㈠ 急求一篇關於數控車床的畢業論文
數控機床診斷維修方法經驗淺述X
摘 要:本文就近幾年來在對進口數控設備的維護中,逐漸學習並掌握了CNC 系統的一些故障規
律和快速診斷方法進行了整理。意在使其更好地為數控設備的使用與維修服務提供借鑒。
關鍵詞:數控機床;診斷維修;方法
隨著發達國家先進技術和裝備的不斷引進,使
我們設備維護人員的維修難度越來越大,這是不可
否認的事實。但怎樣盡快適應和掌握它,是我們應
該認真探討並急需解決的課題,下面就自己多年的
維修經驗談一點個人體會。
筆者近年引進的日立精機VA 一65 和HC 一
800 兩台加工中心,不但具有交流伺服拖動、四軸聯
動功能,而且還配有磁柵全閉環位置反饋及自動測
量、自動切削監視系統,其CNC 是當時國際上最先
進的FANUC 一11M 系統。運行11 年來,雖然隨
著使用年限的增長,一些元器件的老化、故障期的到
來,特別是加工任務的增多,設備每天24h 不停機的
運轉,出現了幾乎每周都有故障報警的現象。但為
保證任務的按期完成,我們在沒有經過國內外培訓
且圖紙資料不全的條件下,在無數次的維修測試中,
認真分析故障規律,不斷積累有關數據,逐漸掌握維
修要領,盡量在最短的時間內查出故障點,用最快的
速度修復調整完成。以下從幾方面論述快速診斷和
維修數控設備的方法:
1 先觀察問詢再動手處置
首先看報警信息,因為現在大多數CNC 系統都
有較完善的自診斷功能,通過提示信息可以馬上知
道故障區域,縮小檢測范圍。像一次HC 一800 卧
式加工中心在運行中出現5010 # spindle drive unit
alarm 報警。我們根據提示信息馬上按順序檢查了
主軸電機及其執行元件、主軸控制板,查明過流斷路
點後恢復正常,僅用20min 完成。但從我們的經驗
中也有受報警信息誤導的例子,因此說可依據它但
不能依賴它。
故障發生後如無報警信息,則需要進一步用感
官來了解設備狀態,最重要的就是向操作人員問詢
故障發生的前因後果。同樣是該設備,有一次其
APC 系統在防護罩沒有打開情況下B 軸突然旋轉
起來刮壞護罩,這一現象以前從未出現過。經我們
現場仔細詢問操作過程,清楚了故障經過:原來操作
人員先輸入了M60 指令,使_bPm_
㈡ 誰有關於數控機床方面的論文啊
數控機床發展史
摘要:機械系以機械為主,所以必須掌握好各種機械的專業知識,從這學期開始,開始接觸機械專業基礎課。我會本著認真的態度對待專業課的學習,提高自己的專業素養.接下來我將介紹一下我對數控機床發展史的認識。
20世紀中期,隨著電子技術的發展,自動信息處理、數據處理以及電子計算機的出現,給自動化技術帶來了新的概念,用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制,推動了機床自動化的發展。
採用數字技術進行機械加工,最早是在40年代初,由美國北密支安的一個小型飛機工業承包商派爾遜斯公司(ParsonsCorporation)實現的。他們在製造飛機的框架及直升飛機的轉動機翼時,利用全數字電子計算機對機翼加工路徑進行數據處理,並考慮到刀具直徑對加工路線的影響,使得加工精度達到±0.0381mm(±0.0015in),達到了當時的最高水平。
1952年,麻省理工學院在一台立式銑床上,裝上了一套試驗性的數控系統,成功地實現了同時控制三軸的運動。這台數控機床被大家稱為世界上第一台數控機床。
這台機床是一台試驗性機床,到了1954年11月,在派爾遜斯專利的基礎上,第一台工業用的數控機床由美國本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生產出來。
在此以後,從1960年開始,其他一些工業國家,如德國、日本都陸續開發、生產及使用了數控機床。
數控機床中最初出現並獲得使用的是數控銑床,因為數控機床能夠解決普通機床難於勝任的、需要進行輪廓加工的曲線或曲面零件。
然而,由於當時的數控系統採用的是電子管,體積龐大,功耗高,因此除了在軍事部門使用外,在其他行業沒有得到推廣使用。
到了1960年以後,點位控制的數控機床得到了迅速的發展。因為點位控制的數控系統比起輪廓控制的數控系統要簡單得多。因此,數控銑床、沖床、坐標鏜床大量發展,據統計資料表明,到1966年實際使用的約6000台數控機床中,85%是點位控制的機床。
數控機床的發展中,值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數控機床,它能實現工件一次裝卡而進行多工序的加工。這種產品最初是在1959年3月,由美國卡耐·;特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)開發出來的。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鑽頭、鉸刀、銑刀等刀具,根據穿孔帶的指令自動選擇刀具,並通過機械手將刀具裝在主軸上,對工件進行加工。它可縮短機床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現在已經成為數控機床中一種非常重要的品種,不僅有立式、卧式等用於箱體零件加工的鏜銑類加工中心,還有用於回轉整體零件加工的車削中心、磨削中心等。
1967年,英國首先把幾台數控機床連接成具有柔性的加工系統,這就是所謂的柔性製造系統(FlexibleManufacturingSystem——FMS)之後,美、歐、日等也相繼進行開發及應用。 1974年以後,隨著微電子技術的迅速發展,微處理器直接用於數控機床,使數控的軟體功能加強,發展成計算機數字控制機床(簡稱為CNC機床),進一步推動了數控機床的普及應用和大力發展。
80年代,國際上出現了1~4台加工中心或車削中心為主體,再配上工件自動裝卸和監控檢驗裝置的柔性製造單元(FlexibleManufacturingCell——FMC)。這種單元投資少,見效快,既可單獨長時間少人看管運行,也可集成到FMS或更高級的集成製造系統中使用。
目前,FMS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領域擴展,從中小批量加工向大批量加工發展。
所以機床數控技術,被認為是現代機械自動化的基礎技術。
那什麼是車床呢?據資料所載,所謂車床,是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用於加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件,是機械製造和修配工廠中使用最廣的一類機床。
古代的車床是靠手拉或腳踏,通過繩索使工件旋轉,並手持刀具而進行切削的。1797年,英國機械發明家莫茲利創制了用絲杠傳動刀架的現代車床,並於1800年採用交換齒輪,可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年,另一位英國人羅伯茨採用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。
為了提高機械化自動化程度,1845年,美國的菲奇發明轉塔車床;1848年,美國又出現回輪車床;1873年,美國的斯潘塞製成一台單軸自動車床,不久他又製成三軸自動車床;20世紀初出現了由單獨電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。
第一次世界大戰後,由於軍火、汽車和其他機械工業的需要,各種高效自動車床和專門化車床迅速發展。為了提高小批量工件的生產率,40年代末,帶液壓仿形裝置的車床得到推廣,與此同時,多刀車床也得到發展。50年代中,發展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數控技術於60年代開始用於車床,70年代後得到迅速發展。
車床依用途和功能區分為多種類型。
普通車床的加工對象廣,主軸轉速和進給量的調整范圍大,能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。這種車床主要由工人手工操作,生產效率低,適用於單件、小批生產和修配車間。
轉塔車床和回轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架,能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序,適用於成批生產。
自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工,能自動上下料,重復加工一批同樣的工件,適用於大批、大量生產。
多刀半自動車床有單軸、多軸、卧式和立式之分。單軸卧式的布局形式與普通車床相似,但兩組刀架分別裝在主軸的前後或上下,用於加工盤、環和軸類工件,其生產率比普通車床提高3~5倍。
仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸,自動完成工件的加工循環,適用於形狀較復雜的工件的小批和成批生產,生產率比普通車床高10~15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型
立式車床的主軸垂直於水平面,工件裝夾在水平的回轉工作台上,刀架在橫粱或立柱上移動。適用於加工較大、較重、難於在普通車床上安裝的工件,一般分為單柱和雙柱兩大類。
鏟齒車床在車削的同時,刀架周期地作徑嚮往復運動,用於鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件,由單獨電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。
專門車床是用於加工某類工件的特定表面的車床,如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯合車床主要用於車削加工,但附加一些特殊部件和附件後,還可進行鏜、銑、鑽、插、磨等加工,具有「一機多能」的特點,適用於工程車、船舶或移動修理站
看機床的水平主要看金屬切削機床,其他機床技術和復雜性不高,就是近幾年很流行的電加工機床,也只是方法的改變,沒什麼復雜性和科技含量。
我國的數控磨床水平不錯,每年都有大量出口,因為它簡單,基本屬於勞動密集型。
金屬加工主要是去除材料,得到想得到的金屬形狀。去除材料,主要靠車和銑,車床發展為數控車床,銑床發展為加工中心。高精度多軸機床,可以讓復雜零件在精度和形狀上一次到位,例如,飛機上的一個復雜零件,以前由很多種工人:車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個月干,其中還有報廢的,最新的復合數控機床幾天甚至幾個小時就全乾好了,而且精度比你設計的還高。零件精度高就意味著壽命長,可靠性好。
由普通發展到數控,一個人頂原來的十個,在精度上,更是沒法說,適應性上,零件變了,換個程序就行。把人的因素也降為最低,以前在工廠,誰要時會車渦輪、蝸桿,沒個10年8年的不行,要是誰掌握了,那牛得很。現在用數控設備,只要你會編程,把參數輸進去就可以了,很簡單,剛畢業的技校學生都會,而且批量的產品質量也有保證。
自美國在50年代末搞出世界一台數控車床後,機床製造業就進入了數控時代,中國在六十年代也搞出了第一代數控機床,但後來中國進入了什麼年代,大家都知道。等80年代我們再去看世界的數控機床水平,差距就是20年了,其實奮起直追還有希望,但國營工廠不思進取,到了90年代,我們再去看世界水平,已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯的路子,什麼叫蘇聯的路子,舉個例子來講:比如,生產一根軸,蘇聯的方式是建一個專用生產線,用多台專用機床,好處是批量很容易上去,但一旦這根軸的參數發生了變化,這條線就報廢了,生產人員也就沒事做了。在1960-1980年代,國營工廠一個產品生產幾十年不變樣。到了1980年代後,當時搞商品經濟,這些廠不能迅速適應市場,經營就困難了,到了90年代就大量破產,大量職工下崗。現代的生產也有大批量生產,但主要是單件小批量,不管是那種,只要你的設備是數控的,適應起來就快。專業機床的路子已經到頭了, ;西方走的路和前蘇聯不一樣,當年的「東芝」事件,就是日本東芝賣給蘇聯了幾台五軸聯動的數控銑床,讓蘇聯在潛艇的推進螺旋槳上的製造,上了一個檔次,讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了,所以美國要懲處東芝公司。由此也可見,前蘇聯的機床製造業也落後了,他們落後,我們就更不用說了。雖然,美國搞出了世界第一台數控機床,但數控機床的發展,還是要數德國。德國本來在機械方面就是世界第一,數控機床無非就是搞機電一體化,機械方面德國已沒問題,剩下的就是電子系統方面,德國的電子系統工業本來就強大,所以在上世紀六、七十年代,德國就執機床界的牛耳了。
但日本人的強項就是仿造,從上世紀70年代起,日本大量從德國引進技術,消化後大量仿造,經過努力,日本在90年代起,就超越了德國,成為世界第一大數控機床生產國,直到現在還是。他們在機床製造水平上,有一些也走在了世界前面,如在機床復合(一機多種功能)化方面,是世界第一。數控機床的核心就在數控系統方面,日本目前在系統方面也排世界第一,主要是它的發拿科公司。第一代的系統用步進電機,我們現在也能造,第二代用交流伺服電機。現在的數控系統的核心就是交流伺服電機和系統內的邏輯控制軟體,交流伺服電機我們國家目前還沒有誰能製造,這是一個光學、機械、電子的綜合體。邏輯控制軟體就是控制機床的各軸運動,而這些軸是用伺服電機驅動的,一般的系統能同時控制3軸,高級系統能控制五軸,能控5軸的,五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統,但「做秀」的成份多,還沒實用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機床,100%進口。
