數(shù)控機(jī)床 第章

返回課件首頁2010-2011學(xué)年2學(xué)期電氣自動(dòng)化08-123456（選修課）課程的特點(diǎn)：實(shí)用性、綜合性技術(shù)范圍復(fù)蓋：(1)機(jī)械制造工藝及設(shè)備；(2)計(jì)算機(jī)技術(shù)：(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)主講：任小洪人工智能辦公室：實(shí)驗(yàn)樓535助教：范燾自動(dòng)化教研室：實(shí)驗(yàn)樓541參考教材：胡占齊楊莉：《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》機(jī)工出版社王永章：《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》高教出版社楊有君：《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》機(jī)工出版社“數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用”課程簡(jiǎn)介第一節(jié)數(shù)控技術(shù)的基本概念一、

數(shù)控與數(shù)控機(jī)床1.基本概念

數(shù)字控制（NC，NumericalControl）用數(shù)字化信息對(duì)控制對(duì)象（機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過程）進(jìn)行控制的一種方法（GB8129-87），亦稱數(shù)控技術(shù)；

數(shù)控系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的機(jī)電控制設(shè)備；

數(shù)控機(jī)床：裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。2.發(fā)展簡(jiǎn)史

1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在MIT問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了制造自動(dòng)化的發(fā)展。

1954年美國(guó)BENDIX-COOPERATION第一臺(tái)工業(yè)用數(shù)控機(jī)床

1955年，第一臺(tái)商業(yè)數(shù)控機(jī)床在美國(guó)全國(guó)機(jī)床展覽會(huì)上展出。返回課件首頁

ThefirstsuccessfulN/Cmachine,fundedbytheAirForce,wasdemonstratedbytheMassachusettsInstituteofTechnologyin1952.Itwasa"retrofitted"Cincinnatimillingmachine(Figure

1.15).Ithadtheabilitytocoordinatetheaxismotionstomachineacomplexsurface.Thefirst"commercial"N/Cmachineswereshownatthe1955NationalMachineToolShow.

第一代:電子管第二代:晶體管第三代:小規(guī)模集成電路（NC）第四代:小型計(jì)算機(jī)(1970年代)（CNC）第五代:1974年微處理器控制（MNC）→至今使用最多第六代:個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)為平臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)：1958年我國(guó)開始研制，70年代初發(fā)展。逐步成熟。差距：精度、速度、數(shù)控系統(tǒng)功能及傳感器和機(jī)械制造工藝等數(shù)控系統(tǒng):FANUC50%,西門子25%各種類型數(shù)控機(jī)床2．用數(shù)控機(jī)床加工一個(gè)零件的過程見圖1-1。

零件圖數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床

數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)加工程序

用數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)，首先由編程人員按照零件的幾何形狀和加工工藝要求將加工過程編成加工程序。數(shù)控系統(tǒng)讀入加工程序后，將其翻譯成機(jī)器能夠理解的控制指令，再由伺服系統(tǒng)將其變換和放大后驅(qū)動(dòng)機(jī)床上的主軸電機(jī)和進(jìn)給伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加工過程。數(shù)控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是完成了手工加工中操作者的部分工作。

基本概念：數(shù)控系統(tǒng)（NCsystem）、數(shù)控裝置NCU

計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC數(shù)控系統(tǒng):由數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)兩部分組成。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)CNC:以計(jì)算機(jī)為數(shù)控裝置構(gòu)成的數(shù)控系統(tǒng)成為（ComputerNumericalControl）

數(shù)控系統(tǒng)的功能：讀入載體上的數(shù)字信息，經(jīng)過譯碼、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)運(yùn)算和位置控制，控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。值得注意：

數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)比較的優(yōu)點(diǎn)很多數(shù)控技術(shù)從硬件數(shù)控到現(xiàn)在的CNC數(shù)控技術(shù)遠(yuǎn)不止用于機(jī)床，還可用于其他機(jī)械設(shè)備，如：機(jī)器人、冶金、鍛壓、輕工、包裝、紡織機(jī)械等數(shù)控技術(shù)引起機(jī)械制造技術(shù)革命性變革二、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1．

能夠加工復(fù)雜曲面；2．

加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定；3．

適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高（減少輔助時(shí)間）；4．

減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、操作簡(jiǎn)單；5．有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化（工時(shí)計(jì)算準(zhǔn)確）；有故障診斷和監(jiān)控能力；對(duì)操作者（手工）技術(shù)水平要求低。（文化程度高）問題：

1．造價(jià)較高；

2．調(diào)試和維修比較復(fù)雜，需要專門的技術(shù)人員；

3．對(duì)編程人員的技術(shù)水平要求較高。三、本課程的目的：

1．選擇機(jī)床——選；

2．使用數(shù)控機(jī)床——用；

3．設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床——做。第二節(jié)

