数控机床在线感知与智能控制技术及应用

高生

摘要：现阶段的机床数控技术大多还处在封闭系统的结构，数控机床在运行过程中以提前设定好的固定参数为参照对象，在整个制造的过程中CNC只负责执行固定参数，需要提前人工设定参数的设备已经越来越不能满足人们对设备的要求。因此可以从在线监督的理念出发，用来控制数控机床的状态，实现高效率的安全的加工。现就开放式数控系统的机床在线过程控制展开研究和探讨。

关键词：开放式数控系统；数控机床；智能控制

引言

随着机床先进控制系统和高度发展的制造业，各行业之间加深了交流，现有的数控控制系统则显得相对单一，不能满足现有的社会需求。在制造业竞争日益激烈的今天，数控系统已经向信息化和快捷制造的方向发展。

1我国机床数控技术发展现状

较其他发达体而言，机床数控技术起步时间较晚，在发展初期，国家对机床数控技术也缺少重视。在我国进入WTO后，受国外先进技术影响，不断吸收国际先进机床数控技术，并建立自身机床数控基础体系。经过“第六个五年规划”和“第七个五年规划”建设后，在“八五”和“九五”建设期间，我国从原有封闭开发模式中走出，建立国产数控技术体系，形成自由数控产业，大力培养先进数控专业人才。

到今天，我国数控机床生产厂家已经达到百余所，生产的数控技术产品业已经达到上千种，可以说我国机床数控行业发展十分迅猛，发展质量非常好。但是从国际化角度而言，我国机床数控技术还有待提升，其发展空间广阔。

2智能化机床技术体系框架

2.1智能数控技术

众所周知，机床最关键的部位就是智能数控技术，其是以传统数控技术为关键点，在一定程度上对机床智能化水平造成直接影响，主要包含数据采集以及开放式数控系统架构等技术。较为常见的开放式数控系统架构往往是遵循开放性原则，科学合理的对相关数控系统加以开发，在机床中将其合理应用，其自身具有扩展性、互换性以及操作性等显著优势。目前该架构主要包含两部分：系统平台以及应用软件。前者主要是对机床内部数字量控制相关部件，其在一定程度上往往在数控系统中应用相关硬件以及软件平台，确保相关物体实现系统化功能，如较为常见的电源系统或者微处理器系统，支撑相应的操作系统，充分发挥系统性能至关重要的作用，科学合理的控制系统硬件资源，从而让相应的应用软件研制效率得以显著提高。目前在开发相关应用软件的过程中，其主要是以模型为主，让各系统能科学合理的联系在一起，从而根据编制差异，将其合理应用在各项系统。

2.2大数据采集以及分析技术

随着我国社会经济的迅速发展，目前我国现代数控机床性能逐渐呈上升发展趋势，相应的机床往往呈现出各式各样的种类，其往往在一定程度上能对各项设备种类作以科学合理的支撑，因此，从某种角度上来讲，为满足不同数据间各采集需求，目前在数控机床中被广泛应用的是传感器，其能适用于各式各样的机床数据采集类型，其在一定程度上往往分为力矩电流、指令信息以及主轴电流等方面，确保整个制造过程得以有效管理的同时，还能不断优化整个制造过程。

从目前智能数控机床技术的实际发展情况来看，要想不断优化大数据分析过程，首先要确保相关数据实现可视化，在一定程度上确保数据分析能够实现科学合理，最终为相应的决策提供可靠性依据，目前很多数控系统往往是将数据采集接口装置加以合理应用，为相关数据信息的真实性以及有效性提供可靠性保障。另外，科学合理的使用大数据采集以及分析技术能确保相关数据实现智能化管理，在获取相应的制造数据后，在此基础上让整个加工过程以及相关数据形成科学合理的联系，最大化减少人为因素的影响，对加工效率造成直接影响，同时在一定程度上确保相关数据的管理实现人工智能化，推动我国机械制造业实现可持续发展战略目标。

3智能控制技术及应用

3.1数控铣床金属加工工艺以及其应用

在数控技术和自动化机械制造技术应用整合中，其技术应用形式以数控铣床金属加工应用为技术实施形式进行了分析，在整个技术的处理实施中，逐渐将技术应用和具体的技术应用控制整合，并且在技术的处理应用中，在按照技术处理中的数控技术加工进行对应的技术加工实施，保障在技术加工实施控制中，能够将对应的技术处理控制实施要点转变。需要注意的是在进行数控铣床技术的应用中，其对应技术处理中的控制要点应该以夹角控制作为整个技术处理中的控制要点，进行对应的技术控制，整个夹角控制中，应该按照机床加工技术控制中的实践需求，对整个技术处理中的控制要點进行转变，同时还应该按照其技术处理中的控制实践整合，进行对应的加工曲面控制整合。

3.2数控机器人机床加工技术应用

随着现代化科学技术的应用发展能力转变，对于数控机器人的技术应用控制也越来越重视，并且在其整个技术处理控制中，也需要按照数控机器人加工技术处理中的控制工作转变需求去进行对应的加工技术控制。最为显著的一项加工技术应用就是在加工技术的处理中，针对加工技术处理中的数控加工机器人建设技术应用控制，并且在整个机器人加工技术的处理控制中，需要按照加工技术处理中的控制实践，对整个加工技术处理中的控制要点整合。同时在数控加工技术的应用下，需要按照其加工技术处理中的控制需求，进行机器人加工技术处理中的动力学分析，将对应的动力学分析和机器人制造技术应用结合，以此发挥出整体技术应用控制中的技术实施需求。

4机床数控技术发展趋势

4.1向更加稳定方向发展，提高机床数控技术产品稳定性

我国机床数控技术市场根据产品性能等方面不同，将机床数控产品分成3个类型，即经济型、普及型和高档型。根据市场购买情况显示，购买者在购入机床数控产品时，相较于品牌、价格、服务等情况，还是更趋向机床数控产品稳定性方面，这样才能保证生产和加工稳定性。因此在机床数控技术发展过程中，应提高机床数控技术产品稳定性，以此和国际机床数控产品进行竞争。

4.2机床数控技术编程向更加自动化方向转变

随着经济全球化发展脚步不断加快，我国逐渐成为工业生产大国，各国不同性质零部件加工等情况也屡见不鲜，因此机床数控技术一定要向更加自动化方向转变，可以对国际编程代码进行识别和运算，提高机床数控产品可操作性和适应能力。

4.3建立开放式数控系统

近年来，随着微型计算机不断在各行各业中应用，CAD、CAM等技术都在机床数控技术产品中得到应用，因此在开发数控技术时，应向更加开放化转变，便于数控机床制造商和数控机床使用单位根据自身实际需求，在机床数控技术产品上安装相关硬件或转件，这样一来机床数控技术产品不仅可以更加贴合使用者实际需求，还可以具备一定专机功能，可以提高我国机床数控产品在国际市场和国内市场中竞争力和市场占有比例。

4.4基于物联网的远程控制功能

5G时代的到来，物联网的推广普及，通过开放式的控制系统与网络的链接，远程控制、诊断、维护将是完全可以实现的。

结语

为了促进我国机械制造业稳定发展，企业在生产制造过程中应当合理应用自动化技术。人们要借鉴西方发达国家的先进自动化技术，树立低成本、高质量的发展理念，逐步完善自动化技术相关理论，为我国机械制造业的发展贡献一份力量。

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