数控加工工艺设计

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数控加工中工艺路线设计原则及方法

数控加工中工艺路线设计原则及方法

数控加工中工艺路线设计原则及方法数控加工工艺设计是对工件进行数控加工的前期的工艺准备工作,无论是手工编程还是自动编程,这项工作必须在程序编制工作以前就完成。

若数控加工的工艺设计方案不合理,往往要成倍增加工作量,造成一些不必要的损失。

为了优化数控程序设计、提高编程效率、合理使用数控机床,有必要对数控加工工艺设计等技术问题加以分析、研究,以做好数控机床加工前的技术准备工作。

一、数控加工工艺的特点数控机床加工工艺与普通机床加工工艺相比较,数控加工工艺设计的原则和内容在许多方面与普通机床加工工艺相同。

由于采用数控机床加工具有加工工序少,所需专用工装数量少等特点,克服了普通传动工艺方法的弱点,使数控加工工艺相应形成了自身的加工特点。

一般说来,数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。

(1)数控加工工艺的内容十分具体、工艺设计工作相当严密。

在普通机床加工时,许多具体的工艺问题如:工艺中各工步的划分与安排、刀具的几何形状、走刀路线、切削用量选择等,在很大程度上都是由操作工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的,一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。

而在数控加工时,上述这些具体工艺问题,不仅成为数控工艺设计时必须认真考虑的内容,而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中。

(2)数控加工的工艺“复合性”。

采用数控加工后,工件在一次装夹下能完成镗、铣、铰、攻丝等多种加工,而这些加工在传统工艺方法下需分多道工序才能完成。

因此,数控加工工艺具有复合性特点,传统加工工艺下的一道工序在数控加工工艺中已转变为一个或几个工步,这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少,零件装夹次数及周转时间也大大减少了,从而使零件的加工精度和生产效率有了较大的提高。

二、数控加工的工艺设计原则1、工序的划分方法设计零件的工艺过程,就是确定零件的哪些表面需要数控加工,经过哪些工序以及怎么安排这些工序顺序等等。

一般在数控机床上划分零件加工工序有以下几种方法:按所用刀具划分工序。

(完整word版)《数控加工工艺》课程设计任务书

(完整word版)《数控加工工艺》课程设计任务书

广西工学院机械工程系《数控加工工艺》课程设计任务书设计题目:《数控加工工艺》课程设计班级:姓名:指导教师:2011年6月2日目录前言 (2)一、设计目的 (3)二、课程设计的原则 (3)三、设计的基本内容 (3)1、数控加工工艺设计 (3)2、数控加工程序编制 (3)3、数控机床操作技能 (3)四、课程设计的步骤 (4)五、零件加工工艺规程 (4)1、生产类型 (4)2、零件的工艺分析 (5)3、毛坯的选择 (5)4、确定装夹方案 (6)5、工艺路线 (7)6、确定机床、工艺装备及辅助工具 (8)1)机床的选择 (8)2)选取刀具 (11)3)工艺装备及辅助工具 (12)7、确定切削用量 (12)六、主要操作步骤及加工程序 (13)1.确定编程原点 (13)2.按工序编制各部分加工程序 (14)七、一些技术要求 (20)八、设计小结 (20)九、参考文献 (21)《数控加工工艺与编程》课程设计说明书前言《数控加工工艺与编程》课程设计,是在全部学完数控加工工艺学,数控编程操作等大部分专业课的基础上进行的一个教学环节。

这是在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性总复习,也是一次理论联系实际的训练.因此,它在四年的大学生活中占有重要地位。

本次课程设计是对具体零件加工工艺的设计及程序的编制,它综合考查了我们对零件的工艺分析能力和数控编程指令的理解,如能独立认真地完成这次设计将对能力的提高和知识的掌握及灵活的运用起到很大的促进作用。

本次数控加工工艺实习,我们根据具体零件加工图样进行工艺分析,确定加工方案、工艺参数和夹具。

用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单;用自动编程软件或手工编程。

通过宇龙数控仿真软件对程序和刀具走刀路径进行模拟仿真。

用UG来画出工件和夹具的三维图并装配好供分析使用.制作工艺时还对工艺卡片进行制作。

在本次工艺中,粗加工时,要以提高生产效率,但同时应考虑到经济性和加工成本,对于半精加工和精加工,应首先保证加工质量,同时兼顾切削效率,经济和加工成本,要选择合适的参数在最短时间内加工出精度较高的工件和设计出适当的工艺卡。

