【正文】 與換向、刀具更換、冷卻潤滑啟停、工件夾緊與松開、工作臺分度等開關(guān)量的控制。 CNC系統(tǒng)的主要工作過程 4. 插補(bǔ)計算 一個程序段的加工控制信息預(yù)處理完畢后進(jìn)行插補(bǔ)處理。位置調(diào)節(jié)器將兩者進(jìn)行比較，經(jīng)過調(diào)節(jié)，輸出相應(yīng)的位置和速度控制信號，控制各軸伺服系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動。 單 CPU結(jié)構(gòu) :通過總線使 CPU與存儲器和各種接口相連， 集中控制、分時處理 工作方式。 典型的產(chǎn)品包括 :西門子 840DSL，海德漢 TNC620 國內(nèi) : 大連光洋的 GDS09， GNC60， GNC61， 華中數(shù)控的華中 8型等產(chǎn)品。 （ 4）診斷程序 診斷程序的功能是在程序運(yùn)行中及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障，并指出故障的類型。 組成： 位置控制單元、速度控制單元、伺服電機(jī) 、檢測 反饋單元 4部分組成。 交流伺服驅(qū)動器： 模擬式 :工作 速度快，系統(tǒng)頻率寬，體積大 、器件 多 、不易調(diào)試； 數(shù)字式 :控制 方式改變僅需改變軟件，柔性好 ，結(jié) 構(gòu) 緊湊，重復(fù)性好。 高速主軸單元 (電主軸，轉(zhuǎn)速 15000－ 100000r/min。 機(jī)床數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 數(shù)控系統(tǒng)功能方面 ?用戶界面 圖形化 :方便用戶 ，便于編程和圖形模擬； ?科學(xué)計算 可視化 :可視化 技術(shù)可用于自動編程、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補(bǔ)償和管理、加工過程仿真演示； ?插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化 插補(bǔ)：直線、圓弧、橢圓、螺紋、 NURBS、多項式插補(bǔ)； 補(bǔ)償：反向間隙、垂直度、螺距、溫度補(bǔ)償?shù)龋? ?內(nèi)置高性能 PLC 可用梯形圖或高級語言編程，具有在線調(diào)試和在線幫助功能； ?多媒體技術(shù)應(yīng)用 在實時監(jiān)控和故障診斷、生產(chǎn)過程監(jiān)測方面有重大應(yīng)用價值。 機(jī)器人的定義 ◆ 1967年日本召開的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會議上，就提出了兩個有代表性的定義： ◆ 1987年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義： “工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。 ? 位置檢測裝置 檢測運(yùn)動位置和工作狀態(tài) 。 ?智能機(jī)器人 :具有 視覺、聽覺、觸覺功能，通過比較和識別 ,作出決策和規(guī)劃，完成預(yù)定的動作。 ?工作空間 :機(jī)器人 進(jìn)行工作的空間范圍。 機(jī)器人的工作空間 a)圓柱坐標(biāo)機(jī)器人 b)球坐標(biāo)機(jī)器人 c)關(guān)節(jié)機(jī)器人 工業(yè)機(jī)器人的控制技術(shù) 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成框圖 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類 ?按控制回路： 開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng) ?按控制硬件： 機(jī)械控制、液壓控制、順序控制和計算機(jī)控制 ?按自動化程度： 順序控制、程序控制、自適應(yīng)控制、智能控制 ?按編程方式： 物理設(shè)置編程 由設(shè)置固定限位開關(guān)，實現(xiàn)啟動 /停機(jī)操作 示教編程 示教完成操作信息記憶，然后再現(xiàn)示教過程 離線編程 通過機(jī)器人語言進(jìn)行編程控制 ?