① 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
② 數控車畢業論文
數控類的,給您發一部分格式吧參照濟南第一機床廠的MJ-50型數控車床來進行設計:床身和導軌的布局採用水平床身斜滑板;主軸驅動採用交流伺服電動機無機調速,採用V型帶帶動主軸旋轉:進給系統也使用交流伺服電動機驅動,使用同步帶機構減速,採用滾珠絲杠副進行傳動;刀架系統使用回轉刀架機構;尾座使用標准尾座。下面對MJ-50進行介紹:(一)MJ-50數控車床的用途MJ-50數控車床主要用來加工軸類零件的內外圓柱面、圓錐面、螺紋表面、形成回轉體表面。對於盤類零件可進行鑽孔、擴孔、鉸空、鏜孔等加工。機床還可以完成車端面、切槽、倒角的加工。(二)MJ-50數控車床的布局MJ-50數控車床為兩坐標連續控制的卧式車床。床身為平床身,床身導軌上面支承著30度傾斜布置的滑板,排屑方便。導軌的橫截面為矩形,支承 http://www.lwcheng.com/article/html/list5-1.html剛性好,且導軌上配置有防護罩。床身的左上方安裝有主軸箱,主軸有AC交流伺服電動機驅動,免去變速傳動裝置,因此使主軸箱的結構變得十分簡單。為了快速而省力地裝夾工件,主軸卡盤的夾緊與松開是由主軸尾端的液壓缸來控制的。床身右上方安裝有尾座。該機床有兩種可配置的尾座,一種是標准尾座,另一種是選擇配置的尾座。滑板的傾斜導軌上安裝有回轉刀架,其刀盤上由10個工位,最多安裝10把刀具。滑板上分別安裝有X軸和z軸的進給傳動裝置。根據用戶的要求,主軸箱前端上可以安裝對刀儀,用於機床的機內對刀。檢測刀具時,對刀儀的轉臂擺出,其上端的接觸式感測器測頭對所有刀具進行檢測。檢測完成後,對刀儀的轉臂擺回到原位,且測頭被鎖在對刀儀防護罩中。機床上配置有操作面板,機床防護門,可以配置手動防護門,也可以配置氣動防護門。液壓系統的壓力由壓力表顯示。附有主軸卡盤夾緊與松開的腳踏開關。(三)MJ-50數控車床的主要技術參數允許最大工件回轉直徑 500mm最大切削直徑 310mm最大切削長度 650mm主軸轉速范圍 35~3500r/min(連續無級)其中恆扭矩范圍 35~437 r/min
其中恆功率范圍 437~3500 r/min主軸通孔直徑 80mm拉管直徑 65mm刀架有效行程 X軸 182mm;Z軸 675mm快速移動速度 X軸10m/min;Z軸 15m/min安裝刀具數 10把刀具規格 車刀25mmx25mm;鏜刀¢12mm~¢45mm選刀方式 刀盤就近轉位分度時間 單步 0.8s; 180° 2.2s尾座套筒直徑 90mm尾座套筒行程 130mm主軸AC伺服電動機連續/30min 超載 11/15kw進給伺服電動機 X軸AC 0.9kw;Z軸AC 1.8kw機床外形尺寸(長x寬x高) 2995mmx1667mmx1796mm第三章 主軸系統設計與結構說明一 主傳動系統概述 (一)主傳動系統特點1、目前數控機床的主傳動電動機已不再採用普通的交流非同步電動機或傳統的直流調速電動機,它們已逐步被新型的交流調速電動機和直流調速電動機所代替。2、轉速高,功率大。它能使數控機 http://www.lwcheng.com/article/html/list4-1.html床進行大功率的切削和高速切削,實現高效率加工。3、變速范圍大。數控機床的主傳動系統要求有較大的調速范圍,一般Rn>100,以保證加工時能選用合理的切削用量,從而獲得最佳的生產率、加工精度和表面質量。4、主軸速度的變換迅速可靠。數控機床的變速是按照控制指令自動進行的,因此變速機構必須適應自動操作的要求。由於直流和交流主軸電動機的調速系統日趨完善,不僅能夠方便地實現寬范圍的無級變速,而且減少了中間傳遞環節,提高了變速控制的可靠性。