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文档简介

1、数控技术教学课件数控技术教学课件23机床数控技术的基本概念机床数控技术的基本概念数控机床的工作流程数控机床的工作流程数控机床的组成与分类数控机床的组成与分类数控机床的特点及适用范围数控机床的特点及适用范围数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势主要内容主要内容4主要内容自从上自从上20世纪中叶数控技术创立以来,它给机械制造业带世纪中叶数控技术创立以来,它给机械制造业带来了革命性的变化;来了革命性的变化;数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术,生产的基础技术,CAD/CAM,FMS(柔性制造系统)和(柔性制造系统)和CIMS(计算机

2、集成制造系统)、敏捷制造和智能制造等,(计算机集成制造系统)、敏捷制造和智能制造等,都建立在数控技术之上;都建立在数控技术之上;1.1 1.1 数控技术的基本概念数控技术的基本概念5 数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段;少的物质手段; 是国家的战略技术,基于它的相关产业是体现国家是国家的战略技术,基于它的相关产业是体现国家综合国力水平的重要基础性产业;综合国力水平的重要基础性产业; 二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。竞争。6主要内容1.1.什么是数控?什么是数控?即

3、数字控制(即数字控制( Numerical Control )简称,是指利用数字化信息进行控制,其控制)简称,是指利用数字化信息进行控制,其控制对象可以是各种生成过程。对象可以是各种生成过程。2.2.什么是机床数控技术什么是机床数控技术? ?用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种技术。用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种技术。3.3.什么是数控机床什么是数控机床( ( Numerical Control Machine Tools)数控机床是一个装有数字控制系统的机床,该系统能够处理加工程序数控机床是一个装有数字控制系统的机床,该系统能够处理加工程序, ,控控制机床自动完

4、成各种加工运动和辅助运动。制机床自动完成各种加工运动和辅助运动。4.4.数控机床控制的实现需求?数控机床控制的实现需求?1 1)几何信息描述刀具和工件间的相对运动)几何信息描述刀具和工件间的相对运动 2 2)用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数)用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数7数控装置伺服系统加工程序零件图 数控系统 机床 上述几何信息和工艺信息按一定的格式形成加工文件(即数控加工上述几何信息和工艺信息按一定的格式形成加工文件(即数控加工程序)存放在信息载体上(如磁盘、穿孔纸带、磁带等),然后由程序)存放在信息载体上(如磁盘、穿孔纸带、磁带等),然后由机床上的数控系统

5、读入(或直接通过数控系统的键盘输人,或通过机床上的数控系统读入(或直接通过数控系统的键盘输人,或通过通信方式输入),通过对其译码,从而使机床动作和加工零件。数通信方式输入),通过对其译码,从而使机床动作和加工零件。数控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。控系统实质上是完成了手工加工中操作者的部分工作。1.2 数控机床的工作流程数控机床的工作流程8工艺处理工艺处理加工图纸加工图纸数学处理数学处理编程手册编程手册数控编程数控编程程序仿真程序仿真输输入入装装置置加工加工程序程序毛坯或半成品毛坯或半成品数数控控系系统统数控机床数控机床程序编制程序编制成品成品译码译码 、数据处理、插补、伺服驱

6、动、数据处理、插补、伺服驱动N5 G01 G41 X100.0 Y100.0 D01 F100 M08;1.2 数控机床的工作流程数控机床的工作流程91) 数控编程数控编程 根据加工路线、工艺参数、刀位数据及数根据加工路线、工艺参数、刀位数据及数控系统规定的功能指令代码及程序段格式,编控系统规定的功能指令代码及程序段格式,编写数控加工程序。程序编完后,可存放在控制写数控加工程序。程序编完后,可存放在控制介质(如软盘、磁带)上。介质(如软盘、磁带)上。102)程序输入)程序输入 数控加工程序通过输入装置输入到数控系统。目前采用数控加工程序通过输入装置输入到数控系统。目前采用的输入方法主要有软驱、

