什么是数控(百度词条最新解释)

本文摘要:盘算机数控一般也称为数控,要相识盘算机数控应该从明白数控开始。数控是数字控制的简称,数控技术是使用数字化信息对机械运动及加工历程举行控制的一种方法。 早期时有两个版本:NC(Numerical Control):代表旧版的、最初的数控技术。CNC(Computerized Numerical Control):盘算机数控技术--新版,数控的首选缩写形式。NC可能是CNC,但CNC绝不是指老的数控技术。

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盘算机数控一般也称为数控,要相识盘算机数控应该从明白数控开始。数控是数字控制的简称,数控技术是使用数字化信息对机械运动及加工历程举行控制的一种方法。

早期时有两个版本:NC(Numerical Control):代表旧版的、最初的数控技术。CNC(Computerized Numerical Control):盘算机数控技术--新版,数控的首选缩写形式。NC可能是CNC,但CNC绝不是指老的数控技术。

早期的数控系统是由硬件电路组成的称为硬件数控(Hard NC),1970年月以后,硬件电路元件逐步由专用的盘算机取代而称为盘算机数控系统,一般是接纳专用盘算机并配有接口电路,可实现多台数控设备行动的控制。因此现在的数控一般都是CNC(盘算机数控),很少再用NC这个观点了.什么是CNC传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的,加工时用手摇念头械刀具切削金属,靠眼睛用卡尺等工具丈量产物的精度的。现代工业早已使用电脑数字化控制的机床举行作业了,数控机床可以根据技术人员事先编好的法式自动对任何产物和零部件直接举行加工了。

这就是我们说的“数控加工”。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域,更是模具加工的生长趋势和重要和须要的技术手段。

使用数控技术加工零件(4张)“CNC”是英文Computerized Numerical Control(盘算机数字化控制)的缩写。数控机床是根据事先体例好的加工法式,自动地对被加工零件举行加工。我们把零件的加工工艺门路、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功效(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等),根据数控机床划定的指令代码及法式花样编写成加工法式单,再把这法式单中的内容记载在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器),然后输入到数控机床的数控装置中,从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部历程叫数控法式的体例。

数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是根据法式自动加工零件,而普通机床要由人来操作,我们只要改变控制机床行动的法式就可以到达加工差别零件的目的。因此,数控机床特别适用于加工小批量且形状庞大要求精度高的零件由于数控机床要根据法式来加工零件,编程人员体例好法式以后,输入到数控装置中来指挥机床事情。法式的输入是通过控制介质来的。组成盘算机数控组成(3张)盘算机数控系统由硬件和软件两部门组成,对CNC系统体系结构的认识应该从硬件和软件两个方面来举行。

其焦点是盘算机数字控制装置。它通过系统控制软件配合系统硬件,合理地组织、治理数控系统的输入、数据处置惩罚、插补和输出信息,控制执行部件,使数控机床根据操作者的要求举行自动加工。CNC系统接纳了盘算机作为控制部件,通常由常住在其内部的数控系统软件实现部门或全部数控功效,从而对机床运动举行实时控制。

只要改变盘算机数控系统的控制软件就能实现一种全新的控制方式。CNC系统有许多种类型,有车床、铣床、加工中心等CNC系统。

种种数控机床的CNC系统一般包罗以下几个部门:中央处置惩罚单元CPU、存储器(ROM/RAM)、输入输出设备(I/O)、操作面板、显示器和键盘、纸带穿孔机、可编程控制器等。(随着盘算机硬件性能价钱比的迅速降低和图形显示器的推广应用,现代数控系统已不需要穿孔纸带,而由盘算机直接控制,它是用一台小型通用盘算机或小我私家盘算机直接控制一台机床,机床的控制法式存储在盘算机的内存中,容易修改和扩充功效,灵活性好。)功效为了充实发挥盘算机的潜力,现代CNC系统的功效已远远不只是完成基本的直线和圆弧插补盘算,而是设置了不少专用的软件,可完成多方面的事情,其中一些功效传统的NC不行能完成或完成很难题。

下面先容现代CNC系统通常具备的主要功效。(1)坐标轴控制 能同时联动控制3,4和5个坐标轴。能到达较高的切削速度和加工质量。

(2)刀具偏置赔偿 现代数控系统往往具有三维空间直线的刀具半径赔偿功效。(3)编程功效 系统提供某些编程功效。

通常可以使用系统的彩色图形显示终端,人工体例由直线和圆弧组成的平面轮廓件的加工法式,系统配有软件自动盘算轮廓的交点与切点。(4)平行作业 系统可以平行地实现两种事情模式:机床受控模式和编程模式。

当机床正在受系统控制举行某零件的加工时,操作人员可以同时用键盘完成上述手工编程事情,或通过数据传输接口举行外部法式的输入或对已有法式举行编辑修改作业。当机床正在加工时,图形显示终端可以同时模拟另一加工法式的执行,以便检查与编辑。(5)刀具治理和监控 现代数控机床朝加工中心偏向生长。

