機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的畢業(yè)論文(存儲(chǔ)版)
【正文】 技術(shù)的發(fā)展多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制也越來(lái)普遍控制方式分類1開環(huán)控制系統(tǒng)它是指沒有位置檢測(cè)反饋裝置的控制方式特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格低廉但難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的快速控制廣泛應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)低扭矩高精度速度中等的小型設(shè)備德驅(qū)動(dòng)控制中特別在微電子生產(chǎn)設(shè)備中2半閉環(huán)控制系統(tǒng)它是指在電動(dòng)機(jī)軸或絲桿的端部裝有角位移角速度檢測(cè)裝置通過(guò)位置檢測(cè)反饋裝置反饋給數(shù)控裝置的比較器與輸入指令比較用差值控制運(yùn)動(dòng)部件特點(diǎn)是調(diào)試方便良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)緊湊但在機(jī)械傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)法得校正或消除目前采用滾珠絲扛螺母機(jī)構(gòu)有很好的精度和精度保持性和采取看可靠的消除反向運(yùn)動(dòng)間隙的機(jī)構(gòu)可以滿足大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床用戶因此被廣泛的采用且成為首選的控制方式3閉環(huán)控制系統(tǒng)是在機(jī)床最終的運(yùn)動(dòng)部件的相應(yīng)位置安裝直線或回轉(zhuǎn)式檢測(cè)裝置將直接測(cè)量到的位移或角位移反饋到數(shù)控裝置的比較器中與輸入指令位移量比較用差值控制運(yùn)動(dòng)部件優(yōu)點(diǎn)是將機(jī)械傳動(dòng)鏈的全部環(huán)節(jié)都包含在閉環(huán)內(nèi)精度取決于檢測(cè)裝置的精度超過(guò)半閉環(huán)系統(tǒng)缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴對(duì)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)鏈要求嚴(yán)格不然會(huì)引起振蕩降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性加工水平分類一般把數(shù)控機(jī)床分為精密型普通型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床水平的高低一般取決于以下幾個(gè)參數(shù)和功能 1中央處理單元經(jīng)濟(jì)型數(shù)控8位CPU精密和普通型有16位發(fā)展到32或64位且采用精簡(jiǎn)指令集的CPU2分辨率和進(jìn)給速度經(jīng)濟(jì)型數(shù)控分別率10μm進(jìn)給速度815mmin普通型數(shù)控分別率1μm進(jìn)給速度1524mmin精密型數(shù)控分別率01μm進(jìn)給速度24100mmin 3多軸聯(lián)動(dòng)功能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控23軸聯(lián)動(dòng)普通與精密型數(shù)控35軸聯(lián)動(dòng)甚至更多 4顯示功能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控只有簡(jiǎn)單的數(shù)碼顯示或簡(jiǎn)單的CRT字符顯示普通型則有較為齊全的CRT顯示還有圖形人及對(duì)話自診等功能精密型則還有三維圖形顯示 5通信功能經(jīng)濟(jì)型無(wú)通信功能普通型有RS232或DNC等接口精密型有MAP等高性能通信接口除以上四種分類外目前還有用數(shù)控裝置的構(gòu)成方式來(lái)分類分硬件和軟件數(shù)控控制坐標(biāo)軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)咒術(shù)方式分位三軸二聯(lián)動(dòng)和四軸四聯(lián)動(dòng)等13數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床最早誕生于美國(guó)1948年美國(guó)帕森斯公司在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢查用樣板的機(jī)床時(shí)提出了數(shù)控機(jī)床的設(shè)想后受美國(guó)空軍委托與麻省理工學(xué)院合作于1952年試制了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床其數(shù)控系統(tǒng)采用電子管1960年開始德國(guó)日本中國(guó)等都陸續(xù)地開發(fā)生產(chǎn)及使用數(shù)控機(jī)床中國(guó)于1968年由北京第一機(jī)床廠研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床1974年微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)一步促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和飛速發(fā)展由于微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)一直在不斷更新到目前為止已經(jīng)歷過(guò)以下幾代變化第一代數(shù)控19521959年采用電子管構(gòu)成的硬件數(shù)控系統(tǒng) 