数控专业毕业设计(论文)-数控车床加工工艺设计

数控专业毕业设计(论文)-数控车床加工工艺设计

数控车床加工工艺设计摘要:数控车削加工设计以机械制造中的工艺基本理论为基础,结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识,解决数控加工中的工艺问题.对零件进行编程加工之前,工艺分析具有非常重要的作用.在比较数控车床加工工艺与传统加工工艺的基础上,对数控车床加工工艺中的关键问题进行了深入分析,总结了数控车床的工艺设计方法。

通过实例,证明了正确地进行数控车床加工工艺分析与设计有助于提高零件加工质量和生产效率。

本文通过对零件图样分析、工艺路线的拟订、切削用量的选择等几方面进行了介绍.关键词:数控加工工艺分析图样分析工艺路线目录摘要 (I)引言.......................................................................................II 第1章数控加工概述 (1)1。

1 数控加工原理........................................................................11.2 数控加工的特点 (1)第2章数控加工工艺分析 (3)2。

1机床的合理选用 (3)2。

2 数控加工零件的工艺性分析 (3)2。

3 加工方法的选择与加工方案的确定.............................................32。

4 工艺与工步的划分 (3)2.5 零件的安装与夹具的选择 (4)2.6 刀具的选择与切削用量的确定 (5)2.7 对刀点和换刀点的确定 (5)2.8 工艺加工路线的确定 (6)第3章数控车床加工实例 (7)3。

1 零件图样分析 (7)3。

2 工艺措施 (7)3。

3 确认定位基准和装夹方式 (7)3。

4加工路线及进给路线 (8)3.5 刀具选择 (9)3.6 工艺卡片…………………………………………………………………103.7切削用量选择.....................................................................10 3。

复杂数控加工零件加工工艺和程序设计

复杂数控加工零件加工工艺和程序设计

复杂数控加工零件加工工艺和程序设计随着科技的飞速发展,数控加工技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。

其中,复杂数控加工零件的加工工艺和程序设计更是制造业的核心技术之一。

本文将探讨复杂数控加工零件的加工工艺和程序设计。

一、加工工艺1、前期准备在开始加工之前,需要准备好相关的图纸、材料和机床。

根据零件的特点和要求,选择合适的材料和机床,并确保机床的精度和性能满足加工需求。

2、装夹定位装夹定位是数控加工过程中的重要环节。

为了保证加工精度和稳定性,需要选择合适的装夹方式和定位基准。

同时,需要考虑到装夹操作的简便性和效率。

3、切削路径规划切削路径规划是数控加工过程中的关键环节之一。

它决定了刀具的运动轨迹和切削速度。

合理的切削路径可以有效地提高加工效率、减小刀具磨损和避免过切。

4、切削参数选择切削参数的选择直接影响到加工效率和零件质量。

需要根据材料的性质、刀具的类型和切削条件等因素,选择合适的切削参数,如切削深度、进给速度和切削速度等。

二、程序设计1、选择编程语言数控程序通常由G代码和M代码组成。

G代码控制机床的移动,M代码控制机床的功能。

根据需要,选择合适的编程语言,如CAM软件或者手工编程。

2、坐标系设定在编程过程中,需要设定工件坐标系和机床坐标系。

通过坐标系的设定,可以确定工件的位置和机床的运动轨迹。

3、切削参数设定在编程过程中,需要根据切削路径和材料性质等因素,设定合理的切削参数,如切削深度、进给速度和切削速度等。

4、程序调试与优化完成程序编写后,需要进行程序调试和优化。

通过模拟加工过程,检查程序是否存在错误或者冲突。

如果存在错误或者冲突,需要进行修正和优化。

同时,也可以通过优化程序来提高加工效率或者减小刀具磨损。

三、总结复杂数控加工零件的加工工艺和程序设计是现代制造业的核心技术之一。

为了确保零件的加工质量和效率,需要深入了解数控加工技术和编程原理。

需要不断探索和创新,提高加工工艺和程序设计水平,以满足不断变化的市场需求。

数控加工中工艺路线设计原则及方法

数控加工中工艺路线设计原则及方法

浅谈数控加工中工艺路线设计原则及方法摘要:文章重点介绍了数控加工中工艺设计的特点零件,书空加工工艺性分析要点,阐述了书空加工工艺过程和走刀路线设计原则与方法实例,为编制优化的数控化的数控程序打下了基础,关键词:数控加工。