數(shù)控機(jī)床的組成與分類

一、

數(shù)控機(jī)床的組成

下圖是數(shù)控機(jī)床的邏輯組成框圖。數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、主軸和進(jìn)給伺服單元、PLC及其接口電路和機(jī)床本體等幾部分組成。除了機(jī)床本體以外的部分統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心。

1．輸入/輸出設(shè)備和操作面板

2．?dāng)?shù)控裝置

3．伺服單元和伺服電機(jī)

4．可編程邏輯控制器(PLC)及接口電路

5．機(jī)床本體

6．測(cè)量裝置主軸伺服單元數(shù)控裝置輸出設(shè)備PLC進(jìn)給伺服單元主軸電機(jī)進(jìn)給電機(jī)位置檢測(cè)機(jī)床本體接口電路操作面板輸入設(shè)備數(shù)控機(jī)床的邏輯組成主軸伺服單元數(shù)控裝置輸出設(shè)備PLC進(jìn)給伺服單元主軸電機(jī)進(jìn)給電機(jī)位置檢測(cè)機(jī)床本體接口電路操作面板輸入設(shè)備數(shù)控機(jī)床物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)比較同類型的加工中心與數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)布局相似，主要在刀庫的結(jié)構(gòu)和位置上有區(qū)別，一般由床身、主軸箱、工作臺(tái)、底座、立柱、橫梁、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、自動(dòng)換刀裝置、輔助系統(tǒng)（氣液、潤(rùn)滑、冷卻）、控制系統(tǒng)等組成，如圖所示。滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的裝置。滾珠絲杠螺母副是數(shù)控機(jī)床中回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)常用的傳動(dòng)裝置。它以滾珠的滾動(dòng)代替絲桿螺母副中的滑動(dòng)，摩擦力小，具有良好的性能。右：SIEMENS802D->下：FANUC系列150iM德國(guó)同步的最新技術(shù)SINUMERIK802D將NCK、PLC、HMI集成一體，通過PROFIBUS連接各部件SIMODRIVE611U數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?？煽刂?個(gè)進(jìn)給軸、上個(gè)數(shù)字或模擬主軸；集成大量CNC功能；提供編程模擬及圖形循環(huán)支持功能，PC卡備份數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)一次編程批量安裝。SINUMERIK840D數(shù)控系統(tǒng)硬件組成框圖SINUMERIK840D數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖

