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依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于電能損耗的規(guī)定,通過以下幾點(diǎn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)管理方案的構(gòu)建:
(1)設(shè)計(jì)臺(tái)區(qū)數(shù)據(jù)格式。
針對(duì)低壓臺(tái)區(qū)數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì)還不完善的地方以及與之相關(guān)的工作,進(jìn)行強(qiáng)化升級(jí)和健全。
(2)增加抄表頻率。
主要是通過增加抄表頻率,得到多組不同期段的數(shù)據(jù),作為數(shù)據(jù)評(píng)估的支撐。
(3)收集數(shù)據(jù)。
包括用電信息、稽查信息、線損信息、客戶信息等等,系統(tǒng)在收集到這些信息之后,定期自動(dòng)生成線損匯總報(bào)告。用戶用電信息的收集主要靠低壓負(fù)荷測(cè)錄儀在用戶端進(jìn)行。
(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)評(píng)估。
通過對(duì)線損數(shù)據(jù)的分析評(píng)估,詳細(xì)掌控線損狀況,并形成月度線損評(píng)估報(bào)告,指導(dǎo)企業(yè)工作改進(jìn)方向。
2技術(shù)管理方案實(shí)施的對(duì)象區(qū)分
順德區(qū)是佛山市的一個(gè)重要工商業(yè)區(qū),區(qū)內(nèi)人口總數(shù)多,用電情況復(fù)雜,既有農(nóng)業(yè)用電,也有居民、商業(yè)、工業(yè)用電,存在著高低壓用電混雜等諸多情況。在構(gòu)建低壓臺(tái)區(qū)技術(shù)管理方案時(shí),要對(duì)方案實(shí)施的對(duì)象進(jìn)行劃分,以居民臺(tái)區(qū)為主,原因是居民數(shù)量極為龐大,涉及的面不僅大而且復(fù)雜;其次是商業(yè)臺(tái)區(qū),商業(yè)臺(tái)區(qū)中的用電商戶雖然不是很多,但卻是用電大戶,是抄表及線損控制的重要對(duì)象;還有一類是配套臺(tái)區(qū)。除了各個(gè)獨(dú)立的用電臺(tái)區(qū)外,還有一些特殊的用電臺(tái)區(qū),里面混雜了居民與商業(yè)兩種用電形式,或是商業(yè)臺(tái)區(qū)與配套臺(tái)區(qū)混合區(qū)。分清技術(shù)管理方案的實(shí)施對(duì)象,能夠?yàn)榉桨笇?shí)施提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障。
3技術(shù)管理方案實(shí)施的步驟
(1)選取試點(diǎn)。
以供電局所轄范圍內(nèi)的典型低壓臺(tái)區(qū)作為試點(diǎn)區(qū)。之所以選擇典型低壓臺(tái)區(qū)作為方案實(shí)施的試點(diǎn),主要是為了論證方案實(shí)施后低壓臺(tái)區(qū)線損數(shù)據(jù)、抄表數(shù)據(jù)等是否符合預(yù)定目標(biāo)。典型低壓臺(tái)區(qū)應(yīng)該是包括居民、商業(yè)、配套三種臺(tái)區(qū)以及這三種臺(tái)區(qū)的混合區(qū)在內(nèi)的臺(tái)區(qū)。如果選擇單一的居民臺(tái)區(qū)作為試點(diǎn),由于其臺(tái)區(qū)性質(zhì)與商業(yè)臺(tái)區(qū)有很大區(qū)別,因此不能作為方案成果的有效論證。
(2)統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理與分析。
對(duì)試點(diǎn)臺(tái)區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理,通過收集到的電能表數(shù)據(jù)、抄表員反饋的反竊電信息等,結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí),對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行電腦統(tǒng)計(jì)分析。
(3)建立分析報(bào)表模型。
根據(jù)電腦對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及理論計(jì)算結(jié)果,形成有研究意義的分析報(bào)表模型,指導(dǎo)供電企業(yè)了解當(dāng)前的線損狀況。同時(shí)依據(jù)該模型,從反竊電、抄表等技術(shù)管理角度出發(fā),針對(duì)當(dāng)前存在的線損異常狀況提出合理的治理措施。
(4)制定技術(shù)管理辦法。
根據(jù)各試點(diǎn)的工作狀況以及線損分析報(bào)表模型,研究并制定抄表的各項(xiàng)管理流程、辦法,并根據(jù)實(shí)際工作情況合理配置人力資源,做好對(duì)各個(gè)臺(tái)區(qū)的線損控制管理工作。
4更好地實(shí)施技術(shù)管理方案的措施
4.1強(qiáng)化培訓(xùn)和技能考核
供電企業(yè)應(yīng)該在抄表和線損控制技術(shù)管理方面對(duì)員工多加培訓(xùn),培訓(xùn)方式可以是上課、考試、專題會(huì)、技術(shù)討論會(huì)等,如技術(shù)討論會(huì)的開展,以某個(gè)線損情況作為案例,在會(huì)議上由各個(gè)班組成員針對(duì)問題,探討、總結(jié)處理方法,并匯總成會(huì)議紀(jì)要。除了各種培訓(xùn)之外,還要對(duì)企業(yè)員工進(jìn)行各類有關(guān)抄表、線損知識(shí)的考核,對(duì)于不能掌握技術(shù)、知識(shí)要領(lǐng)的員工,要嚴(yán)格要求其必須參加相關(guān)培訓(xùn),并在完成考核之后才能上崗。
4.2構(gòu)建完善的管理責(zé)任體系
通過管理責(zé)任分層落實(shí)制度,對(duì)企業(yè)的各個(gè)領(lǐng)導(dǎo)管理層進(jìn)行責(zé)任的落實(shí),從領(lǐng)導(dǎo)層到基層員工,實(shí)現(xiàn)不同層級(jí)直接面對(duì)上一級(jí)管理和考核的目標(biāo),并據(jù)此構(gòu)架出線損管理機(jī)構(gòu)組織圖,通過該組織構(gòu)架圖,清晰地明確各自的責(zé)任、任務(wù)以及具體的工作內(nèi)容。
