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突出企业主体地位,促互联网与制造业融合创新制造业迈入工业4.0,数控机床6大方向

2020-5-18

  为全面贯彻落实党的十八大与十八届三中、四中、五中全会精神深刻把握“互联网+”时代大融合、大变革趋势根据〖国务院有关积极推进“互联网+”行动的指导意见〗近日工信部发布了〖工业与信息化部有关贯彻落实<国务院有关积极推进“互联网+”行动的指导意见>的行动计划(2015~2018年)〗(以下简称〖行动计划〗)重点推进“互联网+制造业”与“互联网+小微企业”使互联网的创新成果与经济社会各领域进行广泛深度融合。

  实施〖行动计划〗将引发制造业发展方式的深刻变革推动生产制造向着数字化、网络化、智能化方向发展同时也是建设制造强国的关键。

  释放发展潜力与活力

  〖行动计划〗以加快新一代信息通信技术与工业深度融合为主线以高速宽带网络基础设施与信息技术产业为支撑。把市场对资源配置的确定性作用与政府作用有机结合起来突出企业主体地位大力拓展互联网与制造业融合的深度与广度释放发展潜力与活力推动产业转型升级与提质增效加快制造强国与网络强国建设。

  〖行动计划〗的主要行动包括:一是两化融合管理体系与标准建设推广行动;二是智能制造培育推广行动;三是新型生产模式培育行动;四是系统解决方案能力提升行动;五是小微企业创业创新培育行动;六是网络基础设施升级行动;七是信息技术产业支撑能力提升行动。

  工业互联网市场需求巨大

  值得一提的是该〖行动计划〗明确将智能制造培育推广行动作为主要行动之一并提出目标到2018年高端智能装备国产化率明显提升培育200个智能制造试点示范项目初步实现工业互联网在重点行业的示范应用。

  对于工业互联网工信部副部长陈肇雄在刚刚闭幕的第二届世界互联网大会上表示智能制造是信息化与工业化深度融合的主攻方向。工业互联网是实现智能制造的核心假如在中国推广工业互联网将创造3万亿美元的市场需求。

  与此同时〖促进大数据发展行动纲要〗、〖促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见〗等政策的出台也进一步推动了两化深度融合对经济转型发展、培育形成新产业与新消费热点具有重要意义。







  目前世界先进制造技术不断兴起超高速切削、超精密加工等技术的应用柔性制造系统的迅速发展与计算机集成系统的不断成熟对数控加工技术提出了更高的要求。数控机床是机床制造业重要基础装备因此它的发展一直备受人们注意。近年来我国机床制造业既面临着制造装备发展的良机也遭遇到市场竞争的压力。从技术层面上来讲加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。当今数控机床正在朝着以下六个方向发展。

  1.可靠性最大化

  数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路以减少元器件的数量来提高可靠性。通过硬件功能软件化以适应各种控制功能的要求同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化与通用化及系列化使得既提高硬件生产批量又便于组织生产与质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序实现对系统内硬件、软件与各种外部设备进行故障诊断与报警。利用报警提示及时排除故障;利用容错技术对重要部件采用“冗余”设计以实现故障自恢复;利用各种测试、监控技术当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时自动进行相应的保护。

  2.控制系统小型化

  数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成元件、多层印刷电路板采用三维安装方法使电子元器件得以高密度安装较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上更便于对数控机床的操作使用。

  3.智能化

  现代数控机床将引进自适应控制技术根据切削条件的变化自动调节工作参数使加工过程中能保持最佳工作状态从而得到较高的加工精度与较小的表面粗糙度同时也能提高刀具的使用寿命与设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能在整个工作状态中系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时立即采用停机等措施并进行故障报警提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机而接通备用模块以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。

  4.数控编程自动化

  目前CAD/CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算与后置处理从而自动生成NC零件加工程序以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展当前又出现了CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式它与CAD/CAM系统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与直接从系统内的CAPP数据库获得。

  5.高速度、高精度化

  速度与精度是数控机床的两个重要指标它直接关系到加工效率与产品质量。目前数控系统采用位数、频率更高的处理器以提高系统的基本运算速度。同时采用超大规模的集成电路与多微处理器结构以提高系统的数据处理能力即提高插补运算的速度与精度。并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式其高速度与动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术使追踪滞后误差大大减小从而改善拐角切削的加工精度。

  6.多功能化

  配有自动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统因为采用了多CPU结构与分级中断控制方式即可在一台机床上同时进行零件加工与程序编制实现所谓的“前台加工后台编辑”。为了适应柔性制造系统与计算机集成系统的要求数控系统具有远差距串行接口甚至可以联网实现数控机床之间的数据通信也可以直接对多台数控机床进行控制。

  为适应超高速加工的要求数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式实现了变频电动机与机床主轴一体化主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。

  正如东莞市机器人技术协会副会长罗百辉所言数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目它开创了机械产品向机电一体化发展的先河因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。另一方面通过持续的研究信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升。








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