【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 負(fù)載、刀具磨損量、位移量等變化信息送適應(yīng)控制器，與設(shè)定信息比較發(fā)出指令自動(dòng)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，使機(jī)床具備自適應(yīng)加工的能力。 切削量適應(yīng)控制用于提高機(jī)床的性能和生產(chǎn)率，尺寸參數(shù)用于提高機(jī)床的加工精度和光潔度。 如銑床，可利用傳感器檢測(cè)主軸電機(jī)的電流、扭矩或軸相推力作為過(guò)程參數(shù)，將信號(hào)送適應(yīng)控制器，改變機(jī)床的切削量。 CNC系統(tǒng) 適應(yīng)控制器 加工過(guò)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。 ? 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。采用局域網(wǎng)技術(shù)，成為開發(fā)式系統(tǒng)，可向上級(jí)機(jī)和下級(jí)設(shè)備擴(kuò)展?？刹杉瘷C(jī)床的工作狀態(tài)，在線檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)加工質(zhì)量和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。 DNC系統(tǒng)即可獨(dú)立使用，也可作為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的一個(gè)層次。 （ 1）數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的通信功能： （ 2）數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能： （ 3）數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的管理功能：調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃 （ 4）無(wú)人運(yùn)轉(zhuǎn)功能： 3/9/2023 23 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用 ? 1. 數(shù)控技術(shù)在金屬切削機(jī)床的應(yīng)用 （ 1）普通機(jī)床 ? 數(shù)控車床：用于軸類、盤類回旋體的加工 ? 數(shù)控銑床：用于較復(fù)雜的平面、曲面、殼體工件的加工 ? 數(shù)控鉆床：用于鉆孔為主的工序加工 ? 數(shù)控磨床：數(shù)控外園磨床、數(shù)控平面磨床、數(shù)控坐標(biāo)磨床 ? 數(shù)控齒輪機(jī)床：數(shù)控插齒機(jī)、數(shù)控滾齒機(jī)、數(shù)控磨齒機(jī) （ 2）加工中心 復(fù)雜工件，工序較多，希望一次裝夾后完成所有工序，以保證工件的相對(duì)位置的準(zhǔn)確性，這類工件適合在加工中心上進(jìn)行加工。 加工中心有兩類： 3/9/2023 24 銑削加工中心：在鏜銑床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。又分為臥式加工中心和立式加工中心。 CNC系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn) 3～ 5個(gè)坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)。 銑削加工中心：在車床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 加工中心一般配置有自動(dòng)換刀的刀庫(kù)，一般可使用機(jī)械手上下料。具有各種補(bǔ)償功能以減少加工誤差。具有自動(dòng)編程系統(tǒng)，提高加工效率。 2. 數(shù)控技術(shù)在電加工機(jī)床中的應(yīng)用 電加工機(jī)床是利用電極間的脈沖火花放電的電腐蝕作用來(lái)加工工件，火花放電時(shí)，通道中產(chǎn)生一萬(wàn)多度的高溫，足以使電極表面的金屬局部融化（汽化），達(dá)到加工形狀、尺寸精度、表面粗糙和生產(chǎn)率的要求?；鸹ǚ烹娪幸粋€(gè)特性，產(chǎn)生的電腐蝕，僅腐蝕陽(yáng)極，不腐蝕陰極。電加工機(jī)床主要用來(lái)加工模具和難于加工的材料。 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。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。脈沖電源發(fā)出頻率較高的單向脈沖以產(chǎn)生電火花，通過(guò)電腐蝕作用，對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行適應(yīng)控制，在工件上加工出工具電極的形狀。 （ 2）數(shù)控線切割機(jī)床 工件固定在工作臺(tái)上，與高頻脈沖電源正極連接，鉬絲與負(fù)極連接。工作臺(tái)由數(shù)控系統(tǒng)伺服控制，實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)軌跡。電極和工件間保持適當(dāng)?shù)拈g隙保證脈沖電源產(chǎn)生電火花，溫度可高達(dá) 1萬(wàn)～ ，火花放電產(chǎn)生的電腐蝕，僅腐蝕正極，不腐蝕負(fù)極，在電腐蝕的作用下，加工出各種形狀的工件。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行控制，對(duì)電極絲進(jìn)行自動(dòng)校正、自動(dòng)對(duì)位、電極絲張力、脈沖電源參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)控制，達(dá)到最佳加工狀態(tài)。 3/9/2023 26 計(jì) 算 機(jī) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 高 頻 脈 沖 電 源 伺服控制 伺服 主 軸 頭 工件 冷卻液 工具電極 數(shù)控電火花成形機(jī)床 3/9/2023 27 計(jì) 算 機(jī) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 脈 沖 電 源 伺 服 系 統(tǒng) 伺服驅(qū)動(dòng) 變頻電路 數(shù)控線切割機(jī)床 鉬絲 工件 冷卻液 工作臺(tái) 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 滾筒 導(dǎo)輪 3/9/2023 28 電火花線切割加工原理 3/9/2023 29 數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用 ? 