数控系统的十种关键技术
高档数控机床高速精密电主 轴关键技术及应用 公告

高档数控机床高速精密电主轴关键技术及应用公告全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:高档数控机床高速精密电主轴关键技术及应用随着科技的不断发展,数控机床作为制造业的重要装备之一,正逐渐成为制造业的主力军。
而高档数控机床的核心部件之一——高速精密电主轴,更是决定了整个机床性能和加工质量的关键部件。
本文将重点介绍高档数控机床高速精密电主轴的关键技术及应用。
一、高速精密电主轴的定义和特点高速精密电主轴是数控机床上用于驱动刀具旋转的核心部件,它直接影响了机床的加工精度、效率和稳定性。
一般来说,高速精密电主轴具有以下几个特点:1. 高速转速:高速精密电主轴的工作转速通常在10000rpm以上,甚至可以达到50000rpm以上。
高转速可以提高加工效率,缩短加工周期。
2. 高精度:高速精密电主轴需要具有极高的旋转精度和稳定性,以保证加工的精度和表面质量。
4. 高功率密度:高速精密电主轴需要具有高功率密度,以满足大功率输出的要求,同时尽可能减小轴体体积和重量。
1. 轴承技术:高速精密电主轴的轴承是其最关键的部件之一,直接影响轴的精度、稳定性和寿命。
目前主要采用陶瓷球轴承、陶瓷滚珠轴承和气体轴承等高速轴承技术。
2. 动平衡技术:高速精密电主轴在旋转时会产生不小的离心力,需要采用动平衡技术来消除不平衡导致的振动和噪音。
3. 冷却技术:高速精密电主轴在高速运转时会产生大量热量,需要采用有效的冷却技术来保持轴的温度稳定,避免发热过高导致零部件热变形。
4. 控制技术:高速精密电主轴需要配备精密的控制系统,以实现精准的转速控制、负载检测和自适应控制等功能。
5. 结构设计:高速精密电主轴的结构设计需要考虑到刚性和轻量化的平衡,同时保证轴体的稳定性和可靠性。
高速精密电主轴广泛应用于汽车、航空航天、铁路、军工等领域,主要用于高精度、高效率的加工。
具体应用包括精密零件加工、高速铣削、高速车削、高速钻孔等领域。
目前国内外一些知名数控机床制造商,如哈斯、西铁城、FANUC 等,都大量采用了高速精密电主轴技术,使其生产的数控机床具有更高的加工精度和效率,受到了市场的广泛认可。
数控机床主要技术点

数控机床主要技术点一、数控编程技术数控编程技术是数控机床的核心技术之一,它涉及到数控指令的编制、程序的输入和输出以及加工过程的控制等方面。
数控编程技术通过将零件的几何尺寸、工艺要求和加工条件等转化为计算机可识别的代码,实现对数控机床的精确控制。
二、机械传动与控制系统机械传动系统是数控机床的重要组成部分,它直接影响到机床的加工精度和性能。
机械传动系统包括主轴、进给轴、滚珠丝杠等部件,通过精准的传动和控制,实现机床的加工动作。
控制系统则是数控机床的“大脑”,它根据程序指令控制机械传动系统的运动,确保加工过程的准确性和稳定性。
三、刀具管理与切削参数优化刀具是数控机床的重要消耗品,刀具管理和切削参数优化对于提高加工效率和保证加工质量具有重要意义。
刀具管理包括刀具的选择、装夹、更换等环节,而切削参数优化则涉及到切削速度、进给速度、切削深度等方面的调整。
通过对刀具管理和切削参数的优化,可以提高加工效率、降低刀具消耗,同时保证加工过程的稳定性和表面质量。
四、加工精度与表面质量加工精度和表面质量是数控机床的核心指标之一,它们直接影响到零件的质量和性能。
数控机床的加工精度受到多种因素的影响,如机床精度、刀具磨损、加工参数等。
为了提高加工精度和表面质量,需要对这些因素进行综合控制和调整。
五、可靠性设计与维护数控机床的可靠性对于保证加工过程的稳定性和降低维护成本具有重要意义。
可靠性设计包括对机床的结构设计、材料选择、热设计等方面进行优化,以提高机床的可靠性和耐用性。
