【正文】 較，發(fā)出糾正信號(hào)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)達(dá)到預(yù)定位置和狀態(tài)。主要用于生產(chǎn)線上裝卸、裝配以及噴漆、噴沙、焊接等惡劣勞動(dòng)環(huán)境下的工作，甚至在人類無法進(jìn)入的環(huán)境工作，如深水作業(yè)、放射性物資、太空作業(yè)等。 3/9/2023 25 （ 1）數(shù)控電火花成形機(jī)床 工件固定在工作臺(tái)上，工具電極固定在主軸頭上。 CNC系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) 3～ 5個(gè)坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)。 CNC系統(tǒng) 適應(yīng)控制器 加工過程 數(shù)控機(jī)床 3/9/2023 22 直接數(shù)控系統(tǒng)（ Direct Numerical Control， DND） ? 又稱為群控系統(tǒng)，將幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床的數(shù)據(jù)用一臺(tái)計(jì)算機(jī)集中管理，加工數(shù)據(jù)也可由該機(jī)計(jì)算后輸入各數(shù)控機(jī)床。 連續(xù)控制系統(tǒng)必須精確控制兩個(gè)以上坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，一般最小設(shè)定單位為 1μm。多用于孔加工的數(shù)控機(jī)床。 數(shù)字控制系統(tǒng) 3/9/2023 15 1)開環(huán)控制系統(tǒng) (Open Loop Control System) 開環(huán)控制系統(tǒng)多采用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元接收到一個(gè)脈沖相應(yīng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，稱為步距角，通過機(jī)床傳動(dòng)部件，使工作臺(tái)相應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)位移量。 （ 4）位置反饋系統(tǒng)：將機(jī)床運(yùn)動(dòng)的實(shí)際位置，通過傳感器將角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，反饋給 CNC，與指令位置進(jìn)行比較，由 CNC糾正產(chǎn)生的誤差。如 U盤硬盤、加工程序清單等。 CNC可由軟件靈活改變系統(tǒng)功能。 ? 具有較高的生產(chǎn)率，是普通機(jī)床的 2～ 3倍。我校數(shù)學(xué)系與校儀器廠在 1970年研制出晶體管的數(shù)控線切割機(jī)， 73年為龍巖風(fēng)動(dòng)廠研制出小規(guī)模集成電路數(shù)控銑床。實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理，隨著DNC數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已成為無人控制工廠的基本組成單元。 1974年微處理器開始用于機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中，從此CNC(計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) )軟線數(shù)控技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展得以快速發(fā)展。前 3代采用專用的控制計(jì)算機(jī)硬邏輯數(shù)控系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱 NC（ numerical control）。如機(jī)器人、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、數(shù)控雕刻機(jī)、數(shù)控繪圖機(jī)、電火花加工機(jī)床等。 ? 數(shù)控技術(shù)雖不附屬數(shù)控機(jī)床，但卻是伴隨數(shù)控機(jī)床發(fā)展起來的。第四代以后采用通用計(jì)算機(jī)，數(shù)控功能由軟件實(shí)現(xiàn)，提高了系統(tǒng)的功能特色與可靠性，稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控 CNC（ puter numerical control）。 1976年美國(guó) Lockhead公司開始使用圖像編程。 3/9/2023 7 20世紀(jì) 90年代，出現(xiàn)了包括市場(chǎng)預(yù)測(cè)、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造和銷售等全過程均由計(jì)算機(jī)集成管理和控制的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS。 改革開放以來，通過技術(shù)引進(jìn)、科學(xué)攻關(guān)和技術(shù)改造，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)有了較大的進(jìn)步，逐步形成產(chǎn)業(yè)。 ? 增加設(shè)備的柔性，適應(yīng)不同品種、規(guī)格、批量的工件的加工。 （ 2）功能強(qiáng)：可利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及外圍設(shè)備，增強(qiáng)系統(tǒng)功能。通過輸入裝置讀入 CNC。 （ 5）機(jī)床：包括主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、輔助部分（液壓、氣動(dòng)、冷卻、潤(rùn)滑部分等），刀庫、自動(dòng)換刀裝置，自動(dòng)托盤交換裝置等。 開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋裝置，不能消除步進(jìn)電機(jī)失步產(chǎn)生的誤差。 ? 連續(xù)控制系統(tǒng)，又稱為輪廓控制系統(tǒng)。所以連續(xù)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的速度要高。 ? 其特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)分配數(shù)據(jù)，便于實(shí)現(xiàn)車間的監(jiān)控和管理。 