什麼是數控系統目前不具備的
Ⅰ 什麼叫數控系統
數控系統是數字控制系統簡稱,英文名稱為Numerical Control System,早期是由硬體電路構成的稱為硬體數控(Hard NC),1970年代以後,硬體電路元件逐步由專用的計算機代替稱為計算機數控系統。
計算機數控(Computerized numerical control,簡稱CNC)系統是用計算機控制加工功能,實現數值控制的系統。CNC系統根據計算機存儲器中存儲的控製程序,執行部分或全部數值控制功能,並配有介面電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統。
CNC系統由數控程序、輸入裝置、輸出裝置、計算機數控裝置(CNC裝置)、可編程邏輯控制器(PLC)、主軸驅動裝置和進給(伺服)驅動裝置(包括檢測裝置)等組成。
CNC系統的核心是CNC裝置。由於使用了計算機,系統具有了軟體功能,又用PLC代替了傳統的機床電器邏輯控制裝置,使系統更小巧,其靈活性、通用性、可靠性更好,易於實現復雜的數控功能,使用、維護也方便,並具有與上位機連接及進行遠程通信的功能。
機床技術十四大發展趨勢
1、機床的高速化
隨著汽車、航空航天等工業輕合金材料的廣泛應用,高速加工已成為製造技術的重要發展趨勢。高速加工具有縮短加工時間、提高加工精度和表面質量等優點,在模具製造等領域的應用也日益廣泛。機床的高速化需要新的數控系統、高速電主軸和高速伺服進給驅動,以及機床結構的優化和輕量化。高速加工不僅是設備本身,而是機床、刀具、刀柄、夾具和數控編程技術,以及人員素質的集成。高速化的最終目的是高效化,機床僅是實現高效的關鍵之一,絕非全部,生產效率和效益在「刀尖」上。
2、機床的精密化
按照加工精度,機床可分為普通機床、精密機床和超精機床,加工精度大約每8年提高一倍。數控機床的定位精度即將告別微米時代而進入亞微米時代,超精密數控機床正在向納米進軍。在未來10年,精密化與高速化、智能化和微型化匯合而成新一代機床。機床的精密化不僅是汽車、電子、醫療器械等工業的迫切需求,還直接關繫到航空航天、導彈衛星、新型武器等國防工業的現代化。
3、從工序復合到完整加工
70年代出現的加工中心開多工序集成之先河,現已發展到完整加工,即在一台機床上完成復雜零件的全部加工工序。完整加工通過工藝過程集成,一次裝卡就把一個零件加工過程全部完成。由於減少裝卡次數,提高了加工精度,易於保證過程的高可靠性和實現零缺陷生產。此外,完整加工縮短了加工過程鏈和輔助時間,減少了機床台數,簡化了物料流,提高了生產設備的柔性,生產總佔地面積小,使投資更加有效。
4、機床的信息化
機床信息化的典型案例是Mazak410H,該機床配備有信息塔,實現了工作地的自主管理。信息塔具有語音、文本和視像等通訊功能。與生產計劃調度系統聯網,下載工作指令和加工程序。工件試切時,可在屏幕上觀察加工過程。信息塔實時反映機床工作狀態和加工進度,並可以通過手機查詢。信息塔同時進行工作地數據統計分析和刀具壽命管理,以及故障報警顯示、在線幫助排除。機床操作許可權需經指紋確認。
5、機床的智能化-測量、監控和補償
機床智能化包括在線測量、監控和補償。數控機床的位置檢測及其閉環控制就是簡單的應用案例。為了進一步提高加工精度,機床的圓周運動精度和刀頭點的空間位置,可以通過球桿儀和激光測量後,輸入數控系統加以補償。未來的數控機床將會配備各種微型感測器,以監控切削力、振動、熱變形等所產生的誤差,並自動加以補償或調整機床工作狀態,以提高機床的工作精度和穩定性。
6、機床的微型化
隨著納米技術和微機電系統的迅速進展,開發加工微型零件的機床已經提到日程上來了。微型機床同時具有高速和精密的特點,最小的微型機床可以放在掌心之中,一個微型工廠可以放在手提箱中。操作者通過手柄和監視屏幕控制整個工廠的運作。
7、新的並聯機構原理
傳統機床是按笛卡爾坐標將沿3個坐標軸線的移動X、Y、Z和繞3個坐標軸線轉動A、B、C依次串聯疊加,形成所需的刀具運動軌跡。並聯運動機床是採用各種類型的桿機構在空間移轉主軸部件,形成所需的刀具運動軌跡。並聯運動機床具有結構簡單緊湊、剛度高、動態性能好等一系列優點,應用前景廣闊。