工業(yè)機(jī)器人中是一種能模擬人的手，按規(guī)定的運(yùn)動(dòng)軌跡和動(dòng)作要求實(shí)現(xiàn)操縱工具或?qū)崿F(xiàn)工件搬運(yùn)的自動(dòng)化裝置，可以在改善勞動(dòng)條件、保證生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率方面發(fā)揮重要作用。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(wú)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。 ? 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。高級(jí)機(jī)器人還包括檢測(cè)傳感系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)。 ? 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：由機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置等組成，能模仿人的手臂的動(dòng)作?？梢宰詣?dòng)移動(dòng)。 ? 動(dòng)力部分：為執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)部分提供動(dòng)力。 3/9/2023 30 ? 控制部分：由微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)組成，控制機(jī)器人按程序做規(guī)定的動(dòng)作，包括動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度等。并且可對(duì)工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，出錯(cuò)或故障及時(shí)報(bào)警。 ? 檢測(cè)傳感系統(tǒng)：檢測(cè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置和狀態(tài)并將信息反饋給控制部分，控制部分對(duì)反饋信息進(jìn)行比較，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)。 ? 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。 ? 工業(yè)機(jī)器人所用控制方法、執(zhí)行元件和檢測(cè)元件等與數(shù)控機(jī)床類似，但機(jī)械機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式和用途不同形式上有所區(qū)別，機(jī)器人具有更高級(jí)的人工智能系統(tǒng)。 3/9/2023 31 ? CNC三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是用來(lái)檢測(cè)箱體、工件、模具以及其他形狀復(fù)雜的物體。在汽車、機(jī)床、飛機(jī)等行業(yè)用的較多如與數(shù)控機(jī)床配套，測(cè)量機(jī)床上加工工件的位置、尺寸和形狀精度。 測(cè)量時(shí)當(dāng)測(cè)量頭碰到工件上各個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出采樣信號(hào)，此時(shí)的坐標(biāo)值由傳感器送給微機(jī)，經(jīng)處理后，得到誤差值，打印輸出。 計(jì)算機(jī)的處理大致為選定基準(zhǔn)，運(yùn)動(dòng)控制、根據(jù)規(guī)定程序?qū)Ω鱾€(gè)檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理并打印輸出。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)配置許多相應(yīng)的軟件針對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象，如曲線測(cè)量程序、凸輪測(cè)量程序、表面測(cè)量程序等。 3/9/2023 32 接口 操作面板 微機(jī) 打印機(jī) 繪圖儀 信號(hào)發(fā)生器 反饋單元 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 測(cè)頭 位置傳感器 伺服電機(jī) 測(cè)量機(jī) 主體 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)控制系統(tǒng) 3/9/2023 33 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與機(jī)械加工自動(dòng)化 我國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家一樣，都把發(fā)展數(shù)控技術(shù)作為制造業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)，將數(shù)控技術(shù)發(fā)展列入科技發(fā)展的重要內(nèi)容。把握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)具有重要意義。 現(xiàn)代數(shù)控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、高一體化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方向發(fā)展。 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)代機(jī)床技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。首先要求計(jì)算機(jī)高速數(shù)據(jù)處理，伺服、檢測(cè)系統(tǒng)能高速作出反映。高速切削可通過(guò)高速