【文章內(nèi)容簡介】 裝配、檢驗等設(shè)備；可以進(jìn)行沒有固定加工順序和無節(jié)拍的隨機(jī)自動制造。10 / 31圖 16柔性制造系統(tǒng)的組成：一般認(rèn)為 FMS 應(yīng)由加工、物流、信息流三個子系統(tǒng)組成，每一個子 系統(tǒng)還可以有分系統(tǒng)。加工系統(tǒng)多數(shù)是由 CNC 機(jī)床按 DNC 的控制方式構(gòu)成。系統(tǒng)中的機(jī)床，有互補(bǔ)和互替兩種配置原則：互補(bǔ)是指在系統(tǒng)中配置有完成不同工序的機(jī)床，彼此互相補(bǔ)充而不能代替，一個工件順次通過這些機(jī)床進(jìn)行加工；互替是指在系統(tǒng)中配置有相同的機(jī)床，一臺機(jī)床有故障則另一臺機(jī)床可以代替加工，以免整個系統(tǒng)停工等待。當(dāng)然，一個系統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備也可以按這兩種方式混合配置，這要根據(jù)預(yù)期生產(chǎn)性質(zhì)來確定。物流系統(tǒng)包括工件和刀具兩個物流系統(tǒng) 。刀具系統(tǒng)設(shè)有中央刀庫，由機(jī)器人在中央和各機(jī)床的刀庫之間進(jìn)行輸送和交換刀具。而刀具的備制和預(yù)調(diào)一般都不包括在自動監(jiān)控的范圍之內(nèi)。刀具的數(shù)目要少，必須采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，并有較長的刀具壽命。系統(tǒng)應(yīng)有監(jiān)控刀具壽命和刀具故障的功能。對刀具壽命的監(jiān)控，目前多采用定時換刀的方法，即記錄每一把刀具的使用時間，達(dá)到預(yù)定的使用壽命后即強(qiáng)行更換。還有一種直接檢測刀具磨損情況更換刀具的方法，由于這一技術(shù)不成熟，還沒有在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。工件系統(tǒng)包括有工件、夾具的輸送、裝卸以及倉儲等裝置。在 FMS 中工件和夾具的存儲倉庫多用立體倉庫，由倉庫計算機(jī)進(jìn)行控制和管理。其控制功能有：記錄在庫貨物的名稱、貨位、數(shù)量、重量以及入庫時間等內(nèi)容；接受中央計算機(jī)的出、入庫指11 / 31令，控制堆垛機(jī)和輸送車的運(yùn)動；監(jiān)督異常情況和故障報警等。各設(shè)備之間的輸送路線以直線往復(fù)方式居多，輸送設(shè)備中使用最多的是有軌小車和使用靈活的無軌小車。無軌小車又稱自動引導(dǎo)小車。小車上有托盤交換臺，工件放在托盤上，托盤由交換臺推上機(jī)床的工作臺，對工件進(jìn)行加工；加工好的工件連同托盤拉回到小車上的交換臺上，送裝卸工位，由人工卸下并裝上新的待加工件。小車的行走路線常用電纜或光電引導(dǎo)。信息流系統(tǒng)包括作業(yè)計劃，加工系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的調(diào)度與自動控制，在線狀態(tài)監(jiān)控及其數(shù)據(jù)和信息處理，以及故障在線檢測和處理等。 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)簡介計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)是采用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)將制造工廠全部生產(chǎn)活動所需的各種分散的自動化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，產(chǎn)品多樣化，中小批量產(chǎn)品比重日益增加，產(chǎn)品交貨期和更新?lián)Q代周期越來越短。目前中小批零件品種占整個機(jī)加工零件品種的 50％以上。CIMS 將計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造、計算機(jī)輔助管理集成在一起，將制造過程中的物料流和信息流組成一個協(xié)調(diào)平衡的運(yùn)動系統(tǒng)，實現(xiàn)總體的優(yōu)化來適應(yīng)市場競爭的需要。CIMS 將計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造、計算機(jī)輔助管理集成在一起，將制造過程中的物料流和信息流組成一個協(xié)調(diào)平衡的運(yùn)動系統(tǒng)，實現(xiàn)總體的優(yōu)化來適應(yīng)市場競爭的需要。目前 CIMS 技術(shù)得到廣泛的重視。美國把 CIMS 看作是今后 60 年科技方向；歐共體將 CIMS 列為信息技術(shù)研究三個重大項目之一；日本在 80 年代初就提出了立國和面向21 世紀(jì)的科技發(fā)展戰(zhàn)略，對開發(fā) CIMS 有關(guān)的各種新技術(shù)都作了巨額投資。我國在1986 年制定了國家科技研究發(fā)展計劃(即“863計劃)，將 CIMS 確定為自動化研究領(lǐng)域的之一。12 / 31第 2 章 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 數(shù)控車床概述機(jī)床是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動的重要工具，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。