4.3完善制度保障
可以通過出臺(tái)線損管理辦法、考核辦法、業(yè)擴(kuò)工程管理辦法等,明確抄表、計(jì)量、檢測(cè)、稽查等幾個(gè)項(xiàng)目上的線損職責(zé)。如線路更換,企業(yè)制定了明確的信息變更時(shí)的信息傳遞流程,就能確保臺(tái)區(qū)的客戶數(shù)據(jù)與客戶實(shí)際情況、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況一致。
4.4加強(qiáng)業(yè)擴(kuò)報(bào)裝的流程管理
(1)服務(wù)窗口嚴(yán)把審核第一關(guān),嚴(yán)格審核客戶業(yè)擴(kuò)報(bào)裝的上報(bào)材料,對(duì)于材料不齊全的要做退回處理,并指導(dǎo)其完成材料的收集。
圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成之后,由供電窗口進(jìn)行設(shè)計(jì)圖的相關(guān)資料的檢查,不齊全的做退回處理;相關(guān)資料齊全的,則由窗口遞交到審圖處。
(2)圖紙審核。
具體審圖在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。審圖主要是由審圖技術(shù)員來(lái)完成,按照相關(guān)的國(guó)家、行業(yè)規(guī)定對(duì)圖紙的設(shè)計(jì)進(jìn)行審核。不符合相關(guān)規(guī)定的,予以退回,并給出修訂意見;對(duì)于通過審核的,該業(yè)擴(kuò)單將繼續(xù)流程。
(3)工程施工。
所選的施工單位必須符合施工資質(zhì)要求,同時(shí),必須按照施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工。
(4)中間報(bào)驗(yàn)及隱蔽工程報(bào)驗(yàn)。
施工中如果存在隱蔽工程,需要告知供電部門進(jìn)行中間查驗(yàn)。營(yíng)業(yè)窗口在受理客戶中間查驗(yàn)時(shí),要認(rèn)真檢查客戶中間查驗(yàn)的相關(guān)資料是否齊全,有隱蔽工程存在的,需要上報(bào);另外,營(yíng)業(yè)窗口要對(duì)隱蔽工程相關(guān)資料進(jìn)行查驗(yàn),主要查驗(yàn)其上報(bào)材料是否符合規(guī)定,不符合規(guī)定的要做退回處理,并嚴(yán)禁施工;如果齊全,營(yíng)業(yè)窗口將中間查驗(yàn)相關(guān)資料通過系統(tǒng)送到審圖技術(shù)人員處。審圖技術(shù)人員依據(jù)工程性質(zhì)和工程要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn),并記錄有關(guān)查驗(yàn)結(jié)果。查驗(yàn)合格的,該業(yè)擴(kuò)單繼續(xù)流程;不合格的,用電戶將整改到查驗(yàn)合格為止,才能繼續(xù)下一業(yè)擴(kuò)流程。
(5)竣工報(bào)驗(yàn)營(yíng)業(yè)窗口受理客戶的相關(guān)竣工資料,并檢查是否齊全。
如果資料符合要求,營(yíng)業(yè)窗口工作人員會(huì)將用電戶竣工報(bào)驗(yàn)資料傳送給驗(yàn)收工作人員進(jìn)行驗(yàn)收。
(6)竣工驗(yàn)收。
驗(yàn)收工作人員根據(jù)用電戶的工程竣工報(bào)告,打印出工程驗(yàn)收意見書,并到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)收,記錄相關(guān)驗(yàn)收數(shù)據(jù),確定工程是否合格。
(7)資料歸檔。
竣工驗(yàn)收合格,供電局才能進(jìn)行合同的簽訂,不合格的,要監(jiān)督其至完善方可。竣工驗(yàn)收之后是安裝接表流程,最后就是資料歸檔。
5結(jié)語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的功能極大地提高。由于以太網(wǎng)的前景普遍被看好,各大數(shù)控生產(chǎn)商紛紛推出了具有以太網(wǎng)功能的數(shù)控系統(tǒng)。在DNC(DistributedNumericalControl)領(lǐng)域也出現(xiàn)了一種新型的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)型式――基于以太網(wǎng)絡(luò)的DNC。以太網(wǎng)聯(lián)接是指將具有以太網(wǎng)功能的加工中心等數(shù)控機(jī)床以以太網(wǎng)的方式組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)單臺(tái)微機(jī)對(duì)多臺(tái)CNC的集中控制,其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成結(jié)構(gòu)如圖1所示。在這種方式下,DNC軟件開發(fā)商通常要根據(jù)數(shù)控生產(chǎn)商提供的開發(fā)軟件包進(jìn)行二次開發(fā),具體針對(duì)不同的數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)出各自的通訊接口軟件。本文介紹的基于以太網(wǎng)的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)JCSDNC(Ethernet)是針對(duì)FANUC系統(tǒng)開發(fā)的,適用于配有FANUC0iB/15i/16i/18i/21i,PowerMatei-D/H系統(tǒng)的機(jī)床組網(wǎng)。
構(gòu)建以太網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的要求
機(jī)床以太網(wǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)控系統(tǒng)在硬件上具有以太網(wǎng)功能,即具有以太網(wǎng)卡或快速以太網(wǎng)卡,在“軟件”方面則要求CNC具有內(nèi)置的以太網(wǎng)函數(shù)。其內(nèi)部通訊處理機(jī)制如圖2所示。對(duì)于內(nèi)置以太網(wǎng)卡,通訊過程的處理是通過CNC的CPU。這就意味著CNC的運(yùn)行條件會(huì)影響內(nèi)置以太網(wǎng)卡的通訊,相應(yīng)地,內(nèi)置以太網(wǎng)卡的通訊狀況也會(huì)影響CNC的處理過程。