(二)對主傳動系統的要求數控機床的主傳動系統除應滿足普通機床傳動要求外,還提出如下要求:1. 具有較大的調速范圍,並實現無級調速。數控機床為了保證加工時能選用合理的切削用量,充分發揮刀具的切削性能,從而獲得最高的生產率、加工精度和表面質量,必須具有更高的轉速和更大的調速范圍。對於自動換刀的數控機床,工序集中工件一次裝夾,可完成許多工序,所以,為了適應各種工序和各種加工材質的要求,主運動的調速范圍還應進一步擴大。2. 具有較高的精度和剛度,傳動平穩,噪音低。數控機床加工精度的提高,與主傳動系統的剛度密切相關。為此,應提高傳動件的精度與剛度,採用高精度軸承及合理的支撐跨距等,以提高主軸組件的剛性。3. 良好的抗振興和熱穩定性。數控機床一般既要進行粗加工,又要精加工;加工時可能由於斷續切削、加工餘量不均勻 運動部件不平穩以及切削過程中的自激振動等原因引 http://www.lwcheng.com/article/html/list2-1.html起的沖擊力或交變力的干擾,使主軸產生振動,影響加工精度和表面粗糙度,嚴重時甚至破壞刀具或零件,使加工無法進行。因此主傳動系統中的各主要零部件不但要具有一定的剛度,而且要求具有足夠的抑制各種干擾力引起振動的能力—抗振性。抗振性用動剛度或動柔度來衡量。例如主軸組件的動剛度取決於主軸的當量靜剛度阻尼比及固有頻率等參數。機床在切削加工中主傳動系統的發熱使其中所有零部件產生變形,破壞了零部件之間的相對位置精度和運動精度造成的加工誤差,且熱變形限制了切削用量的提高,降低傳動效率,影響到生產率。為此,要求主軸部件有較高的熱穩定性,通過保持合適的配合精度,並進行循環潤滑保持熱平衡等措施來實現。二 主軸驅動裝置、工作特性及速度控制 為了滿足數控機床對主軸驅動要求,主軸電動機須具備下述性能:(1) 電機功率要大,且在大的調速范圍內速度要穩定,恆功率調速范圍要寬;(2) 在斷續負載下電機轉速波動要小;(3) 加速、減速時間短;(4) 溫升低,振動小,雜訊小,可靠性高,壽命長,易維護,體積小,重量輕;(5) 電動機過載能力強。(一)交流主軸驅動裝置及其工作特性大多數進給交流伺服電動機採用永 http://www.lwcheng.com/article/html/list3-1.html磁式同步電動機,但主軸交流電動機則多採用鼠籠式感應非同步電動機,這是因為數控機床主軸驅動系統不必像進給系統那樣,需要如此高的動態性能和調速范圍。鼠籠式感應電動機其結構簡單、便宜、可靠,配上矢量變換控制的主軸驅動裝置則完全可以滿足數控機床的主軸的要求。交流主軸電機的性能可由圖所示功率/速度曲線反應過來。從圖中曲線可見交流主軸電機的特性曲線與直流電機類似,即在基本速度以下為恆轉矩區域,而在基本速度以上為恆功率區域。但有些電機,如圖中所示那樣,當電機速度超過某一定值後,其功率/速度曲線又往下傾斜,不能保持恆功率。對於一般主軸電機,這個恆功率的速度范圍只有1:3的速度比。另外交流主軸電機也有一定的過載能力,一般為額定值的1.2倍~1.5倍,過載時間則從幾分鍾到半個小時不等..原文地址: http://www.lwcheng.com
③ 求一篇機電一體化畢業論文以下為題
我就有資料,你可以參考下
④ 數控機床為什麼需專設排屑裝置,目的何在
首先就是提高生產效率啊,如果不自動排屑,機床內部的鐵屑多了之後,必須回停下機床來打掃。其答次是減小工人的勞動強度,如果沒有自動排屑機,就必須工人進入機床里一鏟一鏟的把鐵屑鏟出來。最後排屑機能不斷的把機床內部排干凈,對機床內的部件也是一種保護,因為機床里的鐵屑堆積多了後,也許會進入一些縫隙,對機床的一些部件構成損壞,比如護板。
⑤ 數控專業畢業論文怎麼寫有誰知道的!!!!!!
我知道,我知道、就是在紙上寫「數控專業畢業論文」就好了阿、這么簡單阿、劉偉你真笨,就這樣交給老師蠻有趣的噢!