8、新的工藝過程
除了金屬切削和鍛壓成形外,新的加工工藝方法和過程層出不窮,機床的概念正在變化。激光加工領域日益擴大,除激光切割、激光焊接外,激光孔加工、激光三維加工、激光熱處理、激光直接金屬製造等應用日益廣泛。電加工、超聲波加工、疊層銑削、快速成型技術、三維列印技術各顯神通。
9、新結構和新材料
機床高速化和精密化要求機床的結構簡化和輕量化,以減少機床部件運動慣量對加工精度的負面影響,大幅度提高機床的動態性能。例如,藉助有限元分析對機床構件進行拓撲優化,設計箱中箱結構,以及採用空心焊接結構或鉛合金材料已經開始從實驗室走向實用。
10、新的設計方法和手段
我國機床設計和開發手段要盡快從甩圖板的二維CAD向三維CAD過渡。三維建模和模擬是現代設計的基礎,是企業技術優勢的源泉。在此三維設計基礎上進行CAD/CAM/CAE/PDM的集成,加快新產品的開發速度,保證新產品的順利投產,並逐步實現產品生命周期管理。
11、直接驅動技術
在傳統機床中,電動機和機床部件是藉助耦合元件,如皮帶、齒輪和聯軸節等加以連接,實現部件所需的移動或旋轉,機和電是分家的。直接驅動技術是將電動機與機械部件集成為一體,成為機電一體化的功能部件,如直線電動機、電主軸、電滾珠絲桿和力矩電動機等。直接驅動技術簡化了機床結構,提高了機床的剛度和動態性能,運動速度和加工精度。
12、開放式數控系統
數控系統的開放是大勢所趨。目前開放式數控系統有三種形式:1)全開放系統,即基於微機的數控系統,以微機作為平台,採用實時操作系統,開發數控系統的各種功能,通過伺服卡傳送數據,控制坐標軸電動機的運動。2)嵌入系統,即CNC+PC,CNC控制坐標軸電動機的運動,PC作為人機界面和網路通信。3)融合系統,在CNC的基礎上增加PC主板,提供鍵盤操作,提高人機界面功能,如Siemens840Di和Fanuc210i。
13、可重組製造系統
隨著產品更新換代速度的加快,專用機床的可重構性和製造系統的可重組性日益重要。通過數控加工單元和功能部件的模塊化,可以對製造系統進行快速重組和配置,以適應變型產品的生產需要。機械、電氣和電子、液和氣、以及控制軟體的介面規范化和標准化是實現可重組性的關鍵。
14、虛擬機床和虛擬製造
為了加快新機床的開發速度和質量,在設計階段藉助虛擬現實技術,可以在機床還沒有製造出來以前,就能夠評價機床設計的正確性和使用性能,在早期發現設計過程的各種失誤,減少損失,提高新機床開發的質量。
重點發展范圍
1、高速、精密數控車床,車削中心類及四軸以上聯動的復合加工機床。主要滿足航天、航空、儀器、儀表、電子信息和生物工程等產業的需要。
2、高速、高精度數控銑鏜床及高速、高精度立卧式加工中心。主要滿足汽車發動機缸體缸蓋及航天航空、高新技術等行業大型復雜結構支架、殼體、箱體、輕金屬材料零件和精密零件加工需求。
3、重型、超重型數控機床類:數控落地銑鏜床、重型數控龍門鏜銑床和龍門加工中心、重型數控卧式車床及立式車床,數控重型滾齒機等,該類產品滿足能源、航天航空、軍工、艦船主機製造、重型機械製造、大型模具加工、汽輪機缸體等行業零件加工需求。
4、數控磨床類:數控超精密磨床、高速高精度曲軸磨床和凸輪軸磨床、各類高精高速專用磨床等,滿足精密超精密加工需求。
5、數控電加工機床類:大型精密數控電火花成形機床、數控低速走絲電火花切割機床、精密小孔電加工機床等,主要滿足大型和精密模具加工、精密零件加工、錐孔或異型孔加工及航天、航空等行業的特殊需求。
6、數控金屬成形機床類(鍛壓設備):數控高速精密板材沖壓設備、激光切割復合機、數控強力旋壓機等,主要滿足汽車、摩托車、電子信息產業、家電等行業板金批量高效生產需求及汽車輪轂及軍工行業各種薄壁、高強度、高精度回轉型零件加工需求。
7、數控專用機床及生產線:柔性加工自動生產線(FMS╱FMC)及各種專用數控機床,該類生產線是針對汽車、家電等行業加工缸體、缸蓋、變速箱箱體等及多品種變批量殼體、箱體類零件加工需求。
Ⅱ 什麼是數控
[編輯本段]什麼是數控技術?