普通機(jī)床經(jīng)經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及自動化，精密機(jī)械與測量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床一一數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床一經(jīng)使用就顯示出了它獨(dú)特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，使原來不能解決的許多問題，找到了科學(xué)解決的途徑。數(shù)控機(jī)床是一種通過數(shù)字信息，控制機(jī)床按給定的運(yùn)動軌跡，進(jìn)行自動加工的機(jī)電一體化的加工裝備，經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已是現(xiàn)代制造業(yè)的重要標(biāo)志之一，在我國制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也越來越廣泛，是一個企業(yè)綜合實力的體現(xiàn)。數(shù)控車床是數(shù)字程序控制車床的簡稱，它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點(diǎn)于一身，是國內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床。要學(xué)好數(shù)控車床理論和操作，就必須勤學(xué)苦練，從平面幾何，三角函數(shù)，機(jī)械制圖，普通車床的工藝和操作等方面打好基礎(chǔ)。因此，必須首先具有普通車工工藝學(xué)知識然后才能從掌握人工控制轉(zhuǎn)移到數(shù)字控制方面來，另一方面，若沒有學(xué)好有關(guān)數(shù)學(xué)、電工學(xué)、公差與化合及機(jī)械制造等深內(nèi)容，要學(xué)好數(shù)控原理和程序編制等，也會感到十分困難。熟悉零件工藝要求，正確處理工藝問題。由于數(shù)控機(jī)床加工的特殊性，要求數(shù)控機(jī)床加工工人既是操作者，又是程序員，同時具備初級技術(shù)人員的某些素質(zhì)，因此，二操作者必須熟悉被加工零件的各項工藝（技術(shù)）要求，如加工路線，刀具及其幾何參數(shù)，切削用量，尺寸及形狀位置公差。”存熟悉了各項工藝要求，并對出現(xiàn)的問題正確進(jìn)行處理后，才能減少工作盲目性，保證整個加工工作圓滿完成。為了適應(yīng)我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢，貫徹黨中央提出的科教興國，全面提高勞動者素質(zhì)的戰(zhàn)略方針，為滿足培養(yǎng)大量不同層次數(shù)控機(jī)床技能型人才的需要，本中心培訓(xùn)課程主要面向職業(yè)技術(shù)教育，職業(yè)技能培訓(xùn)，其特色在于集理論與實踐于一體，將數(shù)控機(jī)床編程和操作有機(jī)相結(jié)合起來，由淺人深。13 / 31主要內(nèi)容包括：數(shù)控人門知識、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、程序編制基礎(chǔ)知識、程序編制中的工藝處理、手工編程中的數(shù)學(xué)處理、加工程序編制、自動編程簡介和典型零件的加工程序編制實例等，指導(dǎo)培訓(xùn)學(xué)員能夠正確掌握數(shù)控技術(shù)的基本要求、內(nèi)容、方法、步驟。在基礎(chǔ)課程中為了節(jié)省篇幅．有的標(biāo)準(zhǔn)僅摘錄其中常用部份。數(shù)控車床品種繁多，結(jié)構(gòu)各異，但是仍有很多相同之處，本節(jié)主要介紹 CJK6O32 數(shù)控車床。該車床為兩坐標(biāo)連續(xù)控制的數(shù)控車床，系統(tǒng)是 HCNC 一 1T 系統(tǒng)，其人機(jī)界面、操作面板、操作步騾及編程方法與當(dāng)前主流系統(tǒng)基本一致。該車床可進(jìn)行平面任意曲線的加工，可車削圓柱、圓錐螺紋，具有刀尖半徑補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償，固定循環(huán)，圖形模擬顯示等功能。適合于加工：形狀復(fù)雜的盤類或軸類零件。數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。 機(jī)車坐標(biāo)系數(shù)控車床是以其主軸軸線方向為 Z 軸方向，刀具遠(yuǎn)離工件的方向為 Z 軸正方向。 X 坐標(biāo)的方向是在工件的徑向上，且平行于橫向拖板，刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向為 X 軸正方向。故此 CJK6O32 車床的各軸方向如 11，所示：1．機(jī)床原點(diǎn)、參考點(diǎn)、機(jī)床坐標(biāo)系：參考點(diǎn)為機(jī)床上一固定點(diǎn)，如圖 11 所示， （點(diǎn) O 即為參考點(diǎn)） 。其固定位置，由 X 向與 Z 向的機(jī)械擋塊及電機(jī)零點(diǎn)位置來確定，機(jī)械擋塊一般設(shè)定在 Z 軸正向最大位置。當(dāng)進(jìn)行回參考點(diǎn)的操作時，裝在縱向和橫向拖板上的行程開關(guān)，碰到擋塊后，向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號，由系統(tǒng)控制拖板停止運(yùn)動，完成回參考點(diǎn)的操作。機(jī)床原點(diǎn)也是機(jī)床上的一個固定點(diǎn)。