【正文】 ti時(shí)間內(nèi)移動(dòng)量，就可以實(shí)現(xiàn)曲線輪廓零件的加工。只要有可能，可先不要過多地去考慮生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)上是否合理，都應(yīng)把對(duì)其進(jìn)行數(shù)控加工作為優(yōu)選方案。因?yàn)樗苯雨P(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 74現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展動(dòng)向加工高精化： 提高機(jī)械設(shè)備的制造和裝配精度；提高數(shù)控系統(tǒng)的控制精度；采用誤差補(bǔ)償技術(shù)。第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展動(dòng)向第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 77現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展動(dòng)向n 功能復(fù)合化 復(fù)合化是指在一臺(tái)設(shè)備能實(shí)現(xiàn)多種工藝手段加工的方法。n 國內(nèi)清華在加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇及 CAPP方面的研究也取得了一些成果。這種驅(qū)動(dòng)裝置能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)及負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并自動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 95現(xiàn)代數(shù)控技術(shù) 鑒于并聯(lián)機(jī)床具有許多傳統(tǒng)機(jī)床所無法比擬的卓越性能，它作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機(jī)床技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。n 數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）培訓(xùn)與教學(xué)（網(wǎng)絡(luò)數(shù)控）n 數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)（數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)、電子商務(wù)等）。* 89現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展動(dòng)向n 開放式數(shù)控裝置的概念結(jié)構(gòu)硬件配置單元軟件配置單元標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)硬件數(shù)控系統(tǒng)基本硬件數(shù)控功能應(yīng)用程序DOS(WINDOWS)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng) RTM應(yīng)用程序接口NC構(gòu)件庫* 90現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展動(dòng)向n 國內(nèi)外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究進(jìn)展n 美國： NGC(The Next Generation Workstation/Machine Controller)和 OMAC(Open Modular Architecture Controller)計(jì)劃n 歐共體： OSACA（ Open System Architecture for Control within Automation Systems)計(jì)劃n 日本： OSEC(Open System Environment for Controller)計(jì)劃n 華中 I型 ——基于 IPC的 CNC開放體系結(jié)構(gòu)n 航天 I型 CNC系統(tǒng) ——基于 PC的多機(jī) CNC開放體系結(jié)構(gòu)* 91現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展動(dòng)向n 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化n 并聯(lián)加工中心 （又稱6條腿數(shù)控機(jī)床、虛軸機(jī)床）是數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上取得的重大突破。n 智能化自修復(fù)技術(shù)還在研究之中。* 82現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展動(dòng)向n 目前已開發(fā)出帶自學(xué)習(xí)功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電火花加工專家系統(tǒng)。 ?m。n 主軸轉(zhuǎn)速的最高加（減）速為 ， 即僅需 從 0提速到 15000r/min。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 69現(xiàn)代數(shù)控技術(shù) 根據(jù)上述數(shù)控加工的適應(yīng)性，我們就可以根據(jù)所擁有的數(shù)控機(jī)床來選擇加工對(duì)象，或根據(jù)零件類型來考慮哪些應(yīng)該先安排數(shù)控加工，或從技術(shù)改造角度考慮，是否要投資添置數(shù)控機(jī)床。數(shù)控加工雖有上 述各種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在某些方面也存在不足之處：n 單位加工成本較高 。XLY△ Li△ Xi△ YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖* 58現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 插補(bǔ)運(yùn)算n 將 ⊿ Li分解為 X 軸及 Y 軸移動(dòng)分量 ?Xi和 ?Yi（在 ?ti時(shí)間內(nèi)），要求滿足： 且有： Fx = ?Xi / ?ti Fy = ?Yi / ?tin ⊿ Li 的斜率和 F 的分量 Fx、 Fy以及比值 Fx /Fy都在不斷變化。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 53現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第三節(jié) 數(shù)控加工原理n 插補(bǔ)計(jì)算n 本模塊以系統(tǒng)規(guī)定的插補(bǔ)周期 △ t定時(shí)運(yùn)行，它將由各種線形（直線，園弧等）組成的零件輪廓，按程序給定的進(jìn)給速度 F， 實(shí)時(shí)計(jì)算出各個(gè)進(jìn)給軸在 △ t內(nèi)位移指令（ △ X △ Y …）， 并送給進(jìn)給伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成形運(yùn)動(dòng)。具有很高的位置控制精度。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 43現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類n 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)n 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置 (常用伺服電機(jī) )或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測，不是直接檢測運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 37現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類圖 15 2軸控制，同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)* 38現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類n 按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分，n 2軸聯(lián)動(dòng)（平面曲線）n 3軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面，球頭刀）n 4軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）n 5軸聯(lián)動(dòng)及 6軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面） 。n 其它類型： 數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、機(jī)器人等。以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。交互的信息通常是零件加工程序。它數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。n 1988年：采用高性能 32位機(jī)為主機(jī)的主從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。n 第二代： 1959年 NC系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板。 第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 3現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一章 數(shù)控機(jī)床概述n 數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力： 市場競爭日趨激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，大批量產(chǎn)品越來越少，小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的比重越來越大，迫切需要一種精度高、柔性好加工設(shè)備來滿足上述需求。但它也存在固有的缺點(diǎn)：n 初始投資大；n 準(zhǔn)備周期長；n 柔性差。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 5現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一章 數(shù)控機(jī)床概述n 第一代： 1955年 NC系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大。n 1986年：數(shù)字伺服控制誕生，大慣量的交直流電機(jī)進(jìn)入實(shí)用階段。第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 11現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)數(shù)控機(jī)床與數(shù)控系統(tǒng)n 數(shù)控機(jī)床（ Numerical Control Machine Tools） 是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。n 輸入、輸出設(shè)備 是 CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行交互裝置。 CNC裝置是 CNC系統(tǒng)的核心第一章 數(shù)控機(jī)床概述* 18現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第一節(jié) 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床n 伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和測量裝置n 伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置n 主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸電機(jī)n 進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給電機(jī)n 測量裝置 n 位置和速度測量裝置。n 特種加工類： 數(shù)控線切割機(jī)、電火花加工機(jī)、 激光加工機(jī) 等?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。一般用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。位置控制調(diào)節(jié)器 速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測與反饋單元位置控制單元 速度控制單元++ 電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋* 46現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類n 從理論上講，可以消除整個(gè)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動(dòng)量。刀補(bǔ)處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的程序。n 當(dāng) F為常數(shù)時(shí)，而 ⊿ t對(duì)數(shù)控系統(tǒng)而言恒為常數(shù)，則⊿ Li的長度也為常數(shù) ⊿ L，只是其斜率與其在 L上的位置有