⑥ 急求數控技術畢業論文,1.5W字,謝謝
前言
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(如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業)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。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。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資,不僅採取重大措施來發展自己的數控技術及其產業,而且在「高精尖」數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之,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。
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,數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統製造產業和新興製造業的滲透形成的機電一體化產品,即所謂的數字化裝備,其技術范圍覆蓋很多領域:(1)機械製造技術;(2)信息處理、加工、傳輸技術;(3)自動控制技術;(4)伺服驅動技術;(5)感測器技術;(6)軟體技術等。
1, 國內外數控技術發展狀況
世界製造業在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復,曾一度幾乎快成為夕陽工業,所以美國人首先提出了要振興現代製造業。90年代的全世界數控機床製造業都經過重大改組。如美國、德國等幾大製造商都經過較大變動,從90年代初開始已出現明顯的回升,在全世界製造業形成新的技術更新浪潮。如德國機床行業從2000年至今已接受3個月以後的訂貨合同,生產任務飽滿。
20世紀人類社會最偉大的科技成果是計算機的發明與應用,計算機及控制技術在機械製造設備中的應用是世紀內製造業發展的最重大的技術進步。自從1952年美國第1台數控銑床問世至今已經歷了50個年頭。數控設備包括:車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機,形成龐大的數控製造設備家族,每年全世界的產量有10~20萬台,產值上百億美元。
世界製造業在20世紀末的十幾年中經歷了幾次反復,曾一度幾乎快成為夕陽工業,所以美國人首先提出了要振興現代製造業。90年代的全世界數控機床製造業都經過重大改組。如美國、德國等幾大製造商都經過較大變動,從90年代初開始已出現明顯的回升,在全世界製造業形成新的技術更新浪潮。如德國機床行業從2000年至今已接受3個月以後的訂貨合同,生產任務飽滿。
我國數控機床製造業在80年代曾有過高速發展的階段,許多機床廠從傳統產品實現向數控化產品的轉型。但總的來說,技術水平不高,質量不佳,所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整,經歷了幾年最困難的蕭條時期,那時生產能力降到50%,庫存超過4個月。從1995年「九五」以後國家從擴大內需啟動機床市場,加強限制進口數控設備的審批,投資重點支持關鍵數控系統、設備、技術攻關,對數控設備生產起到了很大的促進作用,尤其是在1999年以後,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備製造市場一派繁榮。從2000年8月份的上海數控機床展覽會和2001年4月北京國際機床展覽會上,也可以看到多品種產品的繁榮景象。但也反映了下列問題:
(1) 低技術水平的產品競爭激烈,互相靠壓價促銷;
(2) 高技術水平、全功能產品主要靠進口;
(3) 配套的高質量功能部件、數控系統附件主要靠進口;
(4) 應用技術水平較低,聯網技術沒有完全推廣使用;
(5) 自行開發能力較差,相對有較高技術水平的產品主要靠引進圖紙、合資生產或進口件組裝。
當今世界工業國家數控機床的擁有量反映了這個國家的經濟能力和國防實力。目前我國是全世界機床擁有量最多的國家(近300萬台),但我們的機床數控化率僅達到1.9%左右,這與西方工業國家一般能達到20%的差距太大。日本不到80萬台的機床卻有近10倍於我國的製造能力。數控化率低,已有數控機床利用率、開動率低,這是發展我國21世紀製造業必須首先解決的最主要問題。每年我們國產全功能數控機床3000~4000台,日本1年產5萬多台數控機床,每年我們花十幾億美元進口7000~9000台數控機床,即使這樣我國製造業也很難把行業中數控化率大幅度提上去。因此,國家計委、經貿委從「八五」、「九五」就提出數控化改造的方針,在「九五」期間,我協會也曾做過調研。當時提出數控化改造的設備可達8~10萬台,需投入80~100億資金,但得到的經濟效益將是投入的5~10倍以上。因此,這兩年來承擔數控化改造的企業公司大量涌現,甚至還有美國公司加入。「十五」剛剛開始,國防科工委就明確提出了在軍工企業中投入6.8億元,用於對1.2~1.8萬台機床的數控化改造。
數控技術經過50年的2個階段和6代的發展:
第1階段:硬體數控(NC)
第1代:1952年的電子管
第2代:1959年晶體管分離元件
第3代:1965年的小規模集成電路
第2階段:軟體數控(CNC)
第4代:1970年的小型計算機
第5代:1974年的微處理器
第6代:1990年基於個人PC機(PC-BASEO)
第6代的系統優點主要有:
(1) 元器件集成度高,可靠性好,性能高,可靠性已可達到5萬小時以上;
(2) 基於PC平台,技術進步快,升級換代容易;
(3) 提供了開放式基礎,可供利用的軟、硬體資源豐富,使數控功能擴展到很寬的領域(如CAD、CAM、CAPP,連接網卡、音效卡、列印機、攝影機等);
(4) 對數控系統生產廠來說,提供了優良的開發環境,簡化了硬體。
目前,國際上最大的數控系統生產廠是日本FANUC公司,1年生產5萬套以上系統,佔世界市場約40%左右,其次是德國的西門子公司約佔15%以上,再次是德海德漢爾,西班牙發格,義大利菲地亞,法國的NUM,日本的三菱、安川。
國產數控系統廠家主要有華中數控、北京航天機床數控集團、北京凱恩帝、北京凱奇、沈陽藝天、廣州數控、南京新方達、成都廣泰等,國產數控生產廠家規模都較小,年產都還沒有超過300~400套。
近10年數控機床為適應加工技術發展,在以下幾個技術領域都有巨大進步。
(1) 高速化
由於高速加工技術普及,機床普遍提高各方面速度,車床主軸轉速由3000~4000r/min提高到8000~10000r/min,銑床和加工中心主軸轉速由4000~8000r/min提高到12000r/min、24000r/min、40000r/min以上�快速移動速度由過去的10~20m/min提高到48m/min、60m/min、80m/min、120m/min在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度,其已由過去一般機床的0.5G(重力加速度)提高到1.5~2G,最高可達15G,直線電機在機床上開始使用,主軸上大量採用內裝式主軸電機。
(2) 高精度化
數控機床的定位精度已由一般的0.01~0.02mm提高到0.008mm左右,亞微米級機床達到0.0005mm左右,納米級機床達到0.005~0.01μm,最小解析度為1nm(0.000001mm)的數控系統和機床已有產品。
數控中兩軸以上插補技術大大提高,納米級插補使兩軸聯動出的圓弧都可以達到1μ的圓度,插補前多程序段預讀,大大提高插補質量,並可進行自動拐角處理等。
(3) 復合加工、新結構機床大量出現
如5軸5面體復合加工機床,5軸5聯動加工各類異形零件。也派生出各新穎的機床結構,包括6軸虛擬軸機床,串並聯鉸鏈機床等。採用特殊機械結構,數控的特殊運算方式,特殊編程要求。
(4) 使用各種高效特殊功能的刀具使數控機床「如虎添翼」。如內冷鑽頭由於使高壓冷卻液直接冷卻鑽頭切削刃和排除切屑,在鑽深孔時大大提高效率。加工鋼件切削速度能達1000m/min,加工鋁件能達5000m/min。
(5) 數控機床的開放性和聯網管理,已是使用數控機床的基本要求,它不僅是提高數控機床開動率、生產率的必要手段,而且是企業合理化、最佳化利用這些製造手段的方法。因此,計算機集成製造、網路製造、異地診斷、虛擬製造、異行工程等等各種新技術都在數控機床基礎上發展起來,這必然成為21世紀製造業發展的一個主要潮流。
