高速数控技术应用研究

陈年华

（湖南工业职业技术学院，长沙 410208）

高速数控技术应用研究

陈年华

（湖南工业职业技术学院，长沙 410208）

本文对高速数控技术进行应用研究，以期充分了解高速数控技术的用途和发展前景。

数控技术 高速 信息化 制造业

1 高速数控技术发展概述

第一阶段：NC阶段。此阶段主要包括电子管时代、中小规模集成电路时代及晶体管时代。

第二阶段：CNC阶段。在此阶段，第四代数控系统出现并开始应用。将计算机用于数控系统是第四代数控系统发展过程的一个主要标志和特点。第五代数控系统出现于1974年，也属于CNC阶段的产物。此系统的运行原理在于数控系统中应用微处理器，因此计算机专用性成为此系统的一个显著特点。迄今为止，第五代数控系统仍然是生产中普遍使用的一个数控系统，具有一定的市场。第五代数控系统的代表是德国西门子810系统和日本的FANUC-O系统。

第三阶段：ONC阶段。此阶段始于20世纪90年代，出现了新的数控系统。同时，在美国首先出现了基于PC机平台开发的系统，即开发式数控系统，即数控系统发展的第六代。兼容性和开放性是第六代数控系统的两个特点，而PC技术和Win操作平台是第六代数控系统的技术特点。它的技术支持源于大量的应用软件开发公司和大量的硬件板卡厂商。

2 高速数控技术的发展现状

20世纪90年代，我国对数控技术的发展和应用越发重视，开始建立关于数控技术研究的基地，并不断培养专业的数控技术人员，使我国数控产业开始具有了一个初步的模型。这也体现了我国对数控技术的基本掌握。数控技术通过几十年的发展，大大提升了可靠性和稳定性，但对数控技术的应用还存在一定问题。这些问题的存在严重影响我国数控技术的发展，必须重视这些问题并运用有效措施给以解决，才能促进我国高速数控技术的发展，使其服务于越来越广泛的行业。

当前，国外的数控技术研发速度较快，且取得了显著成效。数控技术的发展逐步呈现出PC化、网络化、数字化及智能化特点。数控技术的数字化符合社会的发展需要，且使数控技术朝着更简单、更易被操作的方向发展。PC化能够更好地满足社会发展需求，促使开发性数控技术成为未来的发展方向。随着网络化的不断进步和发展，数控技术的网络性也越来越强，数控技术领域的交流变得更加便捷和明了。数控技术的智能化也有利于数控技术的发展。它大大提高了数控技术的智能性，让数控技术朝着更加先进的方向发展。

3 高速数控技术的应用

3.1 高速高效加工模具电极技术

高速高效加工模具电极主要用来加工石墨、铜等材料。它的表面质量好、电极精度高，尤其是对于加工薄壁、复杂形状的零件有很大的帮助。运用高速高效加工模具电极进行加工，可以使零件精度高、变形小，有利于更好地避免表面损伤。

3.2 锻模加工技术

高速数控技术也应用于锻模加工方面。高速高效的加工锻模，使其表面质量好、刀具寿命长，同时还能够缩短加工的周期，降低加工的成本，使加工过后的锻模模具使用性能变好，延长其使用寿命。

3.3 代替EDM的高速加工技术

代替EDM而使用高速数控技术，可以不用对模具进行抛光，能够降低成本，极大缩短了加工周期，改变了模具的加工方式。

3.4 数控凸轮轴磨床的数控系统

数控凸轮轴磨床数控系统是我国首次应用旋转零传动技术的数控系统。它简化了主电机到机床主轴之间的中间环节，并将主传动链长度缩减为0，大大提升了加工精度。此数控系统的应用对于进一步促进我国数控技术发展起到了良好的辅助作用。

3.5 日本的FANUC新系统和德国西门子840Di数控系统

日本的FANUC系统的控制器具有PC机及个人计算机功能。它的出现大大解决了第五代数控技术系统的不兼容性和封闭性的问题。数字伺服控制器位置指令主要是以纳米为单位，大大提升了加工平滑性。而德国的西门子840Di数控系统具有更灵活的开放式数控系统，对于CNC控制功能及HMI功能均可以在PC处理器上运行处理，省去了传统控制系统中的NC处理单位，可靠性更高，应用领域更广，也更智能化。

3.6 网络化技术

网络化技术分为内部网络和外部网络。内部网络主要是指数控系统内的CNC单元与I/O逻辑控制、伺服驱动等通过现场总线进行网络连接。通过确定统一的互联标准，确保互换性。为了保证互换性，可以应用SERCOS网络结构协议，以适用于高速伺服控制。外部网络主要是指数控系统与系统外的其他控制系统或者是与外部计算机相连接，通过网络实现对设备的远程控制，从而进行相应的远程诊断、维修和技术服务，以提高机床生产率。基于多品种小批量的条件实现机床联网，可以将切削的时间从25%提升到65%。网络化技术作为高速控制技术中的新技术，在未来的应用范围也将越发广泛。

4 高速数控技术的未来发展

4.1 高精度化

科学技术的不断发展，要求高速数控技术向着高精度化的方向发展。数控技术应用于航空航天领域。

4.2 高速化

数控技术的高速化有利于数控技术的良好发展，充分发挥数控系统的性能，提高数控技术的加工效率。高速化在数控技术方面的应用，能够降低成本、提高零件加工的精度和质量。

4.3 网络化

计算机的快速发展也在数控技术方面起到了显著作用，使数控技术向着网络化的方向发展。数控技术的网络化发展更有利于加强各企业之间的联系。

4.4 高柔性化

提高数控技术的高柔性化，能提高设备的利用率和产品质量，使其在激烈的市场竞争中满足人们对数控产品更高的要求。

4.5 环保化

随着近几年人们环保意识的增强，保护环境的各种措施应在各个方面都应该被实施。同时，人们在社会日常生活中对环境的保护，也推动了数控技术向着环保化方向发展。

5 结束语

数控技术在制造业方面具有重要作用，可以提高制造业的信息化水平和市场竞争力，促进制造业的发展，进而促进国民经济的发展。对于出现的一些问题，要采取一些有利措施一一改进和提高，逐步提高数控技术的创新能力，使数控技术与国际水平接轨，从而使高速数控技术能够应用于更多领域，带来更多的便利和效益。

[1]周祖德，龙毅宏.嵌入式网络数控技术与系统[J].机械工程学报，2015，（5）：1-7.

[2]陆启建，刘明灯.数控技术的新进展[J].制造技术与机床，2012，（5）：5-7.

[3]王爱玲.现代数控机床实用操作技术[M].北京：国防工业出版社，2015.

Application Research of High Speed Numerical Control Technology

CHEN Nianhua
(Hunan Industry Polytechnic, Changsha 410208)

This paper studies the application of high speed CNC technology, in order to fully understand the application and development prospects of high-speed CNC technology.

CNC technology, high speed, information, manufacturing industry