【正文】 放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。（論文） 題目 ： 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 1 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（ IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)樾?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主題。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。 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 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)。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?？梢暬夹g(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。 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)?？删幊碳呻娐?FPGA、EPLD、 CPLD 以及專(zhuān)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。通過(guò)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(huà)面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。 確定加工方法 加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求，由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差等要求全面考慮。調(diào)頭加工 Φ 32mm、 R R6 的圓弧、 Φ 60mm 的外輪廓，在切退刀槽， 最后車(chē) M32 的螺紋。所選的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位夾緊簡(jiǎn)單、易操作，敞開(kāi)性好，能夠加工盡可能多的表面。該卡盤(pán)裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 11 夾外形規(guī)則的中、小型工件。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換到時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具 壽命可選的低些，一般取 1530min 對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選的高些，尤其保證刀具可靠性。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車(chē)刀。易于找正并在加工過(guò)程中便于檢查，引起的加工誤差小。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。而有些工廠(chǎng)采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 刀具究竟從什么位置開(kāi)始移動(dòng)到指定的位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開(kāi)始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)與工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱(chēng)程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床上所選用的道具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒質(zhì)硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。 3） 用卡盤(pán)和頂尖裝夾。 裝夾 方式的選擇 為了工件不至于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過(guò)程始終保持正確的位置，需將工件壓緊壓牢。合理的選擇定 位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡(jiǎn)化加工工序，提高加工效率。 軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 9 確定加工方案 零件上比較精密表面加工，常常是通過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。加工過(guò)程中采用開(kāi)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(guò)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。通過(guò)提高集成電路密度、減少互連軸類(lèi)零件數(shù)控車(chē)削工藝分析及數(shù)控加工編程 7 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。 （ 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(guān)的在線(xiàn)調(diào)試和在線(xiàn)幫 助功能。由于不同用戶(hù)對(duì)界面的要求不同，因而開(kāi)發(fā)用戶(hù)界面的工作量極大，用戶(hù)界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。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(guò)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。加工過(guò)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(guò) CAD/CAM 及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。并在加工過(guò)程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的產(chǎn)品。 本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線(xiàn)，加工效率，簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。CAD/CAM 和 CNC 之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中 CNC 只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。數(shù)控技術(shù)軸，西門(mén)子 880 系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá) 24 軸。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(hù)界面提出了更高要求。編程工具中包含用于車(chē)床銑床的標(biāo)準(zhǔn) PLC 用戶(hù)程序?qū)嵗脩?hù)可在標(biāo)準(zhǔn) PLC 用戶(hù)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。 （ 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。 PCNC 數(shù)控系統(tǒng) 當(dāng)前開(kāi)發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過(guò)程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代 PCNC 數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確的確定毛坯到最終成形的加工方案。 定位基準(zhǔn)選擇的原則 1）基準(zhǔn)重合原則。合理的選