按控制軌跡 ： 點位控制 不要求末端操作速度和運(yùn)動軌跡，僅要求各 坐標(biāo) 精確 控制 輪廓控制 沒有插補(bǔ)器，按離散點坐標(biāo)及速度完成輪廓控制 工業(yè)機(jī)器人的位置伺服控制 位置伺服控制類型： 關(guān)節(jié)伺服控制 以每個關(guān)節(jié)作為單輸入 /單輸出系統(tǒng)； 坐標(biāo)伺服控制 以手臂末端位置矢量作為控制目標(biāo)值。 輪廓控制示教 ：握住示教臂，以要求速度通過所給路線。 ?對象級語言 有與動作語言類似功能，能處理傳感器信息；通信和數(shù)字運(yùn)算功能強(qiáng)，代表性語言有 AML、 AUTOPASS。 70年代 實用化期 計算機(jī)控制機(jī)器人、關(guān)節(jié)型機(jī)器人問世，推出 VAL編程語言、視覺力覺傳感器； 72年 中國 第一臺機(jī)器人誕生； 70年代末全世界擁有 萬臺 以上機(jī)器人；日本成為機(jī)器人王國。 工業(yè)機(jī)器人 的應(yīng)用案例 ◆ 噴漆機(jī)器人 日本 TOKICO公司生產(chǎn)的 RPA 856RP關(guān)節(jié)式噴漆機(jī)器人。主要由搬人機(jī)械部件、機(jī)器主體部件、搬出機(jī)械部件和系統(tǒng)控制等基本部分組成。 奏樂機(jī)器人 —— 2023年 5月 4日，豐田汽車公司的機(jī)器人在陳列室中正在演奏樂器 。 手術(shù)機(jī)器人 第四節(jié) 柔性制造技術(shù) 柔性制造系統(tǒng)基本概念 FMS的加工系統(tǒng) FMS的工件運(yùn)儲系統(tǒng) FMS的刀具運(yùn)儲系統(tǒng) FMS的控制與管理系統(tǒng) FMS定義和 組成 定義： 由兩臺以上加工設(shè)備 、 物料運(yùn)儲和控制系統(tǒng)組成 ， 通過改變軟件程序適應(yīng)多品種 、 中小批量生產(chǎn)自動化制造系統(tǒng) 。 FMS的加工系統(tǒng) 加工系統(tǒng)常用配置形式 ? 棱體類零件 ： 立式、臥式或立臥兩用加工中心； ? 回轉(zhuǎn)體零件 ： 數(shù)控車床或車削加工中心機(jī)床。 臥式加工中心 1主軸頭 2刀庫 3刀庫 4立柱底座 5回轉(zhuǎn)工作臺、 6工作臺底座 車削加工中心 1刀庫 2回轉(zhuǎn)刀架 3換刀機(jī)械手 4上下工件機(jī)器人 5工件存儲站 a)互替式 b)互補(bǔ)式 c)混合式 FMS機(jī)床配置形式 加工系統(tǒng)的輔助裝置 ? 機(jī)床夾具 組合夾具：利用標(biāo)準(zhǔn)化夾具零部件快速拼裝所需夾具； 柔性夾具：一部夾具能為多個加工對象服務(wù)。 傳送帶 ：用于小零件短程傳送 ， 占據(jù)空間大 、 易磨損； 自動運(yùn)輸小車 ：分有軌小車 、 無軌小車； 搬運(yùn)機(jī)器人 ：具有較高柔性和控制水平。 ? 光導(dǎo)小車 采用帶有熒光材料油漆或色帶，通過光電制導(dǎo)，改變線路非常容易，對環(huán)境要求嚴(yán)格。 ? 控制與管理系統(tǒng) 負(fù)責(zé)物料信息的登錄、識別，物料自動存取，倉庫管理。 高架導(dǎo)軌式的換刀機(jī)器人 1縱向?qū)к? 2橫梁 3滑臺 4換刀機(jī)器人 高架導(dǎo)軌式的換刀機(jī)器人 1AGV 2裝載刀架 3機(jī)器人 4機(jī)床刀庫 刀具破損的監(jiān)控 監(jiān)測方法 傳 感 原 理 傳 感 器 直接法 光學(xué)圖像 光發(fā)射 、 折射 、 TV攝像 光敏、激光、光纖、 CCD、攝像管 接觸 電阻 ， 開關(guān)量 ， 磁力線 電阻電路，開關(guān)電路，磁 間隙傳感器 間接法 切削力 切削力 ， 切削分力比例 應(yīng)變片，力傳感器 扭矩 主軸或進(jìn)給系統(tǒng)扭矩 應(yīng)變片，電流表 功率 主軸或進(jìn)給系統(tǒng)功率消耗 功率傳感器 振動 切削過程振動及其變化 加速度計 ， 振動傳感器 超聲波 接受超聲波的反射波 超聲波換能器與接受器 噪聲 切削區(qū)環(huán)境噪聲探測 拾音器 聲發(fā)射 刀具破損時聲發(fā)射信號 聲發(fā)射傳感器 刀具的信息管理 靜態(tài)刀具信息： 固定不變的信息，如刀具類型、編碼、幾何 形狀、結(jié)構(gòu)參數(shù)等。 遞階控制特點： 愈往底層 ， 實時性愈強(qiáng)；愈到上層 ， 處理信息量愈大 ， 實時性要求