数控技术与产业发展途径的探讨VIP免费

第一章数控技术国内外现状它是数控系统通信向现场级的延伸、数字化通信取代4—20ma模拟信号、应用现场总线技术，要求现场设备智能化(可编程或可参数化)：它既实现现场设备的远程控制、参数化及故障诊断为一体：由于现场总线具有开放性、互操作性、互换性、可集成性，因此是实现数控系统设备层信息集成的关键技术。它对提高生产效率、降低生产成本非常重要。目前在工业上采用的现场总线有Profibus-DP，SERCOS，JPCN-1，Deviconet，CAN，hterbus—>S，Marco等。有的公司还有自己的总线，比如FANUC的FSSB，工／OLINK(相当于JPCN—>1)，YASKAW^的MOTIONLINK等。目前比较活跃的是Prof主bus-DP，为了允许更快的数据传送速度，它由0S工的七层结构省去3-7层构成。西门子最新推出802D的伺服控制就是由Profibus-DP控制的。1.4功能不断发展和扩大NC技术经过50年的发展，已经成为制造技术发展的基础。这里以FANUC最先进的CNC控制系统15i／150i为例说明系统功能的发展。这是一台具有开放性，4通道、最多控制轴数为24轴、最多联动轴数为24轴、最多可控制4个主轴的CNC系统。其快速移动速度与分辨率关系如下表。快速移动速度m／min快速移动速度m／min24011000.1100.01l0.001它的技术特点反映了现代NC发展的特点：1开放性：系统可通过光纤与PC机连接，采用Window兼容软件和开发环境。功能以高速、超精为核心，并具有智能控制。特别适合於加工航空机械零件，汽车及家电的高精零件，各种模具和复杂的需5轴加工的零件。15i／150主具有高精纳米插补功能；即使系统的没定编程单位为1um，通过纳米插补也可提供给数字伺服以lnm为单位的指令，平滑了机床的移动量，提高了加工表面光洁度，大大减少加工工表面的误差。当分辨率为0.00lmm时，快速可达240m/min速度；系统还具有高速高精加工的智能控制功能：(1)预计算出多程序段刀具轨迹，并进行预处理。(2)智能控制，计及机床的机械性能，可按最佳的允许进给率和最人的允许加速度J：作，使机床的功能得到最大的发挥。以便降低加工时间，提高效率，同时提高加工精度。(3)系统可在分辨率为1nm时工作，适用於控制超精机械。2高级复杂的功能：15i／150i可进行各种数学的插补，如直线、圆弧、螺旋线、渐开线、螺旋渐开线、样条等插补。也可以进行NURBS(Nonuniformrat主ona!Bspline)插补。采用NURBS插补可以人人减少NC程序的数据输入量，减少加工时间，特别适用模具加工。NURBS插补不需任何硬件。3强力的联网通信功能。适应工厂自动化需要，支持标准FA网络及DNC的连接(1)工厂干线或控制层通信网络：由PC机通过以太网控制多台15i／150i组成的加工单元，可以传送数据、参数等。(2)设备层通信网络：15㈠150i采用I／0LINK(与日本标准JPCN—1相对应的一种现场总线。（3）通过RS—485接口传送工／0信号：或且也可采用Prellbus—DP(符合欧洲1标准EN50170)以12Mbps进行高速通信。4.具有高速内装的PMC(有的厂商称为PLC)，以减少加工的循环的时间：(1)梯形图和顺序程序由专用的PMC处理器控制，这种结构可进行快速大规模顺序控制。(2)基本PMC指令执行时间为：0．085ps；最大步数：32，000步。(3)可以用C语言编程；32位的C语言处理器可作为实时多任务运行；它与梯形图计算的PMC处理器并行工作。(4)可在PC机上进行程序开发。5.先进的操作：性和维修性(1)具有触摸面板，容易操作。(2)可采用存储卡改变输入输出。第二章数控技术的发展趋势1.1性能发展方向1、高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。2、柔性化它包含两方面：a.数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；b.群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。3、工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的...