人工智能在社会的未来能持续工作到一辈子吗数控机床背后的技术秘密揭晓
工业最基础的就是制造。制造不仅仅是将各种材料变成零件,装配成产品,更是一场精细化、自动化的大戏。火星四溅的热加工:铸造。在传统金属加工领域,零件的制造历经了多次铁与火的淬炼,而这些淬炼过程中,每一个细微变化都可能影响最终产品的性能和外观。
硬碰硬的冷加工:车削。既然金属零件是机器制造出来的,那么机器又是如何制造出来呢?原来,它们是在由数控系统控制下的精确切削下来的。这就要让机床成为有“脑子”的数控机床了。而这个脑子就是数控系统,数控系统能干嘛?处理信息并控制动力。
一般数控机床包含人机控制界面、数控系统、伺服驱动装置、机床、检测装置等等。在计算软件帮助下,将加工过程所需操作用零件程序代码表示,并通过人为控制界面输入到数控机床。之后,由于伺服电机会无级变速,大大简化了传动结构,使得直接驱动模式成为现代机械设计趋势之一。
结构简化还不够,要实现各种形状复杂零件加工,还需要让机床可以高效准确地控制多台电機合作完成整个加工过程。这就要求解决自由曲线(Free Form Curves)或自由曲面的问题,因为这些曲线不能用解析式描述。答案就在于插补运算——按照一定方法确定刀具运动轨迹,以及使用Nurbs样条曲线进行插补,因为其效率高且精度好而被青睐。
除了这之外,还有五坐标联动的问题。当刀具姿态不对时,无法正确加工表面;当刀具与已有表面互相干涉时,也无法进行进一步处理。这就需要赋予数控更大的运动自由度,使之更灵活,以适应任何相对位置和姿态需求。
中国作为世界上重要的一个国家,在性能功能成套应用方面取得长足进步,但国际上的高端产品仍然存在竞争力差距。此话说完,让我们一起期待智能制造产业未来的光明!