7、的输入方法主要有软驱、USB接口、接口、RS232C接口、接口、MDI手手动输入、分布式数字控制(动输入、分布式数字控制(Direct Numerical Control ,DNC)接口、网络接口等。数控系统一般有两种不同的输)接口、网络接口等。数控系统一般有两种不同的输入工作方式:一种是边输入边加工,入工作方式:一种是边输入边加工,DNC即属于此类工即属于此类工作方式;另一种是一次将零件数控加工程序输入到计算作方式;另一种是一次将零件数控加工程序输入到计算机内部的存储器,加工时再由存储器一段一段地往外读机内部的存储器,加工时再由存储器一段一段地往外读出,软驱、出,软驱、USB接口即属于此类工

8、作方式。接口即属于此类工作方式。113)译码)译码 数控系统按一个程序段为单位,按照一定的数控系统按一个程序段为单位,按照一定的语法规则把数控程序解释、翻译成计算机内部能语法规则把数控程序解释、翻译成计算机内部能识别的数据格式,并以一定的数据格式存放在指识别的数据格式,并以一定的数据格式存放在指定的内存区内。在译码的同时还完成对程序段的定的内存区内。在译码的同时还完成对程序段的语法检查。一旦有错,立即给出报警信息。语法检查。一旦有错,立即给出报警信息。124)数据处理)数据处理 数据处理程序一般包括刀具补偿、速度计数据处理程序一般包括刀具补偿、速度计算以及辅助功能的处理程序。刀具补偿有刀算以及

9、辅助功能的处理程序。刀具补偿有刀具半径补偿和刀具长度补偿。具半径补偿和刀具长度补偿。 刀具半径补偿的任务是根据刀具半径补偿值刀具半径补偿的任务是根据刀具半径补偿值和零件轮廓轨迹计算出刀具中心轨迹。和零件轮廓轨迹计算出刀具中心轨迹。135)插补)插补 插补的任务就是通过插补计算程序,根插补的任务就是通过插补计算程序,根据程序规定的进给速度要求,完成在轮廓起据程序规定的进给速度要求,完成在轮廓起点和终点之间的中间点的坐标值计算,也即点和终点之间的中间点的坐标值计算,也即数据点的密化工作。数据点的密化工作。146)伺服控制与加工)伺服控制与加工 伺服系统接受插补运算后的脉冲指令信伺服系统接受插补运算

10、后的脉冲指令信号或插补周期内的位置增量信号,经放大后号或插补周期内的位置增量信号,经放大后驱动伺服电机,带动机床的执行部件运动,驱动伺服电机,带动机床的执行部件运动,从而加工出零件。从而加工出零件。15二、数控机床的工作流程二、数控机床的工作流程数控程序编制 2程序输人3译码4数据处理(刀具补偿等)5插补6位置控制 和机床加工数控装置 控制机床运动完成零件加工1程序编制16主要内容数控机床数控机床机床本体机床本体数控系统数控系统外围技术外围技术数数控控装装置置伺伺服服驱驱动动装装置置测测量量反反馈馈装装置置工工具具系系统统编编程程技技术术管管理理技技术术Machine Machine tool

11、toolMachine Machine Control Control unitunitServo-Servo-drive drive unitunitFeedback Feedback TransducerTransducer1.2 1.2 数控机床的组成数控机床的组成17机床本体完成各种切削加工的机械部分机床本体完成各种切削加工的机械部分机机床床本本体体组组成成-主运动部件、进给运动部件主运动部件、进给运动部件-支承件(立柱、床身等)支承件(立柱、床身等)-特殊装置特殊装置-辅助装置辅助装置18机床本体机床本体19主要内容数控系统数控系统(Numerical Control System)

12、是一种程序控制是一种程序控制系统,它能逻辑地处理输入到系统中的数控加工程序,系统,它能逻辑地处理输入到系统中的数控加工程序,控制数控机床运动并加工出零件。控制数控机床运动并加工出零件。计算机数控系统计算机数控系统(Computer Numerical Control,CNC )是以计算机为核心的数控系统。是以计算机为核心的数控系统。20主要内容数数控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控 装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算