数控编程,工艺设计。

走刀路线。

在数控机床上加工零件时,是通过事先编好的程序来控制机床各种、动作的,零件的加工内容和步骤等用指令代码表示,并通过键盘输入到数控系统中。

数控系统对输入的信号进行处理后转换成各种信号,控制机床实现相应的动作,自动完成对零件的加工。

不难看出,实现数控加工的重要工作在于编程,但仅有编程还不行,数控加工还包括,编程前必须要做的一系列工艺准备工作及编程后处理工作,即拟订数控加工工艺。

一、数控加工工艺的特点数控加工工艺的内容十分具体,工艺设计相当严密:在普通机床加工时,许多具体的工艺问题如:工艺中各工步的划分与安排,刀具的几何形状,走刀路线,切削用量选择等,在很大程度上都是由工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的,一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。

而在数控加工时,上述这些具体工艺问题,不仅成为数控工艺设计时必须认真考虑的内容,而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中。

也就是说,本来由操作工人在加工中灵活掌握并可通过适时调整处理的许多工艺问题,在数控加工时就转变为编程人员必须事先设计和安排的内容。

二、零件数控加工的工艺分析要点数控加工前,必须首先对图纸进行仔细的数控加工工艺性分析,应重点从数控加工的方便性与可能性两个角度进行审查和分析。

例如:(一)首先分析零件图纸中的尺寸数据的给出是否符合编程方便的原则1、零件图纸中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点;2、够成零件轮廊的几何元素的条件是否充分。

因为在手工编程时,要计算够成零件轮廊的所有集合元素进行定义,如果某一条件不充分,则无法计算零件轮廊的基点坐标,无法表达零件轮廊的几何元素,导致无法进行编程,因此在分析零件图时,要分析几何元素的给定田间是否充分。

数控车床加工工艺设计_课程设计

数控车床加工工艺设计_课程设计

数控加工工艺课程设计说明书一、设计目地通过课程设计,使学生达到以下设计目地:1、熟练掌握复杂数控加工零件工艺编制方法2、熟练掌握复杂数控加工零件加工程序编制方法二、设计分组:每班分为5组三、设计任务1、根据给定零件图,每组学生完成《数控铣削工艺设计说明书》(说明书样式及内容见附页).2、根据给定零件图,每组学生完成《数控车削工艺设计说明书》(说明书样式及内容见附页).3、每名学生写出设计地心得体会一份.4、每名学生完成课程设计答辨四、设计要求1、按时完成设计内容.2、按时出勤.3、每组上交打印稿《数控铣削工艺设计说明书》及《数控车削工艺设计说明书》各一份;每人上交打印稿《数控加工工艺课程设计心得体会》一份.4、全体设计人员上交一张光盘,内容为各组《数控铣削工艺设计说明书》、《数控车削工艺设计说明书》、《数控加工工艺课程设计心得体会》.五、绪论把原材料转变为成品地过程称之为生产过程.改变生产对象地形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品地过程称之为工艺过程.在数控机床上实现地工艺过程即为数控工艺过程.数控加工工艺,就是数控机床加工零件地一种方法.在数控机床地加工程序中,应考虑机床地运动过程、工件地加工工艺过程、刀具地形状及切削用量、加工路线等比较广泛地工艺问题.要编制出一个合理地、实用地加工程序,要求编程人员不仅要了解数控机床地工作原理、性能特点及结构,掌握编程语言和标准程序格式,还应该熟练掌握工作地加工工艺,确定合理地切削用量,正确选用刀具和夹紧方法,并熟悉检验方法.为了更加了解数控机床特点、分类及加工对象,了解数控机床加工地内容和步骤,灵活地掌握数控机床地编程格式和方法,正确编制数控机床加工工艺,特此设置了本课程设计工程,希望通过学生认真设计,保质保量地完成设计任务,并在勤学苦练中不断累积编程技巧,提高数控加工工艺分析和编程能力.六、数控加工零件图七、零件图分析1、零件结构分析:该零件是轴类零件.主要由圆柱面、圆弧面、圆锥面、退刀槽、螺纹、等表面构成.2、零件尺寸分析(列举零件高精度尺寸):无3、零件形位公差分析(列举零件形位公差要求):无4、零件表面粗糙度分析(列举零件表面及粗糙度):退刀槽Φ7X4粗糙度为Ra12.5.Φ28、Φ22、圆弧表面R15、Φ20、Φ17、Φ15、Φ10地表面粗糙度均为Ra1.6.5、零件加工用机床分析(列举零件加工用机床):普通车床,数控车床CJK62406、零件装夹分析(列举零件加工用夹具):用三爪自定心卡盘夹紧八、工件装夹方式九、加工刀具清单十、工艺过程卡片十一、工序卡十二、走刀路线图十三、编程计算1、在零件图上绘制节点2、计算节点坐标十四、编制数控加工程序。