內(nèi)置以太網(wǎng)函數(shù)的處理優(yōu)先級(jí)低于如下操作:自動(dòng)循環(huán)或手動(dòng)方式下每個(gè)主軸的運(yùn)動(dòng)控制。因此,在自動(dòng)運(yùn)行期間,通訊速度將會(huì)降低。另一方面,由于內(nèi)置以太網(wǎng)函數(shù)的優(yōu)先級(jí)高于CNC的屏幕顯示操作、C語(yǔ)言執(zhí)行器(除高級(jí)任務(wù))、宏命令執(zhí)行器(除執(zhí)行宏)。在執(zhí)行內(nèi)置以太網(wǎng)的通訊時(shí),這些操作將會(huì)被延時(shí)處理。
由以太網(wǎng)方式聯(lián)接的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度明顯地較串口高,每秒傳輸速率可以達(dá)到10M、100M。并且,由于加工中心的CNC系統(tǒng)內(nèi)置了一些函數(shù)接口,使以太網(wǎng)聯(lián)接可以實(shí)現(xiàn)控制計(jì)算機(jī)和數(shù)控系統(tǒng)的直接通訊。也就是說,在這種方式下不但可以實(shí)現(xiàn)通訊數(shù)據(jù)的快速傳輸,而且可以在主控計(jì)算機(jī)端自動(dòng)獲得完全的設(shè)備信息、生產(chǎn)信息、遠(yuǎn)程控制加工中心,為自動(dòng)化生產(chǎn)創(chuàng)造更完備的條件。
數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)要更好的適應(yīng)生產(chǎn)的需要,在傳統(tǒng)DNC軟件的功能基礎(chǔ)上還需具備四個(gè)功能模塊:NC程序管理模塊、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊以及基于Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問的數(shù)據(jù)通信部分。
功能模塊
NC程序管理模塊
NC程序作為加工過程中重要資源之一,對(duì)其進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)化管理已經(jīng)成為DNC軟件不可缺少的一部分。NC程序的管理根據(jù)管理目標(biāo)對(duì)象,分為對(duì)程序進(jìn)行生命周期內(nèi)的管理和NC程序內(nèi)部信息管理。
在本模塊中對(duì)NC程序的整個(gè)生命周期進(jìn)行了嚴(yán)格的管理,從NC程序的生成到消亡都提供一套嚴(yán)格的管理手段。在不同時(shí)期,對(duì)NC程序的狀態(tài)可設(shè)置為編輯、審核、定型三種,其工作過程如圖3所示。程序的最初狀態(tài)是可以自由編輯的,經(jīng)過審核後可以開始進(jìn)行試加工。而程序一旦經(jīng)試切驗(yàn)證完成后就到達(dá)定型狀態(tài),不能再進(jìn)行編輯,直至消亡。
對(duì)NC程序的內(nèi)部屬性進(jìn)行管理主要包括程序號(hào)、程序注釋、零件圖號(hào)、所加工的零件號(hào)、加工工序號(hào)、加工范圍、機(jī)床、用戶信息等進(jìn)行管理。在本系統(tǒng)中可對(duì)程序根據(jù)圖號(hào)、零件名稱、工序、機(jī)床等進(jìn)行多種條件的復(fù)合查尋,同時(shí)對(duì)加工程序編輯歷程、所用刀具清單、工藝卡片等進(jìn)行管理。
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。通過五類線或超五類線與具有以太網(wǎng)功能的數(shù)控機(jī)床直接聯(lián)接,可以實(shí)現(xiàn)控制、監(jiān)測(cè)和對(duì)數(shù)控機(jī)床的診斷。此外,目前市場(chǎng)上有一些軟件生產(chǎn)商把只具有串口通訊功能的加工中心以以太網(wǎng)方式甚至是無(wú)線方式聯(lián)接。這兩種方式在本質(zhì)上是區(qū)別于以太網(wǎng)聯(lián)接的,它們只是通過轉(zhuǎn)接口變換了聯(lián)接方式,將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成以太網(wǎng)方式傳輸,其通訊的瓶頸依然存在于串口通訊。但這種做法可以克服工廠施工條件惡劣、布線不便等問題。
本模塊與CNC進(jìn)行通訊,可以實(shí)時(shí)采集數(shù)控機(jī)床的加工狀態(tài)、聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)、刀具信息、操作履歷,以及對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理。并且通過一定的權(quán)限確認(rèn),可以在線修改各種設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)底層設(shè)備的完全監(jiān)控。通過對(duì)采集到的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,可以及時(shí)獲取加工業(yè)績(jī)、機(jī)床利用率等生產(chǎn)管理所需要的數(shù)據(jù),如圖4所示。
遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊
遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),提供廣域范圍內(nèi)共享資源的平臺(tái),并為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控、故障診斷提供支持。用戶可以隨時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)查詢?cè)O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的工況,對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控,如圖5所示。甚至可以將機(jī)床的梯形圖傳送至遠(yuǎn)程的控制主機(jī),用梯形圖實(shí)施機(jī)床故障的遠(yuǎn)程診斷。為保證生產(chǎn)的安全性,梯形圖必須用密碼保護(hù),以防無(wú)關(guān)人員修改。