銑削加工中心：在車床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在數(shù)控系統(tǒng)伺服控制下，使工具電極與工件保持可持續(xù)火花放電的間隙。 ? 工業(yè)機(jī)器人中由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)力部分和控制部分組成。 ? 感覺系統(tǒng)：賦予機(jī)器人五官功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)工作的自動(dòng)識(shí)別和適應(yīng)操作。把握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)具有重要意義。 高精度化一直是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展追求的目標(biāo)。 (加工精度達(dá) μm) 3/9/2023 35 復(fù)合化 在一臺(tái)數(shù)控設(shè)備上完成多工序切削加工（如車、銑、鏜、鉆等）的加工中心，替代多臺(tái)機(jī)床加工，減少工件的裝卸、搬運(yùn)時(shí)間，減少半成品庫存量，又能提高形位精度。 以模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫為基礎(chǔ)的決策系統(tǒng)為新一代數(shù)控設(shè)備智能化提供了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，智能化正成為數(shù)控設(shè)備研究和發(fā)展的方向。 開放式體系結(jié)構(gòu) 新一代數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)向開放式系統(tǒng)方向發(fā)展，國(guó)際上主要數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)廠商都瞄準(zhǔn) PC機(jī)所具有的開放性、可靠性、低成本、軟硬件資源豐富等特點(diǎn)，自 80年代末以來競(jìng)相開發(fā)基于 PC機(jī)的 CNC系統(tǒng)，并提出開放式 CNC體系結(jié)構(gòu)的概念。 現(xiàn)代 DNC系統(tǒng)中，各臺(tái)數(shù)控機(jī)床的 CNC與中央計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制管理。主要有： 托盤搬運(yùn)式：一般以鏜銑加工中心為主構(gòu)成，采用工件交換工作臺(tái)、工件托盤及托盤交換裝置構(gòu)成自動(dòng)交換工件的裝置。由物料運(yùn)輸系統(tǒng)將所有設(shè)備連接，可進(jìn)行無固定加工工序的隨機(jī)自動(dòng)加工，計(jì)算機(jī)進(jìn)行物料的自動(dòng)控制。 加工刀具必須標(biāo)準(zhǔn)化、系列化以及具有較長(zhǎng)壽命的刀具以減少刀具數(shù)量和換刀次數(shù)。 光電引導(dǎo)原理：在地面鋪設(shè)不銹鋼帶、畫白漆等反光帶，利用反光使小車上的光敏管產(chǎn)生信號(hào)，從而引導(dǎo)小車沿反光帶運(yùn)動(dòng)。計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)。 目前 CIMS技術(shù)還處于發(fā)展階段，美國(guó)把它作為 21世紀(jì)的科技方向，歐共體將它列為信息技術(shù)研究的三大項(xiàng)目之一，我國(guó)制定的“ 863”計(jì)劃將 CIMS定為自動(dòng)化研究的主題之一。需要有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的 CAD/CAM系統(tǒng)；生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)控制的 CAP/CAC系統(tǒng)；工廠的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)裝配與測(cè)試，材料的自動(dòng)運(yùn)輸與處理。 我國(guó)學(xué)者認(rèn)為 CIMS更應(yīng)強(qiáng)調(diào)人、經(jīng)營(yíng)、技術(shù)三者的集成。 2）系統(tǒng)包括制造工廠全部生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。涉及加工制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，以及系統(tǒng)與設(shè)備間的信息管理和物流管理。 3/9/2023 47 （ 3）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ puter integrated manufacturing system,CIMS） CIMS的概念由美國(guó) Harrigton博士 1973年提出，1993年美國(guó)機(jī)械制造工程師學(xué)會(huì)、計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化專業(yè)學(xué)會(huì)發(fā)表 CIMS的結(jié)構(gòu)模型。 FMS的存儲(chǔ)系統(tǒng)多采用立體倉庫并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。配有管理信息系統(tǒng) MIS，提供系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告和生產(chǎn)控制計(jì)劃等。 機(jī)器人搬運(yùn)式：以車削和磨削加工中心為主構(gòu)成，使用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行工件交換。具有計(jì)算機(jī)集中處理和分級(jí)控制的能力。 3/9/2023 39 目前工業(yè)級(jí)的 PC機(jī)已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并逐漸成為主流，其技術(shù)上的成熟使其可靠性大大超過以往的 CNC硬件。目前，在進(jìn)一步提高單機(jī)柔性自動(dòng)化加工的同時(shí)，正努力向單元柔性和系統(tǒng)柔性化發(fā)展。 具體是指系統(tǒng)應(yīng)在局部或全部實(shí)現(xiàn)加工過程的自適應(yīng)、自診斷和自調(diào)整，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。 提高機(jī)床的加工精度，一般是通過減少數(shù)控系統(tǒng)誤差，采用補(bǔ)償技術(shù)來達(dá)到。 高速化與高精度化 受高生產(chǎn)率的驅(qū)使，高速化已是現(xiàn)代