轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程_机械专业毕业
(数控加工)轴套类零件数控车加工工艺分析与编程精编

(数控加工)轴套类零件数控车加工工艺分析与编程轴套类零件数控车加工工艺分析和编程轴类零件数控车加工工艺分析和编程[摘要]本课题贯穿本专业所学到的议论知识和实践操作技术,从分析设计到计算操作得到成品,同时本次选题提供了自主学习,自主选择,自主完成的机会。
设计有实践性,综合性,探索性,应用性等特点,本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分,是运用数控机床实际操作的壹次综合练习。
传统的回转体工件设计是应用系统方法分析和研究产品生产的问题和需求。
回转体类的数控加工设计理论已经不拘泥于系统的理论基础,开始强调产品,尺寸精度,工艺严格性,从而更加有利于学生了解数控编程及,操作的创新精神和实践能力。
关键词:数控技术,工艺分析,加工设计,精度分析,数控编程第1章绪论1.1课题背景及意义数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础;数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段;数控机床是国防工业现代化的重要战略装备,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。
专家们预言:二十壹世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。
加入世贸组织后,中国正在逐步变成“世界制造中心”。
为了增强竞争能力,中国制造业开始广泛使用先进的数控技术。
普通车床靠齿轮和普通丝杠螺母传动。
由于各运动副间存在间隙,加上手工操作不准确,因此重复精度较低。
普通车床测量时需停车后手工测量,测量误差较大,而且效率低下。
适合批量较小,精度要求不高,零活类零件。
它投资较数控低,但对工人的操作技能要求较高,因此工资水平高。
低水平工人的废品率和生产率会让你头疼。
数控车床靠步进电机带动滚珠丝杠传动,由于滚珠丝杠能够有过盈量,传动无间隙,精度主要靠机床本身和程序保证。
在加工过程中能够自动测量,且能自动补偿刀具磨损及其他原因产生的误差。
所以加工质量好,精度稳定。
仍能够用编程的方法车出形状复杂,普通车床难以加工的零件。
轴类零件数控工艺分析与编程(毕业论文)

轴类零件数控工艺分析与编程(毕业论文)一、选题背景数控工艺分析与编程是加工制造行业制造过程中不可或缺的一个重要环节,随着电子技术和机械加工技术的不断发展,数控加工技术已经成为工业制造业的主流之一。
数控加工技术可以大幅度提高零件加工的精度、质量和效率,减少人力、耗材和时间等成本,因此得到了广泛的应用。
选取轴类零件数控工艺分析与编程为毕业论文的研究主题,是配合当前制造业不断发展的需要,以更好地适应产业化的趋势为切入点,拟从轴类加工的角度出发,研究轴类加工的数控编程技术和工艺分析。
二、研究目的本研究旨在通过对轴类零件数控加工工艺和编程技术进行深入的研究和探讨,以期得出可行的加工方案和实现数控加工的工艺参数和编程模型。
通过本研究,可以更好地指导加工制造行业生产实践,促进加工制造技术的升级观念的转变,提高制造业生产效能,增强企业竞争力。
三、研究内容1、轴类零件的零件特点和加工技术要求进行分析,并从加工工艺角度出发,确定具体的数控加工加工流程。
2、基于轴类零件的加工技术和要求,研究数控加工的工艺分析方法以及工艺参数的优选和调整方法。
3、通过数控编程的分析和研究,开发出适用于轴类零件的数控编程软件,实现自动化编程和完成工艺数据的提取和传输。
4、通过实验和仿真,验证研究成果的可行性,考察研究结果的实用性和可靠性。
四、研究意义1、提高轴类零件数控编程技术和工艺分析的水平,增强企业竞争力。
2、为加工制造行业提供可操作性强的加工方案和实现方法,优化生产制造的流程。
3、拓宽加工行业的思路和视野,促进信息技术和机械制造领域的深度交融,拓展产业化的广度和深度。
4、为制造业智能化和数字化提供有益的探索和实践。
五、研究方法1、文献法,收集和综述国内外有关轴类零件数控加工方面的文献,了解数控加工技术的发展现状及存在的问题。
2、实验法,开发适用于轴类零件数控加工的程序及专用软件,构建完整工艺数据及参数数据库进行实验验证。
3、分析法,分析轴类零件的技术特性,从加工角度出发优化工艺,提高加工效率和品质。
轴类零件的数控加工工艺编制及分析正式1

毕业设计(论文)标题:轴类零件的数控加工工艺编制及分析学生姓名:***系部:机电工程系专业:机械制造及其自动化班级:机制指导教师:山东科技大学泰山科技学院学院教务处制摘要加入世贸组织后,我国机械制造业迎来了空前的发展机遇,我国正逐步变成“世界制造中心”。
为了增强竞争能力,中国制造业开始广泛使用先进的数控技术,21世纪机械制造业的竞争,其实是数控技术的竞争。
随着数控技术的迅速发展及数控机床的急剧增长,我国机械企业急需大批数控机床编程、操作、维修技术人才及模具设计与制造技术人才,而目前劳动力市场这种技术应用型人才严重短缺。
高等职业教育的根本任务就是要从劳动力市场的实际需要出发,坚持以就业为向导,以全面素质为基础,以能力为本位,努力造就数以千万计的制造业和现代服务业一线迫切需要的高素质技能型人才,用以缓解劳动力市场数控技能型人才紧缺的现状。