数控加工工艺设计说明书范本

数控加工工艺设计说明书范本

一、数控车床的刀具夹具及量具1.数控车床的刀具在数控机床加工中,产品质量和劳动生产率在相当大的程度上是受到刀具的制约。

虽大多数车刀和铣刀等与一般加工所采纳的刀具差不多相同,但对一些工艺难度较大的零件,其刀具特不是刀具切削部分的几何参数,尚需作专门处理,才能满足加工要求。

1.1 数控加工对刀具的要求1.1.1对刀具性能的要求(1)强度高为适应刀具在粗加工或对高硬度材料的零件加工时,能大切深和快走刀,要求刀具必须具有专门高的强度;关于刀杆细长的刀具(如深孔车刀),还应具有较好的抗震性能。

(2)精度高为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求,刀具及其刀夹都必须具有较高的精度。

如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0.005mm 等。

(3)切削速度和进给速度高为提高生产效率并适应一些专门加工的需要,刀具应能满足高切削速度或进给速度的要求。

如采纳聚晶金刚石复合车刀加工玻璃或碳纤维复合材料时,其切削速度高达100m/min以上;日本UHSl0型数控铣床的主轴转速高达100000r/min,进给速度高达15m/min。

(4)可靠性好要保证数控加工中可不能因发生刀具意外损坏及潜在缺陷而阻碍到加工的顺利进行,要求刀具及与之组合的附件必须具有专门好的可靠性和较强的适应性。

(5)耐用度高刀具在切削过程中的不断磨损,会造成加工尺寸的变化,伴随刀具的磨损,还会因刀刃(或刀尖)变钝,使切削阻力增大,既会使被加工零件的表面精度大大下降,同时还会加剧刀具磨损,形成恶性循环。

因此,数控加工中的刀具,不论在粗加工、精加工或专门加工中,都应具有比一般机床加工所用刀具更高的耐用度,以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数,从而保证零件的加工质量,提高生产效率。

耐用度高的刀具,至少应完成l一2个大型零件的加工,能完成l一2个班次以上的加工则更好。

(6)断屑及排屑性能好有效地进行断屑及排屑的性能,对保证数控机床顺利、安全地运行具有特不重要的意义。

数控加工工艺路线设计

数控加工工艺路线设计

数控加工的工艺路线设计必须全面考虑,注意工序的正确划分、顺序的合理安排和数控加工工序与普通工序的衔接。

1、工序的划分数控机床与普通机床加工相比较,加工工序更加集中,根据数控机床的加工特点,加工工序的划分有以下几种方式:1)根据装夹定位划分工序这种方法一般适应于加工内容不多的工件,主要是将加工部位分为几个部分,每道工序加工其中一部分。