數控技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴於數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年,穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世;19世紀末,以紙為數據載體並具有輔助功能的控制系統被發明;1938年,香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸,奠定了現代計算機,包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發展起來的。1952年,第一台數控機床問世,成為世界機械工業史上一件劃時代的事件,推動了自動化的發展。
現在,數控技術也叫計算機數控技術,目前它是採用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控製程序來執行對設備的控制功能。由於採用計算機替代原先用硬體邏輯電路組成的數控裝置,使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現,均可通過計算機軟體來完成。
[編輯本段]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.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主體。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60000r/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. 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展
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。
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(Open 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。
4. 重視新技術標准、規范的建立
(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、適應性、擴展性,美國、歐共體和日本等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) 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。
http://ke..com/view/87747.htm
這個說的比較全面
Ⅲ 什麼是數控系統
英文名稱為(Numerical Control System)定義:能按照零件加工程序的數值信息指令進行控制,使機床完成工作運動並加工零件的一種控制系統。數控系統是數字控制
Ⅳ 如何實現數控系統所不具備的非直線插補
數控上有宏程序,任何適用此類機床可以加工的曲面、曲線都可以用逼近法,只要曲面、曲線能用數學代數方程式表達的,都可以用小段直線逼近法加工
Ⅳ 中國國內目前常用的五種數控系統是哪些
日本FANUC(發那科)公司生產的FANUC數控系統;
德國西門子公司生產的內Siemens數控系統;
日本三菱容公司生產的Mitsubishi數控系統;
北京凱恩帝(KND)公司生產的KND數控系統;
廣州數控(GSK)公司生產的GSK數控系統。
德國的西門子和海德漢,西班牙的法格,日本的發那科和三菱,國內的比較多但全是低端的如廣數、北京凱恩帝、上海開通、武漢華中和華興、成都廣泰、深圳珊星、航天世紀星等等。
(5)什麼是數控系統目前不具備的擴展閱讀:
最普遍的國產數控是廣州數控,凱恩蒂,華中等系統,操作比較簡單。國外的有發那克,三菱是日本的,西門子是德國的,稍微復雜,但功能強大整套系統中包含伺服電機,控制精度較高,多用於高級機床。
國產數控都比較簡單,一般機床控制和系統控制集中在一個面板上,而國外的大多是分開的。
日本FANUC(發那科)公司生產的FANUC數控系統。
德國西門子公司生產的Siemens數控系統。
日本三菱公司生產的Mitsubishi數控系統。
北京凱恩帝(KND)公司生產的KND數控系統。
廣州數控(GSK)公司生產的GSK數控系統。
Ⅵ 什麼是數控技術
這個是近幾年興起的一個專業,目前本科段少有,而且基本都是高級專科,這個專業目前出來乾的就是機加的工人,目前缺少的也是這種工人,所有都說學數控很火爆,但是實際出來賺的很少,大概工資都在1500以下,沒什麼發展和前途,工作很累很臟,有時候還得在工廠倒班,不少學數控的人都後悔了,因為有些打著包分配旗號的技校都在這么招生,出去乾的都是最低級的活,所以不要去大專、中專、技校什麼的去學,學不到真本領,出來還干最底層的工人,實在沒有前途,如果是這樣不如選其他專業,畢竟工廠還是高危作業的地方。
目前本科段的有數控的有:機械製造及自動化(數控方向),機電一體化(數控方向),機械工程(數控方向),大概就是這些,都是以專業方向來化定的,這些出來的有數控編程的,維修的,也有少數開發的,這些收入是較為可觀的,編程的大概在2000左右,如果是維修或開發的收入非常多,各地的標准也不一樣。
總之,如果想學數控,別去學專門的數控專業,只會教你一些皮毛,在工廠一個月基本全會,不用去花大量時間去學,要學的話可以學機電一體化,以後走維修這條路,如果有機會去一些大型的國企或者企業去工作,還是很可觀的,光學操作和編程真的沒什麼發展,也沒前途。
在選專業的時候一定要慎重,很多人學數控的時候根本不知道數控是做什麼的,自己的前途一定要確定好,在工廠當工人不用去念書,滿18歲就可以去工作,如果念書選專業,最好就選機電一體化(數控)方向的,比數控技術專業學的多,也學的廣,出來也賺的多,現在數控工人賺的實在太少了....而且畢業生在逐年增多,競爭力也不小啊....
