【文章內(nèi)容簡介】 工程師提供的后期處理功能是非常靈活的，它可以通過用戶自己修改某些設(shè)置而適用各自的機(jī)床要求。用戶按機(jī)床規(guī)定的格式進(jìn)行定制，即可方便地生成和特定機(jī)床相匹配的加工代碼。 、 加工代碼輸出 生成數(shù)控指令之后，可通過計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口與機(jī)床直接連通。 CAXA制造工程師可以提供我們自己開發(fā)的通信軟件，完成通過計(jì)算機(jī)的串口或并口與機(jī)床連接，將數(shù)控加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，控制機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)，驅(qū)動機(jī)床。 隨著我們國家加工制造業(yè)的迅猛發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)得到空前廣泛的應(yīng)用， CAXA 的 CAD/CAM 軟件得到了日益廣泛的普及和應(yīng)用。我們相信當(dāng)你認(rèn)識了 CAXA 制造工程師以后， CAXA 制造工程師一定會走到你的身邊，成為你身邊的不可多得的造型能手，忠實(shí)可靠的編程高手，數(shù)控加工工藝的良師益友。 數(shù)控技術(shù) 發(fā)展趨勢、數(shù)控編程技術(shù)、數(shù)控技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢 、數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)向基于 PC 的全數(shù)字化開放體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展 1 基于 PC 的開放式數(shù)控系統(tǒng)已得到廣泛認(rèn)可，具有強(qiáng)大的生命力 從兩次機(jī)床展上可以看到，著名廠商的高檔數(shù)控系統(tǒng)都以基于 PC 的開放數(shù)控系統(tǒng)為主流。 SINUMERIK 840Di sl 是基于 PC 的數(shù)控系統(tǒng)，其軟件系統(tǒng) [MMC(人機(jī)通信 )軟件系統(tǒng)、 NC(數(shù)字控制 )軟件系統(tǒng)、 PLC(可編程邏輯控制 )軟件系統(tǒng)和通信及驅(qū)動接口軟 件 ]中的 MMC 軟件系統(tǒng)采用 Windows NT 或 XP 操作系統(tǒng)。機(jī)床制造商 可以按照自己的特殊操作方式和理念，利用 Windows 技術(shù)改變?nèi)藱C(jī)界面 (HMI)。其開放式系統(tǒng)理念的一個(gè)重要特點(diǎn)是， 可以在數(shù)控核心部分，使用標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工具對用戶指定的系統(tǒng)循環(huán)和功能宏進(jìn)行調(diào)整。 FANUC 16i/18i/21i/30i 系列是具有網(wǎng)絡(luò)功能的超小型、超薄型高檔 CNC 系山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文紙 第 1 頁 共 頁 裝 訂 線 統(tǒng)，其硬件結(jié)構(gòu)采用 CNC 內(nèi)建 PC 型式， NC 卡完成高實(shí)時(shí)性要求的數(shù)控運(yùn) 算和 PLC 控制功能， PC 完成操作界面、編程、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)等相對弱實(shí)時(shí)性要求功能。操作系統(tǒng)采用 Windows 2020/XP 或 Windows CE。備有 C 語言 執(zhí)行程序、嵌入式宏執(zhí)行程序等各類功能。 CNC 系統(tǒng)與主計(jì)算機(jī)的連接接口采用高速串行總線 (HSSB)。 FANUC 300i/310i/320i 系列采用 Windows CE 作為操作系統(tǒng)，并提供動態(tài)鏈接庫函數(shù)供用戶二次開發(fā)。 HEIDENHAIN 公司推出的最新一代 TNC 控制器 iTNC 530 采用全新的微處理器結(jié)構(gòu)，具有非常強(qiáng)大的計(jì)算能力，可控制 12 軸，控制器本身包含主機(jī)單元和控制單元兩個(gè)部分。主機(jī)單元采用 Intel 處理器以及 AGP 圖形顯示卡，并帶有各類數(shù)據(jù)通信接口 (Ether/RS232/RS422/USB 等 )，是典型的基于 PC 的系統(tǒng)，如圖 1 所示。 圖 1 基于 PC 的 iTNC 530 系統(tǒng) FAGOR 公司最高檔數(shù)控系統(tǒng) CNC8070 是 CNC 技術(shù)與 PC 技術(shù)的結(jié)晶，是與 PC 兼容的數(shù)控系統(tǒng)，采用 Pentium CPU，可運(yùn)行 WINDOWS 和 MSDOS，可控制 16 軸 +3 電子手輪 +2 主軸，可運(yùn)行 VISUAL BASIC， VISUAL C++，程序段處理時(shí)間 1ms， PLC 可達(dá) 1024 輸入點(diǎn) /1024 輸出點(diǎn)，執(zhí)行時(shí)間 1ms/1k指令，具有以太網(wǎng)、 CAN、 SERCOS 通訊接 口，可選用 177。10V 模擬量接口。 能在基于 PC 的體系結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)出世界頂級數(shù)控系統(tǒng)，說明基于 PC 結(jié)構(gòu)的開放數(shù)控系統(tǒng)具有很強(qiáng)的生命力。 圖 2 FANUC CNC 單元與伺服單元和 I/O 的連接 2 全數(shù)字化是未來數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢 山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文紙 第 1 頁 共 頁 裝 訂 線 全數(shù)字化不僅包括數(shù)控單元到伺服接口以及伺服系統(tǒng)內(nèi)部是數(shù)字的，而且還應(yīng)該包括測量單元的數(shù)字化。