如加工外形时,以内腔夹紧;加工内腔时,以外形夹紧。

2)按所用刀具划分工序为了减少换刀次数和空程时间,可以采用刀具集中的原则划分工序,在一次装夹中用一把刀完成可以加工的全部加工部位,然后再换第二把刀,加工其他部位。

在专用数控机床或加工中心上大多采用这种方法。

3)以粗、精加工划分工序对易产生加工变形的零件,考虑到工件的加工精度,变形等因素,可按粗、精加工分开的原则来划分工序,即先粗后精。

在工序的划分中,要根据工件的结构要求、工件的安装方式、工件的加工工艺性、数控机床的性能以及工厂生产组织与管理等因素灵活掌握,力求合理。

2、加工顺序的安排加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况,选择工件定位和安装方式,重点保证工件的刚度不被破坏,尽量减少变形,因此加工顺序的安排应遵循以下原则:1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧2)先加工工件的内腔后加工工件的外轮廓3)尽量减少重复定位与换刀次数4)在一次安装加工多道工序中,先安排对工件刚性破坏较小的工序。

3、数控加工工序与普通工序的衔接由于数控加工工序穿插在工件加工的整个工艺过程之中,各道工序需要相互建立状态要求,如加工余量的预留,定位面与孔的精度和形位公差要求,矫形工序的技术要求,毛坯的热处理等要求,各道工序必须前后兼顾综合考虑。

4、数控机床加工工序和加工路线的设计数控机床加工工序设计的主要任务:确定工序的具体加工内容、切削用量、工艺装备、定位安装方式及刀具运动轨迹,为编制程序作好准备。

其中加工路线的设定是很重要的环节,加工路线是刀具在切削加工过程中刀位点相对于工件的运动轨迹,它不仅包括加工工序的内容,也反映加工顺序的安排,因而加工路线是编写加工程序的重要依据。

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数控加工工艺设计与普通加工相比〖资料来源:毕业设计(论文)网〗数控加工的工艺过程设计并不是从毛坯到成品的整个工艺过程,而是仅有几道数控加工工序工艺过程的具体描述。

许多在通用机床加工时由工人自行决定的工艺问题,在工艺设计时必须认真考虑,并将正确的选择编入程序中。

这就要求编程人员要有多方面的知识基础,不仅仅是懂得计算机编程或了解某种软件的使用与操作。

合格的编程员首先应是一个很好的数控加工工艺人员,应对所编程的数控机床的性能、特点、切削范围、标准刀具系统有全面的了解。

一般来说,数控加工主要包括以下几个方面的内容:〖资料来源:毕业设计(论文)网5 6 D O C.C O M〗(1)选择并确定进行数控加工的零件及内容;(2)对零件图纸进行数控加工的工艺分析;(3)数控加工的工艺设计;(4)对零件图形的数学处理;(5)编写加工程序单;(6)按程序单制作控制介质;(7)程序的校验与修改;(8)首件试加工与现场处理;(9)数控加工工艺技术文件的定型与归档。

编程的基本原理坐标系根据标准坐标系的规定〖资料来源:毕业设计(论文)网〗机床使用右手顺时针直角坐标系,机床中的运动是指刀具和工件间的相对运动。

〖资料来源: 毕业设计(论文)网〗(1)机床坐标系数控铣床类机床中,坐标系如何建立取决于机床的类型。

坐标系原点即为机床零点,也是所有坐标轴坐标基准。

机床零点可通过在各坐标轴移动范围内设置的参考点来确定。

参考点与机床零点可以重合,也可以不重合,这一般由机床生产厂家设定。

(2)工件坐标系为了便于在编程时对工件的几何要素位置进行描述,编程人员必须在零件图上选择建立一个过渡坐标系,即工件坐标系,也称为编程坐标系。

该坐标系原点即工件原点或编程原点。

数控铣床加工工件坐标系可以有编程人员自由选择。

原则上应尽量使编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等。

一般情况下,尺寸集中标注或坐标标注的零件,编程原点应尽可能选在尺寸标注基准上;对称或同心零件编程原点应尽可能选在对称中心线或圆心上;Z向原点位置一般置于工件上表面。

