自從(cong) 1952年世界上第一台采用電子管組成的數控係統裝備3坐標連續控製銑床(美國帕森公司和麻省理工學院合作研製)以來,微電子技術、自動控製技術、計算機技術以及精密機械等技術都取得了突破性的進展,集這些於(yu) 一體(ti) 的數控機床的發展更是日新月異。數控機床是一種裝有程序控製係統的機床。它也是一個(ge) 典型的機電一體(ti) 化產(chan) 品。
隨著現代製造技術的進步,人們(men) 生活水平的不斷提高,市場需要個(ge) 性化產(chan) 品日盞增多,因此中、小批量零件的生產(chan) 越來越多,而且要求零件的精度更高,形狀也日趨複雜化。這樣,作為(wei) 實現柔性化、自動化最重要的加工裝備,數控機床的高速發展及大量推廣應用就成為(wei) 現實。
柔性製造單元(FMC)、柔性製造係統(FMS)和計算機集成製造係統(CIMS)都是以數控機床作為(wei) 基礎裝備,為(wei) 此,要求現代數控機床向以下十個(ge) 方麵發展。
1.高速化
現代數控係統已由l6位CPU過渡到32位CPU,國外的一些新型數控係統已選用了64位CPU,並采用具有精簡指令集運算的蕃片RISC作為(wei) 主CPU,以提高運算速度。現代數控機束的設定單位和快速進給速度分別達了0.01~tm和10~24m/arin,甚至更高。
2.高精度化
伺服係統的作用是用指令按給定運動速度及運動軌跡進行準確跟蹤及定位。
伺服係統的質量直接關(guan) 係到數控機床的加工精度。現代數控機床采用了交流數字伺服係統,並采用新型控製理論實現了高速響應伺服係統。一些新的數控係統具有熱補償(chang) 和空間誤差補償(chang) 功能的傳(chuan) 感器及軟件(如補償(chang) 絲(si) 杠、齒輪等的間隙誤差)。這樣可以圓滿地解決(jue) 高速度與(yu) 高精度這一對矛盾。
3.高自動化
數控機床在零件加工過程中。可以完全按照預訂的程序自動進行,對於(yu) 刀具的進給、工件的檢測。操作者無需幹預,人們(men) 隻需發山啟動指令.並進行監視即可。現代數控機床裝有先進的監控、檢測裝置。一旦診斷發現工件超差、刀具磨損等故障,能及時報警,並給予補償(chang) 或調換刀具,大大提高了數控機床的自動化程度,實現了連續地長期自動化加工,同時保證了產(chan) 品質量。
4.高效率
現代數控機床一般都采用自動換刀、自動更換工件等裝置,實現一機多能,采取工序集中原則減少裝夾次數、減步周轉時間、減步夾具數量、減少操作者的人數、減步占地麵積,從(cong) 而縮短輔助時間。在同一台數控機床上,既能進行粗加工,又能進行精加工,提高了數控機床的利用率。現代數控機床還采用大功率電機,相應配備新型刀具,提高切削效率,縮短加工時間,經濟效益顯著。
5.高柔性
實現數控加工的重要環節是數控機床的零件程序編製。現代數控機床利用CNC很高的存儲(chu) 及運算能力,采用自動程序編製技術。使零件程序編製工作可以在數控係統上在線進行。具有人機對話功能,實現程序的輸入、編輯、修改及刪除,具有前台操作和後台編輯的功能,還有宏程序的設計功能等。在裝有小型加工數據庫的新型致控係統中,根據加工要求,自動選擇最佳刀具及切削用量,具有自適應控製能力,甚至以三維彩色動態圖形顯示。這樣大大縮短產(chan) 品研製周期,給新產(chan) 品的研製開發、產(chan) 品的改進及改型提供了捷徑。
6.高可靠性
新型數控機床采用大規模或超大規模的集成電路。采用專(zhuan) 用芯片及混合式集成電路,實現了三維高密度安裝技術,提高了線路的集成度。減少了電子元器件的數量,簡化了數控機床的構造,從(cong) 而避免工件報廢,提高了數控機床的可靠性和安壘性,井具有很強的故障自診斷功能及保護功能。為(wei) 了適應各類機床的不同要求。采用CNC係統的現代數控機床隻需改變軟件或控製程序;在數控係統的硬件方麵。可以選擇不同功能模塊,組成滿足用戶需求的數控係統,保證了產(chan) 品的質量。
7.很好的操作功能
新型數控機床具有很友好的人機界麵。采用彩色CRT屏幕或LCD液晶屏幕顯示或提示,與(yu) 手動操作鍵盤配合,並利用菜單選擇操作方式,使操作者大為(wei) 方便。減少了操作麵板上的按鈕數和指示燈數,提供了操作方法的提示,減少了操作錯誤。
8.很強的PLC功能
現代數控機床裝有可編程控製器(PLC),將CNC與(yu) PLC有機地結合起來,采用梯形圖(LAD)的監控功能,為(wei) 機床故障診斷及維修提供了方便。強功能PLC還具有多軸聯動(同時控製)的功髓。
9.良好的環境性
新型數控係統對資源的綜合利用和優(you) 化利用柏力高,現代數控機床在運行過程中產(chan) 生的噪聲、廢物等對生態環境的影響小,有利於(yu) 勞動者的職業(ye) 健康,並減輕了操作人員的勞動強度,提高了安全性,這樣人在其中的工作狀態良好,符合現代社會(hui) 的發展需求。
10.較高的聯網及通信功能
為(wei) 適應FMC、FMS及cIMs的要求,數控係統一般都帶有RS322和RS422標準串行通信接日,可以與(yu) 上位計算機進行數據交換。在具有DNC接口的高檔數控係統中,可以實現數白數控機床的直接控製及數據通信,從(cong) 而實現了從(cong) 設計到製造的無圖樣自動化。
為(wei) 適應多層次的加工自動化要求,滿足不同廠商對不同類型數控機床的聯網需要。開發了MAP通信接口模塊。近年采用了MAP3.0版本,可以允許不同廠商的設備之間進行數據通信並使這些數據應用到整個(ge) 工廠的各個(ge) 環節中。MAP工業(ye) 控製網的實現。增強了產(chan) 品市場競爭(zheng) 力,也為(wei) 現代數控機床進入FMS、CIMs創造了有利條件。
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