通常铣镗类机床带有几十把刀具的刀库,车削中心往往也有刀具库。数控系统具有控制和治理刀库的功效。刀具的更换在加工机床上是由数控系统按法式控制换刀机构自动换刀的。

(6)高、低速进给控制 系统对机床运动部件的进给速度控制性能是数控系统的一个重要性能指标。现代数控系统能在很短距离内以相当高的进给速度控制机床切削运动。

这对曲面加工是十分有利的,可以大大缩短加工时间,尤其对曲率变化较大的过渡区加工,仍可获得好的加工质量。(7)电子触头找正 系统提供三维丈量用触头(类似丈量的测头),用它在找正工件时极为利便。(8)实物丈量及自动生成加工法式 用上述三维电测头可对实物(要复制的样件)举行扫描丈量,系统自动收罗丈量点数据,点的间距与扫描速度有关,扫描点数据经由接口自动生成直线插补NC法式,并可不再作任何后置处置惩罚就可执行此法式。

(9)外部编程的执行和DNC作业 系统通常配有尺度化的数据通信接口,可接受外部传输来的法式,例如CAD/CAM系统输出的加工法式。对于简短的法式可以存储入库;对于加工庞大曲面的长法式可以分块输入给本系统,并同步地执行。这就保证系统能适应由此外盘算机控制与治理的DNC作业方式。

(10)便携式电子手动利用装置 系统通常提供便携式电子手动利用器。操作人员用它可以在视察最清楚与利便的所在敏捷地调整机床运动部件的运动,其控制规模为0.02~20mm。应用领域盘算机数控技术是用数字信息对机械运动和事情历程举行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造工业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产物,即所谓的数字化妆备,如数控机床等。

其技术涉及多个领域:(1)机械制造技术;(2)信息处置惩罚、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。盘算机数控技术及装备是生长新兴高新技术工业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。

世界各国信息工业、生物工业、航空、航天等国防工业广泛接纳数控技术,以提高制造能力和水平,提高对市场的适应能力和竞争能力。工业蓬勃国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅鼎力大举生长自己的数控技术及其工业,而且在"高精尖"数控关键技术和装备方面临我国实行封锁和限制政策。因此鼎力大举生长以数控技术为焦点的先进制造技术已成为世界各蓬勃国家加速经济生长、提高综合国力和国家职位的重要途径。

数控车间(6张)例子;数控车床 数控车床又称为 CNC车床,即盘算机数字控制车床,是现在海内使用量最大,笼罩面最广的一种数控机床,约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产物。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化,加工质量稳定可靠等优点的事情母机。

数控机床的技术水平崎岖及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是权衡一个国家国民经济生长和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一,它在数控机床中占有很是重要的位置,几十年来一直受到世界各国的普遍重视并获得了迅速的生长。

[2]生长趋势数控技术的应用不光给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不停生长和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的生长起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代生长的大趋势。从世界上数控技术及其装备生长的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面:1.高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产物的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。

为这天本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究偏向之一。在轿车工业领域,年产30万辆的生产节奏是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,质料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才气对这些筋、壁举行加工。

接纳大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联络方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性获得提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右,世界上许多汽车厂,包罗我国的上海通用汽车公司,已经接纳以高速加工中心组成的生产线部门替代组合机床。

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美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度划分达12*1000r/mm和1g。在加工精度方面,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,细密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,而且超细密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。

在可靠性方面,外洋数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值到达30000h以上,体现出很是高的可靠性。为了实现高速、高精加工,与之配套的功效部件如电主轴、直线电机获得了快速的生长,应用领域进一步扩大。2.五轴联动加工和复合加工机床快速生长数控技术接纳5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状举行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。

一般认为,1台5轴联念头床的效率可以即是2台3轴联念头床,特别是使用立方氮化硼等超硬质料铣刀举行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但已往因5轴联动数控系统、主机结构庞大等原因,其价钱要比3轴联动数控机床横跨数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联念头床的生长。当前由于电主轴的泛起,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价钱差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联念头床和复合加工机床(含5面加工机床)的生长。

在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床接纳复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。3.智能化、开放式、网络化成为今世数控系统生长的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包罗在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工历程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用毗连利便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;另有智能诊断、智能监控方面的内容、利便系统的诊断及维修等。

为解决传统的数控系统关闭性和数控应用软件的工业化生产存在的问题。许多国家对开放式数控系统举行研究,如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)等。

数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构工具(数控功效),形成系列化,并可利便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现差别品种、差别档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产物。

开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、设置规范、运行平台、数控系统功效库以及数控系统功效软件开发工具等是当前研究的焦点。网络化数控装备是近两年国际著名机床展览会的一个新亮点。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。海内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新观点和样机,如在EMO2001展中,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);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造情况,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化偏向生长的趋势。

4.重视新技术尺度、规范的建设(1)关于数控系统设计开发规范 [1] 如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略生长计划,并举行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内举行了险些相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的厘革时期的来临。我国在2000年也开始举行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。(2)关于数控尺度数控尺度是制造业信息化生长的一种趋势。