機床是一個國家製造業水平高低的象徵,其核心就是數控系統。我們目前不要說系統,就是國內造的質量稍微好一點的數控機床,所用的高精度滾珠絲杠,軸承都是進口的,主要是買日本的,我們自產的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內的各大機床廠,數控系統100%外購,各廠家一般都買日本發那科、三菱的系統,佔80%以上,也有德國西門子的系統,但比較少。德國西門子系統為什麼用的少呢?早期,德國系統不太能適合我們的電網,我們的電網穩定性不夠,西門子系統的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了,他們的系統就燒不壞。近來西門子系統改進了不少,價格方面還是略高。德國人很不重視中國,所以他們的系統漢語化最近才有,不像日本,老早就有漢語化版的。
就國產高級數控機床而言,其利潤的主體是被外國人拿走了,中國只是掙了一個辛苦錢。
美國為什麼沒有能成為數控機床製造大國呢?這個和他們當時制定產業政策的人有關,再加上當時美國的勞動力貴,買比製造劃算。機床屬於投資大,見效慢,回報率底的產業,而且需要技術積累。不太附和美國情況。但後來美國發現,機床屬於戰略物資,沒有它,飛機、大炮、坦克、軍艦的製造都有問題,所以他們重新制定政策,扶植了一些機床廠,規定了一些單位只能買國產設備,就是貴也得買,這就為美國保留了一些數控機床行業。美國機床在世界上沒有什麼競爭力。
歐洲的機床,除德國外,瑞士的也很好,要說超高精密機床,瑞士的相當好,但價格也是天價。一般用戶用不起。義大利、英國、法國屬於二流,中國很少買他們的機床。西班牙為了讓中國進口他們的機床,不惜貸款給中國,但買的人也很少??借錢總是要還的。
韓國、台灣的數控機床製造能力比大陸地區略強,不過水平差不多。他們也是在上世紀90年代引進日本技術發展的。韓國應該好一點,它有自己製造的、已經商業化了的數控系統,但進口到中國的機床,應我們的要求,也換成了日本系統。我們對他們的系統信不過。韓國數控機床主要有兩家:大宇和現代。大宇目前在我國設有合資企業。台灣機床和我們大體一樣,自己造機械部分,系統采購日本的。但他們的機床質量差,壽命短,目前在大陸影響很壞。其實他們比我們國產的要好一點。但我們自己的差,我們還能容忍,台灣的機床是用美金買來的,用的不好,那火就大了。台灣最主要的幾家機床廠已打算把工廠遷往大陸,大部分都在上海。這些廠目前在國內的競爭中,也打著“國產」的旗號。
近來隨著中國的經濟發展,也引起了世界一些主要機床廠商的注意,2000年,日本最大的機床製造商「馬扎克」在中國銀川設立了一家數控機床合資廠,據說製造水平相當高,號稱「智能化、網路化」工廠,和世界同步。今年日本另外一家大機床廠大隈公司在北京設立了一家能年產1000台數控機床的控股公司,德國的一家很有名的企業也在上海設立了工廠。
目前,國家制定了一些政策,鼓勵國民使用國產數控機床,各廠家也在努力追趕。國內買機床最多的是軍工企業,一個購買計劃里,80%是進口,國產機床滿足不了需要。今後五年內,這個趨勢不會改變。不過就目前國內的需要來講,我國的數控機床目前能滿足中低檔產品的訂貨。
美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、製造和使用上,技術最先進、經驗最多的國家。因其社會條件不同,各有特點。
1.美國的數控發展史
美國政府重視機床工業,美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發展方向、科研任務,並且提供充足的經費,且網羅世界人才,特別講究「效率」和「創新」,注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創新,如1952年研製出世界第一台數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研製成FMS、1987年首創開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求,充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線,而且電子、計算機技術在世界上領先,因此其數控機床的主機設計、製造及數控系統基礎扎實,且一貫重視科研和創新,故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產宇航等使用的高性能數控機床,其存在的教訓是,偏重於基礎科研,忽視應用技術,且在上世紀80代政府一度放鬆了引導,致使數控機床產量增加緩慢,於1982年被後進的日本超過,並大量進口。從90年代起,糾正過去偏向,數控機床技術上轉向實用,產量又逐漸上升。
2.德國的數控發展史
德國政府一貫重視機床工業的重要戰略地位,在多方面大力扶植。,於1956年研製出第一台數控機床後,德國特別注重科學試驗,理論與實際相結合,基礎科研與應用技術科研並重。企業與大學科研部門緊密合作,對數控機床的共性和特性問題進行深入的研究,在質量上精益求精。德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用,其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件,在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數控系統,均為世界聞名,競相採用。
3.日本的數控發展史
日本政府對機床工業之發展異常重視,通過規劃、法規(如「機振法」、「機電法」、「機信法」等)引導發展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國,在質量管理及數控機床技術上學習美國,甚至青出於藍而勝於藍。自1958年研製出第一台數控機床後,1978年產量(7,342台)超過美國(5,688台),至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604台,出口27,409台,佔59%)。戰略上先仿後創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,佔去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研,向高性能數控機床發展。日本FANUC公司戰略正確,仿創結合,針對性地發展市場所需各種低中高檔數控系統,在技術上領先,在產量上居世界第一。該公司現有職工3,674人,科研人員超過600人,月產能力7,000套,銷售額在世界市場上佔50%,在國內約佔70%,對加速日本和世界數控機床的發展起了重大促進作用。
4.我國的現狀
我國數控技術的發展起步於二十世紀五十年代, 中國於1958年研製出第一台數控機床,發展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段,從1979年至今為第二階段。第一階段中對數控機床特點、發展條件缺乏認識,在人員素質差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、終因表現欠佳,無法用於生產而停頓。主要存在的問題是盲目性大,缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先後引進數控系統技術,從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、台灣省共11國(地區)引進數控機床先進技術和合作、合資生產,解決了可靠性、穩定性問題,數控機床開始正式生產和使用,並逐步向前發展。通過“六五」期間引進數控技術,「七五”期間組織消化吸收「科技攻關」,我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。特別是最近幾年,我國數控產業發展迅速,1998~2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此,進口機床的發展勢頭依然強勁,從2002年開始,中國連續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國,2004年中國機床主機消費高達94.6億美元,國內數控機床製造企業在中高檔與大型數控機床的研究開發方面與國外的差距更加明顯,70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。由此可以看出國產數控機床特別是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力,究其原因主要在於國產數控機床的研究開發深度不夠、製造水平依然落後、服務意識與能力欠缺、數控,系統生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。我們應看清形勢,充分認識國產數控機床的不足,努力發展先進技術,加大技術創新與培訓服務力度,以縮短與發達國家之問的差距。
在20餘年間,數控機床的設計和製造技術有較大提高,主要表現在三大方面:培訓一批設計、製造、使用和維護的人才;通過合作生產先進數控機床,使設計、製造、使用水平大大提高,縮小了與世界先進技術的差距;通過利用國外先進元部件、數控系統配套,開始能自行設計及製造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床,供應國內市場的需求,但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐,不能獨立發展,基本上處於從仿製走向自行開發階段,與日本數控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括:缺乏象日本「機電法」、「機信法”那樣的指引;嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人;缺少深入系統的科研工作;元部件和數控系統不配套;企業和專業間缺乏合作,基本上孤軍作戰,雖然廠多人眾,但形成不了合力。 我國數控技術的發展起步於二十世紀五十年代,通過「六五」期間引進數控技術,「七五」期間組織消化吸收“科技攻關」,我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。特別是最近幾年,我國數控產業發展迅速,1998~2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此,進口機床的發展勢頭依然強勁,從2002年開始,中國連續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國,2004年中國機床主機消費高達94.6億美元,國內數控機床製造企業在中高檔與大型數控機床的研究開發方面與國外的差距更加明顯,70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。由此可以看出國產數控機床特別是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力,究其原因主要在於國產數控機床的研究開發深度不夠、製造水平依然落後、服務意識與能力欠缺、數控,系統生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。我們應看清形勢,充分認識國產數控機床的不足,努力發展先進技術,加大技術創新與培訓服務力度,以縮短與發達國家之問的差距。