SINUMERIK840DSINU縫MERI對(duì)K84牧0D是巨西門子數(shù)握控產(chǎn)品的透突出代表取。于20熟世紀(jì)90吼年代推出問。它保持患西門子前同兩代系統(tǒng)紋SINU斗MERI樓K88榨0和84皆0C的三堡CPU結(jié)憶構(gòu)：人機(jī)茅通信CP潔U（MM拼C-CP炒U）、數(shù)哭字控制C祖PU（N砌C-CP歷U）和可蛙編程邏輯夜控制器C耳PU（P喇LC-C推PU）。業(yè)三部分在霞功能上既沾相互分工槽，又互為劫支持。它葛在復(fù)雜的城系統(tǒng)平臺(tái)編上，通過瀉系統(tǒng)設(shè)定銜而適于各旗種控制技映術(shù)。SIN肥UME儉RIK蓬84瘡0D菠的突出領(lǐng)之處在弓于其不蔽斷擴(kuò)展片的特性灶：岸1).下NC現(xiàn)劃在包括雹神經(jīng)網(wǎng)概絡(luò)，其鋤自學(xué)習(xí)殿，自優(yōu)餃化系統(tǒng)逃使系統(tǒng)宴的調(diào)整演時(shí)間大賤為縮短寨。精調(diào)設(shè)也可按筐機(jī)床用料戶的要望求簡(jiǎn)單慕自動(dòng)地穩(wěn)進(jìn)行。娘2).題交互式混編程是右操作簡(jiǎn)摔單但功凈能強(qiáng)大笛的編輯脹工具，偏它給操席作人員蘇極大的胃自由度隸使零件箭設(shè)計(jì)到娛工件成怪形的時(shí)孔間大幅驅(qū)度縮短漫。息3)惱.為便祖于P煮LC編渣程，開說發(fā)了S撫7-H莫iGr原aph妻點(diǎn)陣圖廣形輔助互編程工惠具，用爛于快速嘴、簡(jiǎn)單疏的機(jī)械嘗運(yùn)動(dòng)及梨時(shí)序的徹邏輯設(shè)扭計(jì)。嫩4安).全肆新的A份UTO擋TUR礎(chǔ)N軟件皂使車削塊工件的冬編程大墳幅度簡(jiǎn)盈化，加檔工計(jì)劃創(chuàng)也可簡(jiǎn)揀單的通醋過按鍵崗生成。傭5).意在SI掛NUM存ERI宋K8勤40D朵和秩SIM舅ODR丘IVE馬61糧1的童基礎(chǔ)上債，只需賓最少的爸硬件和角軟件投惹資，即艘可生成期易于使去用的仿普形數(shù)字勝化系統(tǒng)乘。第一章頸概述二、數(shù)控驚機(jī)床的分燈類數(shù)控機(jī)床之的品種齊做全，規(guī)格摧繁多。為兆了研究的制方便起見寄，可以從手不同的角挑度對(duì)數(shù)控前機(jī)床進(jìn)行績(jī)分類，常碎見的有以稿下幾種分氏類方法：（一）按劣控制軌跡痕的特點(diǎn)分足類1.點(diǎn)惰位控制數(shù)已控機(jī)床（進(jìn)給過淋程中不加非工）窗2.直挺線控制數(shù)怨控機(jī)床（進(jìn)給過寨程中可以伍加工）3.針輪廓控?zé)糁茢?shù)控科機(jī)床（可以加叮工非直線體輪廓）圖1-行6播點(diǎn)位控色制（進(jìn)喂給過程農(nóng)中不加某工）如：數(shù)耳控鉆床倦、數(shù)控它坐標(biāo)鏜師床和數(shù)支控測(cè)量身機(jī)等圖1-良7戴直線與板輪廓控濾制（進(jìn)白給過程調(diào)中可以鈔加工）數(shù)控車床貍、數(shù)控銑盒床、加工日中心等（二）蘇按伺服欠系統(tǒng)的姜類型分籍類1．幟開環(huán)控唐制數(shù)控只機(jī)床2．閉環(huán)控制欄數(shù)控機(jī)熊床數(shù)字化島伺服系帆統(tǒng)框圖3．半閉環(huán)風(fēng)控制初數(shù)控機(jī)霧床性能類別CPU位數(shù)聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分辨率(um)進(jìn)給速度(m/min)顯示高級(jí)型325<0.1>24三維動(dòng)態(tài)普及型2630.1~1010~24字符/圖形經(jīng)濟(jì)型8<3<10<10字符表1.圖1倒數(shù)控系篇統(tǒng)的功犁能水平分類（三）按標(biāo)功能水平而分類1.高組級(jí)型數(shù)控穗系統(tǒng)2.拉普及型蘇數(shù)控系啊統(tǒng)3.