同时,定期的维护和保养也是保证机床可靠性的重要措施,包括对机械部件的检查、润滑,以及对电气部件的清洁、更换等。
六、智能化与自动化技术随着技术的发展,智能化和自动化技术已经成为数控机床的重要发展方向。
智能化技术包括人工智能、机器学习等先进技术的应用,可以实现自动化加工过程、自适应控制等功能。
自动化技术则包括自动换刀、自动检测、自动补偿等功能,可以提高加工效率、降低人工操作成本。
数控机床技术在精密加工中的关键技术要点

数控机床技术在精密加工中的关键技术要点数控机床技术是现代制造业中不可或缺的一项关键技术,它在精密加工中起到了至关重要的作用。
通过对数控机床技术在精密加工中的关键技术要点进行研究和探讨,可以更好地理解和应用这一技术,提高生产效率和产品质量。
首先,数控机床技术在精密加工中的关键技术要点之一是精度控制。
精密加工对于产品的精度要求极高,而数控机床通过精确可靠的控制系统,可以实现对加工过程中各个参数的精确控制,从而确保加工出的产品具备所需的高精度。
在精度控制方面,数控机床技术主要包括控制系统的和位置、速度、加工力等参数的控制,通过恰当地调整这些参数,可以实现精密加工所需的超精度。
其次,数控机床技术在精密加工中的关键技术要点之二是加工工艺优化。
加工工艺是精密加工的关键,而数控机床技术可以通过灵活的编程和优化的加工路径规划,最大限度地减少切削力和切削温度,降低机床振动和切削噪声,从而提高加工质量和效率。
此外,数控机床还可以根据不同的加工要求选择合适的刀具和切削参数,优化加工过程,避免由于材料硬度、刀具磨损等因素导致的加工质量下降。
再次,数控机床技术在精密加工中的关键技术要点之三是自动化控制。
数控机床可以实现工件的自动化加工,大大提高了加工效率和精度。
通过在数控机床上预先编制加工程序,工人只需简单地设置刀具和工件,机床就能按照程序执行加工操作。
同时,数控机床还能够自动检测加工过程中的异常情况,如刀具断裂、工件变形等,及时报警并采取相应的措施,保证加工的质量和安全。
此外,数控机床技术在精密加工中的关键技术要点还包括刀具选用和切削参数的优化、工件夹紧和定位方式的设计、加工过程的监控与调整等。
这些要点综合运用,可以最大限度地提高加工的精度、效率和质量,适应不断提升的精密加工需求。
总之,数控机床技术在精密加工中的关键技术要点涉及精度控制、加工工艺优化、自动化控制等方面。
通过合理运用这些关键技术要点,可以最大程度地满足精密加工的要求,提高加工效率和产品质量。
数控一代关键技术之数控系统

数控一代关键技术之数控系统发表时间:2013/6/6 作者:e-works王长兴来源:e-works关键字:数控系统数控机床数控编程投稿收藏好文推荐打印数控系统是数控机床装备的核心关键部件。
数控系统可用于数控机床的生产,也可以对原有的数控机床或非数控机床进行系统升级、改造,其具体的应用市场为机电行业,包括机械、电子、汽车、航空、航天、轻工、纺织、冶金、煤炭、邮电、船舶等。
另外,航空航天、船舶制造、大型电站设备、感化和冶金设备、汽车制造等都是我国机床业的下游产业,都离不开高档机床,因而也为数控系统的发展提供了广阔的空间数控系统的不同可以直接影响数控装备的加工效率,而且直接影响到信息化系统的信息采集,因此选择一个适合的数控系统不仅仅是机床生产厂商需要考虑的,也是企业采购及信息化人员需要注意的一个重要事项。
一、数控系统的分类数控系统(Numerical Control System)是数字控制系统的简称,能够根据计算机存储器中存储的控制程序,执行部分或全部数值控制功能,并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。
目前市面上数控系统的种类繁多,从不同角度上来看数控系统可以分为多种类型。
从数控系统涉及的底层技术上来看,运动伺服系统是数控系统的核心,通常伺服系统分为开环控制数控系统、半闭环控制数控系统、全闭环控制数控系统。