第二代數(shù)控19591965年采用晶體管電路為主的硬件數(shù)控系統(tǒng)第三代數(shù)控1965年開始采用小中規(guī)模集成電路的硬件數(shù)控系統(tǒng)第四代數(shù)控1970年開始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五代數(shù)控1974年開始采用微型計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控系統(tǒng)第六代數(shù)控1990年開始采用工控PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)前三代為第一階段數(shù)控系統(tǒng)主要是由硬件聯(lián)結(jié)構(gòu)成稱為硬件數(shù)控后三代稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控其功能主要由軟件完成 近20年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求目前數(shù)控技術(shù)主要朝以下方向發(fā)展1向高速度高精度方向發(fā)展速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力在加工精度方面近10年來(lái)普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm精密級(jí)加工中心則從35μm提高到115μm并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)0001μm加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副靜壓導(dǎo)軌直線滾動(dòng)導(dǎo)軌磁浮導(dǎo)軌等部件提高了CNC系統(tǒng)的控制精度應(yīng)用了高分辨率位置檢測(cè)裝置而且也在于使用了各種誤差補(bǔ)償技術(shù)如絲杠螺距誤差補(bǔ)償?shù)毒哒`差補(bǔ)償熱變形誤差補(bǔ)償空間誤差綜合補(bǔ)償?shù)仍诩庸に俣确矫娓咚偌庸ぴ从?0世紀(jì)90年代初以電主軸和直線電機(jī)的應(yīng)用為特征使主軸轉(zhuǎn)速大大提高進(jìn)給速度達(dá)60m／min以上進(jìn)給加速度和減速度達(dá)到12g以上主軸轉(zhuǎn)速達(dá)100000rmin以上高速進(jìn)給要求數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算速度快采樣周期短還要求數(shù)控系統(tǒng)具有足夠的超前路徑加減速優(yōu)化預(yù)處理能力前瞻處理有些系統(tǒng)可提前處理5000個(gè)程序段為保證加工速度高檔數(shù)控系統(tǒng)可在每秒內(nèi)進(jìn)行200010000次進(jìn)給速度的改變2向柔性化功能集成化方向發(fā)展數(shù)控機(jī)床在提高單機(jī)柔性化的同時(shí)朝單元柔性化和系統(tǒng)化方向發(fā)展如出現(xiàn)了數(shù)控多軸加工中心換刀換箱式加工中心等具有柔性的高效加工設(shè)備出現(xiàn)了由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床組成底層加工設(shè)備的柔性制造單元Flexible Manufacturing CellFMC柔性制造系統(tǒng)Flexible Manufacturing SystemFMS柔性加工線Flexible Manufacturing LineFML在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置等已成為基本裝置隨著數(shù)控機(jī)床向柔性化方向的發(fā)展功能集成化更多地體現(xiàn)在工件自動(dòng)裝卸工件自動(dòng)定位刀具自動(dòng)對(duì)刀工件自動(dòng)測(cè)量與補(bǔ)償集鉆車鏜銑磨為一體的萬(wàn)能加工和集裝卸加工測(cè)量為一體的完整加工等3向智能化方向發(fā)展隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷滲透和發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展在新一代的數(shù)控系統(tǒng)中由于采用進(jìn)化計(jì)算Evolutionary Computation模糊系統(tǒng)Fuzzy System和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Neural Network等控制機(jī)理性能大大提高具有加工過(guò)程的自適應(yīng)控制負(fù)載自動(dòng)識(shí)別工藝參數(shù)自生成運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償智能診斷智能監(jiān)控等功能1引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù) 由于在實(shí)際加工過(guò)程中影響加工精度因素較多如工件余量不均勻材料硬度不均勻刀具磨損工件變形機(jī)床熱變形等這些因素事
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