經(jīng)絕濟(jì)型數(shù)控渡系統(tǒng)一、報(bào)數(shù)控技術(shù)趣與數(shù)控機(jī)鄉(xiāng)豐床的產(chǎn)生鎮(zhèn)與發(fā)展數(shù)控技筒術(shù)是機(jī)姜械技術(shù)憶和計(jì)算涂機(jī)控制勿技術(shù)的塌結(jié)合的炒產(chǎn)物，汽因此計(jì)濾算機(jī)技勸術(shù)的每塊一點(diǎn)進(jìn)眉步都在賀推動(dòng)數(shù)括控技術(shù)殖向前發(fā)驅(qū)展。1電岡子管，1952脖，Par稅sons章Cor咳p.,M適IT,美師空軍后勤束司令部合禁作，第一蘇臺(tái)立式般銑床(2地000個(gè)膽電子管、溪普通教室匹般大--濾-數(shù)字制魯造技術(shù)開體始)；2趨晶體管巴、印刷電黑路，1剃959嫌，晶體桶管元件測(cè)的出現(xiàn)桶使電子洋設(shè)備的溪體積大姻大減小甲，數(shù)控哨系統(tǒng)中啞廣泛采追用晶體謊管和印寒刷電路捷板，K肥&T開吉發(fā)第一刮臺(tái)加工融中心賄MIL幸WAU泄KEE技-MA仙TIC狡。3逼小規(guī)模其集成電繞路,1儀965撫,由于它多體積小核、功耗于低，，忌使數(shù)控封系統(tǒng)的兼可靠性虹得以進(jìn)慨一步提撕高，這匆是第三堪代數(shù)控冬系統(tǒng)（販硬件數(shù)域控）。辰196確7英國(guó)糕最初的印FMS廈.4通硬用小型計(jì)搜算機(jī),1隙970，在美國(guó)描芝加哥國(guó)膚際機(jī)床展峰覽會(huì)上，塞首次展出饒了一臺(tái)以綢通用小型欠計(jì)算機(jī)作陳為數(shù)控裝撲置的數(shù)控待系統(tǒng)，特僅征為許多厲數(shù)控功能校由軟件完幟成,被人忙們成為第抄四代數(shù)控過系統(tǒng)(C差NC)5微嚴(yán)處理器，成1974涂，開始出西現(xiàn)的以湯微處理說器為核鴉心的數(shù)秀控系統(tǒng)號(hào)被人們梳譽(yù)為第回五代數(shù)鞏控系統(tǒng)，近30沃年來，裝備微處數(shù)理機(jī)數(shù)控禽系統(tǒng)的數(shù)刷控機(jī)床得北到飛速發(fā)顛展和廣泛計(jì)應(yīng)用。6打基于P俊C（P漂C-B歲ASE報(bào)D）,撲199參0.基于P集C開發(fā)掙式數(shù)控逼系統(tǒng)。第三節(jié)數(shù)控技術(shù)勇的發(fā)展二、中國(guó)棟的數(shù)控技昂術(shù)與數(shù)控孝機(jī)床195資8年起筑步?！疤帕濉睏l、“七燙五”引笛進(jìn)技術(shù)每、消化峰吸收；張“八五婆”國(guó)產(chǎn)敗化；“湊九五”泰產(chǎn)業(yè)化廟；“十域五”高唱精尖、萌重大數(shù)蜻控裝備懲關(guān)鍵技藏術(shù)、數(shù)脊控系統(tǒng)粥和關(guān)鍵剝零部件犯開發(fā)；“十一五久”高檔數(shù)漫控系統(tǒng)國(guó)膀產(chǎn)化?，F(xiàn)達(dá)到暫150活0多個(gè)放品種，星年生產(chǎn)放能力4效000屢0200配0年的號(hào)統(tǒng)計(jì)數(shù)側(cè)據(jù)數(shù)控機(jī)冠床廠家它：10俯0數(shù)控系郊統(tǒng)廠家船：50數(shù)控機(jī)床營(yíng)配套廠家往：300年產(chǎn)量銳：14壘053哄臺(tái)數(shù)控機(jī)床再品種：1簽300產(chǎn)量數(shù)塘控化率齒：8%鐘（95檢年3站.6%跑）2。2擺003根年產(chǎn)量義360呆00臺(tái)冒，產(chǎn)值婚295千億元。3。2還003文年1－愉9月，弟海關(guān)統(tǒng)頓計(jì)機(jī)床囑進(jìn)口2銀974院82.衛(wèi)6萬美簽元，出倚口26廣630糕.8萬寬美元4。2混004擴(kuò)年9月僅，數(shù)控婦機(jī)床產(chǎn)儀量5.確2萬臺(tái)夜，國(guó)產(chǎn)兩數(shù)控機(jī)啄床國(guó)內(nèi)合占有率造27％5.2疾007由年數(shù)控拾機(jī)床產(chǎn)周量將突茂破10莫萬臺(tái)7存習(xí)在問題：（中痛國(guó)機(jī)械估工業(yè)聯(lián)膏合會(huì)科催技部，粥200掀5/3陶）缺少關(guān)鍵江功能部件能生產(chǎn)廠家濁和社會(huì)配房誠(chéng)套體系；中高檔數(shù)惹控系統(tǒng)發(fā)科展緩慢；中高檔數(shù)暈控機(jī)床的喚技術(shù)水平暖與國(guó)外有拾較大差距秧。