数控系统发展趋势 从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了半个世纪历程。随着电子技术和控制技术的飞速发展，当今的数控系统功能已经非常强大，与此同时加工技术以及一些其他相关技术的发展对数控系统的发展和进步提出了新的要求。 趋势之一：数控系统向开放式体系结构发展 20世纪90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软、硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、网络化。近几年许多国家纷纷研究开发这种系统，如美国科学制造中心(NCMS)与空军共同领导的“下一代工作站/机床控制器体系结构”NGC，欧共体的“自动化系统中开放式体系结构”OSACA，日本的OSEC计划等。开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，数控系统制造商和用户可以根据这些开放的资源进行的系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。同时，这种数控系统可随CPU升级而升级，而结构可以保持不变。 趋势之二：数控系统向软数控方向发展 现在，实际用于工业现场的数控系统主要有以下四种类型，分别代表了数控技术的不同发展阶段，对不同类型的数控系统进行分析后发现，数控系统不但从封闭体系结构向开放体系结构发展，而且正在从硬数控向软数控方向发展的趋势。 传统数控系统，如FANUC 0系统、MITSUBISHI M50系统、SINUMERIK 810M/T/G系统等。这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。目前，这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，已逐渐减小。 “PC嵌入NC”结构的开放式数控系统，如FANUC18i、16i系统、SINUMERIK 840D系统、Num1060系统、AB 9/360等数控系统。这是一些数控系统制造商将多年来积累的数控软件技术和当今计算机丰富的软件资源相结合开发的产品。它具有一定的开放性，但由于它的NC部分仍然是传统的数控系统，用户无法介入数控系统的核心。这类系统结构复杂、功能强大，价格昂贵。 “NC嵌入PC”结构的开放式数控系统 它由开放体系结构运动控制卡和PC机共同构成。这种运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU，具有很强的运动控制和PLC控制能力。它本身就是一个数控系统，可以单独使用。它开放的函数库供用户在WINDOWS平台下自行开发构造所需的控制系统。因而这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各个领域。如美国Delta Tau公司用PMAC多轴运动控制卡构造的PMAC-NC数控系统、日本MAZAK公司用三菱电机的MELDASMAGIC 64构造的MAZATROL 640 CNC等。 SOFT型开放式数控系统 这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用接口。就像计算机中可以安装各种品牌的声卡和相应的驱动程序一样。用户可以在WINDOWS NT平台上，利用开放的CNC内核，开发所需的各种功能，构成各种类型的高性能数控系统，与前几种数控系统相比，SOFT型开放式数控系统具有最高的性能价格比，因而最有生命力。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代数控系统发展的重要趋势。其典型产品有美国MDSI公司的Open CNC、德国Power Automation公司的PA8000 NT等。 趋势之三：数控系统控制性能向智能化方向发展 智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并自动优化调整参数。 世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多，其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。 趋势之四：数控系统向网络化方向发展 数控系统的网络化，主要指数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓Internet/Intranet技术。 随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造，又称“e-制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。 数控系统的网络化进一步促进了柔性自动化制造技术的发展，现代柔性制造系统从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展。柔性自动化技术以易于联网和集成为目标，同时注重加强单元技术的开拓、完善，数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展，网络系统向开放、集成和智能化方向发展。 趋势之五：数控系统向高可靠性方向发展 随着数控机床网络化应用的日趋广泛，数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率在P(t)＝99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。我们只对某一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。如果对整条生产线而言，可靠性要求还要更高。 当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。 趋势之六：数控系统向复合化方向发展 在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此，复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。 柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。 普通的数控系统软件针对不同类型的机床使用不同的软件版本，比如Siemens的810M系统和802D系统就有车床版本和铣床版本之分。复合化的要求促使数控系统功能的整合。目前，主流的数控系统开发商都能提供高性能的复合机床数控系统。 趋势之七：数控系统向多轴联动化方向发展 由于在加工自由曲面时，3轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，进而对工件的加工质量造成破坏性影响，而5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，因此，各大系统开发商不遗余力地开发5轴、6轴联动数控系统，随着5轴联动数控系统和编程软件的成熟和日益普及，5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点。 最近，国外主要的系统开发商在6轴联动控制系统的研究上已经取得和很大进展，在6轴联动加工中心上可以使用非旋转刀具加工任意形状的三维曲面，且切深可以很薄，但加工效率太低一时尚难实用化。 电子技术、信息技术、网络技术、模糊控制技术的发展使新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床产业的蓬勃发展，也促进了现代制造技术的快速发展。数控机床性能在高速度、高精度、高可靠性和复合化、网络化、智能化、柔性化、绿色化方面取得了长足的进步。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。
机械制造技术及加工工艺应用分析论文
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摘要 ：机械工业是现代经济发展过程中的重要行业，不仅是推动国民经济增长的主要力量，同时也为社会各个行业的发展提供了先进机械设备及相应服务。在现代机械工业发展过程中，机械制造技术与加工工艺是其发展的关键，也是影响现代机械设备使用性能和质量的重要因素，所以对现代机械制造技术与加工工艺是机械工业生产发展的前提和基础。本文对现代机械制造技术与加工工艺的应用进行了相应探讨。
关键词 ：现代机械；制造技术；加工工艺；应用探究
现代机械工业的发展，对于推动我国国民经济发展，促进工业生产发展具有重要作用和意义。然而随着社会经济发展以及企业的生产发展，对机械工业设备制造质量和使用性能的要求也越来越高。在这种社会背景下，机械工业企业应不断改进和创新现代机械制造技术与加工工艺，提高机械设备的质量和整体性能。所以现代机械工业应抓住现代机械制造技术与加工工艺的技术特点，并采取有效措施，不断对其进行改进和创新。
1现代机械制造技术与加工工艺的特点
1.1综合性
综合性是现代机械制造技术与加工工艺的重要特点。在机械工业企业的发展过程中，企业对内部的机械生产和制造进行了合理整合，形成了具有综合性的生产体系，给现代机械制造技术与加工工艺也染上了综合性的特点。随着机械工业企业的不断发展，机械制造工业的内部理念以及生产制作工艺、流程等融合程度越来越高。同时，为了促进现代机械制造技术与加工工艺的发展，机械制造企业还将生产过程中的各种理论知识与实践经验进行了高效整合，其中包括机械生产的自动化控制技术、计算机科学以及电子信息技术等，使得整个生产体系不仅具有浓厚的综合性特点，还为推动现代机械制造技术与加工工艺的发展做出了突出贡献。
1.2一体化
机械制造技术及工艺的一体化发展是现代机械制造技术与加工工艺的主要发展趋势，同时也是现代机械制造技术与加工工艺的重要特点。在现代机械制造工业发展过程中，企业对传统的机械生产制造方式进行了改良和创新，使其能够更加适应现代机械生产制作的需要。企业将自动控制理念以及微电子技术等现代先进的科学技术融入到了机械制造生产过程中之中，不仅促进了企业机械制造的生产发展，同时也促进了机械制造技术及工艺的一体化发展，提高了企业的机械制造生产质量和整体性能。
1.3系统性
系统性是现代机械制造技术与加工工艺的特点之一，同时也是现代机械制造技术与加工工艺与传统机械加工制作技术的根本区别。在现代机械制造企业的生产过程中，合理融入了大量的科学技术，如自动化控制技术、计算机技术等，实现了对机械制造生产的科学化、自动化管理，不仅提高了企业的制作生产效率，促进了企业的生产发展，同时还促进了现代机械制造技术与加工工艺的系统性发展。
1.4可持续性
现代机械制造技术与加工工艺是通过对传统机械加工制作技术的不断改进和创新，并合理融入现代科学技术与设备工艺而逐渐形成的。利用现代机械制造技术与加工工艺进行工业企业的日常生产发展，能够有效提高企业的生产效率。同时在对传统机械加工制作技术进行改进和创新的过程中，企业对传统工艺中存在的弊端采取了针对性措施，有效减少了机械工业生产过程中的环境污染，提高了资源利用效率和企业的经济效益，促进了机械工业生产的可持续发展，体现了现代机械制造技术与加工工艺的'可持续性特点。
2现代机械制造技术与加工工艺实际应用
2.1特种加工及精密工艺技术
在机械企业的加工生产过程中，一般以工程的精密度为划分依据，将精密工程分为精密加工、超精密加工以及纳米加工，其中精密加工与超精密加工主要是指物理化学加工方法，是随着现代科学技术的发展并在传统机械加工工艺上改进并发展而来，大多应用于现代机械企业的电解加工、电火花加工、激光加工以及超声波加工等，具有很好的加工效果，能够有效提高企业的生产加工质量。特种加工虽然也属于紧密加工工艺的一种，但其与其他精密加工工艺的主要对象有所不同，主要是对陶瓷、金刚石等加工难度较大工业材料进行机械加工。但是在运用特种加工技术进行机械加工制作时，要根据企业的机械生产要求以及材料加工需要确定相应加工要求，一般都要保障其加工精度达到分子或原子级单位，以保正企业机械生产制造质量和整体性能。
2.2零件快速加工成型工艺及技术