13、机数控系统机机床床辅助控制机构辅助控制机构进给传动机构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出输入输出装置装置21主要内容操操作作面面板板 人人机机交交互互22主要内容数数控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控 装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算机数控系统机机床床辅助控制机构辅助控制机构进给传动机构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出输入输出装置装置23主要内容输入输出装置可以通过多种方式获得数控加工程序输入输出装置

14、可以通过多种方式获得数控加工程序: : 穿孔纸带穿孔纸带 MDIMDI(Manual Data InputManual Data Input)方式)方式 软驱软驱 USBUSB接口接口 RS232CRS232C接口接口 DNCDNC接口接口 24主要内容数数控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算机数控系统机机床床辅助控制机构辅助控制机构进给传动机构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出

15、输入输出装置装置1.2 1.2 数控技术组成数控技术组成25主要内容 组成:计算机系统、位置控制板、组成:计算机系统、位置控制板、PLCPLC接口板,通讯接接口板,通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。 作用:根据输入的零件加工程序进行相应的处理,然后作用:根据输入的零件加工程序进行相应的处理,然后输出控制命令到伺服驱动装置和输出控制命令到伺服驱动装置和PLCPLC。CNCCNC装置是装置是CNCCNC系系统的核心。统的核心。计算机数控装置计算机数控装置26主要内容数数控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴

16、驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控 装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算机数控系统机机 床床辅助控制机构辅助控制机构进给传动机构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出输入输出设备设备27主要内容伺服系统接受数控装置的指令,驱动机床执行机构伺服系统接受数控装置的指令,驱动机床执行机构 运动的驱动部件运动的驱动部件 主轴伺服单元和主轴电机主轴伺服单元和主轴电机 进给伺服单元和进给电机进给伺服单元和进给电机测量反馈装置测量反馈装置 位置和速度测量装置。以实现进给伺服系统的闭环控制。位置和速度测量装置。以

17、实现进给伺服系统的闭环控制。作用作用 保证灵敏、准确地跟踪保证灵敏、准确地跟踪CNCCNC装置指令:装置指令:进给运动指令:实现零件加工的成形运动(速度和位置控制)。进给运动指令:实现零件加工的成形运动(速度和位置控制)。 主轴运动指令,实现零件加工的切削运动(速度控制)主轴运动指令,实现零件加工的切削运动(速度控制)28主要内容数数控控系系统统组组成成 机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置检测装置检测装置主轴驱动装置主轴驱动装置进给驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元主轴伺服单元进给伺服单元进给伺服单元计算机计算机数数 控控 装装 置置 操作面板操作面板PLC计算机数控系统计算机数控系统机机

18、 床床辅助控制机构辅助控制机构进给传动机构进给传动机构主运动机构主运动机构输入输出输入输出设备设备29主要内容PLCPLC、机床、机床I/OI/O电路和装置电路和装置-PLC (Programmable Logic Controller)-PLC (Programmable Logic Controller) 用于完成与逻辑运算有关顺序动作的用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/OI/O控制;控制;- -机床机床I/OI/O电路和装置电路和装置 实现实现I/OI/O控制的执行部件控制的执行部件( (由继电器、电磁阀、行程开关、接触由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路)器等组成的逻辑

19、电路); ;- -功能功能 接受接受CNCCNC的的M M、S S、T T指令指令, ,对其进行译码并转换成对应的控制对其进行译码并转换成对应的控制信号信号, ,控制辅助装置完成机床相应的开关动作;接受操作面控制辅助装置完成机床相应的开关动作;接受操作面板和机床侧的板和机床侧的I/OI/O信号信号, ,送给送给CNCCNC装置装置, ,经其处理后经其处理后, ,输出指令控输出指令控制制CNCCNC系统的工作状态和机床的动作。系统的工作状态和机床的动作。30主要内容适应性、灵活性好适应性、灵活性好 精度高、质量稳定精度高、质量稳定 生产效率高生产效率高 劳动强度低、劳动条件好劳动强度低、劳动条件