2003年開始,中國就成了全球最大的機床消費國,也是世界上最大的數控機床進口國。目前正在提高機械加工設備的數控化率,1999年,我們國家機械加工設備數控華率是5-8%,目前預計是15-20%之間。 一、 什麼是數控機床 車、銑、刨、磨、鏜、鑽、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機械加工方法,所謂機械加工,就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀,包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設備都稱為機床,數控機床就是在普通機床上發展過來的,數控的意思就是數字控制。給機床裝上數控系統後,機床就成了數控機床。當然,普通機床發展到數控機床不只是加裝系統這么簡單,例如:從銑床發展到加工中心,機床結構發生變化,最主要的是加了刀庫,大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鑽的功能。 我們一般所說的數控設備,主要是指數控車床和加工中心。 我國目前各種門類的數控機床都能生產,水平參差不齊,有的是世界水平,有的比國外落後10-15年,但如果國家支持,追趕起來也不是什麼問題,例如:去年,沈陽機床集團收購了德國西思機床公司,意義很大,如果大力消化技術,可以縮短不少差距。大連機床公司也從德國引進了不少先進技術。上海一家企業購買日本著名的機床製造商池貝。, 近幾年隨著中國製造的崛起,歐洲不少企業倒閉或者被兼並,如馬毫、斯濱納等。日本經濟不景氣,有不少在80年代很出名的機床製造商倒閉,例如:新瀉鐵工所。 二、 數控設備的發展方向 六個方面:智能化、網路化、高速、高精度、符合、環保。目前德國和瑞士的機床精度最高,綜合起來,德國的水平最高,日本的產值最大。美國的機床業一般。中國大陸、韓國。台灣屬於同一水平。但就門類、種類多少而言,我們應該能進世界前4名。 三、 數控系統由顯示器、控制器伺服、伺服電機、和各種開關、感測器構成。目前世界最大的三家廠商是:日本發那客、德國西門子、日本三菱;其餘還有法國扭姆、西班牙梵谷等。國內由華中數控、航天數控等。國內的數控系統剛剛開始產業化、水平質量一般。高檔次的系統全都是進口。 華中數控這幾年發展迅速,軟體水平相當不錯,但差就差在電器硬體上,故障率比較高。華中數控也有意向數控機床業進軍,但機床的硬體方面不行,質量精度一般。目前國內一些大廠還沒有採用華中數控的。廣州機床廠的簡易數控系統也不錯。 我們國家機床業最薄弱的環節在數控系統。
參考文獻:
1.《機床與液壓》20041No17 1995-2005 Tsinghua TongfangOptical Disc Co¸, Ltd¸ All rights reserved
4.《機床數控系統的發展趨勢 》 黃勇 陳子辰 浙江大學
㈢ 數控車工畢業論文~~採納了再加100
基於單片機的儀表車床簡易數控系統的實現
第2章 數控系統的設計要求
2.1概述
該數控系統是為了適應國內眾多的普通機床改造而設計的主要考慮四個方面:
①經濟性
既然是用於普通機床的數控化改造,因此,必須充分考慮系統的成本,這是保證達到系統設計目的的關鍵。這里的成本包括整個系統的成本,包括數控系統、伺服驅動系統及機械傳動系統等,其核心在於數控系統的方案選擇。
②方便性
數控系統的方便性,又叫「宜人性」,主要反映在系統的編輯部分。編輯(編程)部分是人和系統直接打交道的部分,即所謂的「人機界面」。人機界而應當對用戶友好,也就是說編輯(編程)部分應當盡量給用戶提供力便、快捷舒適的操作使用環境。系統需從以下幾個途徑來體現:
●漢化按鍵,方便各種層次的操作者使用。
●輸入、檢索、修改盡量一體化。即輸入時可以檢索、修改,檢索時可以修改、輸入,並且自動顯示程序段號。
●快速檢索,即能對程序進行上下翻頁顯示。
③實用性
經濟則數控系統的設計不應追求功能的大而全,應以實用為原則。一般的機械加工只要能具有以下功能即可滿足需要:
●直線、圓弧插補。插補速度要充分考慮被機床本身的內在素質,如剛性、抗震性、耐磨性等,不宜過高。
●速度銜接技術,即速度升/降速控制。速度銜接技術可以保證系統在加工過程中實現2段程序間的速度平滑連接,從而避免造成加工刀痕或平台,保證精度。
●動態坐標顯示。
●加工程序的掉電保護能力。
●電動刀架控制。採用電動刀架,用軟體進行控制,可以提高生產效率。
●細分技術。細分技術是當今經濟型數控系統的一項重要技術。它可以有效解決步近電機的低頻振盪問題,同時使機床脈沖當量細化,提高控制精度;另外,還可以提高低速加工時的出刀。
④可靠性
由於數控系統工作環境十分惡劣,必須有足夠的可靠性才能保證系統穩定運行。
2.2數控系統的性能指標
按照廣述設計要求及設想,數控系統的性能指標可歸納為:
●X,Z兩軸聯動,開環控制方式。
●ISO國際數控標准格式代碼編程。
●快速定位。
●具有直線、圓弧插補能力。
●能與上價機串列通信、具有簡單的聯網能力。
●最大編程尺寸9999.99mm,z軸脈沖當量0.01mm,x軸脈沖當量0.005mm,最大進給速度為0.083m/s(5m/min)。
●預留螺紋加工功能的介面。
●具有連動、點動2種手動加工方式,以及自動連續加工方式。
第3章 總體方案的確定
3.1系統總體方案
本系統在研製過程中,緊緊圍繞可靠性、方便性、低成本等設計要求。確定總體方案如下:
3.1.1基於單片機的系統結構
按照上述設計思想,本系統採用基於單片機的系統結構。這種方案結構簡單,成本低。考慮到擴展性,主系統採用89S58單片機。AT89S51是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件採用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術製造,兼容標准MCS-51指令系統及80C51引腳結構,晶元內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。
1.一個個8位的CPU
2、26個特殊功能寄存器(Special Function Register)
3、一個片內振盪器及時鍾電路
4、全靜態工作:0Hz-24KHz
5、32條可編程I/O線
6、2個16位可編程定時計數器
7、5個中斷優先順序2層中斷嵌套中斷
8、2個全雙工串列通信口
9、電源控制模式:低功耗的閑置和掉電模式
10、8031 CPU與MCS-51 兼容
11、4個8位並行(Parallel)I/O口
12、三級程序存儲器保密鎖定
13、128B 內部RAM
14、內部硬體看門狗電路
15、4k Bytes Flash片內程序存儲器(壽命:1000寫/擦循環)
16、一個SPI串列介面,用於晶元的在系統編程
17、可定址64KB的外部ROM和外部RAM的控制電路
這些我們稱為單片機的資源(Souce),單片機的應用就是怎麼充分合理地利用這些資源,來解決實際中的問題
3.1.2人機界面
(1)採用液晶顯示界面
作為一個簡易型數控系統,採用了12232漢字圖形點陣液晶顯示模塊,帶背光字元型液晶模塊作為主顯示界面,不採用數碼管顯示。這樣做的目的有3個:
●液晶顯示方式具有顯示容量大、可以顯示所有字元及自定義字元的能力。至於不能顯示圖形以實現加工曲線動態顯示的缺陷,可以通過上儀機模擬模擬加工來彌補。
●液晶顯示模塊自身具有控制器,可以減輕主CPU的負擔。
●使系統具有菜單驅動的基本素質。採用菜單驅功方式實現編輯模塊的全屏幕編輯功能,達到友好的人機界面要求。
●可顯示漢字和圖形。
(2)採用雙功能按鍵設計,簡化鍵盤
系統設計中充分考慮功能的需要、操作方便的需要及系統復雜性的要求三者之間的關系確定系統的大多數按鍵為雙功能鍵,使得整個系統界面簡潔。
3.1.3採用開環控制方式
系統設計的目的決定了系統只能採用開環控制方式。在開環型位置控制系統中,只能採用步進電機作為伺服執行單元。這是由步進電機車身的特性決定的。關於步進電機的特性等詳細內容參見本章後續有關章節。
開環控制系統的數控機床結構簡單,成本較低,僅適用於加工精度要求不很高的中小型數控機床,特別是簡易經濟型數控機床。
這類系統比較簡單,價格最便宜,可以用於小型車床、銑床、鑽床和線切割機床。如下圖是常見的兩坐標簡易數控系統的組成框圖。系統軟體固化在單片機的存儲器中,加工程序可通過鍵盤或磁帶機輸入,經系統軟體進行編輯處理後輸出一個系列脈沖,再經光電隔離,功率放大後大驅動兩台步進電機,分別控制機床兩個方向的運動,完成位置、軌跡和速度的控制。根據需要,微機還可通過繼電器電路,實現對諸如主軸起停、變速、各種輔助電機起停、刀架轉位、工件爽緊松開等動作的自動控制,使整個加工過程自動進行。
圖3-1開環步進電機與單片機連接電路
單片機控制步進電機拖動的開環系統具有價廉,技術成熟等優點,因而使用較多。但這種系統還存在拖動力矩偏小,過載能力差、速度偏低,精度不夠高及其價格隨力矩增加成指數卜升等缺點。為此,選用時要注意在適當的范圍內發揮其優勢。一般主要適用於拖動力矩小於15Nm的小型機床,如C616,C618,C620,C6140等普通車床。對於轉矩要求大、功能要求多的機床(如銑床、鏜床、鑽床及鏜銑床)和高精度機床(如坐標鏜床)就難於使用,需要開發與其適應的其他經濟型數控系統。
3.1.4功能精簡,提高可靠性
設計具備簡易型數控系統必需的基本功能
●直線、圓弧插補能力。
●端面、台階的循環加工。
●點動、連動、自動3種運行方式。
●申行通信能力。
3.2系統功能模塊及其分析
3.2.1系統功能模塊與總體框架
(1)系統操作界面
按照上述
圖3-2 系統的人機界面圖
復位——系統在死機、工作出錯等情況下的總清鍵,使系統回復設計的原始狀態。
運行——自動運行用戶的零件加工程序,包括程序的語法檢查、數據處理、編譯、插補運算及步進電機控制等。
暫停一—自動加工的暫停,是一個乒乓鍵,按一次,加工暫停,再按一次,繼續加工。
換刀一—用於手工換刀,每按一次.電動刀架轉一個工位,本系統中為90度。
手動——與「←、↑、→、↓」配合,以實現動作台的連動;在編輯程序時為游標移動鍵。數字1—9均為雙功能鍵、用於程序輸入、用「上下檔」鍵進行切換。
G—一準備功能鍵,用於ISO加工程序輸入。
M——輔助功能鍵,用於冷卻泵的啟/停、程序的結束等程序段的輸入。
插入—一用於程序編輯過程中「插入修改」方式的切換。也是乒乓鍵,用塊游標或下劃線游標指示。
刪除——在插入方式下,刪除當前的字元;在修改方式下,刪除當前游標位置字元。
上頁一—程序上翻到上一程序段。相當PC機的PageUp鍵。
下頁——程序下翻到下一程序段。與上頁鍵一樣是一個屏幕編輯鍵。相當PC機的PageDown鍵。
回車——確認鍵。
Esc——相當於PC機的Esc鍵。
(2)系統功能模塊與總體框架
系統從總體上分為人機界面模塊、伺服執行模塊、電動刀架擰制模塊、串列通信模塊及基於AT89S51單片機的主控模塊等5大模塊,參見圖3-2。各模塊的功能分別是:
圖3-3 系統模塊與總體框架
①人機界面模塊
該模塊主要完成人機的對話與交流,物理上表現為顯示器與鍵盤,核心功能是加工程序的編輯。由於採用全程菜單驅動形式.使該模塊具有較好的友善性。
②伺服執行模塊
該模塊主要由脈沖分配器、伺服驅動及步進電機等組成,是一個執行單元,按照主機的指令完成工作台與刀具的相對運動,實現車削加工。其速度特性、矩頻特性等直接影響加工的精度和速度。
③電動刀架控制模塊
採用2繼電器方式的4方電動刀架.用軟體完成刀架的換刀動作,即刀架電機的正轉拾刀→換刀→反轉鎖緊,是經濟型數控系統必不可少的部分,可以提高加工效率,大大減少在加工過程中因手工換刀帶來的誤差。
④串列通信模塊
該模塊的功能是完成與上位機的串列通信,採用三線制方式,使系統具有基本的組網能力。
⑤主控模塊
主要包括零片微處理器(也括監控程序)、加工程序存儲單元及與其他模塊的介面電路要完成程序編輯、加工程序處理、軟體插補達貿、電動刀架餃制及行程限位保護等。
3.2.2系統軟體框架
如圖3-4展示了系統軟體框圖。系統上電後,執行初始化程序、鍵盤掃描程序。如有「計數顯示」、「計數清零」、「點動」等功能鍵按下,執行其各自的工作子程序後返回初始化程序,並顯示其相應的提示符。順序控製程序也設計成子程序模塊,它的主要功能是讀入各行程開關及壓力繼電器的信號狀態組合,經分析判斷,輸出一系列控制信號,完成對工件的自動加工。如按下「點動」鍵,則顯示點動提示符,執行順序控製程序,即返回初始化程序,如按下「連動」功能鍵,則首先置連動工作標記(此時,除「返回」鍵外,其餘各鍵均用軟體屏蔽),然後開中斷,等待,刀具檢測信號,收到中斷請求信號後,執行中斷服務程序。在中斷服務控制中,先後執行順序控制子程序,鍵盤掃描及顯示子程序,並記錄和顯示數據。完成一次順序控制或有「返回」鍵按下,則返回主程序。回到主程序後,仍判斷是否有「返回」鍵按下,如有,則返回初始化程序。否則,重新等待中斷。
採用模塊化設計:
①點動,連動,換刀
該模塊主要實現工作台在x,z兩軸上正、反2個方向的點動、連動操作,以及手動控制換刀等,用於方便對刀、工作原點設置等。
②自動
該模塊主要實現加工程序的處理(包括程序語法檢查、程序編譯、數據處理等)、插補運算步進電機的控制及自動換刀控制等。
③參數設置
該模塊主要實現刀具補償參數設置、間隙補償參數設置等自動加工參數的設置。
④編輯模塊
該模塊主要實現零件加工程序的鍵盤編輯、輸入。
⑤通信模塊
該模塊主要實現與上位機或其他智能設備的串列通信,可用於加工程序的傳送等。
圖3-4 系統軟體原理框圖
第4章 硬體系統設計
4.1主模塊設計
4.1.1主模塊中關鍵器件及其選型
(1)單片機
本系統採用PHILIPS公司的8位單片機AT89S51為控制核心。AT89S51是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件採用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術製造,兼容標准MCS-51指令系統及80C51引腳結構,晶元內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,全靜態工作,RAM可擴展到64K位元組,5個中斷優先順序,2層中斷嵌套中斷,32個外部雙向輸入/輸出(I/O)口,2個16位可編程定時計數器。外接一片2764EPROM,作為監控程序的程序存儲器和存放常用零件的加工程序。再選用一片6264RAM用於存放需要隨機修改的零件程序、工作參數。採用解碼法對擴展晶元進行定址,採用74LS138解碼器完成此功能。8279作為系統的輸入輸出口擴展,分別接鍵盤的輸入、輸出顯示,8255接步進電機的環形分配器,分別並行控制X軸和Z軸的步進電機。另外,還要考慮機床與單片機之間的光電隔離,功率放大電路等.
