程已经转换为更全面的数字形式。它首先通过计算机对指令和增补进行编辑,然后传送到自动机床进行加工。目前的机床大多采用数控机构,计算机不仅介入设计端,还起到集成控制和生产的作用。

随着计算机技术和应用的不断进步,也实现了更加复杂的工件设计和生产,特别是CAD和CAM的应用,进一步加强了数控机床的综合生产能力。这些软件不仅可以对工件进行设计,还可以计算出各种加工过程中的运动指令,并将这些数字化的指令通过机床的计算机控制系统传递给加工机床。并且对电机和各种驱动系统进行细致而精确的控制,以实现所谓的精密加工,甚至更高级的超精密加工。

然而,加工技术的演进从未停止过,目前成熟的CNC技术并不是它的最终完成。尤其是在大数据和物联网技术的加入之后,CNC加工也进入了一个新的转折点。基础智造时代。

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