20、好有利于现代化生产与管理有利于现代化生产与管理 使用、维护技术要求高使用、维护技术要求高 1.4 1.4 数控机床的特点与分类数控机床的特点与分类数控机床的特点数控机床的特点:31主要内容数控机床的分类数控机床的分类 (Types)(Types)分分 类类 方方 法法数控机床类型数控机床类型按运动控制按运动控制方式方式点位控制点位控制数控机床数控机床直线控制直线控制数控机床数控机床轮廓控制轮廓控制数控机床数控机床按伺服系统按伺服系统开环数控开环数控数控机床数控机床半闭环控制半闭环控制数控机床数控机床闭环控制闭环控制数控机床数控机床按功能水平按功能水平经济型经济型数控机床数控机床中档型中档型数控

21、机床数控机床高档型高档型数控机床数控机床按工艺方法按工艺方法金属切削金属切削数控机床数控机床金属成形金属成形数控机床数控机床特种加工特种加工数控机床数控机床1.4 1.4 数控机床的特点与分类数控机床的特点与分类32主要内容1 1、点位控制、点位控制 (Point to Point Control Systems) (Point to Point Control Systems) AA刀具工件一、按运动控制方式分类一、按运动控制方式分类:仅实现刀具相对于工件从一点到另一点仅实现刀具相对于工件从一点到另一点 的的精确定位运动;精确定位运动;对轨迹不作控制要求;对轨迹不作控制要求;运动过程中不进行

22、任何加工。运动过程中不进行任何加工。适用范围:数控钻床、数控镗床、数控冲适用范围:数控钻床、数控镗床、数控冲床和数控测量机。床和数控测量机。33主要内容2 2、直线控制、直线控制 不仅要求控制点到点的精确定位,而且要求机床工作不仅要求控制点到点的精确定位,而且要求机床工作台或刀具(刀架)以给定的进给速度,沿平行于坐标轴的台或刀具(刀架)以给定的进给速度,沿平行于坐标轴的方向或与坐标轴成方向或与坐标轴成4545角的方向进行直线移动和切削加工。角的方向进行直线移动和切削加工。34主要内容 3 3、轮廓控制、轮廓控制 (Contouring Control Systems)(Contouring C

23、ontrol Systems)对多个坐标轴同时进行控制,使之协调运动对多个坐标轴同时进行控制,使之协调运动( (坐标联坐标联动动) ),使刀具相对工件按程序规定的轨迹和速度运,使刀具相对工件按程序规定的轨迹和速度运动,在运动过程中进行连续切削加工。动,在运动过程中进行连续切削加工。可加工曲面、叶轮等复杂可加工曲面、叶轮等复杂形状的零件形状的零件35主要内容两坐标加工两坐标加工 二轴半或三坐标加工二轴半或三坐标加工 YXO2O1BZO四坐标加工四坐标加工 ZP(x,y,z)nO刀位点BCXYZ五坐标加工五坐标加工 36主要内容1 1、开环控制、开环控制 (Open-Loop Servo-Driv

24、e)(Open-Loop Servo-Drive)二、按伺服系统的控制原理分类二、按伺服系统的控制原理分类:步步进进驱驱动动器器指令脉冲指令脉冲步进电机步进电机工作台工作台数控装置37主要内容特点特点: :没有位置检测装置,信号单向。结构简单,制造成本较低,价格便宜没有位置检测装置,信号单向。结构简单,制造成本较低,价格便宜, , 精度一般不高。用于经济型数控车、铣、线切割机床。精度一般不高。用于经济型数控车、铣、线切割机床。 电机电机机械执行部件机械执行部件A相、相、B相相C相、相、f、nCNCCNC插 补插 补指令指令脉冲频率脉冲频率f f脉冲个数脉冲个数n n换算换算脉冲环脉冲环形分配形