在现代机械企业的工业生产过程中，零件加工制作是企业生产发展的一个重要环节，同时也是企业日常生产的重要内容。经过现代机械企业的生产发展，使零件加工产业逐渐发展成为了机械工业中的一个独立产业。对于机械制造企业的零件生产和制造工作来说，由于零件本身具有三维空间的特点，给企业的零件生产和制造带来了一定困难。在进行零件加工制造时，可以对零件进行三维想象和理解，在将零件三维空间的各个点分解成二维面进行制造，最后再按照零件的三维特点对其进行合理的组合和重叠。在整个将制造过程中，常用的零件快速加工成型工艺及技术主要有立体光刻法和叠层实体制造法两种主要技术。例如：立体光刻法。这种技术是指用数控激光机对铺好的箔材进行切割，先切出零件的大体轮廓，然后再对其进行固化粘结处理，最后在按照零件的加工制造要求对其进行加工和人进一步处理。这种技术已经在机械企业的日常生产过程中得到了广泛的引用，相应的工艺技术已经逐渐发展成熟。
2.3零件分类编码工艺及技术
零件分类编码工作是机械企业在零件加工制作生产过程中的重要内容，能够有效避免发生零件加工混乱的现象，提高企业的零件生产加工质量和效率。所以，在企业的零件生产加工制造过程中，选择合理的零件分类编码工艺及相关技术，控制好零件分类编码工作质量和效率具有作用。在零件将制作过程中，首先，应对制作完成的零件进行编码区分，尤其是对于一些种类、形状或性能比较相像或相近的零件来说，更要及时做好编码区分工作，避免出现零件混乱的问题。其次，应做好零件的分类工作。在做好对零件的编码区分工作之后，应对零件的基本情况信息进行准确分类，包括零件的标准、规格、基本构造等基本信息以及零件的主要材料、生产加工工艺、加工精度、机床型号等零件加工特点，对这些信息进行准确分类，为零件使用、销售等工作的开展奠定基础。最后，要做好对零件的将制造数量、批次等信息的区分工作，以保障企业的生产质量和生产效率，促进企业的未来发展。
2.4柔性制造技术及工艺
柔性制造技术及工艺是随着现代自动化以及现代信息技术的发展而逐渐产生的现代机械制造技术与加工工艺，是现代机械企业生产制造的关键技术之一，柔性制造技术及工艺在机械企业生产制造过程中的应用，能够有效提高企业的生产自动化水平，提升企业的生产效率，促进机械企业的未来发展。柔性制造技术及工艺是指将主机与其他数控机床或控制设备进行有效连接，然后通过主机实现对整个生产制造过程的自动控制。柔性制造技术及工艺具有较强的灵活性，在生产过程中能够指导生产设备进行相似零件组不同零件的工序加工，有效提高生产效率和生产质量，促进机械企业的工业生产发展。此外，在机械工业生产过程中，柔性制造技术及工艺该可以随着生产需要及时进行生产批次、性能参数的调整，从而满足用户更高的需求。柔性制造技术及工艺的应用，有利于提高企业的生产效率和经济效益，柔性制造技术及工艺的改进和创新也是现代机械制造企业的重要发展方向之一。
2.5微机械技术
微机械技术是随着我国科技发展而逐渐产生的新技术之一，其在我国现代机械生制造生产过程中的应用主要包括以下几方面。第一，机械传感技术。由于为机械技术的传感器辨别率较高，灵敏性较强，所以传感技术在当前机械施工产过程中的应用，提高了电路以及电子机械的制作精确度和效率。第二，微机械技术的材料。传统的微机械技术以硅作为主要材料，但是随着微机械技术的发展，硅材料的缺点逐渐暴露出来，而镍成为了主要材料。此外，金属、高分子材料等也都可以作为微机械技术的主要材料。结束语现代机械制造技术与加工工艺是机械生产制造企业发展的关键，企业应在合理运用现代机械制造技术与加工工艺的基础上，对其进行有效的改进和创新，从而不断提高生产质量和生产效率，促进企业的可持续发展，为企业的未来发展垫定基础。
参考文献
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[4]兰保民.探究现代机械制造工艺与精密加工技术[J].工程技术:引文版,2016(9):273.
[5]邱晓明.现代机械制造工艺及精密加工技术的应用研究[J].现代交际,2017(5):194.
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四篇文章题名为：
《基于教学实训应用的柔性制造系统设计》
《基于ERP平台物资超市管理系统的开发与应用 》
《基于Profibus_DP的柔性制造系统的设计》
《断路器柔性制造系统的设计应用》
希望对你有帮助~
知道 举手之劳团队 队长：晓斌
机电一体化技术的应用与发展前景
摘要：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其发展趋势。
关键词：机械工业；机电一体化；数控；模块化
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
一、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。
（一）机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
（二）传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
（三）信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
（四）驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
（五）接口技术
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
（六）软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化技术的主要应用领域
（一）数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：
1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。
3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
（二）计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
（三）柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