每种系统都有其不同的优略势,半闭环控制数控系统以其调试方便,可以获得比较稳定的控制特性,因此在实际应用中,这种方式被广泛采用。
具体每种数控系统的功能特点如表1所示:从按被控机床的运动轨迹类型上来看,包含点位控制数控系统、直线控制数控系统、轮廓控制数控系统这几个类型。
根据这些系统所控机床运动轨迹需求,每种控制系统都有最为合适的使用环境,具体每种数控系统的特点及应用环境如表2所示:就系统硬件和软件组成及其结构形式而言,当今世界的各种数控系统大致可分为传统专用型数控系统、PC嵌入NC结构的开放式数控系统、NC嵌入PC结构的开放式数控系统、全软件型的开放式数控系统4种类型。
数控重要基础知识点

数控重要基础知识点数控技术是现代制造业中的重要组成部分,能够实现机床加工过程的数字化控制和自动化操作。
作为数控专业的学生或从事相关工作的人员,掌握数控的重要基础知识点至关重要。
下面将介绍一些数控的重要基础知识点。
1. 数控系统:数控系统是数控装置、执行机构、传感器、控制器和辅助设备等组成的系统,用来实现机床的自动化控制和运行。
其中,数控装置可根据预先编好的程序指令来进行加工操作。
2. 数控编程语言:数控编程语言是指用于指导数控机床进行加工的一套符号、代码和指令的语言。
常见的数控编程语言有G代码和M代码,G代码用于描述具体的加工运动轨迹,而M代码用于描述机床的辅助功能,如开关机、进给速度等。
3. 工件坐标系和机床坐标系:工件坐标系是指规定工件位置和工艺要求的坐标系,用于确定加工零件的几何特征和位置。
机床坐标系是指机床上某个参考点为原点,确定机床各轴相对位置和运动轨迹的坐标系。
4. 加工速度和进给速度:加工速度是指工件相对于刀具的运动速度,一般用转速或mm/min表示。
进给速度是指工件相对于刀具每分钟移动的距离,也是加工速度和主轴转速的乘积。
5. 刀具半径补偿:由于刀具直径等因素的存在,实际加工中需要对程序中的轨迹进行补偿,以保证加工精度。
刀具半径补偿可以通过G41和G42指令来实现,分别表示左补偿和右补偿。
6. 切削参数选择:切削参数的选择对加工结果和效率有着重要影响。
合理选择切削速度、进给速度和切削深度等参数,可确保加工的质量和效率。
7. 数控机床的常见操作及故障排除:熟悉数控机床的操作流程和常见故障排除方法是数控操作人员的基本要求。
掌握正确的操作步骤和故障排查技巧,可以提高加工效率和设备的使用寿命。
以上只是数控重要基础知识点的简要介绍,数控技术涉及的知识和技能还有很多。
不断学习和实践将帮助您更好地掌握数控技术,并在实际工作中取得更好的成果。
数控常用知识

数控常用知识数控,全称为数字控制(Numerical Control,简称 NC),是一种利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的方法。
随着科技的不断进步,数控技术在制造业中的应用越来越广泛,成为了现代制造业的重要支柱之一。
接下来,让我们一起深入了解一下数控的常用知识。
一、数控系统数控系统是数控机床的核心部分,它就像是机床的“大脑”,负责指挥机床的各种动作。
目前市场上常见的数控系统有发那科(FANUC)、西门子(SIEMENS)、三菱(MITSUBISHI)等。
这些数控系统都具有高度的稳定性、可靠性和精度。
数控系统的主要功能包括:1、轨迹控制:能够精确地控制机床坐标轴的运动轨迹,实现各种复杂形状的加工。
2、速度控制:根据加工工艺的要求,对机床坐标轴的运动速度进行调节。
3、插补功能:通过插补算法,在给定的起点和终点之间生成一系列中间点,从而实现平滑的运动。
4、刀具补偿:对刀具的半径和长度进行补偿,确保加工精度。
5、人机交互:提供友好的操作界面,方便操作人员进行编程、参数设置和监控机床状态。
二、数控机床的分类数控机床的种类繁多,按照不同的分类标准可以分为多种类型。