圖4-1單片機系統原理框圖
(2)數據存儲器的選用
系統採用單片機作為控制核心,最高速度為33MHz,我們用到22.1184MHz。速度高對外部電路特別是外部數據,程序存儲器擴展電路要求很高。必須滿足在CPU讀數據或程序指令時,外部數據或程序指令已准備好了。所以必須進行晶元的時序校驗。為了使系統工作可靠我們也進行存儲器的校驗。
首先,對存儲器作一介紹。單片機存儲器分為內部存儲器和外部存儲器,內部存儲器又分為內部數據存儲器和程序存儲器,同樣,外部存儲器也分為程序和數據存儲器。本系統採用AT89S51為核心單元,其本身帶有128B的RAM和4KB的Flash內部程序存儲器。對於數據存儲器,內外兩部分是獨立編址的,用不同指令來訪問不同的數據存儲器,即,MOV訪問片內,MOVC訪問片外,外部可擴展到64K,由於在外部數據存儲器和I/0是統一編址的,應給I/0留一定的空間,且本系統要求留有一定的擴展空間,所以本系統擴展採用的晶元是6264。Y62256是HUNDAI公司的一種高速低功耗32K的
CMOS的靜態RAM,採用現代公司的高速CMOS工藝技術。HY62265具有數據保持模式,以確保在最低供電電壓下2V數據有效。使用CMOS技術,電源電壓在2.OV~5.5V之間,數據保持電流幾乎沒有影響。HY62256適合使用在低壓和電池供電工作環境。M28256用於擴展程序存儲器,是一種採用ST微電子公司擁有知識產權的多極性硅技術製造的。在3V或}V供電條件下具有快諫低功耗工作模式。電路已被設計成可提供與微控制器柔性介面特徵。可使用軟體或硬體進行數據循環測試或位功能鎖定。可以使用標準的JEDEG運演算法則進行軟體數據保護。電路擴展如圖4-2所示。
圖4-2 存儲器擴展
(3)匯流排驅動、數據、地址鎖存及解碼電路
由於單片機的數據線和低位地址線共用必須加地址鎖存器進行低位地址鎖存。使用74LS373作為地址鎖存器,當應用系統規模過大,擴展所接晶元過多,超過匯流排的驅動能力時,系統將不能可靠工作,此時應加用匯流排驅動器來減少讀數據的持續時間。整個系統可擴展的外部數據總共為64K,由於單片機外部數據存貯器和工/0是統一編址的,我們將低32K作為外部擴展的數據存儲器,高解碼電路採用兩片74LS138,用了32K作為I/0使用或留給以後擴展用。由於外設使可編程器件,所以在使用138作解碼時需要產生兩種解碼地址:一種是地址連續,一種是段地址連續。其中Ll,L5可作為系統再次擴展時用。解碼地址輸出在圖4-3中已給出,Y0-Y7作為單地址晶元片選信號,Y8-Y15可作為可編程晶元片選信號,如8254可編程計數器。解碼電路如圖4-3.
圖4-3解碼電路
4.1.2主模塊電原理圖設計
本系統選用AT89S51CPU作為數控系統的中央處理機。主程序框圖如圖4-4。外接一片2764EPROM,作為監控程序的程序存儲器和存放常用零件的加工程序。再選用一片6264RAM用於存放需要隨機修改的零件程序、工作參數。採用解碼法對擴展晶元進行定址,採用74LS138解碼器完成此功能。8279作為系統的輸入輸出口擴展,分別接鍵盤的輸入、輸出顯示,8255接步進電機的環形分配器,分別並行控制X軸和Z軸的步進電機。另外,還要考慮機床與單片機之間的光電隔離,功率放大電路等。
8255A可編程並行I/O口擴展晶元可以直接與MCS系列單片機系統匯流排連接,它具有三個8位的並行I/O口,具有三種工作方式,通過編程能夠方便地採用無條件傳送、查詢傳送或中斷傳送方式完成CPU與外圍設備之間的信息交換。
CPU對8279的控制是先讀回8279的狀態字,查看PIFORAM中有無字元 ,若有將根據字元個數讀出所有字元,並進行相應處理;若無,則直接返回。CPU對8279的監視採用查詢方式,對8279分配的數據口地址為8000H,狀態口地址為8001H,CPU每隔10ms定時中斷查詢一次,所有顯示採用查詢段碼表的方式實現,簡化了程序設計過程,提高了程序質量。
圖4-4主程序框圖
4.2輸入/輸出模塊設計
4.2.1 I/O模塊電原理圖設計
8279作為系統的輸入輸出口擴展,分別接鍵盤的輸入、輸出顯示。8279是可編程介面晶元,通過編程使其實現相應的功能,編程的過程實際上就是CPU向8279發送控制指令的過程。在軟體設計中,顯示方式採用了8個字元顯示,左入方式,編碼掃描鍵盤,雙鍵鎖定。I/O模塊電原理圖如圖4-5所示。
圖4-5 I/O模塊電原理圖
圖4-6 8279工作程序框圖
4.2.2步進電機控制介面
X,Z兩軸採用3相6拍步進電機,並口8255向控制埠寫控制字,PUSLE來實現對步進電機的控制。8255接步進電機的環形分配器,通過3片4N25光電隔離,分別形成X、Z所需的3相控制信號,送往步進電機驅動電源,分別並行控制X軸和Z軸的步進電機。晶元YB013實現硬體環分任務,;達林頓光隔離管4N25實現計算機弱點部分和步進電機強電部分的隔離,既起功率放大作用,又充當無觸點開關,實現對計算機的保護。單片機控制步進電機連接如圖4-7所示。
圖4-7 單片機控制步進電機
4.2.3刀具控制介面
(1)電動刀架及其工作原理
電動刀架的機械部分類似於蝸輪機構,實現刀具的抬升、旋轉(交換刀具位置)及下降鎖緊,這里著重討論實現上述動作所必須的硬體條件和電路原理。
在圖4-8中,繼電器KA1,KA2實現電動刀架的動作切換控制,主要完成刀架電機的正、反轉切換。在刀架旋轉過程中,每個工位上的霍爾元件會依次切換為有效狀態,系統根據T1,T2,T3及T4狀態的變化,可以推斷出目前的刀號,並判斷是否為當前所選用刀具,一旦符合,則電機反向旋轉,鎖緊刀具。電動刀架各時序的切換反間隔是系統控制的關鍵,反向鎖緊所用時間取決於電動刀架生產廠家的推薦指標,過長會引起電機發熱甚至燒毀。為保證電動刀架安全運行,在電動刀架交流380V進線處加裝快速熔斷器和熱繼電器。
圖4-8電動刀架的電原理圖
(2)電動刀架與單片機的介面
電動刀架與系統的硬體介面主要是控制電機正、反轉信號J1,J2及刀號反饋信號TI,T2,T3和T4。上述信號均光電隔離後與單片機系統介面。
電動刀架軟體控制流程如圖4-9所示,採用查詢方式。
圖4-9電動刀架控制流程
程序為:
#include <AT89S51.h>
#include <absacc.h>
#define N1 XBYTE[ ]
typedef unsigned char uchar
void adc0809(uchar idata *x);
void delay();
void main()
{
static uchar idata ad[4];
adc0809(ad);
}
void adc0809(uchar idata *x)
{
uchar i,*ad_adr;
uchar motor=1;
ad_adr=&N1;
for(i=0;i<4;i++)
{
If(*ad_adr=i)
{
delay1( );
KA1=1;
delay2( );
return();
}
else KA1=0
}
}
void delay1(motor==0)
{
uchar j;
for(j=0;j<20000;j++)
{;}
}
void delay2(void)
{
uchar j;
for(j=0;j<150000;j++)
{;}
}
4.2.4急停、暫停、行程限位介面電路
限位開關為常開狀態;因此,X十,X一,Z十,Z一正常輸人為低電平狀態。因此如果行程開關被壓合,向INT0發出中斷信號,系統進行復位,步進電機的脈沖消失,也就無法繼續前行,起到保護機床的目的。本系統採用三輸入端與非門74HC10的輸出端作為一個共用的中斷信號接至單片機的INT0,用於實時處理緊急停車、暫停、限位報警功能。電路如圖4-8所示:
4.3串列通信電路
本系統由兩部分構成,上位機系統和下位機系統,由於上位機主要完成管理顯示等工作,下位機完成控制功能,所以上位機和下位機的數據傳輸實時性要求不高,我們採用串口通信。使用RS232標准,MAX232進行電頻的轉換。串口RS232標准,它是美國電子工業協會(Electronic Instry Association)的推薦標准。本系統採用9針連接器,其定義見表4-1。本系統採用三線制TXD,RXD,GND連接,以使電路簡單。
表4-1 連接器定義表
串口通訊電路主要由MAX 232電平轉換電路構成。MAX232是MAXIM公司產品,一種電平轉換晶元。可以將TTL轉換成RS232,或RS232轉換成TTL。滿足單片機和普通計算機的通訊電平轉換要求。電路如圖4-10所示。
圖4-10 通信介面電路
4.4人機界面模塊設計
4.4.1單片機應用系統中常用顯示方式及其比較
在單片機應用系統中,目前比較常用的顯示介質有數碼管(LED)、液晶顯示(LCD)及CRT等,在家用電器中用的比較多的是真空熒光屏(VFD)。現就各自特點簡述如下:
(1)數碼管
數碼管是一種主動發光器件。所謂主動發光.是指環境越暗越清晰。分為7段數碼管和「米」字數碼管2種。前者用於顯示ARCⅡ碼,顯示信息量小;後者除了可顯示ARCⅡ字元外,還可顯示一些自定義的比較復雜的字元。數碼管按驅動電流分,又可分為普通亮度、高亮、超高亮等。數碼管由於其廉價而且擴展方便等特性,—直是單片機系統中用得最多、最廣的一種顯示器件。國內有不少型號的數控系統、尤其是早期的數控系統,廣泛採用數碼管作為顯示界面。
(2)液晶顯示
液晶顯示器是一種被動發光器件。所謂被動發光,是指環境越亮越清晰,黑暗環境下必須加入背光才能清晰顯示。分為欄位型液晶顯示器、字元型液晶顯示器及圖形點陣液晶顯示器。欄位型只能顯示ASCII字元,字元型可以顯示ASCII字元,顯示效果比欄位型好,而且可以顯示少量的自定義字元;圖形點陣液晶顯示器是目前在單片機系統中比較流行的新型顯示器件,可以顯示所有字元及圖形,由於其可以顯示漢字的特性,被廣泛用於國內智能設備中,國內的數控系統也開始廣泛採用。
(3)CRT
CRT顯示器分為單色和彩色2種,在數控系統中,尤其是高檔數控系統中應用日益廣泛。其特點是成本低、顯示容量大;可以顯示所合字元、圖形及漢字;採用視頻專用介面電路MC6847等與單片機介面,比較復雜,因而在—般的應用中比較少見。
(4)真空熒光屏
真空熒光屏簡稱VFD(vacuunm fluorescent display mole),是一種新型的顯示器件。它由3個基本電極——陰極(燈絲)、陽極及柵做封裝在一個真空的玻璃容器內構成。陰極是塗敷了金屬氧化物的鎢絲;柵極是極細的金屬網;陽極為段或點陣型的導電電極,它上面的熒光物質可顯示相應的字元或符號。柵極和陽極之間加有正電壓,從陰極發射出來的電子被這個正電壓加速,碰擅到陽極表面的熒光物質產生輻射,發出波長為505nm左右的談綠色熒光。通過按制柵極和陽極之間的電壓,就可以顯示各種字元。VFD由於其以下特點而被廣泛應用於家用電器、商場POS機以及新型的儀器儀表中。①亮度高,並且不存在視角問題,②工作溫度范圍寬、壽命長;②外圍電路簡單,只需十5v電源就可以工作,提供准8位數據匯流排介面;④功耗低。但這種顯示器目前用在數控系統上還比較少。
4.4.2點陣液晶顯示模塊
(1)字元型液晶顯示模塊
本數控系統採用字元點陣液晶顯示模塊DM12232。該模塊具有以下特點:
●能顯示122列32行
●電源VDD3.3V~5V(內置升壓電路,無需負壓)
●與微處理器接8位或4位並行/ 3位串列
●多種軟體功能:自定義字元、畫面移動、游標顯示、睡眠模式等功能
●配置LED背光
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㈣ 數控專業畢業論文怎麼寫有誰知道的!!!!!!
