数控技术在制造业中的应用VIP免费

摘要：数控技术在当今制造业中占据着非常重要的地位。本文以数控火焰切割机为例，介绍了数控机床的数控系统的开发。关键词：数控技术制造业数控火焰切割机1数控技术的概况1.1数控技术的现状计算机的发明与应用是20世纪人类社会最伟大的科技成果，而计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。在机械制造业中，数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧，传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。1.2数控技术的发展从第一台数控机床开发成功到现在已有50多年的历史，由传统的封闭式数控系统发展到现今的开放式PC数控系统。传统的计算机数控系统，由于采用封闭的体系结构，它的通用性、软件移植性、功能扩展和维修都比较困难。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。开放式计算机数控系统，采用软件模块化的体系结构，显示了优良的性能，能适应各种计算机的软件平台，具有统一风格的用户交互环境，操作、维护、更新换代和软件开发都比较方便，具有较高的性能价格比，已成为数控系统发展的方向。2机械制造中数控技术的应用2.1机床设备机床设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。2.1.1数控机床的组成2.1.2数控机床的工作原理除机床本体之外的部分统称为计算机数控（CNC）系统。首先根据零件图制定工艺方案，采用手工或计算机进行零件程序的编制，并把编好的零件程序存放于某种控制介质中。操作台PLC主轴伺服单元主轴驱动装置机床主进运给动传机动构机构数控装置输入/输出设备进给伺服单元进给驱动装置测量装置机床I/Q电路和装置然后经相应的输入装置把存放在该介质上的零件程序输入至CNC装置。CNC装置根据输入的零件程序和操作指令进行相应的处理，输入位置控制指令到进给伺服驱动系统以实现刀具和工件的相对移动，输出速度控制指令到主轴伺服驱动系统以实现切削，输出M、S、T指令到PLC以实现顺序动作的开关量I/Q控制，从而加工出图纸要求的零件。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程。2.2基于工业计算机的数控火焰切割机数控系统开发在机床控制领域，采用工业计算机，发展通用的数控系统，已成为国际研究的热点，符合数控技术发展的最新潮流。工业计算机与个人计算机兼容，因此可以吸收计算机发展的最新成果，从而简化数控系统的开发过程，缩短数控系统的开发周期，提高产品的竞争力。2.2.1数控火焰切割机加工工艺特点数控火...