1、按运动方式分类(1)点位控制数控机床:只控制机床移动部件从一点精确地移动到另一点,在移动过程中不进行加工,常用于数控钻床、数控镗床等。
(2)直线控制数控机床:不仅要控制两点之间的准确位置,还要控制两点之间移动的速度和轨迹,常用于数控车床、数控铣床等。
(3)轮廓控制数控机床:能够对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制,实现复杂形状零件的加工,如数控加工中心等。
2、按控制方式分类(1)开环控制系统:没有位置检测反馈装置,控制精度较低,但成本也相对较低,常用于经济型数控机床。
(2)闭环控制系统:在机床移动部件上安装位置检测反馈装置,能够实时反馈实际位置信息,控制精度高,但成本也较高,常用于高精度数控机床。
(3)半闭环控制系统:位置检测反馈装置安装在电机轴或丝杠轴上,不是直接检测移动部件的位置,精度介于开环和闭环之间,应用较为广泛。
数控方面知识点总结

数控方面知识点总结一、数控加工的基本原理数控加工是利用计算机控制机床进行加工的一种加工方式,其基本原理是先将加工所需的图纸数据输入到数控系统中,然后经过数控系统的处理,将加工指令传输到机床上,实现对工件的精密加工。
数控加工的基本原理主要包括数控系统、数控编程、数控机床等几个方面。
1. 数控系统:数控系统是数控加工的核心部件,它主要由计算机、控制器、输入设备和输出设备组成。
数控系统能够根据预先输入的加工程序,控制机床按照要求进行精密加工,实现工件的精确尺寸和形状。
同时,数控系统还可以实现自动换刀、自动校正、自动检测等功能,大大提高了加工效率和加工精度。
2. 数控编程:数控编程是数控加工的重要环节,它是将工件的加工要求和加工过程用特定的编程语言进行描述,然后输入到数控系统中,实现对机床的精密控制。
数控编程主要包括手动编程和自动编程两种方式,手动编程是通过手工输入指令来编制加工程序,而自动编程则是利用专门的软件工具进行加工程序的编制。
3. 数控机床:数控机床是数控加工的重要设备,它是一种能够根据数控系统的指令进行自动化加工的机械设备。
数控机床与传统的机床相比,具有加工精度高、加工效率高、生产自动化程度高等优点,能够满足复杂工件的加工需求。
以上是数控加工的基本原理,通过数控系统、数控编程和数控机床的配合,能够实现对工件的精密加工和高效生产。
二、数控系统的组成数控系统是数控加工的核心部件,它主要由计算机、控制器、输入设备和输出设备组成。
下面将分别介绍数控系统的各个组成部分。
1. 控制器:数控系统的控制器是整个系统的核心部件,它主要用于控制机床的运动,实现对工件的精密加工。
控制器由中央处理器、存储器、输入/输出接口等组成,能够对加工程序进行处理、运动控制、数据通信等功能,是数控系统中最关键的部件。
2. 输入设备:输入设备主要用于将加工所需的图纸数据输入到数控系统中,主要包括键盘、鼠标、数控编程软件等。
通过输入设备能够将加工图纸、加工工艺等数据输入到数控系统中,为后续的加工提供必要的参数和指令。
高速经编机数控系统的关键技术及发展

高速经编机数控系统的关键技术及发展摘要:随着人们对于经编织物需求的不断增长以及纺织产业结构调整的深化,经编机正向着高速化、智能化、网络化的方向发展。
主要体现在微处理技术、网络技术、通信技术和自动控制技术的深入融合与应用。
关键词:高速经编机;数控系统;关键技术经编机作为生产速度最快、生产效率最高的织造机械,已成为国家“数控一代”装备创新工程重点发展的纺织装备之一。
随着计算机控制技术、现场总线控制技术、伺服驱动控制技术以及特种元件电气控制技术在经编机数控系统中的应用,现代经编机数控系统已逐渐形成与自身工艺要求及控制特征相匹配的系列化数控关键技术。
一、经编数控系统关键技术1.1 高速总线通信技术经编机虽然机型种类繁多,但相同的编织原理决定其基本的配置结构不会改变。
