机床数控-1资料.ppt

* * * 　　6) 可靠性最大化 　　数控机床的可靠性一直是用户最关心的指标。数控系统继续向高集成度方向发展，以减少元器件的数量来提高可靠性，同时使系统更加小型化、微型化；利用多CPU的优势，实现故障自动排除，增强可靠性。 　　此外，数控机床也在朝着模块化、专门化、个性化方向发展。数控机床结构模块化，以适应数控机床多品种、小批量加工零件的特点；数控功能专门化，以使机床性能价格比显著提高；个性化也是近几年来数控机床特别明显的发展趋势。 先进制造系统简介 　　1．数字控制系统 　　数字控制系统(DNC系统)是用一台计算机直接控制多台机床进行零件加工或装备的系统，又称群控系统，它在20世纪60年代末开始出现。在DNC系统中，基本保留了原来各数控机床的CNC系统，并与DNC系统的中央计算机组成计算机网络，实现了分级控制管理。 　　DNC系统具有如下特点：① 具有计算机集中处理和分时控制的能力；② 具有现场自动编程和对零件程序进行编辑和修改的能力，使编程与控制相结合，而且零件程序存储容量大；③ 具有生产管理、作业调度、工况显示监控和刀具寿命管理的能力。 　　1) 间接型DNC系统 　　间接型DNC系统配有集中管理和控制的中央计算机，并在中央计算机和数控机床的数控装置之间加有通信接口，如图1-8所示。各机床的数控装置依然承担着原来的控制功能，中央计算机配备的大容量外存储器中存放着每台数控机床所需的零件加工计划和加工程序，可适时调至计算机的内存中。计算机根据需要以中断方式向发出请求的某台数控机床的通信接口传送所需的加工程序。 　　间接型DNC系统比较容易建立，由于机床的数控装置未简化，硬件成本较高。 　　2) 直接型DNC系统 　　在直接型DNC系统中，数控机床不再配备数控装置，只需配置一个简单的机床控制器(Machine Control Unit，MCU)，用于数据传输、驱动控制和手工操作，原来由数控装置完成的插补运算由中央计算机或接口电路完成，如图1-9所示。 　　直接控制型DNC系统的数控机床，其控制功能主要由计算机软件执行，所以灵活性大，适应性强，可靠性也比较高，但是投资比较大。 2. 柔性制造系统 柔性制造系统(FMS)是一个以网络为基础、面向车间的开放式集成制造系统，它具有多台制造设备，由一个物料运输系统将所有设备连接起来，由计算机进行高度自动的多级管理与控制，对一定范围内的多品种、中小批量的零件进行制造。一个柔性制造系统的加工对象的品种为5～300种，其中30种以下的居多。 柔性制造系统中的多台设备不限于切削加工设备，可以是电加工、激光加工、热处理、冲压剪切等设备，也可以是上述多种设备的综合。组成设备的台数并无定论，一般认为由5台以上设备组成的系统才是FMS。由于物料运输系统可将所有设备连接起来，因此柔性制造系统可以进行没有固定加工顺序和无节拍的随机自动制造。 FMS系统能够进行的功能有：作业调度、零件程序选择、工夹具管理、刀具破损或磨损检测、托盘交换、自动检测、诊断检查等。　　 FMS的构成框图 加工子系统 物流子系统 信息流子系统 一般认为FMS应由加工、物流、信息流三个子系统组成。 1) 加工子系统 　　加工系统可以由FMC(柔性制造单元)组成，但大多数由CNC机床按DNC控制方式构成，可以实现自动更换刀具和工件并自动进行加工。 2) 物流子系统 　　物流系统包括工件和刀具两个物流系统，还包括工件和夹具的输送、装卸以及仓储等装置。系统设有中央刀库，由工业机器人在中央刀库与各机床的刀库之间进行输送和更换刀具，工件和夹具的存储仓库多用立体仓库，由仓库计算机进行管理和控制；进行输送时大多使用有轨小车或无轨小车，小车的行车路线由电缆或光电引导。 3) 信息流子系统 　　信息流系统包括加工系统及其物流系统的自动控制、在线状态监控及其信号处理以及在线检测和处理等。 　　柔性制造系统由于解决了零部件的存放、运输以及等待时间，生产效率大大提高；由于装夹、测量、工况监控、质量控制等功能的采用，使机床的利用率由单机的50%提高到80%，而且加工质量稳定。使用柔性制造系统的行业主要集中在汽车、飞机、机床、拖拉机以及某些家用电器行业。 　　由于FMS的加工对象、生产规模以及系统物流与功能的不同，其总体结构形式的差异很大。 对FMS，计算机系统一般分为三级，第一级为主计算机，又称为管理计算机。管理计算机根据调度作业命令或根据现场反馈信号（如故障、报警信号）运行。作业调度软件”，实现各种工况的作业调度计划．并对下一级计算机发出相应的控制指令；第二级为过程控制计算机，包括计算机群控（DNC）、刀具管理计算机和工件管理计算机，其作用是接受主计算机的指令；根据指令对下属设备实施具体管理；第三级由各设备的控制计算机构成．实