5。重挽要數(shù)控辭機(jī)床生筑產(chǎn)廠家周：北京一齊機(jī)床囑五坐標(biāo)漂數(shù)控螺夕旋槳銑聽床，加棗工直徑聰達(dá)6米銳，可加它工10圍萬噸級(jí)禁遠(yuǎn)洋海佩輪用螺即旋槳葉屠輪面；武漢重償型機(jī)床偽廠沉數(shù)控運(yùn)立車，苗可加工介30萬艇KW水禮輪機(jī)，爬直徑達(dá)座16米睡，精度珠0.0倉2mm曬。常州機(jī)志床廠卵五軸氣聯(lián)動(dòng)機(jī)籠床；秦穩(wěn)川機(jī)床鑒廠六吩軸五聯(lián)劍動(dòng)全數(shù)降控螺旋磨齒錐齒琴輪切齒續(xù)機(jī)。北京機(jī)纏電院易定位精女度+-四3um謹(jǐn)立式蹄加工中息心；寧釘江機(jī)床砌廠+-扯8um瓦臥式加縮慧工中心悉。6沾國(guó)產(chǎn)帆數(shù)控系蝕統(tǒng)有：隆中國(guó)臺(tái)東方數(shù)船控公司組，航天詢數(shù)控，狂華中等蕩開發(fā)的房誠(chéng)華中Ⅰ佳、中華?、瘛⒑脚涮膦窈突ニ{(lán)天Ⅰ竄；上海強(qiáng)開通數(shù)煉控技術(shù)榮有限公善司KT樂；北京圓凱恩帝淡的KN臟D系列疼數(shù)控系戒統(tǒng)、廣兼州數(shù)控鑄設(shè)備廠懇的GS嗓K系列怕數(shù)控系層統(tǒng)。三、數(shù)控年技術(shù)的發(fā)駕展趨勢(shì)1．氣高速高陽精度高速：:提高主番軸速和雅提高進(jìn)品給速度甜（高速庸?jié)L珠絲灰杠、直謀線電動(dòng)茶機(jī)和計(jì)裳算機(jī)快柳速數(shù)據(jù)匹處理等隊(duì)）20巖-30不m/m姜in→淹100訴-12聚0m/售min吼。提高鬼切削速搜度，不逗但可以池提高加淺工效率匠減少輔挎助時(shí)間雞、而且克還可提猴高零件沃的表面胞加工質(zhì)私量和精區(qū)度。超違高速加古工技術(shù)北對(duì)制造撈業(yè)實(shí)現(xiàn)膝高效、悟優(yōu)質(zhì)、涼低成本派生產(chǎn)有閣廣泛的誼適用性欲。仍90年偽代以來蘋，歐、郵美、日更各國(guó)爭(zhēng)就相開發(fā)效應(yīng)用新己一代高紀(jì)速數(shù)控堅(jiān)機(jī)床，且加快機(jī)竿床高速泰化發(fā)展鐮步伐。罰高速主餓軸單元懶（電主楚軸，轉(zhuǎn)庸速15六000廉－10俱000為0r/晶min副）、高柏速且高廚加/減悄速度的萍進(jìn)給運(yùn)幣動(dòng)部件駐（快移檢速度6王0~1坊20m淘/mi種n，切謹(jǐn)削進(jìn)給椒速度高絨達(dá)60饑m/m園in）態(tài)、高性鍛能數(shù)控朝和伺服蹄系統(tǒng)以旱及數(shù)控玻工具系除統(tǒng)都出頸現(xiàn)了新話的突破絞，達(dá)到升了新的蹤蝶技術(shù)水桑平。呈依靠泡快速、決準(zhǔn)確的背數(shù)字量狡傳遞技妄術(shù)對(duì)高豪性能的鄉(xiāng)豐機(jī)床執(zhí)稿行部件沿進(jìn)行高宮精密度俯、高響啦應(yīng)速度群的實(shí)時(shí)尿處理，挺由于采戲用了新沃型刀具窩，車削餅和銑削努的切削單速度已甜達(dá)到5肚000否~80緊00m址/mi拴n以上湊；主軸嘉轉(zhuǎn)數(shù)在去300諷00r/m密in(有的高美達(dá)10萬r/mi甚n)以上；或工作臺(tái)的反移動(dòng)速度拖：（進(jìn)給賊速度），鵲在分辨率見為1微米松時(shí)，在1飼00m/央min（擇有的到2怠00m/確min）撞以上，在爸分辨率為榜0.1微含米時(shí)，在紛24米/國(guó)分以上；袋自動(dòng)換刀裝速度在1柜秒以內(nèi)；燭小線段插邁補(bǔ)進(jìn)給速敘度達(dá)到1石2米/分沾。高精度培：加工精訴度：0.01愿mm→類0.0沖01m疲。全閉償環(huán)中測(cè)乖量尺分棕辨率1m,供運(yùn)動(dòng)件螺定位精知度1～墓2m;膨超卵高精加秀工采用賢激光直簡(jiǎn)線測(cè)量棟裝置，世測(cè)量精叼度達(dá)0奶.00觀1m當(dāng)前，機(jī)何械加工高濃精度的要籍求如下：談普通的加而工精度提錯(cuò)高了一倍衣，達(dá)到5療微米；精擴(kuò)密加工精繁度提高了句兩個(gè)數(shù)量殖級(jí)，超精首密加工精駛度進(jìn)入納部米級(jí)（0胳.001女微米），猛主軸回轉(zhuǎn)猾精度要求虜達(dá)到0.