基于Internet的數(shù)據(jù)通訊模塊
由于生產(chǎn)狀況的千變?nèi)f化,生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)很多隨機(jī)的情況,因此不同地點(diǎn)、不同部門的專業(yè)人員要對(duì)同一設(shè)備進(jìn)行工作,就需要有一個(gè)自由交流的平臺(tái),通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交互、經(jīng)驗(yàn)交流,最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。本模塊在基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上,為客戶提供了文字交流的平臺(tái),如圖6所示。
FANUC系統(tǒng)的以太網(wǎng)功能是通過以太網(wǎng)卡或FANUC快速以太網(wǎng)卡遵循TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)控制軟件要與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行正常通訊,需進(jìn)行以下設(shè)置:
設(shè)置控制計(jì)算機(jī)側(cè)的TCP/IP協(xié)議;
設(shè)置CNC側(cè)的以太網(wǎng)卡和內(nèi)置以太網(wǎng)函數(shù);
物理連接個(gè)人計(jì)算機(jī)和CNC。
JCSDNC(Ethernet)的應(yīng)用
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革,各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資,對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā),提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù),它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體,具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn),對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前,數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革,由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上,數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化;在智能化基礎(chǔ)上,綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù),數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理;在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上,CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體,機(jī)床聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu),CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定,加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié),整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù),無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整,更無(wú)法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量,因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見,傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu),限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展,已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程,因此,對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。
2數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
2.1性能發(fā)展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng),同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施,機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含兩方面:數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性,數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),功能覆蓋面大,可裁剪性強(qiáng),便于滿足不同用戶的需求;群控系統(tǒng)的柔性,同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求,使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
(3)工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工,正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后,通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施,完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸,西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。
(4)實(shí)時(shí)智能化早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境,其作用是如何調(diào)度任務(wù),以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天,實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合,人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展,而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展,由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展:自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能,在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高,從而達(dá)到最佳控制的目的。
2.2功能發(fā)展方向
(1)用戶界面圖形化用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同,因而開發(fā)用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用,人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作,便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。
(2)科學(xué)計(jì)算可視化科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù),使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá),而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域,如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等,這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,可視化技術(shù)可用于CAD/CAM,如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?/p>
(4)內(nèi)裝高性能PLC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊,可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程,具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改,從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。
(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體,使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化,在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。
2.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片,可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù),可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示,成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù),是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù),將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格,改進(jìn)性能,減小組件尺寸,提高系統(tǒng)的可靠性。
(2)模塊化硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求,將基本模塊,如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊,作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品,通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減,構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
(3)網(wǎng)絡(luò)化機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng),可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行,不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。
(4)通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu),便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí),可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程,包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素,因此,要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化,必須采用多變量的閉環(huán)控制,在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式,易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體,構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系,從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
3智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)