现在,数控技术也叫计算机数控技术,目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。
这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。
由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。
此次设计主要是介绍运用数控机床来加工轴类零件的整个工艺过程及其工艺分析,即从毛坯到所加工零件这一过程中的工艺及其相应的工艺分析,故此设计便以这一过程而展开设计,从而完成此次设计任务。
目录第一章绪论 (1)1.1 数控技术的概念及理论 (1)1.2 数控技术的发展方向 (2)第二章零件的工艺分析及规程 (2)2.1 零件的用途 (2)2.2 零件的结构形状 (2)2.3 零件的表面粗糙度 (3)2.4 零件的尺寸精度 (4)2.5 工艺规程的定义 (4)2.6 加工工序的划分 (4)第三章毛坯的选择 (5)3.1 毛坯材料的选择 (5)3.2 毛坯形状及尺寸的确定 (6)第四章机床、刀具及冷却液的选择 (7)4.1 机床的选择 (7)4.2 刀具的选择 (8)4.3 冷却液的选择 (10)第五章量具和夹具的选择 (11)5.1 量具的选择 (11)5.2 夹具的选择 (11)第六章装夹方式和定位基准的选择 (12)6.1 装夹方式的选择 (12)6.2 定位基准的选择 (13)第七章切削参数的确定 (13)7.1 切削用量的确定 (14)7.2 加工余量的确定 (14)7.3 走刀路线的确定 (15)第八章程序的编制及工艺文件的制定 (15)8.1 数控加工程序的编制 (15)8.2 制定工艺卡 (18)8.3 制定刀具卡 (19)8.4 制定工序卡 (20)设计心得 (21)参考文献 (22)零件设计图 (23)第一章绪论传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的,加工时用手摇动机械刀具切削金属,靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。
轴类零件的数控加工工艺编制及分析

轴类零件的数控加工工艺编制及分析轴类零件是机械传动系统中常见的零部件,其精度要求较高,因此常采用数控加工工艺进行加工。
本文将对轴类零件的数控加工工艺进行编制及分析,重点包括加工流程、刀具选择、加工参数的确定等方面。
1.确定加工工艺路线:根据轴类零件的形状、尺寸和加工要求,确定数控加工的工艺路线,包括进给路径、切削路径和切削次序等。
2.编制数控加工程序:根据工艺路线和加工要求,编制数控加工程序。
程序中包括刀具的选择、加工路径的设定、切削参数的设置等。
3.选择合适的刀具:根据轴类零件的材料和加工要求,选择合适的刀具。
常用的刀具包括铣刀、钻头、车刀等。
刀具的选择要考虑切削特性、加工效率和切削质量等因素。
4.确定加工参数:根据轴类零件的材料和加工要求,确定合适的加工参数。
加工参数包括进给速度、切削速度、切削深度、切削宽度等。
5.进行数控加工:根据编制好的加工程序,进行数控加工。
数控机床通过控制系统来控制刀具的运动轨迹和加工参数,实现轴类零件的精确加工。
对于轴类零件的数控加工,还需进行相应的工艺分析。
工艺分析的目的是为了确保加工的质量和效率。
一般可从以下几个方面进行分析:1.刀具路径分析:通过分析刀具路径,可以评估加工过程中可能出现的问题,如切削力过大、切削过深等。
同时,还可以优化切削路径,提高加工效率和质量。
2.切削参数分析:根据切削参数的选择和调整,可以优化切削效果,减少刀具磨损和加工时间,提高加工质量。
3.加工后工件的检测分析:对加工后的轴类零件进行检测分析,以验证加工结果的准确性和质量。
常用的检测方法包括测量尺寸、形状精度、表面质量等。
4.加工过程中的工艺改进:根据加工实际情况,对加工工艺进行改进和优化,以提高加工质量和效率。
常见的改进措施包括工艺参数的调整、刀具的更换和切削液的使用等。
总之,轴类零件的数控加工工艺编制及分析是确保零件加工质量和效率的重要环节。
通过合理的加工工艺编制和分析,可以提高加工质量,减少加工成本,提高生产效率。
轴类零件数控车削工艺分析与数控加工编程

轴类零件数控车削工艺分析与数控加工编程1. 轴类零件数控车削工艺分析数控车削是数控制技术的应用之一,应用广泛,其中尤以轴类零件的数控车削最为常见。
轴类零件的车削工艺分析,主要包括以下几个方面:1.1 零件结构分析轴类零件结构复杂,一般包含主轴、花键、键槽、圆孔、螺纹等,因此在进行数控车削之前,必须对轴类零件结构进行全面细致的分析。
通过结构分析,可以确定具体的加工过程和加工工艺,为编程提供依据。
1.2 切削轨迹分析在进行数控车削之前,必须对轴类零件的切削轨迹进行分析。
切削轨迹主要包括粗加工、精加工、后加工步骤,分别对应的是粗车、半精车、精车三个过程。
在分析切削轨迹时,还需考虑材料、硬度等因素,以便确定相应的切削速度和进给量。
1.3 工序分析轴类零件加工工序繁多,一般包括以下几个步骤:粗车、玻璃刀车、刮齿、打攒快轴、滚齿、内外圆坐标定位、高低波形度测量、打热处理、喷油漆等,每个步骤都必须经过严格的工序分析。