淺談數控機床的國產化 摘要:我國從1958年開始發展數控技術,到現在已經建立了一定的規模體系。到目前為止我國數控市場大多被國外數控系統佔領,本文主要討論的是國產低價位數控機床、高速高效數控機床和重型數控機床如何佔領國內市場。 關鍵詞:國產化數控機床;低價位、高速、重型數控機床;售後保障機制 我國自從1958年開始研究數控技術以來,到現在已經建立了以中、低檔數控機床為主的產業體系。數控產業化的最終成功將體現在數控機床的全國產業化和市場佔有率上。到目前為止,我國數控市場大多被國外數控系統佔領,例如日本FANUC系統、德國的SIEMENS系統等一些國外知名品牌在我國佔有很大的市場,而國產系統由於各種原因受到冷落。 數控技術和數控裝備是製造工業現代化的重要基礎。這個基礎是否牢固將直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力,關繫到一個國家的戰略地位。因此,必須在國內市場上快速收復失地,在國際市場上穩步進軍,才能最終打贏國產數控機床市場翻身仗。下面僅就低價位數控機床、高速高效數控機床和重型數控機床的發展問題做一簡單討論。 一、大力發展低價位數控機床 低價位數控機床,就是功能滿足用戶小批量,多品種生產要求(無功能浪費)、技術指標適中、可靠性好、價格便宜,中、小型企業都能接受的普及型數控機床。這類機床已成為國際市場上數控機床的發展趨勢之一,也是國內眾多用戶渴求的產品,比較適合中國國情,其市場前景相當廣闊。然而,如果採用國外數控系統(包括伺服元件)按照傳統思路來發展低價位機床,是很難將價格降至廣大用戶所能接受的水平。因此,採用本文提出的新型集成化國產數據系統來發展高性能的低價位數控機床,將是一條最有希望成功的道路。只要有一定批量,由此構成的國產普及型數控車床的售價完全可以控制在10萬元以內,三坐標數控銑床可控制在l5萬元左右,加工中心可控制在2O萬元左右。此價位的國產數控機床將是具有較強競爭力。 二、加速開發高速數控機床 高速、高效是數控機床發展的另一大潮流。發展高速、高效數控機床的技術途徑可有以下幾條: ①通過提高切削速度和進給速度的方法,來滿足成倍提高生產效率,有效提高零件的表面加工質量和加工精度的加工效果,並且此方法還能解決常規加工難以解決的某些特殊材料(如鋁鈦合金、模具鋼、淬硬鋼)和特殊形狀零件(如復雜薄壁零件)的高效加工問題。 ②通過工藝復合的方法來減少工件的安裝次數, 這樣能有效地縮短搬運和裝夾時間。例如,將五面五軸加工中心與立車復合構成萬能加工中心,可實現一次裝卡完成零件的大部分(或全部)加工任務。 ③採用高速、高精度圓周銑的方法,能夠完成以螺旋軌跡插補實現不鑽底孔的直接攻絲等新的加工方法,這種方法能夠大幅度減少換刀次數,提高加工效率。 ④為數控機床開發智能尋位加工功能,消除對精密夾具和人工找正的依賴,有效縮短單件小批量加工的准備時間。 在我國現實條件下,如果沿用傳統思路是難以實現上述途徑的,因此必須立足國情、結合實際、勇於創新、大膽探索新的道路。考慮到常規數控機床在總體結構上基本上採用工件和刀具沿各自導軌共同運動的方案,一方面由於機床傳動環節剛性不足和導軌中摩擦阻力較大,使運動部件難以獲得高的進給速度;另一方面由於工件、夾具和工作台的總質量比較大,使之難以獲得高的加速度。此外,傳統機床結構是一種串聯開鏈結構,組成環節多、結構復雜,並且由於存在懸臂部分,部件和環節間存在聯接間隙,所以不容易獲得高的總體剛度,因此難以適應高速高效加工的特殊要求。為此,開發國產高速高效數控機床時,可採用工件固定,以直線電機組成並聯短鏈直接驅動主軸和刀具運動,將高速高精度傳動與高剛度支撐合二為一的適合於高速高效加工中心的新型結構。採用該結構的高速高效數控機床不但速度高、剛度高,如果在傳動與控制上處理得當,還可以達到比常規機床更高的加工精度和加工質量,而且具有機械結構簡單,零部件通用化、標准化程度高,製造成本低,易於經濟化批量生產等顯著優點。因此,沿此思路發展高速高效數控機床將是一條符合國情、易於取得成功的道路。 三、突破重型數控機床的設計製造技術 重型數控機床(特別是多坐標重型數控機床)是國民經濟和國防生產中的重大關鍵設備,屬於戰略物資,真正先進的重型數控機床國外是不可能賣給我們的。因此,在我國下世紀數控產品的發展中必須依靠自己的力量進行解決。發展重型數控機床必須有過硬的基礎,我們在數控機床國產化的進程中應不斷總結經驗,加強基礎技術和關鍵技術研究,充分發揮我國產、學、研相結合的優勢,各部門通力合作、共同努力,爭取在短時期取得突破性進展。 四、建立起有力的售後保障機制 數控系統和數控機床做為典型的高技術產品,對用戶的技術支持和服務是相當重要的,以前國產數控產品喪失信譽的原因,除可靠性問題外,另一大問題應是缺乏有力的技術支持和服務。用戶花了很多錢買的數控機床或數控系統,一旦出現問題卻叫天天不應,叫地地不靈,即便是廠家答應了,維修人員也不能及時到位,而且維修人員的技術水平也是參差不齊的,在這個講究效率的時代,這樣的售後服務是行不通的,長此下去誰還敢買我們的產品呢。因此,對用戶的技術支持和服務應當成為我們重要的日常工作,使我們在市場上向縱深挺進的同時,有一個強大後方做保障。因此,為了取得數控產品市場競爭的全面勝利,必須建立一個以技術支持和服務為核心的強大的售後服務基礎。
㈤ 有沒有數控畢業設計論文的
機械畢業設計論文 題目如下 詳情請查看 andy1014831557.blog.163.com
+工藝-「填料箱蓋」零件的工藝規程及鑽孔夾具設計
+工藝-CA6140機床後托架加工工藝及夾具設計
+工藝-CA6140型鋁活塞的機械加工工藝設計及夾具設計
+工藝-MG132320-W型採煤左牽引部機殼的加工工藝規程及數控編程
+工藝-MG250591-WD型採煤機右搖臂殼體的加工工藝規程及數控編程
+工藝-SSCK20A數控車床主軸和箱體加工編程
+工藝-WHX112減速機殼加工工藝及夾具設計
+工藝-X62W銑床主軸機械加工工藝規程與鑽床夾具設計
+工藝-X5020B立式升降台銑床拔叉殼體工藝規程制訂
+工藝-Z90型電動閥門裝置及數控加工工藝的設計
+工藝-回轉盤工藝規程設計及鏜孔工序夾具設計
+工藝-加工渦輪盤榫槽的卧式拉床夾具
+工藝-殼體的工藝與工裝的設計
+工藝-支承套零件加工工藝編程及夾具
+機電一體化-PLC控制電梯
+機電一體化-T6113電氣控制系統的設計
+機電一體化-連桿平行度測量儀
+模具-五金-筆記本電腦殼上殼沖壓模設計
+模具-五金-沖大小墊圈復合模
+模具-五金-帶槽三角形固定板沖圓孔、沖槽、落料連續模設計
+模具-五金-蓋冒墊片
+模具-五金-湖南Y12型拖拉機輪圈落料與首次
+模具-五金-護罩殼側壁沖孔模設計
+模具-五金-空氣濾清器殼正反拉伸復合模設計
+模具-注塑-wk外殼注塑模實體設計過程
+模具-注塑-PDA模具設計
+模具-注塑-底座注塑模
+模具-注塑-電流線圈架塑料模設 計
+模具-注塑-對講機外殼注射模設計
+模具-注塑-閥銷注射模設計
+模具-注塑-方便飯盒上蓋設計
+模具-注塑-肥皂盒模具設計
+模具-注塑-鬧鍾後蓋畢業設計
+模具-注塑-普通開關按鈕模具設計
+模具-注塑-軟管接頭模具設計
+模具-注塑-手機充電器的模具設計
+模具-注塑-滑鼠上蓋注射模具設計
+模具-注塑-塑料掛鉤座注射模具設計
+模具-注塑-塑料架注射模具設計
+模具-注塑-小電機外殼造型和注射模具設計
+模具-注塑-斜齒輪注射模
+模具-注塑-心型台燈塑料注塑模具畢業設計
+模具-注塑-旋紐模具的設計
+模具-注塑-牙簽合蓋注射模設計
+模具-注塑-游戲機按鈕注塑模具設計
+設計-8英寸鋼管熱浸鍍鋅自動生產線設計
+設計-102機體齒飛面孔雙卧多軸組合機床及CAD設計
+設計-200米液壓鑽機變速箱的設計
+設計-「包裝機對切部件」設計
+設計-C618數控車床的主傳動系統設計
+設計-CA-20地下自卸汽車工作、轉向液壓系統
+設計-CG2-150型仿型切割機
+設計-DTⅡ型皮帶機設計
+設計-GBW92外圓滾壓裝置設計
+設計-NK型凝汽式汽輪機調節系統的設計
+設計-PLC控制機械手設計
+設計-SPT120推料裝置
+設計-T611鏜床主軸箱傳動設計及尾柱設計
+設計-XQB小型泥漿泵的結構設計
+設計-YZJ壓裝機整機液壓系統設計
+設計-板材送進夾鉗裝置
+設計-棒料切割機
+設計-播種機設計
+設計-鏟平機的設計
+設計-車載裝置升降系統的開發
+設計-大模數蝸桿銑刀專用機床設計
+設計-大型制葯廠熱電冷三聯供
+設計-大型軸齒輪專用機床設計
+設計-大直徑樁基礎工程成孔鑽具
+設計-帶式輸送機自動張緊裝置設計
+設計-單級圓柱齒輪減速器
+設計-地下升降式自動化立體車庫
+設計-電液比例閥設計
+設計-釘磨機床設計
+設計-多功能自動跑步機
+設計-隔水管橫焊縫自動對中裝置
+設計-隔振系統實驗台總體方案設計
+設計-基於ProE的裝載機工作裝置的實體建模及運動模擬
+設計-集成電路塑封自動上料機機架部件設計及性能試驗
+設計-絞肉機的設計
+設計-經濟型的數控改造
+設計-卷板機設計
+設計-磨粉機設計
+設計-某大型水壓機的驅動系統和控制系統
+設計-普通鑽床改造為多軸鑽床
+設計-橋式起重機小車運行機構設計
+設計-乳化液泵的設計
+設計-三自由度圓柱坐標型工業機器人設計_1
+設計-雙柱式機械式舉升機設計
+設計-拖拉機變速箱體上四個定位平面專用夾具及組合機床設計
+設計-外圓磨床設計
+設計-渦輪盤液壓立拉夾具
+設計-巷道堆垛類自動化立體車庫
+設計-巷道式自動化立體車庫升降部分
+設計-小型軋鋼機設計
+設計-校直機設計
+設計-液壓絞車設計
+設計-液壓式雙頭套皮輥機
+設計-玉米脫粒機設計
減速器的整體
打散分級機總體及機架設計設計
膜片式離合器的設計
冰箱調溫按鈕塑模設計
洗衣機行星齒輪減速器的設計
手機外殼造型及設計
插秧機系統設計
精密播種機
知識競賽搶答器
多用途氣動機器人結構設計
運輸升降機的自動化設計
車床主軸箱箱體右側10-M8螺紋底孔組合鑽床設計
雙鉸接剪叉式液壓升降台的設計
卧式鋼筋切斷機的設計
YQP36預加水盤式成球機設計
模具導向定位機構
工程鑽機 的 設 計
模具-水泥瓦模具設計與製造工藝分析
軸類零件機械加工工藝規程設計
組合機床主軸箱及夾具設計
壓燃式發動機油管殘留測量裝置設計
基於普通機床的後托架及夾具設計開發
300×400數控激光切割機XY工作台部件及單片機控制設計
Z30130X31型鑽床控制系統的PLC改造
錫林右軸承座組件工藝及夾具設計
生產線上運輸升降機的自動化設計
DTⅡ型固定式帶式輸送機的設計
知識競賽搶答器PLC設計
萬能外圓磨床液壓傳動系統設計
管套壓裝專機
可調速鋼筋彎曲機的設計
計程車計價器系統設計
FXS80雙出風口籠形轉子選粉機
攪拌器的設計
金屬切削加工車間設備布局與管理
連桿零件加工工藝
螺旋千斤頂設計
支架零件圖設計
C616型普通車床改造為經濟型數控車床
R175型柴油機機體加工自動線上多功能氣壓機械手
惰輪軸工藝設計和工裝設計
平面關節型機械手設計
斜聯結管數控加工和工藝
CA6140車床後托架的加工工藝與鑽床夾具設計
CA6140杠桿加工工藝
X5020B立式升降台銑床撥叉殼體
XK5040數控立式銑床及控制系統設計
XKA5032A數控立式升降台銑床自動換刀裝置的設計
Y32-1000四柱壓機液壓系統設計
低速級斜齒輪零件的機械加工工藝規程
帶式運輸機用的二級圓柱齒輪減速器設計
傳動齒輪工藝設計
齒輪架零件的機械加工工藝規程及專用夾具設計
柴油機連桿的加工工藝
叉桿零件
撥叉零件工藝分析及加工
畢業設計 酒瓶內蓋塑料模具設計
ZUO半自動液壓專用銑床液壓系統設計
Z3050搖臂鑽床預選閥體機械加工工
端面齒盤的設計與加工
二級直齒輪減速器設
法蘭零件夾具設計
分離爪工藝規程和工藝裝備設計
杠桿工藝和工裝設計g
杠桿設計
過橋齒輪軸機械加工工藝規程
後鋼板彈簧吊耳的工藝和工裝設計
活塞的機械加工工藝,典型夾具及其CAD設計
汽車半軸
濾油器支架模具設計
漸開線渦輪數控工藝及加工
減速箱體工藝設計與工裝設計
機座工藝設計與工裝設計
機械手的設計
青飼料切割機
設計「CA6140法蘭盤」零件的機械加工工藝規程及工藝裝備
設計一用於帶式運輸機上的傳動及減速裝置
十字接頭零件分析
輸出軸工藝與工裝設計
數控車削中心主軸箱及自驅動刀架的設計
數控機床自動夾持搬運裝置
套筒機械加工工藝規程制訂
橢圓蓋板的宏程序編程與自動編程
斜齒圓柱齒輪減速器裝配圖及其零件圖
型星齒輪的注塑模設計
軸向柱塞泵設計
總泵缸體加工
組合件數控車工藝與編程
組合銑床的總體設計和主軸箱設計
同軸式二級圓柱齒輪減速器的設計
環面蝸輪蝸桿減速器
筆蓋的模具設計
盒形件落料拉深模設計
放音機機殼注射模設計
氣門搖臂軸支座
Φ3×11M水泥磨總體設計及傳動部件設計
內循環式烘乾機總體及卸料裝置設計
MR141剝絨機鋸筒部、工作箱部和總體設計
Φ1200熟料圓錐式破碎機(總體設計與回轉部件)
PF455S插秧機及其側離合器手柄的探討和改善設計
FXS80雙出風口籠形轉子選粉機
螺旋管狀麵筋機總體及坯片導出裝置設計
AWC機架現場擴孔機設計
製冷專業畢業設計(家用空調)
水閘的設計(土木工程)
鑽法蘭四孔夾具
宣化某毛紡廠廢水處理工程
電 流 線 圈 架 塑 料 模 設 計
支架零件圖設計
斜聯結管數控加工和工藝
01卧式鋼筋切斷機的設計
09SF500100打散分級機總體及機架設計
11YQP36預加水盤式成球機設計
015盒形件落料拉深模設計
18設計-插秧機系統設計
19-工程鑽機 的 設 計
21設計機床-車床主軸箱箱體右側10-M8螺紋底孔組合鑽床設計
23設計-精密播種機
26手機外殼造型及設計步驟文檔
27軸類零件機械加工工藝規程設計