因此，現(xiàn)場總線、編碼器到伺服的數(shù)字化接口、驅(qū)動單元內(nèi)部三環(huán) (位置環(huán)、速度環(huán)及電流環(huán) )數(shù)字化，是數(shù)控系統(tǒng)全數(shù)字化的重要標(biāo)志。 1) 編碼器到伺服的接口數(shù)字化也必將獲得發(fā)展 編碼器到伺服驅(qū)動的數(shù)字化接口雖然只在 Heidenhain 的系統(tǒng)中得以實(shí)現(xiàn)，但作為全數(shù)字化數(shù)控系統(tǒng)的必要構(gòu)成環(huán)節(jié)，未來將獲得更多發(fā) 展。圖 3 所示為Heidenhain 通過 協(xié)議連接的編碼器和伺服驅(qū)動。 圖 3 Heidenhain以 協(xié)議連接編碼器和伺服 2) 驅(qū)動單元三環(huán)全數(shù)字化是全數(shù)字化的重要內(nèi)容 三環(huán) (位置環(huán) /速度環(huán) /電流環(huán) )數(shù)字化是全數(shù)字化的重要內(nèi)容。 HEIDENHAIN iTNC 530 控制單元最新的設(shè)計(jì)中集成了控制系統(tǒng)所有伺服控制回路 (位置環(huán)/速度環(huán) /電流環(huán) )，所有伺服計(jì)算都在 DSP(數(shù)字信號處理器 )中完成。測量組件的反 饋均集成在控制單元上，包含位置反饋和速度反饋。 3 多通道軟件體系結(jié)構(gòu)是適應(yīng)整合數(shù)控機(jī)床的不二選擇 針對制造業(yè)對整合數(shù)控機(jī)床 (即 融合工業(yè)機(jī)器人、影像處理系統(tǒng)和精密物料搬運(yùn)各項(xiàng)功能的機(jī)械，不僅能完成通常的加工功能，而且還具備自動測量、自動上下料、自動換刀、自動誤差補(bǔ)償、自動 診斷和聯(lián)網(wǎng)等功能 )的巿場需求，各著名數(shù)控系統(tǒng)廠紛紛將多軸 (包括多主軸 )多通道控制、軸同步 控制、軸疊加控制、軸混合控制、信道協(xié)同等功能列為新的研究 點(diǎn)。同步控制可以令不同通道的運(yùn)動軸按照某種時(shí)序關(guān)系或某種條件達(dá)到同步，混合控制可讓一個(gè)軸的混合命令在各通道之間進(jìn)行交換，閥加控制能把一個(gè)軸的移動 命令疊加到屬于另一通道的另一個(gè)軸上去。 如 Fanuc 30i 系統(tǒng)，具有 10 通道，八根主軸，可控進(jìn)給軸數(shù)達(dá) 32 根，可聯(lián)動控制進(jìn)給軸數(shù)達(dá) 24 個(gè)，能同時(shí)運(yùn)行十個(gè)獨(dú)立的數(shù)控加工程序， 具有軸同步、混合、疊加控 制等功能?；诖讼到y(tǒng)， FANUC 公司推出了四個(gè)搬運(yùn)機(jī)器人、一套天車輸送線、外加兩部六腿切削加工機(jī)器人的整合加工系統(tǒng)。整山東淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文紙 第 1 頁 共 頁 裝 訂 線 個(gè)系統(tǒng)動作協(xié)調(diào)、有序，銜接 順暢，體現(xiàn)了典型的多通道數(shù)控系統(tǒng)的特徵。 、網(wǎng)絡(luò)化功能已從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護(hù)與管理方向發(fā)展 1 以太網(wǎng)接口已成為數(shù)控系統(tǒng)與外部計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通訊的主要選擇，零件程序等數(shù)據(jù)文件的快速網(wǎng)絡(luò)傳輸已成為數(shù)控系統(tǒng)的基本功能 著名系統(tǒng)廠的數(shù)控系統(tǒng)均具備強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，并將以太網(wǎng)接口作為數(shù)控系統(tǒng)的基本配置或選擇配置，實(shí)現(xiàn)與外部計(jì) 算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通訊。 SIEMENS 840D 采用 SINDNC 軟件模塊可將 SINUMERIK 系統(tǒng)快速、簡單和經(jīng)濟(jì)地添加到標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，并與 Windows PC 和 UNIX 工作站之間建立穩(wěn)定的連接，還可以使用標(biāo)準(zhǔn) CF 卡進(jìn)行程序與數(shù)據(jù)的傳輸。集成的以太網(wǎng)功能保證了數(shù)控系統(tǒng)文檔與計(jì)算機(jī)之間的快速傳輸，其滿 量程的傳輸速率是標(biāo)準(zhǔn)串行口的 100 倍。 FANUC 16i/18i/21i/30i 系列 CNC 系統(tǒng)與企業(yè)主計(jì)算機(jī)之間的接口協(xié)議采用DNC1 或 DNC2。 DNC1 是 FANUC 自行開發(fā)的實(shí)現(xiàn) CNC 與主計(jì)算 機(jī)之間傳 送數(shù)據(jù)信息的一種通訊協(xié)議及通訊指令庫，一臺計(jì)算機(jī)可連 16 臺 CNC 機(jī)床。 DNC2 功能與 DNC1 基本相同，但通訊協(xié)議不同，用的是歐洲常用的 LSV2 協(xié)議，一臺計(jì)算機(jī)可連 8 臺 CNC 機(jī)床，通訊速率最快為 19Kb/秒。此外， FANUC 系統(tǒng)還提供了兩種以太網(wǎng)口： PCMCIA 卡和內(nèi)埋的以太網(wǎng) 板。PCMCIA 局域網(wǎng)卡可臨時(shí)插入顯示裝置側(cè)的插槽，用于連接 PC 機(jī)，傳送數(shù)據(jù)，調(diào)整機(jī)床參數(shù)或作一些維護(hù)，用完后即可拔下；高速以太網(wǎng)板 (100 Mbps)是裝在