。从传统的金属加工领域,零件的制造就是火星四溅的铸造、硬碰硬的车削和精密控制。机床是其他机器的“母机”,炼钢厂出产的钢铁并不是我们生活中见到的各种奇奇怪怪形状,而是板材、管材等规则形状,这些材料要加工成各种形状就需要使用机床进行切削。
形状复杂、制造精度和表面粗糙度要求极高的零件,如燃气机叶轮,就要在数控机床上用精细繁复工艺切出来或者磨出来。传统机床使用电动系统,但随着伺服电机会计技术发展,其在数控机床上的应用,使得直接控制电机会计变速变得方便快捷效率高,而且基本上是无级变速,传动结构大大简化。
现代工业中,为了实现各种各样的形状零件加工,还需要让数控设备能高效地控制多台电机构成整个加工过程。这就要让数控设备成为有“脑子”的智能数控设备。而这个脑子就是智能数控系统(Numerical Controller System),它决定了这台设备能干多复杂、多精密活,也决定了这台设备和他的操作者的身价。
一般而言,一台完整的人-物结合接口包括人计算辅助制造软件帮助用户将所需操作用程序代码表示,并通过计算界面输入到智能数量处理单元(Smart Numerical Control Unit)。之后,由于信息存储处理完成后,将信息处理结果以控制信号形式发送给伺服驱动装置,这些信号效果依赖于两大核心技术:曲线曲面的插补运算,以及多轴运动控制。
如果运动轨迹可以用解析式表达,则整个运动就可以分解为几个坐标独立运动合成运动,可以直接生成控制信号。但对于无法用解析式描述自由曲线或曲面的零件,刀具与工件之间相对运动也十分复杂。在这种情况下,要切出这些“自由”形状,刀具和工件之间相对位置时间必须严格按照设计好的位置-时间曲线进行移动,这种复杂“自由”运动利用插补运算完成,即根据给定速度轨迹,在已知点间增加新的中间点,让刀具通过这些中间点完成整个移动。
此外,对于五坐标联动功能,以空间中的六个自由度为基础,使之更灵巧调整刀具与被加工表面的相对姿态。此外,由于中国作为世界范围内最大的装备生产国,其低、中、高档产品性能功能成套化应用取得长足进步,有望逐渐迈向全球市场竞争力。