34 生產線上運輸升降機的自動化設計
36 知識競賽搶答器PLC設計
37 雙鉸接剪叉式液壓升降台的設計
41 多用途氣動機器人結構設計
46 自動洗衣機行星齒輪減速器的設計
55 模具-冰箱調溫按鈕塑模設計
56 模具-水泥瓦模具設計與製造工藝分析
56 模具-水泥瓦模具設計與製造工藝分析
65 膜片式離合器的設計
68 減速器的整體設計
108放音機機殼注射模設計
108放音機機殼注射模設計
111氣門搖臂軸支座
300×400數控激光切割機XY工作台部
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CA6140杠桿加工工藝
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JLY3809機立窯(加料及窯罩部件)設計
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電 流 線 圈 架 塑 料 模 設 計
端面齒盤的設計與加工
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二級直齒輪減速器設
法蘭零件夾具設計1
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JX059新KS型單級單吸離心泵的設計.rar
㈥ 數控加工畢業論文怎麼寫
典型零件加工工藝擬訂及自動編程(Mastercam) 字數:14571,頁數:37 論文編號:JX071 前言 數控機床是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術的產物。它的出現以及所帶來的巨大效益引起世界各國科技界和工業界的普遍重視。隨著數控機床已是衡量一個國家機械製造業技術改造的必由之路,是未來工廠自動化的基礎。需要大批量能熟練掌握數控機床編程、操作、維修的人員和工程技術人員。但是我們裝備製造業仍存在「六有六缺」的隱憂,即「有規模、缺實力,有數量、缺巨人,有速度、缺效益,有體系、缺原創,有單機、缺成套,有出口、缺檔次。目前,振興我國機械裝備製造業的條件已經具備,時機也很有利。我們要以高度的使命感和責任感,採取更加有效的措施,克服發展中存在的問題,把我國從一個製造業大國建設成一個製造業強國,成為世界級製造業基地之一。 我選擇這個題目是因為此零件既包括了數控車床的又含有數控銑床的加工。用到了銑端面、銑凸台、鑽通孔、擴孔、絞孔、攻螺紋。對我們學過的知識大致都進行了個概括總結。這份畢業設計主要分為5個方面:1.抄畫零件圖2.工藝分析3.切削用量選擇4.工藝文件5.計算編程。零件圖通過在AUTOCAD上用平面的形式表現出來,更加清楚零件結構形狀。然後具體分析零件圖由那些形狀組成。數控加工工藝分析,通過對零件的工藝分析,可以深入全面地了解零件,及時地對零件結構和技術要求等作必要的修改,進而確定該零件是否適合在數控機床上加工,適合在哪台數控機床上加工,此零件我選擇在加工中心上進行是因為加工中心具有自動換刀裝置,在一次安裝中,可以完成零件上平面的銑削,孔系的鑽削、鏜削、鉸削、銑削及攻螺紋等多工位的加工。加工的部位可以在一個平面上,也可以在不同的平面上因此,既有平面又有孔系的零件是加工中心首選的加工對象,接著分析某台機床上應完成零件那些工序或那些工序的加工等。需要選擇定位基準;零件的定位基準一方面要能保證零件經多次裝夾後其加工表面之間相互位置的正確性,另一方面要滿足加工中心工序集中的特點即一次安裝盡可能完成零件上較多表面的加工。定位基準最好是表面已有的面或孔。再確定所有加工表面的加工方法和加工方案;選擇刀具和切削用量。然後擬訂加工方案確定所有工步的加工順序,把相鄰工步劃為一個工序,即進行工序劃分;先面後孔的加工順序,因為平面尺寸輪廓較大,用平面定位比較穩定,而且孔的深度尺寸又是以平面為基準的,故應先加工平面後加工孔。最後再將需要的其他工序如普通加工工序插入,並銜接於數控加工工序序列之中,就得到了要求零件的數控加工工藝路線。切削用量經過查表和計算求得,然後在填入工藝文件裡面。最後就是編程編程分手工編程和自動編程。這里採用MASTERCAM軟體自動編程。整個設計就算是完成了。最後,讓我們在數控機床上加工出該零件達到要求。 數控技術的廣泛應用給傳統的製造業的生產方式,產品結構帶來了深刻的變化。也給傳統的機械,機電專業的人才帶來新的機遇和挑戰。通過本次畢業設計讓我們畢業生更好的熟悉數控機床,確定加工工藝,學會分析零件,掌握數控編程。為即將走上工作崗位打下良好的基礎 目錄 1.抄畫零件圖 1 2.零件的工藝分析與加工方案擬定 1 2.1零件工藝分析 1 2.2定位基準選擇 1 2.3選擇機床 1 2.4選擇加工方法 1 2.5工件的夾緊和定位 2 3.切削用量的確定 2 3.1毛坯的外輪廓尺寸 3 3.2工序一切削用量的選擇 3 3.3工序二切削用量的選擇 5 4.零件的工藝卡 12 4.1工序二的工件安裝與零點設定卡 12 4.3工序二的工序卡 12 4.4工序二的刀具卡 13 5.1 Master CAM軟體介紹 14 5.2 Master CAM實體模擬加工 14 總結28 參考文獻 29機械類畢業設計資料網( www.lw328.com )
㈦ 誰有關於自動換刀裝置的畢業論文呀
XKA5032A/C數控立式升降台銑床自動換刀裝置 論文編號:JX391 論文字數:19362.頁數:37 摘要 本論文介紹的是XKA5032A/C數控立式升降台銑床自動換刀裝置(刀庫式)的設計.刀庫式的自動換刀裝置是由刀庫和刀具交換裝置(換刀機械手)組成。它是多工序數控機床上應用最廣泛的換刀裝置,其整過換刀過程比較復雜。首先把加工過程中需要使用的全部刀具安裝在標準的刀柄上,在機床外進行尺寸預調後,按一定的方式裝入刀庫。換刀時,先在刀庫中進行選刀,由機械手從刀庫和主軸上取出刀具,然後交換位置,把新刀插入主軸,舊刀放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量,其容量為六把刀具,採用盤形結構,安裝在機床的左側立柱上。因為XKA5032A/C數控立式升降台銑床外形及其他性能參數等均與THK6363型自動換刀數控鏜銑床相似,所以本機床的自動換刀裝置的設計將仿效THK6363型自動換刀數控鏜銑床換刀裝置,設計成採用軸向放置的鼓盤式刀庫形式和回轉式雙臂機械手組成。 刀具按預定工序的先後順序插入刀庫的刀座中,使用時按順序轉到取刀位置。用過的刀具放回原來的刀座內,也可以按加工順序放入下一個刀座內。該法不需要刀具識別裝置,驅動控制也比較簡單,工作可靠。但刀庫中每一把刀具在不同工序中不能重復使用,為了滿足加工需要只有增加刀具的數量和刀庫的容量,這就降低了刀具和刀庫的利用率。此外,裝刀時必須十分謹慎,如果刀具不按順序裝在刀庫中,將會產生嚴重的後果。順序選刀是在加工之前,將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫的刀套中,順序不能有差錯。加工時按順序調刀。適合加工批量較大、工件品種數量較少的中、小型自動換刀裝置。可知數控銑床用4把刀就可完成大多數的銑削加工。所以這個容量為6把刀的刀庫,幾乎不存在加工過程中需要重復利用刀具的情況,所以刀具的選擇方式確定為順序選擇刀具。 兩手互相垂直的回轉式單臂雙手機械手的優點是換刀動作可靠,換好時間短,缺點是刀柄精度要求高,結構復雜,聯機調整的相關精度要求高,機械手離加工區較近。一般來說,這種機械手用於刀庫刀座軸線與機床主軸軸線垂直,刀庫為徑向存取刀具形式的自動換刀裝置,因此,在XKA5032A/C數控立式升降銑床的自動換刀裝置中可採用這種機械手形式。 關鍵詞:數控銑床;自動換刀裝置;刀庫;換刀機械手 Abstract This thesis introction is the design that the XKA5032 A/C number controls the sign type working panel lifter miller to change the knife device(the knife database type) automatically.The knife database type automatically change the knife device is have by the knife database and the knife to exchange device(change the knife the machine hand) to constitute.It is many work ordinal numbers to control the top of the tool machine to apply to change the knife device most extensively, it is whole to lead to change the knife process more complicated.First process process in need to be use of all knifes have to install on the haft of the standard, pressing certain way to pack into the knife database after the tool machine carry on size to prepare to adjust outside.Be in the knife database carry on choosing knife first while change the knife, is taken out knife to have from the knife database and the principal axis by the machine hand, then exchange position, insert the new knife into the principal axis, the old knife puts back a knife database.The knife database that deposits knife to have has bigger capacity, its capacity has for six knifes, adopting the dish form structure, the left side that installs in the tool machine signs pillar up.The XKA5032 A/C number controls the sign type working panel lifter miller shape and other function parameter etc.s to all change the knife with THK6363 typeses automatically number to control the boring miller likeness, so this tool machine changes the knife the design of the device to change the knife in the wake of THK6363 typeses automatically automatically the number control the boring miller to change the knife device, the design becomeses the adoption stalk toward the drum dish type knife database form and the turn-over type double the arm machine hand for place to constitute. The knife has to press to schele to the work preface insert the knife of the knife database order of sequence, usage turn to take knife position in order.The knife for using puts back the original knife inside, can also press to process sequence to put into the next knife.That method doesn't need the knife to identify device, driving a control also more simple, work credibility.But the knife database in each knife have in the different work preface and can't repeat an usage, for satisfying to process to need to only increase the capacity of the quantity and the knife database that the knife have, this utilization that lowers knife to have with the knife database.Have to be very careful while packing