现代数控技术与柔性加工系统.ppt

现代数控加工与柔性制造技术 第一部分---现代数控加工 一、数控系统的发展及历史 二、数控技术的发展趋势 三、我国数控机床的必威体育精装版成果 四、与国外的差距 一、数控系统的发展及历史 ?1946年2月14日，世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。 一、数控系统的发展及历史 在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 　 二、六代发展 二、数控技术的发展趋势 1、高速、高精度 2、智能化? 3、开放式数控系统 4、网络化数控技术 5、提高数控系统的可靠性 6、实现数控装备的复合化 7、CAD/CAM/CNC一体化，实现数字化制造 1、加工高速化、高精度 （1）高速化 切削速度已达到5000－8000m/min以上； 主轴转速在30000转/分(有的高达10万r/min)以上； 工作台的移动速度(进给速度)： 在分辨率为1微米时，达到100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率为0.1微米时，达到24m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12m/min。 （2）加工高精度化 普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm； 精密级加工中心的加工精度则从±3～5μm，提高到±1～1.5μm，甚至更高； 超精密加工精度进入纳米级(0.001微米)，主轴回转精度要求达到0.01～0.05微米。加工圆度为0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。 2、 控制智能化 1）加工过程自适应控制技术：通过监测主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，辩识出刀具的受力、磨损以及破损状态，机床加工的稳定性状态；并实时修调加工参数（主轴转速，进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及保证设备运行的安全性 2）加工参数的智能优化：将零件加工的一般规律、特殊工艺经验，用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择”，获得优化的加工参数，提高编程效率和加工工艺水平，缩短生产准备时间。使加工系统始终处于较合理和较经济的工作状态。 3）智能故障诊断与自修复技术 智能故障诊断技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法，实现故障快速准确定位。 智能故障自修复技术：根据诊断故障原因和部位，以自动排除故障或指导故障的排除技术。集故障自诊断、自排除、自恢复、自调节于一体，贯穿于全生命周期。 4）智能化交流伺服驱动装置：自动识别负载、自动调整控制参数，包括智能主轴和智能化进给伺服装置，使驱动系统获得最佳运行。 3、数控系统的开放化 1）传统数控系统的特点 生产厂家支配价格和结构，各种接口不能通用 对于不同的产品，操作、维护方法都必须进行相应的培训 具有不同的编程语言、非标准人机接口、多种实时操作系统、非标准的硬件接口等特征，造成了数控系统使用和维护的不便 2）开放化数控系统的概念 数控系统在统一的运行平台上开发，面向机床厂家和最终用户，形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统 3）开放式数控系统的优点 数控系统厂 开放式的标准框架，促进各行业的软件厂商参与； 软件开发效率提高，产品更新加快。 机床厂 可使整机具有个性化，降低开发成本。 减少对系统厂的依赖，保护自己专有技术。 最终用户 购买机床时的初期成本透明化； 用户界面的一致性，易于使用和培训； 4、加工网络化 数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。 日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC) 5、提高数控系统的可靠性 数控系统平均无故障时间大于10000-30000 （小时）  电子与电气元件高集成、抗干扰，零部件制造专业化标准化 ?6、实现数控装备的复合化 1）传统机床基本上都遵循笛卡尔直角坐标系的运动原理被设计制造出来，其结构为串联结构 2）机床结构技术上的突破性进展---并联机床 具有以下优点： 刚度重量比大 响应速度快 环境适应性强 技术附加值高 三、我国数控机床的必威体育精装版成果 1）中高档数控机床的开发取得了较大进展，在五轴联动、复合加工、数字化设计以及高速加工等一批关键技术上取得了突破。 2）开发出了高速主轴单元、高速滚珠丝杠、重载直线导轨、高速导轨防护装置、直线电机、数控转台、刀库与机械手、A/C 轴数控铣头、高速工具系统、数字化量仪等高性能功能部件样机，其