Ⅶ 數控系統是什麼
數控系統它是機床實現自動加工的核心。主要有操作系統、主控制專系統、可編程式控制制器、屬各類輸出介面等組成。其中操作系統由顯示器和操縱鍵盤組成,顯示器有數碼管、CRT、液晶等多種形式。主控制系統與計算機主板有所類同,主要由CPU、存儲器、控制器等部分組成。數控系統所控制的是一般對象的位置、角度、速度等機械量,以及溫度、壓力、流量等物理量。
其控制方式又可分為數據運算處理控制和時序邏輯控制兩大類,其中主控制器內的插補運算模塊就是根據所讀入的零件程序,通過解碼、編譯等信息處理後,進行相應的刀軌跡插朴運算,並通過與各坐標伺服系統的位置、速度反饋信號比較,從而控制機床各個坐標軸的位移;而時序邏輯控制通常主要由可編程式控制器PLC來完成,它根據機床加工過程中的各個動作要求進行協調,按各檢測信號進行邏輯判別,從而控制機床各個部件有條不紊地按序工作。
Ⅷ 數控系統都有哪些基本構成
世界上的數控系統種類繁多,形式各異,組成結構上都有各自的特點。這些結構特點來源於系統初始設計的基本要求和硬體和軟體的工程設計思路。對於不同的生產廠家來說,基於歷史發展因素以及各自因地而異的復雜因素的影響,在設計思想上也可能各有千秋。例如,在上世界90年代,美國Dynapath系統採用小板結構,熱變形小,便於板子更換和靈活結合,而日本FANUC系統則趨向大板結構,減少板間插接件,使之有利於系統工作的可靠性。
然而無論哪種系統,它們的基本原理和構成是十分相似的。一般整個數控系統由三大部分組成,即控制系統,伺服系統和位置測量系統。控制系統硬體是一個具有輸入輸出功能的專用計算機系統,按加工工件程序進行插補運算,發出控制指令到伺服驅動系統;測量系統檢測機械的直線和回轉運動位置、速度,並反饋到控制系統和伺服驅動系統,來修正控制指令;伺服驅動系統將來自控制系統的控制指令和測量系統的反饋信息進行比較和控制調節,控制PWM電流驅動伺服電機,由伺服電機驅動機械按要求運動。這三部分有機結合,組成完整的閉環控制的數控系統。
控制系統硬體是具有人際交互功能,具有包括現場匯流排介面輸入輸出能力的專用計算機。伺服驅動系統主要包括伺服驅動裝置和電機。位置測量系統主要是採用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
一、軟體結構
(1)輸入數據處理程序
它接收輸入的零件加工程序,將標准代碼表示的加工指令和數據進行解碼、數據處理,並按規定的格式存放。有的系統還要進行補償計算,或為插補運算和速度控制等進行預計算。通常,輸入數據處理程序包括輸入、解碼和數據處理三項內容。
(2)插補計算程序
CNC系統根據工件加工程序中提供的數據,如曲線的種類、起點、終點、既定速度等進行中間輸出點的插值密化運算。上述密化計算不僅要嚴格遵循給定軌跡要求還要符合機械繫統平穩運動加減速的要求。根據運算結果,分別向各坐標軸發出形成進給運動的位置指令。這個過程稱為插補運算。計算得到進給運動的位置指令通過CNC內或伺服系統內的位置閉環、速度環、電流環控制調節,輸出電流驅動電機帶動工作台或刀具作相應的運動,完成程序規定的加工任務。
CNC系統是一邊插補進行運算,一邊進行加工,是一種典型的實時控制方式。
(3)管理程序
管理程序負責對數據輸入、數據處理、插補運算等為加工過程服務的各種程序進行調度管理。管理程序還要對面板命令、時鍾信號、故障信號等引起的中斷進行處理。在PC化的硬體結構下,管理程序通常在實時操作系統的支持下實現。
(4)診斷程序