knife in addition, if the knife doesn't in order have to pack in the knife database, will proce serious result.Sequence's choosing knife is before process, will process the knife that spare parts need to have to request to be one by one in order in the knife set of insert the knife database according to the craft, the sequence can't have mistake.Process adjust knife in order.Suit to process a batch quantity to compare greatly,the work piece the species quantity less of medium,small scaled the auto change the knife device.Can know the number controls miller to use 4 make the knife complete most milling and can pare to process.So this capacity is 6 knife databases of knifes, almost the nonentity process to need to make use of the circumstance that the knife have again in the process, so the knife have of the choice method assurance for in proper order choice the knife have. Two hands are mutual perpendicular of the advantage of the turn-over type single arm hands machine hand change the knife action credibility, changing good time short, the weakness is the haft accuracy to have high request, structure complications, the linking machine adjust of the related accuracy have high request, the machine hand leaves to process area nearer.Generally speaking, this kind of machine hand useds for the knife database knife the stalk line and the tool machine principal axis stalk line perpendicular, the knife database has a form to change the knife device automatically toward the access knife for the path, therefore can adopt this kind of machine hand form in the XKA5032 A/C number control the sign type rise and fall miller the auto change the knife the device. Keywords: numerical control milling machines ;Automatic tool changer ;Tool storage ;tool changing-manipulator 目錄 摘要I Abstract II 1 緒論 1 1.1 數控機床知識 1 1.2 數控銑床的分類 1 1.2.1 數控立式銑床 1 1.2.2 卧式數控銑床 2 1.2.3 立、卧式兩用數控銑床 2 1.3 數控銑床的結構特徵 2 1.3.1 數控銑床的主軸特徵 2 1.3.2 控制機床運動的坐標特徵 3 1.4 數控銑床的主要功能及加工對象 3 1.4.1 數控銑床的功能 3 1.4.2 自動換刀裝置(ATC)及其形式 3 1.4.3 自動換刀裝置應當滿足的基本要求 5 2 總體方案的確定 5 2.1 XKA5032A/C數控立式升降台銑床及其主要參數 5 2.1.1 其主要結構特點 6 2.1.2 其主要規格及技術參數 6 2.2 初定其自動換刀裝置的設計參數 7 2.3 確定其自動換刀裝置的形式 7 3 刀庫的設計 8 3.1 確定刀庫容量 8 3.2 確定刀庫形式 9 3.3 刀庫結構設計 9 3.4 初估刀庫驅動轉矩及選定電機 11 3.4.1 初選電動機與降速傳動裝置 11 3.4.2 初估刀庫驅動轉矩 11 3.5 刀庫轉位機構的普通圓柱蝸桿傳動的設計 11 3.6 刀庫驅動轉矩的校核 15 3.7 花鍵聯接的強度計算 15 3.8 夾緊機構插銷剪切強度的校核 16 3.9 確定刀具的選擇方式 16 3.10 刀庫的定位與刀具的松夾 17 4 刀具交換裝置的設計 18 4.1 確定換刀機械手形式 18 4.2 換刀機械手的工作原理 19 4.3 機械手的自動換刀過程的動作順序 20 4.4 機械手回轉軸4上的齒輪齒條設計 21 4.5 自動換刀裝置的相關技術要求 21 4.5.1 主軸准停裝置 21 4.5.2 換刀機械手的安裝與調試 22 4.6 自動換刀程序的編制 22 5 自動換刀裝置的控制原理 23 5.1 自動換刀裝置的液壓系統原理圖 23 5.2 自動換刀裝置換刀動作的順序控制過程 24 6 典型零件的設計 24 6.1 聯軸器 24 6.1.1 聯軸器的選用 25 6.1.2 聯軸器的校核 25 6.2 選擇離合器的類型 25 6.3 蝸桿蝸輪傳動設計的一些相關技術要求 25 6.4 托架的設計 25 鳴謝26 參考文獻 28 以上回答來自: http://www.lwtxw.com/html/44-5/5084.htm
㈧ 數控車床畢業論文 (畢業設計)數控加工工藝
摘要:介紹了普通車床的數控改造條件,同時介紹了對CA6140車床的主傳動系統和進給傳動系統進行了數控化改造
的過程。改造後的數控車床的加工能力、自動化水平和加工精度明顯提高。同時介紹了該車床機電聯動調試的經驗。
關鍵詞:普通車床;數控改造
中圖分類號: TG659 文獻標識碼: B 文章編號: 1001-3881 (2006) 4-208-2
企業要在激烈的市場競爭中獲得生存、得到發展,它必須在最短的時間內以優異的質量、低廉的成本,製造出合乎市場需要的、性能合適的產品,而產品質量的優劣,製造周期的快慢,生產成本的高低,又往往受工廠現有加工設備的直接影響。目前,採用先進的數控機床,已成為我國製造技術發展的總趨勢。購買新的數控機床是提高數控化率的主要途徑,而改造舊機床、配備數控系統把普通機床改裝成數控機床也是提高機床數控化率的一條有效途徑。我校為適應現代化生產和教學,對CA6140車床進行了數控化改造。
1 機床數控化改造的條件
1·1 機床基礎件有足夠的剛性
數控機床屬於高精度機床,工件移動或刀具移動的位置精度要求很高,必須在0·001~0·01mm之間,高的定位精度和運動精度要求原有機床基礎件具有很高的靜剛度和動剛度。本次用於改造的CA6140車床自購進後一直保養良好,機床基礎件剛性滿足要求。
1·2 機床數控改裝的總費用合適,經濟性好
機床數控改裝分兩部分進行:一是維修機械部分。更換或修理磨損零件,調試大型基礎零件,增加新的功能裝置,提高機床的精度和性能,另一方面是舍棄原有的一部分進給系統,用新的數控系統和相應的裝置來替代。改造總費用由機械維修和增加的數控系統兩部分組成。若機床的數控改造的總費用僅為同類型車床價格的50% ~60%時,該機床數控改造在經濟上適宜。經過考查,若購買同樣配置的車床約需10萬元,而我校機床數控改造的總費用為5·1萬元,僅佔51%,因此該機床數控改造在經濟上是合適的。
2 系統配置及主要技術規格
該系統由SIEMENS 802S系統、介面電路、驅動線路及步進電機等組成,另外還配有自動轉塔刀架、主軸變頻調速器及主軸編碼器等,系統屬開環控制系統。其主要技術性能和參數如下:
(1)系統控制部分。採用SIEMENS 802S系統,鍵盤和顯示部分裝在面板上。
(2)系統軟體具有若干指令。其中加工指令有
直線、斜線、螺紋、錐螺紋和圓弧等5條指令。可實現車削外圓、端面、台階、割槽、錐度、倒角、螺紋、順圓弧和逆圓弧等操作。控制指令有結束循環、暫停、延時、延時換刀、編碼換刀、通訊等,與加工指令配合,可加工出各種較復雜的零件。
(3)系統環境工作條件。溫度-10~+40℃;濕度為40% ~80%。
(4)輸入電網電壓。交流(220±22)V;頻率為50Hz;電流為1·5A。
(5)步進電機。BYG550C-2型電機兩台,驅動電壓為110V;相電流為2·5A;步距角為0·36°/步;靜力距為12N·m。
3 主傳動的數控化改造
機床主傳動的作用是把電機的轉速和轉矩通過一定途徑傳給主軸,使工件以不同的速度運動,主傳動性能的好壞,直接影響零件的加工質量和生產效率。考慮到改造的經濟性,可乘用機床原有的普通三相非同步交流電動機拖動。考慮到加工過程中當電網電壓和切削力矩發生變化時,電機的轉速也會隨之波動,直接影響加工零件的表面粗糙度。因此為提高加工精度,實現主軸自動無級變速,在主軸上增加了交流非同步電動機變頻調速系統,從而不需進行機械換檔。針對機床要求具有螺蚊切削功能,在主軸部位安裝主軸脈沖發生器,如圖1所示。為保證脈沖發生器與主軸等速旋轉,即主軸轉一周,主軸脈沖發生器也
圖1 主軸脈沖發生器安裝示意圖轉一周,主軸脈沖發生器的安裝方式很重要。改裝時,主軸傳動必須經過原有CA6140車床主軸箱中58/58和33/33兩級齒輪(實現1∶1)傳遞到原有CA6140車床的掛輪軸X,拆除掛輪留出空間,安裝脈沖發生器,並用法蘭盤固定。
4 進給傳動的數控化改造
進給傳動的作用是接受數控系統的指令,驅動刀具作精確定位或按規定的軌跡作相對運動,加工出符合要求的零件,對進給傳動的要求是高精度、高速度。改造中我們採用步進電機驅動系統實現開環控
圖2 進給傳動系統制,這樣結構簡單,安裝調試和維修都非常方便。
4·1 進給傳動鏈
圖2為普通車床改造後的進給傳動鏈,刀具縱向(Z軸)移動由步進電機,經介面箱內一對減速齒輪,轉動縱向移動的絲桿而實現。刀具的徑向(X軸)移動由步進電機,經介面箱內一對減速齒輪,轉動橫向移動絲桿而實現,該傳動鏈與原機床的傳動鏈相比,擺脫了結構復雜的進給箱和拖板箱。
4·2 介面箱內減速齒輪的齒數比
該車床要求的控制精度為: Z向0·005mm, X向為0·0025mm,即當執行一個脈沖指令時,工件的長度和直徑均變化0·005mm。BYG550C-2型步進電機的步距角為0·36°,每周步距數為360/0·36=1000(步/周), X向絲杠螺距為4mm,脈沖當量為0·0025mm,Z向絲杠螺距為6mm,脈沖當量0·005mm。按公式
主動輪齒數
從動輪齒數=步/周×脈沖當量絲杠螺距則X向:Z主/Z從=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z從=1000×5/6000=5/6
4·2 介面箱內減速齒輪的齒數比
該車床要求的控制精度為: Z向0·005mm, X向為0·0025mm,即當執行一個脈沖指令時,工件的長度和直徑均變化0·005mm。BYG550C-2型步進電機的步距角為0·36°,每周步距數為360/0·36=1000(步/周), X向絲杠螺距為4mm,脈沖當量為0·0025mm,Z向絲杠螺距為6mm,脈沖當量0·005mm。按公式
主動輪齒數
從動輪齒數=步/周×脈沖當量絲杠螺距則X向:Z主/Z從=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z從=1000×5/6000=5/6
4·3 傳動滾珠絲杠副
數控機床要求進給部分移動元件靈敏度高、精度高、反應快、無爬行,採用滾珠絲杠副可以滿足上述要求。在結構中,用普通滾珠絲杠副實現將旋轉運動變換為直線運動。滾珠絲杠螺母副安裝時需預緊,通過預緊可消除滾珠絲杠螺母副的軸向間隙,提高傳動剛度。預緊的方法是採用雙螺母齒差調隙式結構(圖3)。通過改變兩個螺母的軸向相對位置,使每個螺母中滾珠分別接觸絲杠滾道的左右兩側來實現的。
圖3 雙螺母齒差調隙式結構
一般需要幾次調整才能保證機床在最大軸向載荷下,既消除間隙,又能靈活運轉。
4·4 刀架
根據需要,拆除原方刀架,安裝620型四方刀架(圖4)。該刀架由120W的三相交流非同步電機正轉驅動,使刀架正轉選刀,到預定刀位時,電機則反轉,使刀架夾緊。換刀方式有手控和機控兩種。機控時當零件在加工過程中需要換刀時,數控系統發出預先編制好的換刀控制指令,控制器接到換刀指令時,立即驅動刀架回轉。手控時,按動面板上的按鈕,刀架能轉一個刀位(90°),也可連續按動按鈕,直至任一刀位。
5 機電聯動調試
5·1 機械調試
絲杠上,側母線和橫、縱導軌的平行度誤差控制在0·01mm/全長之內;轉動絲杠,絲杠軸向竄動在0·01mm之內;絲杠螺母同軸度誤差控制在0·01mm之內。
5·2 機電聯動調試
