多軸多刀數(shù)控技術(shù)研究進(jìn)展探析

世界上的第一臺數(shù)控機(jī)床是在一九五二年由美國研制出的，并且經(jīng)過不斷地發(fā)展，數(shù)控機(jī)床得到廣泛的應(yīng)用，其是在航空以及汽車等建造領(lǐng)域，數(shù)控技術(shù)的研制，是科學(xué)技術(shù)的一次跨越。數(shù)控技術(shù)分為硬件與軟件兩部分，具有多于四個(gè)軸，且刀具的使用多于兩把的便被稱為多軸多刀數(shù)控技術(shù)。此技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展為各個(gè)國家的尖端術(shù)，受到世界各國的各個(gè)研究領(lǐng)域所重視。

1 技術(shù)原理

多軸多刀數(shù)控技術(shù)具有載體，其載體為數(shù)控加工中心，主要結(jié)構(gòu)有輸入、數(shù)控裝置、裝置等部分構(gòu)成。此技術(shù)的工作原理是，將要加工的零件圖形、制作數(shù)據(jù)以及加工的各個(gè)步驟轉(zhuǎn)化為信息數(shù)據(jù)的形式，變成相應(yīng)的代碼然后輸入到數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)中，系統(tǒng)對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與分析，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的制作指令，從而使得數(shù)控機(jī)床的各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行有規(guī)律的運(yùn)行，自動的將零件的制作完成。

2 設(shè)備

在二零零二年到零八年這六年中，我國的金屬切割機(jī)床得到發(fā)展，生產(chǎn)量比前一年增長百分之十八點(diǎn)五八；與此同時(shí)，數(shù)控機(jī)床的年生產(chǎn)量也得到增長，平均增長率達(dá)百分之三十三點(diǎn)二二。另外，金屬加工數(shù)控機(jī)床逐漸增加，數(shù)控機(jī)床的使用率也增多，到了二零零九年，我國的重點(diǎn)企業(yè)中，使用數(shù)控機(jī)床的使用率得到百分之五十以上。作為多軸多刀數(shù)控機(jī)床使用與研發(fā)的中國、韓國等國家，無論是在生產(chǎn)上，還是在使用上都有較強(qiáng)的實(shí)力。如中國的華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大連、北京機(jī)床等，韓國的斗山數(shù)控等，這些企業(yè)無論是多軸多刀數(shù)控機(jī)床的使用，還是成熟的產(chǎn)品有很多，滿足了本國對數(shù)控機(jī)床的使用需求。但是，在對多軸多刀數(shù)控技術(shù)的研制方面，還較為落后，與發(fā)達(dá)國家相比還存在一定的距離。

3 數(shù)控機(jī)床的程序編制

多軸多刀數(shù)控機(jī)床的程序編程種類較多，從形式上對其進(jìn)行劃分可以分為三種，分別是手工編程方式、仿真技術(shù)以及自動變成方式。下面對三種編程方式進(jìn)行逐一分析。

首先，對手工編程進(jìn)行分析。手工編程具有優(yōu)點(diǎn)也具有缺點(diǎn)，缺點(diǎn)手工速度慢，不適用于程序較為復(fù)雜的零件編程；其優(yōu)勢在于進(jìn)行編程過程中可以進(jìn)行修改，可以用較為標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行方程式表示曲線，程度短而簡單。對多軸多刀的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行手工編程方式時(shí)，要結(jié)合組宏程序來輔助完成。

其次，對自動編程方式進(jìn)行分析。遇到程序復(fù)雜、容易出現(xiàn)錯(cuò)誤且進(jìn)行手工編程難的零件，可以選擇自動編程方式進(jìn)行，此編程是借助計(jì)算機(jī)對零件進(jìn)行三維的繪圖，然后自動生成程序的編程，此方法簡單，所以一被研究出來便被廣泛應(yīng)用。多軸多刀數(shù)控機(jī)床的研制，使得很多企業(yè)都重視到使用此機(jī)床的工作效率會極大地提高，還能夠?qū)η娴牧慵M(jìn)行自動的加工。但是若想多軸多刀數(shù)控機(jī)床得到充分的使用，必須要有相應(yīng)的軟件，此軟件為CAD／CAM，并且要對此軟件進(jìn)行完善。目前世界各國較為流行的CAD／CAM軟件有很多，如UG軟件、CATIA軟件等，這些軟件得到廣泛的應(yīng)用在微機(jī)平臺或者是工作站中。但是由于國外的軟件價(jià)格極高，這使得CAD／CAM軟件在國內(nèi)的發(fā)展受到制約。

近幾年來，經(jīng)過對CAD技術(shù)的大力研究，我國的CAD技術(shù)也得到一定的發(fā)展，并研制出相應(yīng)的CAD軟件，但我國的CAD技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比仍然有一定的差距。由于國外的CAD技術(shù)研制較早，所以無論是軟件的開發(fā)還是利用，都有一定的優(yōu)勢，并制造出了很多頂級產(chǎn)品，使得數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動更加便利，將加工的難度提高，零件加工的全過程都可以自動化進(jìn)行。因此，他們的軟件市場應(yīng)用較為廣泛，被世界各國所重視， 占據(jù)了國際市場。以此可見，我國的CAD技術(shù)發(fā)展前景并不樂觀，尤其是五軸數(shù)控軟件的研制，存在很多問題，都不是特別理想。

最后，自動仿真技術(shù)。自動仿真技術(shù)的全過程都是由計(jì)算機(jī)模擬軟件參與，對數(shù)控的加工過程進(jìn)行模擬，然后將模擬過程中的信息輸入到計(jì)算機(jī)中，然后計(jì)算機(jī)將信息以圖像、圖標(biāo)以及數(shù)據(jù)等形式展示出來，工作人員便可以根據(jù)數(shù)據(jù)的顯示來判斷加工的結(jié)果，判斷其是否合理與正確。目前，仿真技術(shù)分為兩種，一種是幾何仿真，一種是力學(xué)仿真。

4 多軸多刀數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

首先，對硬件方面的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。機(jī)床設(shè)備對零件的加工將會更加快速與精準(zhǔn)，質(zhì)量也會越來越高；制作上更具柔性化；技術(shù)上向復(fù)合化方向發(fā)展；數(shù)控技術(shù)功能將會越來越多；整個(gè)數(shù)控機(jī)床將向智能化方向發(fā)展。其次，軟件的發(fā)展趨勢。要加強(qiáng)圖形的生成技術(shù)研究，從而提高CAD軟件的功能。

最后，自動仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢。避免被一些不良因素的影響，制約仿真技術(shù)的發(fā)展， 嘗試切削參數(shù)等因素的影響，使得我國能夠全面實(shí)施力學(xué)與幾何仿真技術(shù)的結(jié)合。

5 結(jié)束語

綜上所述，對數(shù)控技術(shù)的原理進(jìn)行分析，并對產(chǎn)品設(shè)備以及編程方式進(jìn)行分析與總結(jié)。數(shù)控編程種類多 在進(jìn)行具體的零件加工時(shí)，要根據(jù)零件的特點(diǎn)以及數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)選擇合適的編程方式，以提高編程速度，零件加工速度，提高零件加工的準(zhǔn)確性與質(zhì)量。多軸多刀數(shù)控技術(shù)的發(fā)展前景良好，將會有更多、更新的技術(shù)被應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床中，促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展。

[1]徐正平．機(jī)床加工的夢想成真Ⅱ]．中國機(jī)械與金屬，2007(12)．