多軸多刀數控技術研究進展探析

多軸多刀數控技術研究進展探析

世界上的第一臺數控機床是在一九五二年由美國研制出的，并且經過不斷地發展，數控機床得到廣泛的應用，其是在航空以及汽車等建造領域，數控技術的研制，是科學技術的一次跨越。數控技術分為硬件與軟件兩部分，具有多于四個軸，且刀具的使用多于兩把的便被稱為多軸多刀數控技術。此技術已經逐漸發展為各個國家的尖端術，受到世界各國的各個研究領域所重視。

1 技術原理

多軸多刀數控技術具有載體，其載體為數控加工中心，主要結構有輸入、數控裝置、裝置等部分構成。此技術的工作原理是，將要加工的零件圖形、制作數據以及加工的各個步驟轉化為信息數據的形式，變成相應的代碼然后輸入到數控機床的系統中，系統對輸入的數據進行計算與分析，轉化成相應的制作指令，從而使得數控機床的各個構件進行有規律的運行，自動的將零件的制作完成。

2 設備

在二零零二年到零八年這六年中，我國的金屬切割機床得到發展，生產量比前一年增長百分之十八點五八；與此同時，數控機床的年生產量也得到增長，平均增長率達百分之三十三點二二。另外，金屬加工數控機床逐漸增加，數控機床的使用率也增多，到了二零零九年，我國的重點企業中，使用數控機床的使用率得到百分之五十以上。作為多軸多刀數控機床使用與研發的中國、韓國等國家，無論是在生產上，還是在使用上都有較強的實力。如中國的華中數控、廣州數控、大連、北京機床等，韓國的斗山數控等，這些企業無論是多軸多刀數控機床的使用，還是成熟的產品有很多，滿足了本國對數控機床的使用需求。但是，在對多軸多刀數控技術的研制方面，還較為落后，與發達國家相比還存在一定的距離。

3 數控機床的程序編制

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

首先，對手工編程進行分析。手工編程具有優點也具有缺點，缺點手工速度慢，不適用于程序較為復雜的零件編程；其優勢在于進行編程過程中可以進行修改，可以用較為標準的參數進行方程式表示曲線，程度短而簡單。對多軸多刀的數控機床進行手工編程方式時，要結合組宏程序來輔助完成。

其次，對自動編程方式進行分析。遇到程序復雜、容易出現錯誤且進行手工編程難的零件，可以選擇自動編程方式進行，此編程是借助計算機對零件進行三維的繪圖，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用。多軸多刀數控機床的研制，使得很多企業都重視到使用此機床的工作效率會極大地提高，還能夠對曲面的零件進行自動的加工。但是若想多軸多刀數控機床得到充分的使用，必須要有相應的軟件，此軟件為CAD／CAM，并且要對此軟件進行完善。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用在微機平臺或者是工作站中。但是由于國外的軟件價格極高，這使得CAD／CAM軟件在國內的發展受到制約。

近幾年來，經過對CAD技術的大力研究，我國的CAD技術也得到一定的發展，并研制出相應的CAD軟件，但我國的CAD技術與發達國家相比仍然有一定的差距。由于國外的CAD技術研制較早，所以無論是軟件的開發還是利用，都有一定的優勢，并制造出了很多頂級產品，使得數控機床的運動更加便利，將加工的難度提高，零件加工的全過程都可以自動化進行。因此，他們的軟件市場應用較為廣泛，被世界各國所重視， 占據了國際市場。以此可見，我國的CAD技術發展前景并不樂觀，尤其是五軸數控軟件的研制，存在很多問題，都不是特別理想。

最后，自動仿真技術。自動仿真技術的全過程都是由計算機模擬軟件參與，對數控的加工過程進行模擬，然后將模擬過程中的信息輸入到計算機中，然后計算機將信息以圖像、圖標以及數據等形式展示出來，工作人員便可以根據數據的顯示來判斷加工的結果，判斷其是否合理與正確。目前，仿真技術分為兩種，一種是幾何仿真，一種是力學仿真。

4 多軸多刀數控技術的發展趨勢

首先，對硬件方面的發展趨勢進行分析。機床設備對零件的加工將會更加快速與精準，質量也會越來越高；制作上更具柔性化；技術上向復合化方向發展；數控技術功能將會越來越多；整個數控機床將向智能化方向發展。其次，軟件的發展趨勢。要加強圖形的生成技術研究，從而提高CAD軟件的功能。

最后，自動仿真技術的發展趨勢。避免被一些不良因素的影響，制約仿真技術的發展， 嘗試切削參數等因素的影響，使得我國能夠全面實施力學與幾何仿真技術的結合。

5 結束語

綜上所述，對數控技術的原理進行分析，并對產品設備以及編程方式進行分析與總結。數控編程種類多 在進行具體的零件加工時，要根據零件的特點以及數控機床的特點選擇合適的編程方式，以提高編程速度，零件加工速度，提高零件加工的準確性與質量。多軸多刀數控技術的發展前景良好，將會有更多、更新的技術被應用到數控機床中，促進國家經濟與科技的發展。

[1]徐正平．機床加工的夢想成真Ⅱ]．中國機械與金屬，2007(12)．