辰01~0撐.05微亦米，加工卻圓度為0翅.1微米死，加工表羅面粗糙度談Ra=0似.003兵微米等。近10多囑年來，普姓通級(jí)數(shù)控搞機(jī)床的加希工精度已腫由±10腿μm提高箏到±5μ渠m，精密規(guī)級(jí)加工中役心的加工撐精度則從組±3~5腰μm，提攀高到±1殖~1.5卡μm加工精礎(chǔ)度的變泊化Raδ演VfVc25救0.趟10爹100譽(yù)00饒25費(fèi)00Raδ20雖0.廳08利80家00圖20熊0015樣0.盯06仆60激00碗15腔00VfVc10滲0.矮04須400緣瑞0撐100期05蠟0.0風(fēng)2盈2爬000漸500購01993帥1虧994略19套95漏199勸6輕1997休年度Ra——套表面粗糙州度（um磁），δ——理加工誤暈差（u紛m），Vf——進(jìn)竭給速度庫（mm敏/mi餡n），濾Vc——切削態(tài)速度（m旺/min誦）圖1-稠8數(shù)沖控機(jī)床薄的高速補(bǔ)化對(duì)加葡工質(zhì)量主的影響機(jī)床精問度的提除高過程圖1-爐9屈數(shù)控機(jī)浩床加工嶺精度的啦提高歷門程2．焦智能化數(shù)控系統(tǒng)泥的智能化撇主要體現(xiàn)烏在以下幾學(xué)個(gè)方面：（1）吩應(yīng)用恩自適應(yīng)再控制技盾術(shù)實(shí)時(shí)測(cè)春量：主孩軸轉(zhuǎn)速舉、功率厘、切削河力、切芹削溫度粥、刀具渣磨損等杯參數(shù)（2）賓智能撇化編程圖像處拒理+計(jì)晌算機(jī)視晚覺技術(shù)妨=實(shí)物乘映射加持工專家知老識(shí)庫工藝參鞋數(shù)庫嵌入專游家系統(tǒng)（3）易具有故障高自動(dòng)診斷哲功能人工智能厭技術(shù)、現(xiàn)刪代傳感器申技術(shù)與數(shù)鑒控技術(shù)結(jié)疏合，開發(fā)片具有人工釀智能的在囑線監(jiān)控和校故障診斷胳系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)站和因素智尸能監(jiān)控：宴刀具磨損犬狀態(tài)、主非軸運(yùn)行狀武態(tài)等（4）浮應(yīng)用模式亭識(shí)別技術(shù)喂實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)帝自動(dòng)建模3．開浸放式數(shù)控習(xí)系統(tǒng)隨著數(shù)壞控技術(shù)膚的發(fā)展犁，數(shù)控桐系統(tǒng)變鄰得越來酸越復(fù)雜膽，暴露匯出許多電自身固軌有的缺糊陷。最大的曲問題是追：這些數(shù)控迫系統(tǒng)都是吧專門設(shè)計(jì)頭的，它們批具有不同表的編程語楊言、非標(biāo)歲準(zhǔn)的人機(jī)慕接口、多院種實(shí)時(shí)操托作系統(tǒng)、畜非標(biāo)準(zhǔn)的污硬件接口裝等。這些啟缺陷造成栗了數(shù)控系拼統(tǒng)使用和柜維護(hù)的不裳便，也限棗制了數(shù)控集技術(shù)的進(jìn)梨一步發(fā)展惠。為了解奪決這些問幸題，人們脆提出了“禁開放式數(shù)拍控系統(tǒng)”嗎的概念。最早見羅于19落87年蒼美國(guó)的NGC狼(N鑼ext鴿Ge哲ner悉ati仁on羅Con功tro頁lle貝r)計(jì)劃，NGC控制技術(shù)通過實(shí)闊現(xiàn)基于絲式相互操什作和分禽級(jí)式的揪軟件模閥塊的“開放式系倒統(tǒng)體系結(jié)淘構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)窄范（SOS劇AS）”墻找到解決稠問題的辦搞法。一個(gè)悉開放式的骨系統(tǒng)體系扇結(jié)構(gòu)能夠躁使供應(yīng)商打?yàn)閷?shí)現(xiàn)專軌門的最佳擔(dān)方案去定覆制控制系惹統(tǒng)。由于吵這樣一個(gè)兄富有哲理懸的概念作圣為NGC稼計(jì)劃的奠倍基石，NGC君代表了觸下一代伯控制技耀術(shù)。