数控技术降生后的50年间的信息交流都是基于ISO6983尺度,即接纳G,M代码形貌如何(how)加工,其本质特征是面向加工历程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速生长的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统尺度ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于详细系统的中性机制,能够形貌产物整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造历程,以致各个工业领域产物信息的尺度化。STEP-NC的泛起可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的生长以致整个制造业,将发生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工法式都集中在单个盘算机上。

而在新尺度下,NC法式可以疏散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化生长的偏向。其次,STEP-NC数控系统还可大大淘汰加工图纸(约75%)、加工法式体例时间(约35%)和加工时间(约50%)。西欧国家很是重视STEP-NC的研究,欧洲提倡了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。

到场这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球规模内制造业数据交流软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交流的超级模型(Super Model),其目的是用统一的规范形貌所有加工历程。这种新的数据交流花样已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上举行了验证。[2]未来展望硬件技术生长迅速随着集成电路及盘算机技术的迅猛生长,给数控硬件技术的更新换代注入新的活力,现代数控系统普遍接纳超大规模集成电路(VLSI)、专用芯片(ASIC)及数字信号处置惩罚(DSP)技术。

在电气装联上广泛接纳外貌安装(SMT)、三维高密度(three dimensional high density)技术,极大地提高系统的可靠性。高速高性能存储技术,好比闪烁存储(flash memory),移动存储(PCMCIA card)等极大地利便用户。薄膜晶体管液晶显示器(TFTLCD)技术使得显示装置趋于平板化,更便于机电 一体化安装并改善人机界面。

作为数控系统焦点的处置惩罚器广泛接纳“位以上的高速RISC CPU,保证高速、高精度的数控加工。开放式生长开放式数控的讨论已有好些年了,可是应该看到,对于开放式结构至今没有一致性的界说。某些用户认为开放式表现能够接受当地使用的通信协议;而另一些用户认为开放式意味着所有控制器操作界面完全一致;对机床应用工程师而言,开放式意味着对刀架移动、传感器和逻辑控制有尺度的输入/输出接口;对大公司和大学的研究工程师来说,开放式意味着以上这些均来自随即拿来就用的积木块。由于来自最终用户和集成商(机床厂)的压力,开放式结构的开发事情正在向前生长并将连续下去。

现在的一个努力结果即是基于PC的CNC,即PC-based。实时操作系统进入CNC严格意义上说,数控控制软件中包罗着实时操作系统的思想,例如任务调理、存储器治理、中断处置惩罚等,但这种技术是隐含的,是和数控应用法式好比插补,伺服、译码等混淆的。每一个数控系统都是奇特的,不透明的。

这种情况对于最终用户和系统集成商而言带来诸多未便。在开放式数控呼声日益高涨的今天,研究实时操作系统在CNC软件中的应用是顺理成章的事。特别是最近嵌入式实时操作系统的技术生长迅猛,这对于数控控制软件的开发将发生革命性的影响。选择一个合适的商用嵌入式实时操作系统,将插补、伺服、译码、数据处置惩罚等数控应用软件往上“挂”,最终移植到一个硬件情况中去,形成最终使用户满足的数控系统,也就是个性化的CNC系统,这将是开放式数控的主要偏向。

[3]法式体例数控编程是指从零件图纸到获得数控加工法式的全部事情历程。如图所示,编程事情主要包罗:数控法式(2张)(1)分析零件图样和制定工艺方案这项事情的内容包罗:对零件图样举行分析,明确加工的内容和要求;确定加工方案;选择适合的数控机床;选择或设计刀具和夹具;确定合理的走刀门路及选择合理的切削用量等。这一事情要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求举行分析,并联合数控机床使用的基础知识,如数控机床的规格、性能、数控系统的功效等,确定加工方法和加工门路。(2)数学处置惩罚在确定了工艺方案后,就需要凭据零件的几何尺寸、加工门路等,盘算刀具中心运动轨迹,以获得刀位数据。

数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功效,对于加工由圆弧和直线组成的较简朴的平面零件,只需要盘算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值,得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等,就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功效纷歧致时,就需要举行较庞大的数值盘算,一般需要使用盘算机辅助盘算,否则难以完成。

(3)编写零件加工法式在完成上述工艺处置惩罚及数值盘算事情后,即可编写零件加工法式。法式体例人员使用数控系统的法式指令,根据划定的法式花样,逐段编写加工法式。法式体例人员应对数控机床的功效、法式指令及代码十分熟悉,才气编写出正确的加工法式。(4)法式磨练将编写好的加工法式输入数控系统,就可控制数控机床的加工事情。

一般在正式加工之前,要对法式举行磨练。通常可接纳机床空运转的方式,来检查机床行动和运动轨迹的正确性,以磨练法式。在具有图形模拟显示功效的数控机床上,可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削历程,对法式举行检查。

对于形状庞大和要求高的零件,也可接纳铝件、塑料或石蜡等易切质料举行试切来磨练法式。通过检查试件,不仅可确认法式是否正确,还可知道加工精度是否切合要求。若能接纳与被加工零件质料相同的质料举行试切,则更能反映实际加工效果,当发现加工的零件不切合加工技术要求时,可修改法式或接纳尺寸赔偿等措施。

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