数控机床教案课件.ppt

 ?基本概念： 数控系统（NC system）； 数控装置 NCU ； 计算机数控CNC， 一种控制系统，它自动读入载体上的数字信息，经过译码，控制机床运动。整个系统包括信息输入、运算和控制、进给伺服驱动和主轴驱动以及机电接口等。其中运算和控制部分，是数控系统的核心,称为数控装置NCU 。以计算机系统为主构成的数控系统，运算和控制部分是一个专用的计算机，也称为计算机数控CNC。数控装置有时也简称为数控系统。 （二）选择什么样的数控机床？ 数控装置的性能指标反映了数控系统的基本性能，是选择数控系统的主要依据，概括起来如下 1．控制轴数和联动轴数2．脉冲当量（控制分辨率）3．定位精度和重复精度 4．行程5．主轴转速和调节范围6．进给速度和调节范围7．准备功能（G功能） 8．辅助功能（M功能）9.? 自动加减速功能 10.? 开关量接口 第二节?? 数控机床的组成与分类 第三节?? 数控技术的发展 ?3． 开放式数控系统 随着数控技术的发展，数控系统变得越来越复杂，暴露出许多自身固有的缺陷。最大的问题是，这些数控系统都是专门设计的，它们具有不同的编程语言、非标准的人机接口、多种实时操作系统、非标准的硬件接口等，这些缺陷造成了数控系统使用和维护的不便，也限制了数控技术的进一步发展。为了解决这些问题，人们提出了“开放式数控系统”的概念。这个概念最早见于1987年美国的NGC(Next Generation Controller)计划， NGC控制技术通过实现基于相互操作和分级式的软件模块的“开放式系统体系结构标准规范（SOSAS）”找到解决问题的办法。一个开放式的系统体系结构能够使供应商为实现专门的最佳方案去定制控制系统。由于这样一个富有哲理的概念作为NGC计划的奠基石，NGC代表了下一代控制技术。 （6）设计或第三方开发者能否应用标准工具和文件格式、编程接口建立用户实时的应用； （7）能否修改所有级别的控制软件； （8）控制商家能否提供文件格式的开发工具，允许访问系统的所有级别？ （9）对于I/O接口，控制器是否使用了标准的现场总线？ （10） 是否可以把控制器与不同厂家的伺服装置相连接？ （11）控制器是否可以与多用户控制的网络相连接？ （12）所有的编程（GUI、运动、PLC）是否采用了标准的流行的编程工具？ 5． 提高数控系统的可靠性 可靠性是数控机床用户最为关注的问题，提高可靠性通常可采取下列一些措施：（1） 提高线路的集成度。采用大规模集成电路、专用芯片及混合式集成电路，以减少元器件数量，精简外部连线和降低功耗。（2） 建立由设计、试制到生产的完整质量保证体系。例如采取防电源干扰，输入输出隔离；使数控系统模块化、通用化及标准化，以便组织批量生产和维修；在安装制造时注意严格筛选元器件；对系统可靠性进行全面检查考核等。 （3） 增强故障自诊断功能和保护功能。由于元器件失效、编程及人为操作失误等原因，数控系统完全可能出现故障。数控系统一般具有故障预报和自恢复功能。此外，应注意增强监控和保护功能，例如有的系统设有刀具破损检测、行程范围保护和断电保护等功能，以避免损坏机床或报废工件。由于采用了各种有效的增强可靠性的措施，现代数控系统的平均无故障时间可达到MTBF=10000~36000小时。 6． 数字制造 1995年12月，美国SME主席G.Olling提出，“数字制造”（“digital manufacturing”）将会是我们的主要工作。什么是“数字制造”呢？简单地说，就是用数字的方式来存储、管理和传递制造过程中的所有信息。在计算机世界里，可以产生各种各样的信息，并把物理过程虚拟化；DNC还可以对CAD/CAPP/CAM以及CNC的程序进行传送和分级管理。DNC技术使CNC与通信网络联系在一起, 还可以传送维修数据，使用户与数控生产厂家直接通信；进而把制造厂家联系在一起，构成虚拟制造网络。现在的问题是，如何把这些信息从计算机“下载”到生产线，在生产过程中利用这些信息控制机器，生产出合格产品；这个全过程就是数字制造。 （2） 自动编程技术 （3） 具有故障自动诊断功能 （4） 应用模式识别技术 1996年，美国HP公司在东京日本国际机床展览会上展出了开放式数控系统OAC500；HP公司对开放式数控系统提出了12个方面的判别准则： （1） 是否基于工业标准硬件平台和总线结构； （2） 运动控制软件是否采用工业标准的开放操 作系统； （3） 能否采用流行的硬件和软件与工厂的网络 相连接； （4） 能否运行流行的软件而不降低机床的性能； （5） 能否安装从不同商家得到的流行硬件； 4． 基于网络的数控