目前對(duì)量于開放蜻體系結(jié)兩構(gòu)的定兔義仍存真在較大挨爭(zhēng)議。順根據(jù)IEEE則關(guān)于開放綱系統(tǒng)的定礦義：就是數(shù)控奴系統(tǒng)的開慰發(fā)可以在階統(tǒng)一的運(yùn)刺行平臺(tái)上影，面向機(jī)萄床廠家和震最終用戶碎，通過改際變、增加花或剪裁結(jié)脆構(gòu)對(duì)象(搖數(shù)控功能書)，形成俊系列化，繡并可方便誕地將用戶蔥的特殊應(yīng)疤用和技術(shù)暮訣竅集成氣到控制系法統(tǒng)中，快栗速實(shí)現(xiàn)不網(wǎng)同品種、套不同檔次杰的開放式殖數(shù)控系統(tǒng)撫，形成具羞有鮮明個(gè)咬性的名牌組產(chǎn)品。當(dāng)前研究惰的核心：開放式浴數(shù)控系竹統(tǒng)的體煩系結(jié)構(gòu)乘規(guī)范、咐通信規(guī)洞范、配柱置規(guī)范迷、運(yùn)行糧平臺(tái)、鴉數(shù)控系帳統(tǒng)功能蔑庫以及麗數(shù)控系澇統(tǒng)功能款軟件開弟發(fā)工具流等是。國(guó)內(nèi)外研耗究現(xiàn)狀、元發(fā)展趨勢(shì)：從80促年代末墓美國(guó)提季出開放侮式數(shù)控鬧結(jié)構(gòu)系滅統(tǒng)的概浸念算起亭，世界叔各國(guó)相搏繼啟動(dòng)梯了自己境的研究津計(jì)劃，攪其中影囑響較大擁的有：由美國(guó)夫克萊斯溪勒、通蛾用和福從特三大晨汽車公浩司于1揪994碗年提出晌了開放非式摸塊襪體化構(gòu)滔控制器胖OMA呀C(o返pen拿Mo取dul六ar沖Arc糾hit聰ect步ure淺Co瞎ntr濕oll控er足)計(jì)劃石；由歐共體澆歐盟家控砍制器開發(fā)閱商、機(jī)床餅生產(chǎn)商、磨控制系統(tǒng)浮集成商和珍科研機(jī)構(gòu)級(jí)聯(lián)合發(fā)起棗的控制器辜開放系統(tǒng)限結(jié)構(gòu)OS閃ACA項(xiàng)勝目(Op忽ens壞yste芒mAr層chit武ectu銀ref蛾orC介ontr肌olle練rwi效thi鎖nAu喉toma稍tion透sys巴tem)假計(jì)劃；由日本東躬芝公司、快豐田公司腿和三家機(jī)茄器制造商缸和日本I私BM、三換菱電子及溪信息系統(tǒng)犬公司共同殘組建的O宗SEC(甩Open基sys譜tem顯Envi束ronm達(dá)ent麥for謹(jǐn)Cont教roll辛er)散開放系統(tǒng)肺環(huán)境的控套制器開發(fā)跑計(jì)劃。1994服年基于P舌CCNC掠控制器在姑美國(guó)首先幅亮相市場(chǎng)贈(zèng)，并在此喊后獲得高亭速發(fā)展；奏在近幾年扇國(guó)際機(jī)床敲展覽會(huì)上淋，出現(xiàn)了綱越來越多挺的以個(gè)人腦計(jì)算機(jī)為厲基礎(chǔ)的控徐制器。國(guó)內(nèi)對(duì)摧開放式喪數(shù)控系糊統(tǒng)的研住究：在不斷蹄深入，蠻為數(shù)眾盲多的高鋪?？蒲谐ㄔ核_巴發(fā)了自輔己的開嘩放式數(shù)鏡控系統(tǒng)挑,較姿典型的樣有：華中理含工大學(xué)焦的華中驚型數(shù)控芽系統(tǒng)，北京航迫空航天勉大學(xué)的卡中華型估數(shù)控系蠻統(tǒng)，中國(guó)科肚學(xué)院沈錢陽計(jì)算乓技術(shù)研拋究所的捕藍(lán)天系漸列高檔章數(shù)控系訊統(tǒng)。西安交奪通大學(xué)鑒推出的極五軸五骨聯(lián)動(dòng)數(shù)弓控系統(tǒng)銳等。但我國(guó)死數(shù)控系淺統(tǒng)產(chǎn)業(yè)禮發(fā)展步滾伐仍然遭緩慢，氣其原因伸主要有：⑴技術(shù)醫(yī)路線缺乏塔創(chuàng)新；⑵已數(shù)控產(chǎn)壘業(yè)的體制型問題，數(shù)駱控技術(shù)研括究、開發(fā)墨、生產(chǎn)等慣環(huán)節(jié)的脫顏節(jié)；數(shù)控靠裝置、驅(qū)繁動(dòng)、電機(jī)古的配套的句脫節(jié)；數(shù)雪控系統(tǒng)生遙產(chǎn)廠與主句機(jī)生產(chǎn)廠電脫節(jié)；數(shù)嫁控系統(tǒng)生殿產(chǎn)與應(yīng)用卵推廣、人聞才培訓(xùn)的朗脫節(jié)；⑶儲(chǔ)面臨國(guó)外胖的激烈沖匹擊。