主轴成圈机构、送经机构、横移机构、牵拉/卷取机构,如果包含提花功能则再加上压纱提花等机构。
由于对各功能机构的控制方式不同,且不同机型同一功能机构内受控对象的数量也会不同(比如高速经编机与多梳经编机的电子横移梳栉数量),因此在现代经编机的数控化进程中,为了避免对每一种机型都要重新进行系统设计,开发人员会试图使用统一的系统架构,将经编机所有机型的不同功能均设计在内,在实际操作时再按具体机型进行功能组合与扩展配置,即模块化组合式开发。
而这种统一的系统架构,就是完成各功能单元间高速通信的现场总线信息网络。
作为分布在电气现场的通信总线,各种现场总线技术因其优越的抗干扰性能和数据传输速率而被迅速引入现代经编机的系统设计中。
分析图 1 中经编机的数控系统功能框图会发现,经编机的数控系统是一个典型的扁平状分布式运动控制系统,其中不仅包含 4 ~ 8 轴的送经/牵拉/卷取运动控制,4 ~ 95轴的横移运动控制,还包含多达3 640(130〞E28单把贾卡梳)~ 13 440(210〞E32两把贾卡梳)点高速输出,各功能单元均需要与主轴保持稳定可靠的同步,与主控单元进行快速高效的信息交互。
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数控系统的十种关键技术引言数控系统及相关的自动化产品主要是为数控机床配套。
数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透而形成的机电一体化产品:数控系统装备的机床大大提高了零件加工的精度、速度和效率。
这种数控的工作母机是国家工业现代化的重要物质基础之一。
数值控制(简称“数控”或“NC”)的概念是把被加工的机械零件的要求,如形状、尺寸等信息转换成数值数据指令信号传送到电子控制装置,由该装置控制驱动机床刀具的运动而加工出零件。
而在传统的手动机械加工中,这些过程都需要经过人工操纵机械而实现,很难满足复杂零件对加工的要求,特别对于多品种、小批量的零件,加工效率低、精度差。
1952年,美国麻省理工学院与帕森斯公司进行合作,发明了世界上第一台三坐标数控铣床。
控制装置由2000多个电子管组成,约一个普通实验室大小。
伺服机构采用一台小伺服马达改变液压马达斜盘角度以控制液动机速度。
其插补装置采用脉冲乘法器。
这台NC机床的研制成功标志着NC技术的开创和机械制造的一个新的、数值控制时代的开始。
现代CNC系统的功能、性能大大提高,故障率已降至0.01次/(月·台)。
以FANUC公司为例,1991年开发成功的FS15系统与1971年开发的FS220系统相比,体积只有后者的十分之一,而加工精度提高了10倍,加工速度提高了20倍,可靠性提高了30倍以上。
现在,NC技术已成为先进制造技术的基础和关键技术。
NC技术的发展已有50多年历史,它是在多种技术交叉的基础上发展起来的。
这里主要介绍十种关键技术。
1 电子元件技术的发展微电子技术的发展,对数控技术起着极大的推动作用。
日本FANUC公司在1956年开始采用电子管研究NC,1959年就采用锗晶体管组成NC,1963年采用硅晶体管研制出FS220、FS240等系统,1969年又采用中小规模IC更新了FS220、FS240等系统。
20世纪70年代,开始采用3SI推出了FS5、FS7、FS3、FS6、FS0、FS18、FS16、FS20、FS21、FS15等一系列CNC 系统,从4位的位片机(FS7)到16位的8086(FS6)和32位的80486(FS0)。
1996年,FANUC 采用最新专用芯片352Pin的微电子工艺BGA封装及采用MCM工艺生产的微处理器,推出了小型化高性能的i系列数控系统,大小只有原有系统的1/4,大大减小了占用的空间,提高了系统的性能及可靠性。
