淺談數控系統在機床行業中的發展
時間:2008-12-18 11:07:41來源:zhangting
導語:?隨著現代制造技術的進步,人們生活水平的不斷提高,市場需要個性化產品日盞增多,因此中、小批量零件的生產越來越多,而且要求零件的精度更高,形狀也日趨復雜化。
自從1952年世界上第一臺采用電子管組成的數控系統裝備3坐標連續控制銑床(美國帕森公司和麻省理工學院合作研制)以來,微電子技術、自動控制技術、計算機技術以及精密機械等技術都取得了突破性的進展,集這些于一體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制系統的機床。它也是一個典型的機電一體化產品。
隨著現代制造技術的進步,人們生活水平的不斷提高,市場需要個性化產品日盞增多,因此中、小批量零件的生產越來越多,而且要求零件的精度更高,形狀也日趨復雜化。這樣,作為實現柔性化、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現實。
柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)和計算機集成制造系統(CIMS)都是以數控機床作為基礎裝備,為此,要求現代數控機床向以下十個方面發展。
1、高速化
現代數控系統已由l6位CPU過渡到32位CPU,國外的一些新型數控系統已選用了64位CPU,并采用具有精簡指令集運算的蕃片RISC作為主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0.01μm~tm和10~24m/min,甚至更高。
2、高精度化
伺服系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。
伺服系統的質量直接關系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系統,并采用新型控制理論實現了高速響應伺服系統。一些新的數控系統具有熱補償和空間誤差補償功能的傳感器及軟件(如補償絲杠、齒輪等的間隙誤差)。這樣可以圓滿地解決高速度與高精度這一對矛盾。
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,對于刀具的進給、工件的檢測。操作者無需干預,人們只需發山啟動指令.并進行監視即可。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,并給予補償或調換刀具,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、減步占地面積,從而縮短輔助時間。在同一臺數控機床上,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制。現代數控機床利用CNC很高的存儲及運算能力,采用自動程序編制技術。使零件程序編制工作可以在數控系統上在線進行。具有人機對話功能,實現程序的輸入、編輯、修改及刪除,具有前臺操作和后臺編輯的功能,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系統中,根據加工要求,自動選擇最佳刀具及切削用量,具有自適應控制能力,甚至以三維彩色動態圖形顯示。這樣大大縮短產品研制周期,給新產品的研制開發、產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。為了適應各類機床的不同要求。采用CNC系統的現代數控機床只需改變軟件或控制程序;在數控系統的硬件方面。可以選擇不同功能模塊,組成滿足用戶需求的數控系統,保證了產品的質量。
7、很好的操作功能
新型數控機床具有很友好的人機界面。采用彩色CRT屏幕或LCD液晶屏幕顯示或提示,與手動操作鍵盤配合,并利用菜單選擇操作方式,使操作者大為方便。減少了操作面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制器(PLC),將CNC與PLC有機地結合起來,采用梯形圖(LAD)的監控功能,為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(同時控制)的功髓。
9、良好的環境性
新型數控系統對資源的綜合利用和優化利用柏力高,現代數控機床在運行過程中產生的噪聲、廢物等對生態環境的影響小,有利于勞動者的職業健康,并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,符合現代社會的發展需
求。
1O、較高的聯網及通信功能
為適應FMC、FMS及cIMs的要求,數控系統一般都帶有RS322和RS422標準串行通信接日,可以與上位計算機進行數據交換。在具有DNC接口的高檔數控系統中,可以實現數白數控機床的直接控制及數據通信,從而實現了從設計到制造的無圖樣自動化。
為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,町以允許不同廠商的設備之間進行數據通信并使這些數據應用到整個工廠的各個環節中。MAP工業控制阿的實現.增強了產品市場競爭力,也為現代數控機床進入FMS、CIMs創造了有利條件。
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