診斷程序的功能是在程序運行中及時發現系統的故障,並指出故障的類型。也可以在運行前或故障發生後,檢查系統各主要部件(CPU、存儲器、介面、開關、伺服系統等)的功能是否正常,並指出發生故障的部位。
二、硬體結構
從硬體結構上的角度,數控系統到目前為止可分為兩個階段共六代,第一階段為數值邏輯控制階段,其特徵是不具有CPU,依靠數值邏輯實現數控所需的數值計算和邏輯控制,包括第一代是電子管數控系統,第二代是晶體管數控系統,第三代是集成電路數控系統;第二個階段為計算機控制階段,其特徵是直接引入計算機控制,依靠軟體計算完成數控的主要功能,包括第四代是小型計算機數控系統,第五代是微型計算機數控系統,第六代是PC數控系統。
由於上世紀90年代開始,PC結構的計算機應用的普及推廣,PC構架下計算機CPU及外圍存儲、顯示、通訊技術的高速進步,製造成本的大幅降低,導致PC構架數控系統日趨成為主流的數控系統結構體系。PC數控系統的發展,形成了「NC+PC」過渡型結構,既保留傳統NC硬體結構,僅將PC作為HMI。代表性的產品包括FANUC的160i,180i,310i,840D等。還有一類即將數控功能集中以運動控制卡的形式實現,通過增擴NC控制板卡(如基於DSP的運動控制卡等)來發展PC數控系統。典型代表有美國DELTATAU公司用PMAC多軸運動控制卡構造的PMAC-NC系統。另一種更加革命性的結構是全部採用PC平台的軟硬體資源,僅增加與伺服驅動及I/O設備通信所必需的現場匯流排介面,從而實現非常簡潔硬體體系結構。
數字控制系統簡稱,英文名稱為NumericalControlSystem,早期是與計算機並行發展演化的,用於控制自動化加工設備的,由電子管和繼電器等硬體構成具有計算能力的專用控制器的稱為硬體數控(HardNC)。20世紀70年代以後,分離的硬體電子元件逐步由集成度更高的計算機處理器代替,稱為計算機數控系統。
計算機數控(Computerizednumericalcontrol,簡稱CNC)系統是用計算機控制加工功能,實現數值控制的系統。CNC系統根據計算機存儲器中存儲的控製程序,執行部分或全部數值控制功能,並配有介面電路和伺服驅動裝置,用於控制自動化加工設備的專用計算機系統。
CNC系統由數控程序存儲裝置(從早期的紙帶到磁環,到磁帶、磁碟到計算機通用的硬碟)、計算機控制主機(從專用計算機進化到PC體系結構的計算機)、可編程邏輯控制器(PLC)、主軸驅動裝置和進給(伺服)驅動裝置(包括檢測裝置)等組成。
由於逐步使用通用計算機,數控系統日趨具有了軟體為主的色彩,又用PLC代替了傳統的機床電器邏輯控制裝置,使系統更小巧,其靈活性、通用性、可靠性更好,易於實現復雜的數控功能,使用、維護也方便,並具有與網路連接及進行遠程通信的功能。
Ⅸ 數控系統的基本構成
世界上的數控系統種類繁多,形式各異,組成結構上都有各自的特點。這些結構特點來源於系統初始設計的基本要求和硬體和軟體的工程設計思路。對於不同的生產廠家來說,基於歷史發展因素以及各自因地而異的復雜因素的影響,在設計思想上也可能各有千秋。例如,在上世界90年代,美國Dynapath系統採用小板結構,熱變形小,便於板子更換和靈活結合,而日本FANUC系統則趨向大板結構,減少板間插接件,使之有利於系統工作的可靠性。然而無論哪種系統,它們的基本原理和構成是十分相似的。一般整個數控系統由三大部分組成,即控制系統,伺服系統和位置測量系統。控制系統硬體是一個具有輸入輸出功能的專用計算機系統,按加工工件程序進行插補運算,發出控制指令到伺服驅動系統;測量系統檢測機械的直線和回轉運動位置、速度,並反饋到控制系統和伺服驅動系統,來修正控制指令;伺服驅動系統將來自控制系統的控制指令和測量系統的反饋信息進行比較和控制調節,控制PWM電流驅動伺服電機,由伺服電機驅動機械按要求運動。這三部分有機結合,組成完整的閉環控制的數控系統。