2, 數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化,使製造業成為工業化的象徵,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面〔1~8〕。
2.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一,國際生產工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進給速度可達80m/min,甚至更高,空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上,伺服系統的MTBF值達到30000h以上,表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展,應用領域進一步擴大。
2.2 5軸聯動加工bsp;
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。
當前由於電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其製造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。
在EMO2001展會上,新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。
2.3 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟體的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究,如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Op
和復合加工機床en System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平台上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,並可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平台、數控系統功能庫以及數控系統功能軟體開發工具等是當前研究的核心。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求,也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的「CyberProction Center」(智能生產控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機床公司展出「IT plaza」(信息技術廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(開放製造環境,簡稱OME)等,反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。
2.4 重視新技術標准、規范的建立
2.4.1 關於數控系統設計開發規范
如前所述,開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應國紛紛實施戰略發展計劃,並進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定,預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。
2.4.2 關於數控標准
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於ISO6983標准,即採用G,M代碼描述如何(how)加工,其本質特徵是面向加工過程,顯然,他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此,國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制,能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型,從而實現整個製造過程,乃至各個工業領域產品信息的標准化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命,對於數控技術的發展乃至整個製造業,將產生深遠的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的製造理念,傳統的製造理念中,NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下,NC程序可以分散在互聯網上,這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次,STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時間(約35%)和加工時間(約50%)。
目前,歐美國家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者,他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model),其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。
2. 5 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。
2. 6 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。(4)實時智能化 早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境,其作用是如何調度任務,以確保任務在規定期限內完成。而人工智慧則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天,實時系統和人工智慧相互結合,人工智慧正向著具有實時響應的、更現實的領域發展,而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展,由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域,實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展:自適應控制、模糊控制、神經網路控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統,在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能,在壓力、溫度、位置、速度控制等方面採用模糊控制,使數控系統的控制性能大大提高,從而達到最佳控制的目的。
2.7 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。
(5)多媒體技術應用 多媒體技術集計算機、聲像和通信技術於一體,使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域,應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化,在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
2 .8 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。
3, 智能化數控系統
3. 1 國內外數控系統發展概況
隨著計算機技術的高速發展,傳統的製造業開始了根本性變革,各工業發達國家投入巨資,對現代製造技術進行研究開發,提出了全新的製造模式。在現代製造
⑦ 數控機床排屑裝置有哪些類型和特點
外排泄、內排泄。特點,字面意思就是了。