首页 理论教育 机床数控基本概念——优化解决方案

机床数控基本概念——优化解决方案

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:下面介绍机床中的数字控制及数控技术、数控系统、计算机数控系统、开放式CNC系统和数控机床几个概念的定义。机床中的数字控制专指用数字化信号对机床的工作过程进行的可编程自动控制,简称为数控。它是由中央计算机控制的一组数控机床组成的自动化制造系统。FMS控制的机床大都在10台以下,其中以4~6台的FMS居多。

机床数控基本概念——优化解决方案

在加工设备中,数字控制数控)技术是指一种采用计算机对机械加工过程中各种控制信息进行数字化运算、处理,并通过驱动单元对机械执行件进行自动化控制的技术。现在已有大量机械设备采用了数控技术,其中应用面最广的就是数控加工设备(即数控机床)。下面介绍机床中的数字控制及数控技术、数控系统、计算机数控(CNC)系统、开放式CNC系统(开放式数控系统)和数控机床几个概念的定义。

1.数字控制(数控)及数控技术

一般意义上的数字控制是指用数字化信息对过程进行控制,是相对模拟控制而言的。机床中的数字控制专指用数字化信号对机床的工作过程进行的可编程自动控制,简称为数控(Numerical Control,NC)。这种用数字化信息进行自动控制的技术就称为数控技术(Numerical Control Technology)。

2.数控系统(Numerical Control System)

数控系统是数控技术相关功能的软、硬件的有机集成系统,它能自动阅读输入载体上事先给定的程序,并将其译码,从而使机床按指令运动并加工零件。在其发展过程中出现了硬件数控系统和计算机数控系统两类。

早期的数控系统主要由数控装置、主轴驱动及其进给驱动装置等部分组成,其数字信息由数字逻辑电路来处理,数控系统的所有功能都由硬件实现,故称为硬件数控系统(NC系统)。

3.计算机数控系统

计算机数控系统(Computerized Numerical Control,CNC)是以计算机为核心的数控系统,由装有数控系统的专用计算机、输入/输出设备、可编程序控制器(PLC)、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成,习惯上又称为CNC系统。由于计算机可完全由软件来确定数字信息的处理过程,从而具有真正的“柔性”,并可处理各种复杂信息,所以CNC系统已基本取代硬件数控系统(NC系统)。

4.开放式CNC系统

IEEE(国际电气电子工程师协会)对开放式CNC系统的定义是:一个开放式CNC系统,应保证开发的应用软件能在不同厂商提供的不同软件、硬件平台上运行,且能与其他应用软件系统协调工作。根据这一定义,开放式CNC系统至少有以下五个特征。

(1)对使用者是开放的,可采用先进的图形交互方式支持下的简易编程方法,使得数控机床的操作更加容易。

(2)对机床制造商是开放的,应允许机床制造商在开放式CNC系统软件的基础上开发专用的功能模块及用户操作界面。

(3)对硬件的选择是开放的,即一个开放式CNC系统应能在不同的硬件平台上运行。(www.xing528.com)

(4)对主轴及进给驱动系统是开放的,即能控制不同厂商提供的主轴及进给驱动系统。

(5)对数据传输及交换等是开放的。

5.数控机床

数控机床是指应用数控技术对其加工过程进行自动控制的机床。国际信息处理联盟第五技术委员会对数控机床作了如下定义:数控机床是一种装有程序控制系统的机床,该系统能逻辑地处理具有特定代码或其他符号编码指令规定的程序。

6.柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell,FMC)

一台数控机床或加工中心装上自动装卸工件的装置,即可构成柔性制造单元。FMC的结构形式主要有托盘搬运式和机器人搬运式两大类。FMC投资小,见效快,既可单独长时间用少量人看管运行,也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中运行。所以近几十年来,它得到快速发展及广泛应用。

7.柔性制造系统(Flexible Manufacturing System,FMS)

柔性制造系统是20世纪70年代末发展起来的先进机械加工系统。它是由中央计算机控制的一组数控机床组成的自动化制造系统。它能随机地加工一组具有不同加工顺序及加工循环的工件,实行自动运送材料及计算机控制。尽管FMS的规模差异很大,但都必须包含3个基本部分:加工系统、传输系统和控制系统,其区别仅在于各个子系统的功能和规模。FMS控制的机床大都在10台以下,其中以4~6台的FMS居多。

8.计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System,CIMS)

计算机集成制造系统可以认为是在柔性制造技术、计算机技术、信息技术、自动化和现代管理科学的基础上将制造工厂的全部生产、经营活动所需的各种分布的自动化子系统,通过新的生产管理模式、工艺理论和计算机网络有机地集成起来,以获得适用于多品种、中小批量生产的高效益、高柔性和高质量的智能制造系统。CIMS包括制造工厂的生产、经营的全部活动,具有经营管理、工程设计和加工制造等主要功能。因此,CIMS可由管理信息系统、工程设计自动化系统、制造自动化系统、质量保证系统,以及计算机网络和数据系统等分系统组成。

CIMS技术开发研究最早的是美国,始于1977年。近年来,我国已开始在CIMS方面进行了跟踪研究和探讨,研制成功的第一个CIMS已在试运行阶段。虽然CIMS涉及的领域相当广泛,但是,数控机床仍是CIMS不可缺少的基本工作单元,高级自动化技术的发展将进一步证明数控机床的价值,并且正在更广阔地拓展数控机床应用领域。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