1.4 工具选择在进行数控车削之前,必须选择适合的刀具。
刀具选择要根据零件的材料、硬度、形状、尺寸等因素进行。
此外,还要考虑要加工的零件数量、加工时的切削速度、进给量等因素。
2. 数控加工编程轴类零件的数控加工编程是一项极为关键的工作,其目的是实现数控机床对轴类零件进行自动化加工。
数控加工编程分为以下几个步骤:2.1 编写数控加工程序在进行数控加工编程之前,必须对轴类零件的结构和要求进行全面细致的分析。
在分析的基础上,可以编写出数控加工程序,并分别对应不同的加工工序。
2.2 编写刀具半径补偿程序在进行数控加工编程时,必须考虑刀具半径。
一般来说,刀具半径要比零件轮廓的半径小一定程度,为了解决这个问题,必须编写刀具半径补偿程序,以便更加准确地控制刀具的切削轨迹。
2.3 选择数字控制器数字控制器是控制数控机床的关键部分,必须选择适合的数字控制器。
数字控制器也分为多种类型,根据集成度的不同,可以分为单通道和多通道数字控制器。
轴类零件数控车削加工工艺过程及编程分析

桂林理工大学毕业设计 (论文)题目:轴类零件数控车削加工工艺过程及编程分析院(系):成人教育学院专业:学生姓名:班级:学号:指导教师:年月日摘要数控加工是现代制造技术的基础,这一发明对于制造行业而言,具有划时代的意义和深远的影响。
本文通过以北京凯恩帝数控系统为基础,充分利用计算机辅助设计/制造(CAD/CAM)的优势,对零件形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、材料和热处理等技术要求的分析。
针对上述对零件的分析,选择加工方案确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削用量参数等,进行数控加工工艺的编制;通过确立坐标系计算零件粗、精加工各运动轨迹,得到刀位数据及轨迹图,进行数控加工的程序编写。
关键词:数控加工数控加工工艺程序编写AbstractNC machining is the modern manufacturing technology foundation, this invention for the manufacturing industry, it is of epoch-making significance and far-reaching influence. This article through to the Beijing emperor Kaine CNC system as the basis, make full use of computer-aided design / computer-aided manufacturing ( CAD / CAM ) advantage, the part shape, size, accuracy, surface roughness, materials and heat treatment technology on requirement analysis. According to the analysis to the spare parts, selection of process scheme, process sequence processing route, clamping, cutting tools and cutting parameters, CNC machining process planning; through the establishment of coordinate calculation of parts rough, finishing the movement track of cutter location data, receive and track diagram, NC programming.Keywords: CNC Machining NC machining programming目录引言 (1)1 数控车床的特点 (2)1.1数控加工技术的发展 (3)1.2数控加工工艺的特点 (3)1.3数控机床与普通机床相比具有的优越性 (4)2 零件图工艺分析 (5)3 设备的选定 (6)4 零件加工工艺分析 (9)4.1确定零件的定位基准和装夹方式 (9)4.2确定加工顺序及进给路线 (10)4.3刀具选择 (16)4.3.1 数控刀具的选择步骤 (16)4.3.2 零件加工刀具选择参数及刀具明细表 (19)4.4切削用量选择 (20)5 零件加工程序的编写 (23)5.1数控编程的内容与方法 (23)5.2装刀与对刀 (30)5.3程序校对与首件试切 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)引言高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为当前衡量一个国家综合经济实力和科技水平的重要标志之一,成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。
数控机床轴类零件加工工艺分析的毕业设计

数控机床轴类零件加工工艺分析的毕业设计一、引言数控机床轴类零件是制造业中常见的零部件之一,其制作过程对零件的质量和性能有着至关重要的影响。
本毕业设计旨在通过对数控机床轴类零件加工工艺的分析与研究,提出一种适用于轴类零件加工的工艺方案,以提高加工效率和零件质量。