開放式數(shù)磁控系統(tǒng)是補(bǔ)21世紀(jì)裹的數(shù)控裝柿備發(fā)展趨膀勢(shì)，為我雄們國(guó)家追啄趕世界數(shù)痛控技術(shù)提著供了很好座機(jī)會(huì)。CNC沃裝置向淋人工智共能方向賺發(fā)展，孩驅(qū)動(dòng)裝役置向交況流、數(shù)非字化方浸向發(fā)展磁，智能鏟化的內(nèi)宴容包括席在數(shù)控枯系統(tǒng)中跨的各個(gè)植方面：計(jì)（1域）為追祝求加工煮效率和閃加工質(zhì)梁量方面秧的智能壞化，如躍加工過珠程的自撞適應(yīng)控咱制，工姥藝參數(shù)腸自動(dòng)生架成；（敗2）為慎提高驅(qū)勝動(dòng)性能殺及使用衡連接方察便的智隔能化，朗如前饋墾控制、傍電機(jī)參助數(shù)的自仍適應(yīng)運(yùn)烏算、自輕動(dòng)識(shí)別鳥負(fù)載自消動(dòng)選定驗(yàn)?zāi)Ｐ?、評(píng)自整定窗等；（包3）簡(jiǎn)匯化編程奮、簡(jiǎn)化趕操作方拒面的智盾能化，掘如智能挑化的自往動(dòng)編程董、智能自化的人炸機(jī)界面鹿等；（掙4）還找有智能吸診斷、鏟智能監(jiān)遷控方面滔的內(nèi)容賄、方便芬系統(tǒng)的蘿診斷及聯(lián)維修等升。在PC機(jī)莖上開發(fā)C急NC已成新為大多數(shù)券國(guó)家數(shù)控薯同行的共蔬識(shí)4．基敞于網(wǎng)絡(luò)的謊數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的研任務(wù)：格主要是拖進(jìn)行通瘡訊，共撤享信息不。數(shù)控瓜機(jī)床作魚為車間轎的基本纏設(shè)備，倆它的通喚訊范圍途是：（1）到數(shù)控系挨統(tǒng)內(nèi)部前的CN曉C裝置襲與數(shù)字糾伺服間估的通射信，主隔要通過勾SER紗COS啞鏈?zhǔn)骄W(wǎng)醫(yī)絡(luò)傳送嬸數(shù)字伺詢服控制達(dá)信息；真或現(xiàn)場(chǎng)傭總線；（2）基喊于因特網(wǎng)、工業(yè)以太侵網(wǎng)數(shù)控系叨統(tǒng)與上級(jí)扯主計(jì)算機(jī)爆間的通信余；（3）與遞車間現(xiàn)場(chǎng)退設(shè)備及I薯/O裝置欲的通信，麥主要通過督現(xiàn)場(chǎng)總線府，如PR處OFIB冊(cè)US等進(jìn)誰行通訊；（4）通說過因特網(wǎng)循與服務(wù)中姨心的通信喘，傳遞維角修數(shù)據(jù)；（5）緣瑞通過因濃特網(wǎng)與時(shí)另一個(gè)肝工廠交隊(duì)換制造維數(shù)據(jù)。5．提倚高數(shù)控系同統(tǒng)的可靠術(shù)性可靠性碼是數(shù)控涼機(jī)床用希戶最為桃關(guān)注的挽問題，漂提高可皺靠性通勾?？刹蓤F(tuán)取下列級(jí)一些措踐施：律（1）檢提高線弟路的集紐奉成度。測(cè)采用大扯規(guī)模集寒成電路緊、專用富芯片及閃混合式敢集成電四路，以濾減少元英器件數(shù)甜量，精逮簡(jiǎn)外部厲連線和單降低功徒耗。擴(kuò)（2）辮建立由飛設(shè)計(jì)、淹試制到貿(mào)生產(chǎn)的畫完整質(zhì)進(jìn)量保證胳體系。扁例如采鞭取防電仆源干擾蒼，輸入怨輸出隔費(fèi)離；使化數(shù)控系進(jìn)統(tǒng)模塊型化、通萍用化及刺標(biāo)準(zhǔn)化投，以便鬧組織批中量生產(chǎn)宵和維修止；在安濕裝制造智時(shí)注意駕嚴(yán)格篩陜選元器霞件；對(duì)廊系統(tǒng)可游靠性進(jìn)跨行全面艘檢查考呀核等。（3）裙增強(qiáng)故闖障自診擋斷功能猜和保護(hù)盼功能。溝由于元言器件失扁效、編翼程及人致為操作純失誤等撕原因，徒數(shù)控系簽統(tǒng)完全饅可能出岸現(xiàn)故障夕。數(shù)控普系統(tǒng)一較般具有賤故障預(yù)駛報(bào)和自濾恢復(fù)功識(shí)能。此李外，應(yīng)抗注意增巡