(3)工件装夹加工工件时,工件必须定位并夹紧在机床上,保证工件坐标系坐标轴平行于机床坐标系坐标轴,由此在每个坐标轴上产生机床原点与工件原点的坐标偏移量。

该值作为可设定零点偏移量输入到给定的区域,即偏值寄存器(如G54)中。

当NC程序运行时,此值可以用一个对应的编程指令(如G54)进行选择调用,从而确定工件在机床上的装夹位置。

(4)当前工件坐标系〖资料来源:毕业设计(论文)网 5 6 D O C.C O M〗在对一些复杂零件进行几何描述时,如其中的某些结构要素如果选择一个新的原点编程比使用原工件原点更方便,则可以利用可编程零点偏置进行坐标转换,重新确定一个新的零点。

新的零点以原工件零点为基准进行偏置。

使用可编程零点偏置后形成的一个新的实际工件坐标系即为当前工件坐标系,工件坐标系也可通过旋转进行转换形成新的当前工件坐标系。

摘要:数控加工工艺源于传统机加工工艺,是传统加工工艺、计算机数控技术、计算机辅助设计和辅助制造技术的有机结合1、车刀的选择车削端面和台阶,通常使用90度偏刀和45度刀,安装时应特别强调刀尖要严格对准工件中心,否则会使工件端面中心留有凸台,甚至出现刀尖崩刃。

用45度刀车端面,可采用较大背吃刀量,切削顺利,表面光滑,大小平面均可车削,应用较多;用90度左偏刀从外向中心进给车端面,适合车削尺寸较小的端面或一般的台阶面;用90度右偏刀从中心向外进给车端面,适合车削中心带孔的端面或一般的台阶端面;用左偏刀车端面,刀头强度较好,适宣车削较大端面,尤其是铸、锻件的大端面。

2、车削的基本方法车台阶外圆车削的步骤和方法相邻两圆柱体直径差值小于2mm的低台阶可采用90?偏刀一次进给车出。

直径差大于2mm的高台阶宜用两把车刀分几次车削,先用一把主偏角小于90?的车刀粗车,用几次进给来完成。

台阶长度的控制,一般用车刀刻线痕来确定。

具体有三种方法:一种是用刀尖对准台阶端面时,记住该处大拖板的刻度值(或将刻度调到“0”,再转动大拖板手柄将车刀移到所需长度处,开车用车刀划线痕。

另外两种方法是用钢尺或深度卡尺量出待车台阶长度,再将车刀尖移至该处,撤走钢尺或深度卡尺,开车用刀尖划痕。

对于批量生产的长度控制可以用样板或行程挡块来控制。

3、车端面时应注意以下几点:(1)车刀的刀尖应对准工件的回转中心否则会在端面中心留下凸台。

(2)工件中心处的线速度较低,为获得整个端面上较好的表面质量,车端面的转速比车外圆的转速高一些。

(3)直径较大的端面车削时应将床鞍锁紧在床身上,以防有床鞍让刀引起的端面外凸或内凹。

此时用小滑板调整背吃刀量(4)保持车刀锋利。

中、小拖板的镶条不应太松,车刀刀架应压紧,防止让刀而产生凸面。

(5)精度要求高的端面,亦应分粗、精加工。

|评论1 国内外数控系统发展概况随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。

在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。

目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。

在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。

长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。

加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。

CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。

在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。

由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,已不适应日益复杂的制造过程,因此,对数控技术实行变革势在必行。

2数控技术发展趋势2.1性能发展方向(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。

由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。

(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工,正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。

数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。

数控技术轴,西门子880系统控制轴数可达24轴。

(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。

而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。

科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展,由此产生了实时智能控制这一新的领域。

在数控技术领域,实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。

例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统,在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能,在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使数控系统的控制性能大大提高,从而达到最佳控制的目的。

2.2功能发展方向(1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。

由于不同用户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。

当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。

图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用,人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。

2)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字和语言表达,而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。

可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域,如无图纸设计、虚拟样机技术等,这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。

在数控技术领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

(3)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。

多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。

(4)内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块,可直接用梯形图或高级语言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能。

编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例,用户可在标准PLC 用户程序基础上进行编辑修改,从而方便地建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。

在数控技术领域,应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。

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