25、分配变换变换功率功率放大放大382 2、半闭环控制、半闭环控制(Half-Closed-Loop Servo-Drive) (Half-Closed-Loop Servo-Drive) 速度控制速度控制电路电路工作台工作台伺服电机伺服电机位置比较位置比较电路电路指令脉冲指令脉冲速度反馈速度反馈位置反馈位置反馈检测元件检测元件39主要内容特点特点: :带有位置检测装置,常安装在伺服电机上或丝杠的端部带有位置检测装置,常安装在伺服电机上或丝杠的端部; ;不包括丝杠螺母副及机床工作台导轨副等大惯量环节,因此可以不包括丝杠螺母副及机床工作台导轨副等大惯量环节,因此可以获得稳定的控制特性,而且调试比较方

26、便,价格也较全闭环系统获得稳定的控制特性,而且调试比较方便,价格也较全闭环系统便宜。便宜。 40主要内容3 3、闭环控制、闭环控制( (Closed-Loop Servo-Drive ) )特点特点: :带有位置检测装置带有位置检测装置, ,安装在机床刀架或工作台等执行部件上安装在机床刀架或工作台等执行部件上; ;系系统稳定性受到影响统稳定性受到影响, ,调试困难调试困难, ,且结构复杂、价格昂贵。且结构复杂、价格昂贵。 位置反馈位置反馈速度控制速度控制电路电路工作台工作台伺服电机伺服电机位置比较位置比较电路电路指令脉冲指令脉冲速度反馈速度反馈41主要内容1 1、经济型数控机床、经济型数控机床

27、 步进电机实现的开环驱动,功能简单、价格低廉、精步进电机实现的开环驱动,功能简单、价格低廉、精度中等,能满足加工形状比较简单的直线、圆弧及螺纹度中等,能满足加工形状比较简单的直线、圆弧及螺纹加工。一般控制轴数在加工。一般控制轴数在3 3轴以下,脉冲当量(分辨率)多轴以下,脉冲当量(分辨率)多为为0.01mm0.01mm,快速进给速度在,快速进给速度在10m10mminmin以下。以下。 三、按功能水平分类三、按功能水平分类:42主要内容2 2、中档型数控机床、中档型数控机床 采用交流或直流伺服电机实现半闭环驱动,能实现采用交流或直流伺服电机实现半闭环驱动,能实现4 4轴或轴或4 4轴以下联动控

28、制,脉冲当量为轴以下联动控制,脉冲当量为1 1 m m,进给速度为,进给速度为15-15-24m24mminmin,一般采用,一般采用1616位或位或3232位处理器,具有位处理器,具有RS232CRS232C通信接通信接口、口、DNCDNC接口和内装接口和内装PLCPLC,具有图形显示功能及面向用户的,具有图形显示功能及面向用户的宏程序功能。宏程序功能。 43主要内容3 3、高档型数控机床、高档型数控机床采用交流伺服电机形成闭环驱动,开始采用直线伺服电机,能采用交流伺服电机形成闭环驱动,开始采用直线伺服电机,能实现实现5 5轴以上联动,脉冲当量(分辨率)为轴以上联动,脉冲当量(分辨率)为0.

29、1-10.1-1 m m,进给速度,进给速度可达可达100m100mminmin以上。一般采用以上。一般采用3232位以上微处理器,形成多位以上微处理器,形成多CPUCPU结构。编程功能强,具有智能诊断、联网和通信功能。结构。编程功能强,具有智能诊断、联网和通信功能。 44主要内容分为:金属切削数控机床、金属成形数控机床、特种加工分为:金属切削数控机床、金属成形数控机床、特种加工数控机床。数控机床。也可分为:普通数控机床(指加工用途、加工工艺单也可分为:普通数控机床(指加工用途、加工工艺单一的机床)和加工中心(指带有自动换刀装置、能进一的机床)和加工中心(指带有自动换刀装置、能进行多工序加工的