二、加工工艺分析1.材料选择:轴类零件通常采用钢材料,如45钢、40Cr钢等。
材料的选择应根据零件的使用要求、受力情况和表面要求等进行确定。
2.工艺路线:对于轴类零件的加工,一般可采用车削、切割、铣削等工艺。
具体的工艺路线应根据零件的形状特点、工艺要求和机床的能力等确定。
3.外形加工:轴类零件的外形加工一般采用车削工艺。
先进行粗加工,然后进行精加工。
车削时要注意刀具的选择、进给速度和切削深度的控制,以确保零件的精度和表面质量。
4.内孔加工:对于具有内孔的轴类零件,在加工过程中可以采用钻削、铰削、镗削等工艺。
在内孔加工时,要注意刀具的选择和冷却液的使用,以防止刀具磨损和加工过程中的热变形。
5.表面处理:轴类零件的表面处理包括磨削、抛光、镀铬等工艺。
这些工艺可以提高零件的表面质量和耐磨性,同时还可以实现美观的外观效果。
三、工艺方案设计与分析1.工艺路线设计:根据轴类零件的形状特点和工艺要求,设计合理的工艺路线,确定每道工序的加工方法和顺序。
在设计工艺路线时,要考虑到加工效率、加工精度和零件变形等因素。
2.工艺参数确定:根据材料的性质和加工要求,确定合适的切削参数,如切削速度、进给速度和切削深度等。
在确定工艺参数时,要充分考虑刀具的耐用性和加工质量的要求。
3.设备选择:根据工艺路线和工艺参数的要求,选择合适的数控机床设备。
设备的选择应考虑到加工范围、加工精度和生产效率等因素。
4.工艺试验分析:在进行实际加工前,进行工艺试验,验证设计的工艺方案的可行性和有效性。
根据试验结果,对工艺进行优化和调整,以提高加工效率和零件质量。
四、结论通过对数控机床轴类零件加工工艺的分析与研究,我们可以得出以下结论:1.合理的工艺路线设计和工艺参数确定对于零件的加工质量和生产效率具有重要影响;2.合适的设备选择能够提高零件的加工精度和生产效率;3.工艺方案设计和工艺试验分析是确保零件加工质量和提高生产效率的重要环节。
轴类零件的数控工艺分析与编程(毕业论文)

轴类零件的数控工艺分析与编程(毕业论文)随着数控技术的不断发展,越来越多的企业开始采用数控机床进行生产加工。
而轴类零件作为数控加工中的重要部分,其数控工艺分析与编程也变得越来越重要。
本文将围绕轴类零件的数控工艺分析与编程进行研究。
一、数控工艺分析1. 原材料选用轴类零件通常采用高强度、高硬度的合金钢材料进行加工。
在进行数控工艺分析时,需对材料的力学性能进行分析,好的材料具有良好的机械强度、韧性和可加工性。
2. 工艺流程确定在进行数控工艺分析时,需根据轴类零件的形状、尺寸和要求来确定工艺流程。
也就是说,需要先对零件进行设计,绘出图纸,然后确定数控机床的加工工艺流程,包括采用何种加工方式、加工顺序和工艺参数等。
3. 工艺参数确定在进行数控工艺分析时,还需要确定一系列工艺参数,如切削刃具的选择、切割深度、切削速度、进给量等。
这些参数对加工质量和成本都有着至关重要的影响,因此需进行合理的分析和选择。
4. 数控编程在确定好各项工艺参数后,还需要进行数控编程,根据加工流程和工艺参数进行编程。
编程时需要注意刀具半径、进给速度等参数的设置,保证加工精度和速度。
二、数控编程1. 学习基本指令在进行数控编程时,需要学习基本指令,包括G代码、M代码、T代码等。
这些代码主要用于控制数控机床的运动和操作。
例如,G代码用于控制切削动作和进给运动,M代码用于控制辅助动作和机床开关,T代码则用于选择刀具。
2. 编程语言选择数控编程采用不同的编程语言,常见的有G代码、M代码和ISO代码等。
其中,G代码是数控编程的基础,适用于大多数零件的加工。
而ISO代码则比较复杂,适用于高精度、复杂零件的加工。
3. 编程流程数控编程需要按照一定的流程进行,通常包括以下几个步骤:(1)绘制零件的图形和尺寸,确定加工工艺流程和工艺参数。
(2)选择合适的编程语言,并编写程序,根据加工流程和工艺参数进行编码。
(3)编写程序前,需要进行模拟,检查编写的程序是否符合要求。
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湖南省高级技师综合评审加工中心技师职业文章国家职业资格二级文章类型:毕业论文文章题目:轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程姓名:袁胜准考证号:所在省市:湖南省株洲市工作单位:湖南工贸技师学院随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,数控加工技术对国计民生的一些重要行业(IT 、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为效率、质量是先进制造技术的主题。
高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。
而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程,在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需要一些处理。
并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。