車床的機(jī)床原點(diǎn)一般定義在主軸旋轉(zhuǎn)中心線與車頭端面的交點(diǎn)或參考點(diǎn)上， CJK6O32 車床其機(jī)床原點(diǎn)與如果以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立一個 Z 軸與 X 軸的直角坐標(biāo)系，則此坐標(biāo)系就稱為機(jī)床坐標(biāo)系。當(dāng)機(jī)床完成回參考點(diǎn)的操作時，即建立機(jī)床坐標(biāo)系。2．工件原點(diǎn)和 212 件坐標(biāo)系：工作原點(diǎn)（即程序原點(diǎn)） ，其是人為設(shè)定的點(diǎn)。沒定的依據(jù)是：既要符合圖樣尺寸的標(biāo)注習(xí)慣義要便于編程。因此當(dāng)編程時，一般先找出圖樣上的設(shè)計基準(zhǔn)點(diǎn)，并通常以該點(diǎn)作為工作原點(diǎn)數(shù)控車床工件原點(diǎn)一般選擇在軸線與工件右端而、左端面或卡爪的前端面的交點(diǎn)上。如圖 11，其以工作右端面與軸線的交點(diǎn)作為工作原點(diǎn)。14 / 31如果以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原汽，建立一個 z 軸與 x 軸的直角坐標(biāo)系，則此坐標(biāo)系就稱為件坐標(biāo)系。數(shù)控車床上工件坐標(biāo)系的 2 抽一般與土軸軸線重合。3. 絕對編程與增量編程確定軸移動的指令方法有絕對指令和增量指令兩種。絕對指令是對各軸移動到終點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行編程的方法，稱為絕對編程法。增量指令是用各軸的移動量直接編程的方法，稱為增量編程法。例如，當(dāng)從 A 直線移動到 B ，如圖 1 一 2 ，兩種方法編程如下：絕對指令編程： G90G01 X60230。增量指令編程： G91G01 X40Z 一 60 。 注： G9O 、 G91 為模態(tài)功能，可相互注銷， G90 為缺省值。4. 直徑編程和半徑編程：數(shù)控車床加：工的是回轉(zhuǎn)體類零件，其橫截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法。當(dāng)用直徑值編程時，稱為直徑編程法：用半徑值編程時，稱為半徑編程法。如圖 1 一 2 ，用半徑、直徑編程法編輯其程序如下： 半徑編程：G90G01 X60230 （絕對指令編程）G91 G01 X40Z 一 60 （增量指令編程）直徑編程： G90G01X120230 （絕對指令編程） G91G01X802 一 60 （增量指令編程）數(shù)控車床出廠時一般設(shè)定為直徑編程。如需用半徑編程，要改變系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)，使系統(tǒng)處于半徑編程狀態(tài)；本章以后，若非特殊說明，各例均為直徑編程。注：當(dāng)用半徑或直徑編程法時，系統(tǒng)參數(shù)中（機(jī)床參數(shù)） “直徑編程／半徑編程” ，要設(shè)為“ 1 或“0”了。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和自動交換工作臺 數(shù)控鏜、數(shù)控銑和加工中心，采用內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有數(shù)控進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)特點(diǎn)的回轉(zhuǎn)工作臺，實現(xiàn)圓周任意角度的分度和進(jìn)給運(yùn)動。對多工序數(shù)控機(jī)床，配置自動交換工作臺，進(jìn)一步縮短輔助加工時間。 1．刀架系統(tǒng)；15 / 31回轉(zhuǎn)刀架，更換主軸換刀和帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)及多刀架、多主軸布局對提高生產(chǎn)效率和自動化水平發(fā)揮了重要作用。為使刀具在機(jī)床上迅速定位、夾緊，普遍采用標(biāo)準(zhǔn)刀具系統(tǒng)和機(jī)夾刀。 2. 數(shù)控附件；(1) 對刀儀(2) 自動編程機(jī)，(3) 自動排屑器，(4) 物料儲運(yùn)及上下料裝置，(5) 自動冷卻、潤滑及各種新型配套件如導(dǎo)軌防護(hù)罩等。 直接數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的外觀大都采用線型簡潔的板塊組合式全封閉安全防護(hù)罩，配備有現(xiàn)代特征的集操作、顯示、控制于一體的操作面板，淘汰了普通機(jī)床各種操作手柄、手輪和線型復(fù)雜零散的多面型表面形態(tài)。安全防護(hù)罩可防止高壓、大流量冷卻液及鐵屑飛濺，減少粉塵入侵，隔聲降噪，有利于機(jī)床的精度保持和環(huán)境保護(hù)，真正體現(xiàn)了機(jī)、電、液一體化的特點(diǎn)。 依人機(jī)工程學(xué)宜人性原則設(shè)計的桌面式或懸掛式數(shù)控操作面版，是機(jī)床與操作者聯(lián)系和信息交流的唯一界面，指示燈、按鈕、按鍵的數(shù)量與排列及 CRT 的設(shè)計，既適合人的操作特性，又利于人機(jī)間的協(xié)調(diào)與交流，通過視覺良好的鍵面色彩，標(biāo)準(zhǔn)化的象形符號意象抽取，能準(zhǔn)確反映和傳遞兩者間的信息。16 / 31第 3 章 數(shù)控機(jī)床故障的診斷 如何正確操作規(guī)程合理使用數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計算機(jī)、自動控制、自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物,