現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關鍵技術(編輯修改稿)
2025-01-28 01:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行編程控制的自動化方法。? 數(shù)控技術（ Numerical Control Technology）采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術。? 數(shù)控機床（ Numerical Control Machine Tools） 是采用數(shù)字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。它是數(shù)控技術典型應用的例子。? 數(shù)控系統(tǒng)（ Numerical Control System）實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。? 計算機數(shù)控系統(tǒng)（ Computer Numerical Control CNC ）以計算機為控制核心的數(shù)字控制系統(tǒng)。數(shù)字控制與數(shù)控技術19山東大學計算機學院? 高精度、高效率；? 剛性自動化不能滿足的要求（手工、小規(guī)模、大規(guī)模生產(chǎn)）；? 柔性自動化（多品種、變批量）、復雜零件的加工（多坐標加工）；? 計算機技術的發(fā)展。數(shù)控技術產(chǎn)生的原因20山東大學計算機學院數(shù)控技術的發(fā)展歷史? 1952年，第一代電子管數(shù)控系統(tǒng)；? 1959年，第二代晶體管數(shù)控系統(tǒng)。隨之出現(xiàn)刀庫，機械手、加工中心；? 1960年，第三代集成電路數(shù)控系統(tǒng)，硬邏輯數(shù)控系統(tǒng)（稱為 NC； ? 1970年，第四代小型計算機數(shù)控（ CNC ）；? 1974年，第五代微型計算機數(shù)控（ MNC，統(tǒng)稱CNC） ；? 1980年后， FMS、 FMC、 CIMS、開放式數(shù)控（open NC）系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)（ IMS）大發(fā)展。? 1990年后 ,高速加工，納米制造。21山東大學計算機學院定梁龍門移動式五軸聯(lián)動加工中心22山東大學計算機學院數(shù)控動梁龍門鏜銑床加工中心23山東大學計算機學院多連桿機械壓力機24山東大學計算機學院濟南一機床和華東數(shù)控十五期間開發(fā)的國內(nèi)領先的數(shù)控設備25山東大學計算機學院? 將被加工零件圖紙上的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代碼和格式編寫成加工程序，然后將程序輸入數(shù)控裝置，按照程序的要求，經(jīng)過信息處理，分配，使各坐標以最小位移量為單位移動，其合成運動實現(xiàn)了刀具與工件的相對運動，完成零件的加工。最小位移量的合成運動是機床數(shù)字控制的基本原理，即軌跡控制原理（插補原理）。點位控制：嚴格控制點到點的距離，不嚴格要求路徑，運動中不加工。 數(shù)控機床的工作原理26山東大學計算機學院? 數(shù)控系統(tǒng)： I/0接口、 CNC裝置、伺服系統(tǒng)、 PLC機械主機：主運動機構、進給運動機構、輔助機構、床身等 輸入 數(shù)控裝置 驅(qū)動裝置 機床MG 測量反饋數(shù)控機床的組成27山東大學計算機學院? 1）多品種變批量、單件小批量的自動化2）柔性加工和柔性自動化 ◆ 小批量而又輪番生產(chǎn)的零件； ◆ 幾何形狀復雜的零件； ◆ 在加工過程中必須進行多種工序加工的零件； ◆ 切削余量大的零件； ◆ 必須嚴格控制公差（公差帶范圍很?。┑牧慵? ◆ 工藝設計會經(jīng)常變化的零件； ◆ 貴重零件； ◆ 需全部檢測的零件，等等。 數(shù)控機床的應用28山東大學計算機學院CNC系統(tǒng)的組成? CNC系統(tǒng)由 “數(shù)控裝置 ”、 “伺服系統(tǒng) ”和系統(tǒng)程序組成。? 數(shù)控裝置（專用計算機）：硬件和軟件組成。? 伺服系統(tǒng)：檢測裝置、驅(qū)動裝置和伺服電機組成。? 數(shù)控裝置的硬件組成及功能? ：? 微機基本系統(tǒng)： CPU、 總線、存儲器、 I/O設備等? 數(shù)控接口組件：進給軸位置控制接口組件、主軸控制接口組件手搖脈沖發(fā)生器接口組件等。? 接口：人機界面接口、通訊接口、機電接口? 輔助功能（ M） 控制接口等? ：? 與軟件一起接收輸入信息（程序）、經(jīng)過譯碼、軌跡計算（速度計算）、補償計算、加 /減處理和插補運算，給各個坐標的伺服驅(qū)動器分配速度、位移指令，完成數(shù)控加工任務。 29山東大學計算機學院? 軟件由控制功能程序、管理功能程序組成 ? 控制功能程序 實時性強 ,用于進給坐標的位置控制，中斷完成 。? ?譯碼 。? ?預處理（刀補和速度處理）；? ?插補 ；? ?位控；? 管理功能程序 實時性稍差，但要保證 控制軟件數(shù)據(jù)的供給傳遞，具體見圖。 CNC軟件 管 理 控 制顯 示 S T M I/O處理 通訊診斷 譯 碼刀具補償 速度處理插 補位置控制輸入存儲數(shù)控裝置軟件的基本組成和功能30山東大學計算機學院數(shù)控技術的發(fā)展趨勢? 當代，數(shù)控技術的典型應用是 FMC/FMS/CIMS，其發(fā)展方 向是高速化、高精度化、高效加工、多功能化、小型化、復 合化、開放化和智能化以及數(shù)控標準的發(fā)展。目前的動向是 :? 開放式數(shù)控系統(tǒng)、高速加工系統(tǒng)。 開放式數(shù)控系統(tǒng)，不但要求模塊化、網(wǎng)絡化、標準化 (用戶界面、圖形顯示、動態(tài)仿真、數(shù)控編程、故障診斷、網(wǎng)絡通訊 )，而且對實時性和可靠性要求很高?；?PC的 CNC系統(tǒng) \PC嵌入式 \PC + CNC （ 融合系統(tǒng)）? 新的數(shù)控標準 STEPNC 31山東大學計算機學院? 隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展 ,數(shù)控系統(tǒng)的智能化將不斷提高。主要為：? ① 應用自適應控制（ Adaptive Control） 技術? 數(shù)控系統(tǒng)檢測加工過程中的一些重要信息，并自動調(diào)整系統(tǒng)的有關參數(shù)，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。?
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