2 软件的应用在1970年的芝加哥展览会上,首次展出了由小型机组成的CNC数控系统。
大约在同时,英特尔公司发明了微处理器。
1974年,美、日等国相继研制出以微处理器为核心的CNC,有时也称为MNC。
它运用计算机存贮器里的程序完成数控要求的功能。
其全部或部分控制功能由软件实现,包括译码、刀具补偿、速度处理、插补、位置控制等。
采用半导体存贮器存贮零件加工程序,可以代替打孔的零件纸带程序进行加工,这种程序便于显示、检查、修改和编辑,因而可以减少系统的硬件配置,提高系统的可靠性。
采用软件控制大大增加了系统的柔性,降低了系统的制造成本。
3 数控标准的引入随着NC成为机械自动化加工的重要设备,在管理和操作之间,都需要有统一的术语、技术要求、符号和图形,即有统一的标准,以便进行世界性的技术交流和贸易。
NC技术的发展,形成了多个国际通用的标准:即ISO国际标准化组织标准、IEC国际电工委员会标准和EIA美国电子工业协会标准等。
最早制订的标准有NC机床的坐标轴和运动方向、NC机床的编码字符、NC机床的程序段格式、准备功能和辅助功能、数控纸带的尺寸、数控的名词术语等。
这些标准的建立,对NC技术的发展起到了规范和推动作用。
最近,ISO基于用户的需要和对下一个5年间信息技术的预测,又在酝酿推出新标准“CNC控制器的数据结构”。
它把AMT(先进制造技术)的内容集中在两个主要的级别和它们之间的连接上:第一级CAM,为车间和它的生产机械:第二级是上一级,为数据生成系统,由CAD、CAP、CAE和NC编程系统及相关的数据库组成。
4 伺服技术的发展伺服装置是数控系统的重要组成部分。
20世纪50年代初,世界第一台NC机床的进给驱动采用液压驱动。
由于液压系统单位面积产生的力大于电气系统所产生的力(约为20:1),惯性小、反应快,因此当时很多NC系统的进给伺服为液压系统。
70年代初期,由于石油危机,加上液压对环境的污染以及系统笨重、效率低等原因,美国GETTYS公司开发出直流大惯量伺服电动机,静力矩和起动力矩大,性能良好,FANUC公司很快于1974年引进并在NC机床上得到了应用。
从此,开环的系统逐渐被闭环的系统取代,液压伺服系统逐渐被电气伺服系统取代。
电伺服技术的初期阶段为模拟控制,这种控制方法噪声大、漂移大。
随着微处理器的采用,引入了数字控制。
它有以下优点:①无温漂,稳定性好。
②基于数值计算,精度高。
③通过参数对系统设定,调整减少。
④容易做成ASIC电路。
对现代数控系统,伺服技术取得的最大突破可以归结为:交流驱动取代直流驱动、数字控制取代模拟控制、或者称为软件控制取代硬件控制。
20世纪90年代,许多公司又研制了直线电动机,由全数字伺服驱动,刚性高,频响好,因而可获得高速度。
5 自动编程的采用编程的方法有手工编程和自动编程两种。
据统计分析,采用手工编程,一个零件的编程时间与机床加工之比,平均约为30:1。
为了提高效率,必须采用计算机或程编机代替手工编程。
自动编程需要有自动化编程语言,其中麻省理工学院研制的APT语言是最典型的一种数控语言,它大大地提高了编程效率。
从70年代开始出现的图象数控编程技术有效地解决了几何造型、零件几何形状的显示、交互设计、修改及刀具轨迹生成、走刀过程的仿真显示、验证等,从而推动了CAD和CAM向一体化方向发展。
6 DNC概念的引入及发展DNC概念从“直接数控”到“分布式数控”的变化,其内涵也发生了变化。
“分布式数控”表明可用一台计算机控制多台数控机床。
这样,机械加工从单机自动化的模式扩展到柔性生产线及计算机集成制造系统。
从通信功能而言,可以在CNC系统中增加DNC接口,形成制造通信网络。
网络的最大特点是资源共享,通过DNC功能形成网络可以实现:①对零件程序的上传或下传。
②读、写CNC的数据。
③PLC数据的传送。
④存贮器操作控制。
⑤系统状态采集和远程控制等。
7 可编程控制器的采用在20世纪70年代以前,NC控制器与机床强电顺序控制主要靠继电器进行。