30、机床)。行多工序加工的机床)。 四、按工艺方法分四、按工艺方法分:45主要内容按按工工艺艺方方法法分分数数控控车车床床46主要内容按按工工艺艺方方法法分分数数控控车车床床47主要内容按按工工艺艺方方法法分分数数控控车车床床双主轴双主轴48主要内容按按工工艺艺方方法法分分数控车床数控车床双主轴、双刀塔双主轴、双刀塔CNC车床结构示意车床结构示意 主轴主轴副主轴副主轴副主轴刀塔副主轴刀塔主轴刀塔主轴刀塔49主要内容按按工工艺艺方方法法分分双主轴、双主轴、3刀塔的刀塔的复合加工复合加工CNC车床车床50主要内容数控数控铣床铣床51主要内容加工加工中心中心52主要内容按按工工艺艺方方法法分分数控加工示

31、例数控加工示例: :53主要内容数控机床的适用范围数控机床的适用范围通用机床专用机床数控机床零件复杂程度零件批量小批量产品小批量产品产品品种的变换频繁产品品种的变换频繁加工方法的区别大加工方法的区别大生产效率高生产效率高 54主要内容第一代数控(第一代数控(1952-19591952-1959年):年): 采用电子管构成的硬件数控系统;采用电子管构成的硬件数控系统;第二代数控(第二代数控(1959-19651959-1965年):年): 采用晶体管电路为主的硬件数控系统;采用晶体管电路为主的硬件数控系统;第三代数控(第三代数控(19651965年开始):年开始): 采用小、中规模集成电路的硬件

32、数控系统;采用小、中规模集成电路的硬件数控系统;第四代数控(第四代数控(19701970年开始):年开始): 采用大规模集成电路的小型通用电子计算机数控系统;采用大规模集成电路的小型通用电子计算机数控系统;第五代数控(第五代数控(19741974年开始):年开始): 采用微型计算机控制的系统;采用微型计算机控制的系统;第六代数控(第六代数控(19901990年开始):年开始): 采用工控采用工控PCPC机的通用机的通用CNCCNC系统。系统。 硬硬件件数数控控 软软件件数数控控 1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势551.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势56主要

33、内容1.1.运行高速化运行高速化主轴高速化:采用电主轴(内装式主轴电机),即主轴电机主轴高速化:采用电主轴(内装式主轴电机),即主轴电机的转子轴就是主轴部件。的转子轴就是主轴部件。主轴最高转速达主轴最高转速达200000r/min200000r/min以上以上主轴转速的最高加(减)速为主轴转速的最高加(减)速为1.0g 1.0g 以上以上换刀速度换刀速度 0.90.9秒(刀到刀)秒(刀到刀)2.82.8秒(切削到切削)秒(切削到切削)工作台(托盘)交换速度工作台(托盘)交换速度1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势57主要内容2.2.加工高精化:加工高精化:提高机械设备的制造和装

34、配精度;提高数控系统的提高机械设备的制造和装配精度;提高数控系统的控制精度;采用误差补偿技术控制精度;采用误差补偿技术提高提高CNCCNC系统控制精度:系统控制精度:采用高速插补技术,以微小程序段实现连续进给,使采用高速插补技术,以微小程序段实现连续进给,使CNCCNC控制单位精细化,控制单位精细化,采用高分辨率位置检测装置,提高位置检测精度(日本交流伺服采用高分辨率位置检测装置,提高位置检测精度(日本交流伺服电机已有装上电机已有装上10106 6 脉冲脉冲/ /转的内藏位置检测器,其位置检测转的内藏位置检测器,其位置检测精度能达到精度能达到0.010.01 m/m/脉冲);脉冲);位置伺服系

