淺談NC，F(xiàn)MS，RPM技術(shù)的應(yīng)用

【摘 要】本論文論述了數(shù)控技術(shù)，柔性制造系統(tǒng)，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用等內(nèi)容，介紹了這些先進(jìn)制造技術(shù)的興起，發(fā)展特點(diǎn)，發(fā)展趨勢(shì)，以及在制造業(yè)上的應(yīng)用，并且具體闡述了這些新技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】FMS；NC；RPM；機(jī)械設(shè)計(jì)制造

數(shù)控技術(shù)，柔性制造系統(tǒng)，快速原型制造技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造中主流應(yīng)用技術(shù)，特別是三種技術(shù)與其他技術(shù)的混合應(yīng)用對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)生了不可估量的作用，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的改進(jìn)和創(chuàng)新有巨大作用。

一、數(shù)控技術(shù)（NC）發(fā)展歷程

數(shù)控技術(shù)（NC）指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控技術(shù)通常是與位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量相關(guān)開關(guān)量。數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算誕生了這項(xiàng)技術(shù)。特別是1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世，成為世界機(jī)械工業(yè)史劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化領(lǐng)域一份子，隨著數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和不斷發(fā)展，對(duì)汽車輕紡船舶等制造領(lǐng)域起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)楝F(xiàn)代發(fā)展的趨勢(shì)是裝備的數(shù)字化，控制的自動(dòng)化和人工的高效率化。高速、高精加工技術(shù)極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min，極大的提高了工作效率和公司效益最大化。在加工精度方面，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度由10 m提高到了5 m，精密級(jí)加工中心從3 m～5 m提高到1 m～1.5 m，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)（0.01 m）。國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。當(dāng)代數(shù)控裝備具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化和簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化。

二、柔性技術(shù)（FMS）發(fā)展歷程

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的功能與質(zhì)量的已經(jīng)成為公司創(chuàng)造效益的重要保證。產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期短，產(chǎn)品的復(fù)雜程度高，這對(duì)產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)提出了很高的要求，但是柔性和生產(chǎn)率是相互矛盾的。品種單一、批量大、設(shè)備專用、工藝穩(wěn)定、效率高，構(gòu)成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益；多品種、小批量生產(chǎn)的加工形式在相似的情況下，頻繁的調(diào)整工夾具會(huì)使工藝穩(wěn)定難度增大，生產(chǎn)效率勢(shì)受到影響。這為柔性制造系統(tǒng)的提出和建立做出了鋪墊。柔性制造指在計(jì)算機(jī)支持下，能適應(yīng)加工對(duì)象變化的制造系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)有三種類型：柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)和柔性自動(dòng)生產(chǎn)線。柔性制造系統(tǒng)包括自動(dòng)加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)解決了機(jī)械制造高自動(dòng)化與高柔性化之間的矛盾。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備利用率高、在制品減少80%左右、生產(chǎn)能力相對(duì)穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量高、運(yùn)行靈活和產(chǎn)品應(yīng)變能力大。下圖是柔性制造系統(tǒng)的流程圖。

三、快速原型技術(shù)（RPM）發(fā)展歷程

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，快速原型技術(shù)（RPM）主要用于快速概念設(shè)計(jì)原型制造、快速模具原型制造、快速功能測(cè)試原型制造及快速功能零件制造。快速概念設(shè)計(jì)原型制造和快速模原型制造由于計(jì)算機(jī)和cad、solidworks等設(shè)計(jì)和建模軟件的不斷發(fā)展以及社會(huì)中機(jī)械的需求，這兩個(gè)方面將是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。快速測(cè)試型制造使用范圍有限，只能輔助快速概念設(shè)計(jì)原型制造。快速功能零件制造的技術(shù)難度很大，當(dāng)前的技術(shù)不支持該功能，因此只能作為研究方向看待。由于大型模具的制造難度大以及RPM在模具制造方面的優(yōu)勢(shì)，可以知道將來(lái)快速原型技術(shù)將在大型制造中占很大的比重。為了是RPM得到普及和發(fā)展，我們必須追求RPM的更快的制造速度、更高的制造精度、更高的可靠性；RPM設(shè)備的使用外設(shè)化，操作智能化，從而使RPM設(shè)備的安裝和使用變得非常簡(jiǎn)單，不需專門的操作人員；必須使RPM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，融合整個(gè)產(chǎn)品制造體系。

數(shù)控技術(shù)（NC），柔性制造系統(tǒng)（FMS），快速原型制造技術(shù)（RPM）是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的重要的技術(shù)，但是這些技術(shù)在當(dāng)前的科技發(fā)展的條件下并不成熟，因此需要機(jī)械設(shè)計(jì)的人才投身到這些領(lǐng)域進(jìn)行研究，從而使這些技術(shù)更快更好的發(fā)展。

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