(1)單坐標點動,主要調試其有無動作,運動方向是否符合要求,機械傳動是否正常,有無不正常響聲等。
1·上刀體 2·活動銷 3·反靠盤 4·定軸 5·蝸輪 6·下刀體 7·螺桿 8·離合器盤 9·霍爾元件 10·磁鋼
圖4 四方刀架結構圖
(2)點動合格後,做連續運動。反復多次,若出現故障或異常,排除後方可繼續進行。
(3)先試Z坐標方向,後試X坐標方向,這是因為Z坐標方向調試方便。
(4)測量兩坐標重復定位精度。在Z向坐標做連續移動時,若發現與絲杠相聯的齒
額定轉速: 2000r/min
額定輸出功率: 2kW
編碼器:絕對位置檢測方式,解析度1000000p/r 軸端形式:錐軸伺服放大器採用與電機配套的SJV2系列20型,其驅動能力為2kW。對於2kW電機,也可採用SJV2系列的10型放大器,但此時的輸出扭矩要比20型減少1/3,不利於大功率切削。I/O設備選用型號為HR341的基本I/O單元,主要用於機床操作面板及與機床間的輸入輸出控制。另外附加一個遠程I/ODX110,主要用於教學功能的「故障模擬設置」的輸入輸出。伺服及I/O單元連接原理圖如圖2所示。
圖2 電氣連接原理圖
2·2·2 主軸控制
主軸電機採用交流變頻控制電機,由變頻器進行控制,轉速范圍60~6000r/min。模擬量由基本I/O單元的A0埠輸出0~10V的直流電壓,變頻器根據輸入的電壓變化而輸出相應的轉速。由於模擬主軸電機沒有編碼器,因此在發出轉速命令後,系統無法檢測到主軸的是否運行。為解決這一問題,我們利用變頻器上的功能端子,將其通過參數設置成「到達指令頻率閉合」狀態,並通過PLC檢測此信號,從而實現對電機的運轉進行監控。
2·3 教學功能的附加
本機改造後除保證加工功能和精度外,還要滿足一定的教學功能。所謂的教學功能主要是針對學習數
控系統調試及維修人員而設立的附加功能。該功能通過參數設置及調整PLC程序人為地設置故障,讓學生通過故障現象先判斷故障種類,再分析故障產生的原因,直至排除故障。通過這種實訓,學生可全面學習工業現場可能出現的故障現象,掌握故障排除方法,提高學生解決現場問題的綜合能力。
3 結束語
我國現有機床中,近幾年急需技術改造的約佔25%,這將蘊藏著無限商機。機床改造主要是採用數控和計算機控制技術,我國數控機床發展和機床數控化改造應緊跟世界潮流,發展多軸聯動數控系統,開發高速、高精度、高效加工中心等關鍵技術,向智能化方向發展
㈨ 求數控畢業論文範文
目錄
前言
摘要
一、數控技術是製造業的重要基礎
2、數控技術發展趨勢
2.1 性能發展方向
2.2 功能發展方向
2.3 體系結構的發展
三、中國數控的出路
四、結語
參考文獻
前言
沒有指導的實踐是盲目的實踐,沒有實踐的理論是空洞的理論。
我國從事數控機床編程、加工工藝與維修工作的技術人員數以萬計,然而由於此項技術的復雜性、多樣性和多變性以及一些客觀環境因素的制約,還沒有形成一套成熟的、完整的理論體系。當今控制理論與自動化技術的高速,尤其是微技術和機技術的日新月異,使得數控技術也在同步飛速發展,數控系統結構形式上的PC基、開放化和性能上的多樣化、復雜化、高智能化不僅給其應用從觀念到實踐 ,帶來了巨大變化,也在其維修理論、技術和手段上帶來了很大的變化。因此,一篇論文形式的文章不可能把已經形成了一門專門學科的數控機床技術理論完整地表述出來,本文僅是將業內眾老師及同仁的經驗加以適當的歸納整理,以求對該學科有更深刻的認識
數控技術的發展趨勢淺析
摘要
簡要介紹了國內外數控技術及裝備發展的趨勢及我國數控裝備技術發展和產業化的現狀。製造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料,而數控技術又是當今先進製造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國製造業廣泛採用數控技術,以提高製造能力和水平,提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。在此基礎上,從性能發展 體系結構等各方面深入討論了我國數控技術的發展趨勢,得出數控技術會向智能化 網路化 集成化 微機電控制系統和數字化的方向發展的結論;並從產業發展的角度考慮,進行了對數控技術與產業發展途徑的思考,分別從總體戰略和技術途徑兩方面進行了探討。並對我過數控產業發展進行了思考。
一、數控技術是製造業的重要基礎
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術;是製造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎;是提高產品質量、提高勞動生產率必不可少的物質手段;是國防現代化的重要戰略物質;是關繫到國家戰略地位和體現國家綜合國力水平的重要基礎性產業。當今世界各國製造業廣泛採用數控技術,以提高製造能力和水平,提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。大力發展以數控技術為核心的先進製造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑.裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度,數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過「各種經濟時代的區別,不在於生產什麼,而在於怎樣生產,用什麼勞動資料生產」。製造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料,而數控技術又是當今先進製造技術和裝備最核心的技術。因此,專家們預言: 機械製造的競爭,其實質是數控技術的競爭。
根據國民經濟發展和國家重點建設工程的具體需求,設計製造「高、精、尖」重大數控裝備,打破國外封鎖,掌握數控裝備關鍵技術,創出中國數控機床品牌,提高市場佔有率是全面提升我國基礎製造裝備的核心競爭力的關鍵所在。
二、數控技術發展趨勢
2.1 性能發展方向
(1)高速高精高效化 速度、精度和效率是機械製造技術的關鍵性能指標。由於採用了高速CPU晶元、RISC晶元、多CPU控制系統以及帶高解析度絕對式檢測元件的交流數字伺服系統,同時採取了改善機床動態、靜態特性等有效措施,機床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化 包含兩方面:數控系統本身的柔性,數控系統採用模塊化設計,功能覆蓋面大,可裁剪性強,便於滿足不同用戶的需求;群控系統的柔性,同一群控系統能依據不同生產流程的要求,使物料流和信息流自動進行動態調整,從而最大限度地發揮群控系統的效能。
(3)工藝復合性和多軸化 以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工,正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一台機床上一次裝夾後,通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉台等各種措施,完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸,西門子880系統控制軸數可達24軸。
2.2 功能發展方向
(1)用戶界面圖形化 用戶界面是數控系統與使用者之間的對話介面。由於不同用戶對界面的要求不同,因而開發用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計算機軟體研製中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用,人們可以通過窗口和菜單進行操作,便於藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和模擬、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。
(2)科學計算可視化 科學計算可視化可用於高效處理數據和解釋數據,使信息交流不再局限於用文字和語言表達,而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合,進一步拓寬了應用領域,如無圖紙設計、虛擬樣機技術等,這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域,可視化技術可用於CAD/CAM,如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化模擬演示等。
(3)插補和補償方式多樣化 多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
(4)內裝高性能PLC 數控系統內裝高性能PLC控制模塊,可直接用梯形圖或高級語言編程,具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用於車床銑床的標准PLC用戶程序實例,用戶可在標准PLC用戶程序基礎上進行編輯修改,從而方便地建立自己的應用程序。
2.3 體系結構的發展
(1)集成化 採用高度集成化CPU、RISC晶元和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC晶元,可提高數控系統的集成度和軟硬體運行速度。應用FPD平板顯示技術,可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便於攜帶等優點,可實現超大尺寸顯示,成為和CRT抗衡的新興顯示技術,是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術,將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格,改進性能,減小組件尺寸,提高系統的可靠性。
(2)模塊化 硬體模塊化易於實現數控系統的集成化和標准化。根據不同的功能需求,將基本模塊,如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出介面、通訊等模塊,作成標準的系列化產品,通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減,構成不同檔次的數控系統。
(3)網路化 機床聯網可進行遠程式控制制和無人化操作。通過機床聯網,可在任何一台機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行,不同機床的畫面可同時顯示在每一台機床的屏幕上。
(4)通用型開放式閉環控制模式 採用通用計算機組成匯流排式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構,便於裁剪、擴展和升級,可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由於製造過程是一個具有多變數控制和加工工藝綜合作用的復雜過程,包含諸如加工尺寸、形狀、振動、雜訊、溫度和熱變形等各種變化因素,因此,要實現加工過程的多目標優化,必須採用多變數的閉環控制,在實時加工過程中動態調整加工過程變數。加工過程中採用開放式通用型實時動態全閉環控制模式,易於將計算機實時智能技術、網路技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態模擬等高新技術融於一體,構成嚴密的製造過程閉環控制體系,從而實現集成化、智能化、網路化。
三、中國數控的出路
縱觀目前我國的數控市場,我國數控產品在性能、外觀、可靠性方面與國外產品有一定差距,特別是國外企業有雄厚的資金,加上外國企業為佔領中國市場,對我國能夠生產的數控系統壓價銷售,而對我國未能生產的數控系統,不僅高價而且附加許多限制。在國外數控企業採用技術封鎖和低價傾銷的雙重策略下,中國數控產業經歷了坎坷的歷程,我國曾花巨資引進西門子和FANUC的技術,並希望在此基礎上吸收消化,開發我國自己的數控技術。如北京密雲所引進了FANUC的數控系統,可是,FANUC賣給我們的都是即將過時的落後技術。我國引進後,尚未來得及吸收消化和批量生產,FANUC即宣布停止生產該系統的生產,並將性能價格比更好、質量更高、體積更小的數控系統推向中國市場。這種總是跟在別人後面走的做法,必然受人制約,永遠落在後面。中國數控出路何在?
隨著計算機技術日新月異的發展,基於微機的開放式數控是數控技術發展的必然趨勢。在傳統數控技術方面,我國處於相對落後的狀態,開放式數控為我國數控產業的發展提供良好的契機,加強和重點扶持開放性數控技術的研究和應用,我國的數控產業才有發展壯大可能,才有可能在未來的市場競爭中立於不敗之地
四、結語
制定符合中國國情的總體發展戰略,確立與國際接軌的發展道路,對21世紀我國數控技術與產業的發展至關重要。本文在對數控技術和產業發展趨勢的分析,對我國數控領域存在的問題進行研究的基礎上,對21世紀我國數控技術和產業的發展途徑進行了探討,堅持可持續發展道路的總體發展戰略。在此基礎上,研究了發展新型數控系統、數控功能部件、數控機床整機等的具體技術途徑。
我們衷心希望,我國科技界、產業界和教育界通力合作,把握好知識經濟給我們帶來的難得機遇,迎接競爭全球化帶來的嚴峻挑戰,為在21世紀使我國數控技術和產業走向世界的前列,使我國經濟的發展和數控技術共同騰飛!
參考文獻
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