35、统采用前馈控制与非线性控制等方法。位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法。1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势58主要内容采用误差补偿技术:采用误差补偿技术: 采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术差补偿等技术; ; 设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研究结果表明,综合误差补偿技术的应用可将加工研究结果表明,综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少误差减少60608080。1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势59主要内容3.功能复合化功能复合化

36、工件自动装卸、工件自动定位;工件自动装卸、工件自动定位; 刀具自动对刀;刀具自动对刀; 工件自动测量与补偿;工件自动测量与补偿; 集钻、车、镗、铣、磨为一体的集钻、车、镗、铣、磨为一体的“万能加工机床万能加工机床”等。等。 1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势60主要内容镗铣钻复合镗铣钻复合加工中心(加工中心(ATCATC)、五面加工中心()、五面加工中心(ATCATC,主轴立卧转换);主轴立卧转换);车铣复合车铣复合车削中心(车削中心(ATCATC,动力刀头);,动力刀头);铣镗钻车复合铣镗钻车复合复合加工中心(复合加工中心(ATCATC,可自动装卸车刀,可自动装卸车刀架);

37、架);铣镗钻磨复合铣镗钻磨复合复合加工中心(复合加工中心(ATCATC,动力磨头);,动力磨头);可更换主轴箱的数控机床可更换主轴箱的数控机床组合加工中心;组合加工中心;1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势61主要内容4.控制智能化控制智能化 配置各种微型传感器,具有监控和误差配置各种微型传感器,具有监控和误差自动补偿功能。自动补偿功能。1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势“不仅有体力,而且有头脑,自己管理自己不仅有体力,而且有头脑,自己管理自己”62主要内容1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势自主管理63主要内容1.5 1.5 数控技术的发展趋

38、势数控技术的发展趋势646.6.交互网络化交互网络化 除有除有RS232CRS232C串行接口、串行接口、RS422RS422等接口外,还带有等接口外,还带有DNCDNC接口,接口,可以实现几台数控机床之间的数据通信和直接对几台数控机可以实现几台数控机床之间的数据通信和直接对几台数控机床进行控制。有的已配备与工业局域网(床进行控制。有的已配备与工业局域网(LANLAN)通信的功能,)通信的功能,促进系统集成化和信息综合化,使远程操作和监控、遥控及促进系统集成化和信息综合化,使远程操作和监控、遥控及远程故障诊断成为可能。远程故障诊断成为可能。 1.5 1.5 数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势

39、65计算机直接数控系统计算机直接数控系统(DNC)(DNC) DNCDNC定义:计算机直接数控系统定义:计算机直接数控系统(DNC)(DNC),也称计算机群控系统,就,也称计算机群控系统,就是使用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工是使用一台通用计算机直接控制和管理一群数控机床进行零件加工或装配的系统。或装配的系统。 DNCDNC特点:特点:1)DNC1)DNC技术使技术使CNCCNC与通信网络联系在一起;与通信网络联系在一起;2)2)一台中央计算机为数台数控机床进行自动编程一台中央计算机为数台数控机床进行自动编程DNCDNC对对CAD/CAPP/CAMCAD/CAPP/CAM

40、以及以及CNCCNC的程序进行传送和分级管理;的程序进行传送和分级管理;3)DNC3)DNC技术可以传送维修数据,使用户与数控生产厂家直接通信;进技术可以传送维修数据,使用户与数控生产厂家直接通信;进而把制造厂家联系在一起,构成虚拟制造网络。而把制造厂家联系在一起,构成虚拟制造网络。66 柔性制造系统柔性制造系统(FMS)(FMS) 也叫计算机群控自动线,它是将一群数控机床用自动传送也叫计算机群控自动线,它是将一群数控机床用自动传送系统连接起来,并置于一台计算机的统一控制之下,形成系统连接起来,并置于一台计算机的统一控制之下,形成一个用于制造的整体。现已形成在自动化程度和规模上不一个用于制造的整体。现已形成在自动化程度和规模上不同的多种层次和级别的柔性制造系统。同的多种层次和级别的柔性制造系统。 (1)(1)

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