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数控技术专业

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专业简介

专业名称:数控技术专业
招生层次:大专(可升本)
培养目的:培养掌握数控原理、数控编程和数控加工等方面的专业知识及操作技能,处置数控程序编制、数控设备的操作、调试、维修和技术办理,数控机床加工程序的编制、数控机床的操作、调试和维修,数控设备办理的高级技术应用性专门人才。
主要课程:机械制图、机械设计根底、数控加工技术、数控加工编程与操作、数控原理与系统、CAD/CAM应用、数控机床使用及维修、数控机床电气控制、工业企业办理 、制图测绘、PLC实训、机加工实习、CAM实训、数控机床操作技能实训、专业课程的课程设计、毕业实习(设计)等,以及各校的主要特色课程和理论环节。
就业标的目的:主要面向机械、模具、电子、电气、轻工等行业,处置设计、制造、工艺、设备维护、销售等相关工作。社会对本专业的人才需求旺盛,与三一重工、中联重科、比亚迪、山河智能、中航集团等企业建立了实习、就业基地。


数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要根底。这个根底能否安稳间接影响到一个国家的经济开展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。因而,世界上各工业兴旺国家均采取严重办法来开展本身的数控技术及其产业。

在我国,数控技术与装备的开展亦得到了高度重视,获得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域,以PC平台为根底的国产数控系统,已经走在了世界前列。但是,我国在数控技术研究和产业开展方面亦存在不少问题,特别是在技术创新才能、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时,如何有效处理这些问题,使我国数控领域沿着可持续开展的道路,从整体上全面迈入世界先停止列,使我们在国际合作中有举足轻重的地位,将是数控研究开发部门和消费厂家所面临的重要任务。为完成此任务,首先必需确立符合中国国情的开展道路。为此,本文从总体战略和技术道路两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个详细方面讨论了新世纪的开展途径。

数控技术的应用不单给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,并且随着数控技术的不竭开展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的开展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代开展的大趋势,世界上数控技术及其装备开展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面:

高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地进步效率,进步产品的质量和档次,缩短消费周期和进步市场合作才能。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际消费工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究标的目的之一。 在轿车工业领域,年产30万辆的消费节拍是40秒/辆,并且多品种加工是轿车装备必需处理的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只要在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁停止加工。采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联合方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到进步。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,以至更高,空运行速度可达100m/min摆布。世界上许多汽车厂,包罗我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的消费线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度别离达12*1000r/mm和1g。 在加工精度方面,普通级数控机床的加工精度已由10μm进步到5μm,精细级加工中心则从3~5μm,进步到1~1.5μm,并且超精细加工精度已开端进入纳米级(0.01μm)。 在可靠性方面,国外数控安装的MTBF值已达6000h以上,伺服系统的MTBF值到达30000h以上,表示出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的开展,应用领域进一步扩大。

五轴联动加工和复合加工机床快速开展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状停止切削,不仅光洁度高,并且效率也大幅度进步。一般认为,1台5轴联动机床的效率能够等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀停止高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机构造复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的开展。

当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头构造大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因而促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的开展。在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM间接或间接控制。

数控系统开展主要趋势 

21世纪的数控装备将是具有必然智能化的系统,智能化的内容包罗在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为进步驱动性能及使用连接便利的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、便利系统的诊断及维修等。为处理传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化消费存在的问题。许多国家对开放式数控系统停止研究,如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的将来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发能够在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁构造对象(数控功能),构成系列化,并可便利地将用户的特殊应用和技术窍门集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,构成具有明显个性的名牌产品。开放式数控系统的体系构造标准、通信标准、配置标准、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足消费线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造形式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的根底单元。国表里一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能消费控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“ITplaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化标的目的开展的趋势。

重视新技术标准、标准的建立

关于数控系统设计开发标准

如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷施行战略开展方案,并停止开放式体系构造数控系统标准(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内停止了几乎相同的科学方案和标准的制定,预示了数控技术的一个新的变化时期的降临。我国在2000年也开端停止中国的ONC数控系统的标准框架的研究和制定。

关于数控标准

数控标准是制造业信息化开展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不克不及满足现代数控技术高速开展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于详细系统的中性机制,可以描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的开展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序能够分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化开展的标的目的。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。

欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS方案(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项方案的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel),其目的是用统一的标准描述所有加工过程。这种新的数据交换格式已经在装备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上停止了验证。