柔性制造数控技术发展的趋势

　　通常这些时间常占零件整个生产周期的40~60％，即使在信息管理较良好的情况下，仍将占2 0％左右。

　　复合数控机床根据其结构特点，可分为如下两类：

　　1．跨加工类别的复合数控加工机床主要为刀具回转加工或特种加工等多类功能的负荷。因而在机床结构上要体现不同加工方式的需求。目前常见的有车铣中心、铣车中心和铣削一激光加工机床等。例如以车削为机型的车铣中心和以铣削为基型的铣车中心，它们都具有实现车削和铣削的两个主轴单元，并至少有五个进给运动驱动轴，以及自动换刀装置或再配以多工位回转刀架，它们可从棒料或坯件直接加工出形状复杂的零件。

　　2．多面多轴联动加工的复合数控机床

　　最典型的是五轴五面数控铣床，早期主要用于大型龙门铣床和数控镗铣床上，它通过更换附件头和五轴联动可在大型工件一次安装下完成各加工表面的铣镗等加工，大大缩短加工周期。龙门加工中心与非数控龙门铣床相比，其工效分别提高大约5.2倍。

　　近年对中小型复杂零件加工也已采用五轴五面加工，以减少因多次安装引起的误差提高加工精度，对于车削类零件，则出现双主轴车削中心和双主轴车铣中心，可在一台机床上完成棒料和坯件的两端的加工。

　　高效柔性化的新一代制造系统在可重构制造(Reconfigurable Manufacturing)技术支持下，构建大批量高效生产的柔性化制造系统。目前常用的FMS／FML，其制造装备的功能储备通常较多，在大批量生产条件下，往往仅能应用其中的20％左右的功能。因此用扩大功能储备以备不时之需的做法，既是对资源的浪费，也是增大投资的不经济之举。另一方面当加工的产品由于市场需求的变化，要作较大的调整时，往往既费时，又耗资大。为此，美国Y．Coren教授于1995年提出了发展可重构制造系统(RMS)的构想。我国从1997年起在国家自然科学基金和“十五”863计划资助下，对可重构制造技术以及构建快速重组制造系统(RRMS)的理论与方法进行研究，发展了具有对多变的市场需求作出合理的配置规划和易于调整的布局方式、适应重构的控制软件，开放式控制系统和规范化接口以及能快速提升系统重组后制造质量的诊断系统等技术，并取得了初步成功的应用。

图2 RRMS的6项基础原理及其对物理组态的作用 

　　发展网络化制造单元 推进企业制造能力的高效柔性化

　　在信息化技术蓬勃发展的推动下，制造业正面临着一个以提升竞争能力为目标构建全企业数字化时代。作为主要制造装备的数控机床及其组成的制造系统也将积极地向数字化迈进，它将成为一个信息集成和正确实施的制造单元，其主要特征可归结为：

　　柔性化(F1 eXibilitY)、联盟化(Federali Zation)和新颖化(Fashion)；集成化(Integration)、信息化(Inforination)和智能化(Inteligence)；系统化(SYStem)、软件化(Software)和个性化(SPecialitY)。

　　当前，国内外一些机床和数控系统制造企业研究者正在从网络化联盟制造的角度出发研究相适应的制造单元，它将能与企业ERP、PDM和CAD／CAPP／CAM的信息集成，进而通过与客户关系管理(CRM)和供应链管理(SCM)的联系作出智能决策，实施并行工程，可视化监控等以提高机床利用率，实现高效的柔性生产。

　　“十五”攻关项目“多种控制系统；数控机床集群控制管理系统”的研究，发展了一种多制式数控机床集群网络化制造单元(G A M C)，它的主要特点为：

　　(1)它是一种把生产实施与生产管理紧密结合的高度自制型的制造单元．；

　　(2)具有能把不同类型和控制水平的数控机床进行信息集成和交互的协作平台，能充分集结和提升企业已有的资源的潜力；

　　(3)应用组态控制单元，通过虚拟仿真和工艺优化，实现多品种变批量的高效柔性化生产。

　　该制造单元的控制结构原理如图3所示。