本文根据数控机床的特点,针对具体的零件,进行了工艺方案的分析,工装方案的确定,刀具和切削用量的选择,确定加工顺序和加工路线,加工效率,简化工序等方面的优势。
关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸目录摘要 (1)Abstract ........................................................................ 错误! 未定义书签。
第一章概述 (3)1.国内外数控发展概况 (3)第二章工艺方案分析 (9)2.1 零件图 (9)2.2 零件图分析 (9)2.3 确定加工方法 (10)2.4 确定加工方案 (10)第三章工件的装夹 (11)3.1 定位基准的选择 (11)3.2 定位基准选择的原则 (11)3.3 确定零件的定位基准 (12)3.4 装夹方式的选择 (12)3.5数控车床常用装夹方式 (12)3.6 确定合理的装夹方式 (13)第四章刀具及切削用量 (13)4.1 选择数控刀具的原则 (13)4.2 选择数控车削用刀具 (14)4.3 设置刀点和换刀点 (14)4.4 确定切削用量 (15)第五章典型轴类零件加工 (16)5.1 轴类零件加工的工艺分析 (16)5.2 典型轴类零件加工工艺 (19)5.3 手工编程 (24)第六章数控车自动编程软件CAXA 介绍 (30)1.CAXA 数控车界面 (30)2.CAXA 数控车进行造型设计 (31)3.CAXA 数控车加工-CAM (31)4.CAXA 数控车加工类型 (32)第七章结束语 (33)第八章致谢词.......................... 错误!未定义书签。
参考文献.. (34)第一章概述1.1 国内外数控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。
1.2 数控技术发展趋势1.2.1 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。
1.2.2 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。
1.2.3 体系结构的发展(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD 以及专用集成电路ASIC芯片,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。
应用FPD 平板显示技术,可提高显示器性能。
平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点,可实现超大尺寸显示,成为和CRT 抗衡的新兴显示技术,是21 世纪显示技术的主流。
应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融为一体。
通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格,改进性能,减小组件尺寸,提高系统的可靠性。
(2)模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。
根据不同的功能需求,将基本模块,如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块,作成标准的系列化产品,通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减,构成不同档次的数控系统。
(3)网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。
通过机床联网,可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行,不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
(4)通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构,便于裁剪、扩展和升级,可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。
闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。
由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程,包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素,因此,要实现加工过程的多目标优化,必须采用多变量的闭环控制,在实时加工过程中动态调整加工过程变量。
加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式,易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体,构成严密的制造过程闭环控制体系,从而实现集成化、智能化、网络化。
1.3.智能化新一代PCNC 数控系统当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。