控制系統硬體是具有人際交互功能,具有包括現場匯流排介面輸入輸出能力的專用計算機。伺服驅動系統主要包括伺服驅動裝置和電機。位置測量系統主要是採用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。 從硬體結構上的角度,數控系統到目前為止可分為兩個階段共六代,第一階段為數值邏輯控制階段,其特徵是不具有CPU,依靠數值邏輯實現數控所需的數值計算和邏輯控制,包括第一代是電子管數控系統,第二代是晶體管數控系統,第三代是集成電路數控系統;第二個階段為計算機控制階段,其特徵是直接引入計算機控制,依靠軟體計算完成數控的主要功能,包括第四代是小型計算機數控系統,第五代是微型計算機數控系統,第六代是PC數控系統。
由於上世紀90年代開始,PC結構的計算機應用的普及推廣,PC構架下計算機CPU及外圍存儲、顯示、通訊技術的高速進步,製造成本的大幅降低,導致PC構架數控系統日趨成為主流的數控系統結構體系。PC數控系統的發展,形成了「NC+PC」過渡型結構,既保留傳統NC硬體結構,僅將PC作為HMI。代表性的產品包括FANUC的160i,180i,310i,840D等。還有一類即將數控功能集中以運動控制卡的形式實現,通過增擴NC控制板卡(如基於DSP的運動控制卡等)來發展PC數控系統。典型代表有美國DELTA TAU公司用PMAC多軸運動控制卡構造的PMAC-NC系統。另一種更加革命性的結構是全部採用PC平台的軟硬體資源,僅增加與伺服驅動及I/O設備通信所必需的現場匯流排介面,從而實現非常簡潔硬體體系結構。 (1)輸入數據處理程序
它接收輸入的零件加工程序,將標准代碼表示的加工指令和數據進行解碼、數據處理,並按規定的格式存放。有的系統還要進行補償計算,或為插補運算和速度控制等進行預計算。通常,輸入數據處理程序包括輸入、解碼和數據處理三項內容。
(2)插補計算程序
CNC系統根據工件加工程序中提供的數據,如曲線的種類、起點、終點、既定速度等進行中間輸出點的插值密化運算。上述密化計算不僅要嚴格遵循給定軌跡要求還要符合機械繫統平穩運動加減速的要求。根據運算結果,分別向各坐標軸發出形成進給運動的位置指令。這個過程稱為插補運算。計算得到進給運動的位置指令通過CNC內或伺服系統內的位置閉環、速度環、電流環控制調節,輸出電流驅動電機帶動工作台或刀具作相應的運動,完成程序規定的加工任務。
CNC系統是一邊插補進行運算,一邊進行加工,是一種典型的實時控制方式。
(3)管理程序
管理程序負責對數據輸入、數據處理、插補運算等為加工過程服務的各種程序進行調度管理。管理程序還要對面板命令、時鍾信號、故障信號等引起的中斷進行處理。在PC化的硬體結構下,管理程序通常在實時操作系統的支持下實現。
(4)診斷程序
診斷程序的功能是在程序運行中及時發現系統的故障,並指出故障的類型。也可以在運行前或故障發生後,檢查系統各主要部件(CPU、存儲器、介面、開關、伺服系統等)的功能是否正常,並指出發生故障的部位。
Ⅹ 什麼是數控系統數控系統包括哪些
比較出名的有fanuc,siemens,歐姆龍等。法拉克目前是我國應用最多的系統。