60年代出现了半导体逻辑元件,1969年美国DEC公司研制出世界上第一台可编程序控制器PLC。
PLC很快就显示出优越性:设计的图形与继电器电路相似,形象直观,可以方便地实现程序的显示、编辑、诊断、存贮和传送:PLC没有继电器电路那种接触不良,触点熔焊、磨损、线圈烧断等缺点。
因此很快在NC机床上得到应用。
目前,在NC机床上指令执行时间可达到0.085µs/步,最大步数为32000步。
而且,使用PLC还可以大大减少系统的占用空间,提高系统的快速性和可靠性。
8 传感器技术的发展一台NC系统与机械连结在一起时,它能控制的几何精度除受机械因素的影响外,闭环系统还主要取决于所采用的传感器,特别是位置和速度传感器,如可测量直线位移和旋转角度的直线感应同步器和圆感应同步器、直线和圆光栅、磁尺、利用磁阻的传感器等。
这些传感器由光学、精密机械、电子部件组成,一般分辨率为0.01~0.001mm,测量精度为±0.02~0.002mm/m,机床工作台速度为20m/min以下。
随着机床精度的不断提高,对传感器的分辨率和精度也提出了更高的要求。
于是出现了具有“细分”电路的高分辨率传感器,比如FANUC公司研制的编码器通过细分可做到分辨率为10-7r。
利用它构成的高精度数控系统为超精控制及加工创造了条件。
9 开放技术的产生1987年美国空军发表了著名的“NGC(下一代控制器)”计划,首先提出了开放体系结构的控制器概念。
这个计划的重要内容之一便是提出了“开放系统体系结构标准规格(SOSAS)”。
美国空军把开放的体系结构定义为:在竞争的环境中允许多个制造商销售可相互交换和相互操作的模块。
机床制造商可以在开放系统的平台上增加一定的硬件和软件构成自己的系统。
当前在市场上开放系统基本上有两种结构:①CNC+PC主板:把一块PC主板插入传统的CNC机器中,PC板主要运行非实时控制,CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制。
②PC+运动控制板:把运动控制板插入PC机的标准插槽中作实时控制用,而PC机主要作非实时控制。
为了增加开放性,主流数控系统生产厂家往往采用方案①,即在不改变原系统基本结构的基础上增加一块PC板,提供键盘使用户能把PC和CNC联系在一起,大大提高了人机界面的功能。
典型的如FANUC公司的150/160/180/210系统。
有些厂家也把这种装置称为融合系统(fusion system),由于它工作可靠,界面开放,越来越受到机床制造商的欢迎,成为NC技术的发展趋势之一。
10 制造技术的发展CNC机床的发展建立在NC技术、机械构造技术和制造技术的基础上,这三种技术的进步和发展也互相推动。
而且,NC本身的发展也是建立在机械的发展基础上。
①机械加工速度和精度的提高,要求NC系统的功能不断扩大、改进和完善,特别是高速高精加工的要求产生了高速高精控制系统,包括快速程序输入、高速高精插补、控制及输出。
②机械结构的简化与改进及新加工功能的完善,要求NC的软件功能越来越复杂,元部件性能越来越高。
比如,采用宽调速、高速、大转矩的进给系统和大功率的主轴系统以简化机械结构和提高机床的加工效率及精度。
③机械加工的连续运行、连线、协调,要求NC系统可靠性不断提高,加工和系统信息不但可以控制、处理、传送、管理而且通过网络可以共享。
结语目前,我国的机床工业正从生产大国逐渐变为机床强国,主要体现在数控机床产品的技术水平和质量不断发展及提高。
其中,特别是数控系统和数控机床的可靠性不断提高。
由于对产品结构进行了调整,新的数控产品不断涌现,如多坐标联动、高速、高精等数控机床的研制成功。
北京发那科机电有限公司作为一家中国国内的数控系统制造和销售企业,有必要为我国机床工业的发展提供更加可靠、功能更多的数控产品以满足我国机床工业的需要。