数控机床复合化

2024-05-15

数控机床复合化(共8篇)

数控机床复合化 篇1

1 引言

进入二十一世纪, 世界科学技术发展势头愈发迅猛。数控机床作为一种高度机电一体化的产品, 近年来也在设备本身的优化和加工技术的革新方面做了很多努力, 并且在高速高精智能化加工方面取得了重大突破。目前的数控机床主轴的转数已经达到了3000r/s, 加工精度也达到了0.004mm, 而且对于一些结构十分复杂的难加工件, 数控机床也能通过多轴联动的方式完成加工。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步, 数控机床的应用范围还在不断扩大。未来的数控机床, 既要保证高速化、高精化、智能化、多轴化, 又要在网络化、复合化方面产生新的变革。

2 数控机床目前的发展现状

2.1 高速化

现在的数控机床由于在汽车、国防、航空、航天等工业的广泛应用, 数控机床加工的高速化业发展很快。主轴最高转数已经达到了3000r/s.此外, 数控机床的高速化还体现在进给率和运算速度上, 在加工复杂型面时, 既能保持较高的进给速度又能保证一定的加工精度。

2.2 高精化

当前, 在机械加工高精度的要求下, 世界各工业强国已经不能满足于精密加工了, 而是把超精密加工作为数控机床的未来发展方向。其精度已经从微米级发展到亚微米级, 甚至纳米级。

提高数控系统的控制精度:利用高速插补以及微小程序段实现连续进给, 使CNC控制单位精细化, 提高位置检测精度, 位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法;

采用误差补偿技术:利用逆向间隙补偿、刀具误差补偿和丝杆螺距误差补偿等技术, 对设备的热变形和空间等误差进行综合补偿。综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少65%~80%;

采用网格解码器检查和提高加工中心的运动轨迹精度, 并通过仿真预测机床的加工精度, 以保证机床的定位精度和重复定位精度, 使其性能长期稳定, 能够在不同运行条件下完成多种加工任务, 并保证零件的加工质量。

2.3 智能化

智能化是21世纪制造技术发展的一个总的方向, 所谓智能加工就是基于网络技术, 数字技术, 电子技术和模糊控制的一种加工的更高级形式。智能加工是为了在加工过程中模拟人类智能的活动, 以解决加工过程中许多不确定性因素, 并利用人类智能进行预见及干预这些不确定性, 使加工过程实现高速安全化。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量的智能化, 如自适应控制, 工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化, 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、简化操作的智能化, 如智能化的自动编程, 智能化的人机界面等;智能诊断、智能监控, 方便系统的诊断及维修等。世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多, 其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。

3 我国现阶段数控机床技术所处的现状

近来CAD/CAM技术和局域网技术的发展越来越快, 我国的很多企业也在产品的设计开发, 生产流程管理, 数控系统程序编制等很多方面应用这些技术和手段, 大大的促进和提高了生产效率和生产质量。我国自己研制的数控系统目前和国际先进水平还有很大的差距, 主要体现在数控系统的性能、功能、可靠性和适用性等方面.数控机床市场完全被国外垄断。另外, 我们的加工手段和生产管理上也存在着诸多不足, 我国的绝大部分企业的绝大部分机床还处在人工操作和人工监控维修的阶段。诸如数控机床刀具磨损更换等问题, 很多都是依靠老师傅的经验, 这也成为制约我国企业现代化管理水平和生产效率水平提高的瓶颈。针对机械加工车间数控加工设备日益增加的现状, 如何对大量机床进行有效管理, 提高数控机床的使用效率, 从而提高整个企业现代化管理水平成为企业发展所面临的新的课题。就目前情况来看, 数控机床联网已经成为数控机床未来发展一个新的突破口。

4 数控联网技术的应用前景

4.1 数控联网技术发展现状分析

现在国外已经广泛使用了数控机床联网的技术, 我国也已经有一小部分企业采用数控机床联网技术。所谓数控机床联网就是把机床用网络连接起来, 实现机床管理的统一化和程序传输的便捷化。现阶段的数控机床联网一般具有以下几个功能:将程序从办公室送到每台机床, 并实现实时监控;采集每台机床的性能指标到计算机备份;实现机床与机床之间的程序互相转移;将每台机床的生产数据及时传送到计算机处理;数控机床的刀具磨损寿命情况及时反馈到计算机, 实现电脑监控换刀程序。

4.2 数控联网技术的发展前景

一般的数控机床联网系统包括:网络服务器、局域网线、CAD/CAM计算机、机床与计算机连接系统、远程通讯系统、数控机床。

利用数控机床和计算机连接系统把数控机床和计算机联系起来, 可以用一台计算机同时管理多台数控机床, 各机床内的数据程序可互相转换。实现管理和生产的科学化。目前, 我国的绝大部分数控系统还没有实现机床的联网, 这在很大程度上无法提高企业的生产效率, 也限制了企业的进一步发展。另外, 由于我国的数控技术资源分布不均衡, 导致了数控加工任务分配的不均衡, 有些企业拥有先进的制造设备, 然而部分时间里却没有加工任务, 有些企业虽然没有先进的加工设备, 但有些时候却能得到一些加工任务, 但是由于加工设备的落后, 这些企业最终无法完成加工任务。这就造成了数控设备需求和闲置的矛盾。为了解决这些问题, 根据网络化制造的特点与信息共享系统的特色, 建立一种能够保证区域企业间实现设备资源信息资源共享与交互的系统, 实现设备资源的共享。总之, 实现数控机床联网, 有利于我们长远的经济发展, 同时又能最大限度的利用现有资源, 实现企业管理的科学化, 降低操作者的劳动强度。网络化如此发达的今天, 数控机床的网络化也不能落后!

5 数控系统复合化研究

在实现数控机床网络化的基础上, 实现各品牌数控机床复合化即可交换性也成为一种可能。当前, 国内比较常用的数控机床无非是FAUNC系统、西门子系统和国产的华中系统等, 各个系统除了自身的内在软件有很大不同以外, 在按键配置、页面设计、操作功能方面还是有一定的可复合性。将来的数控车间不应该是只有一种品牌的机床, 也不能只用一个系统, 实现各种机床之间的操作互换也必不可少。首先, 实现这种可互换性要求有一套成熟的软件能把各种品牌的机床联系起来, 至少能实现操作上的可互换, 这样我们的工人就可以同时操作多种品牌的机床, 无需另外学习操作技术;其次, 数控系统可互换性也可在相同的平台下让管理者辨别各种机床性能的优劣。可以更好的协调生产和工作进度。

6 结语

现在数控机床的发展日新月异, 高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国, 主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优势, 而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状, 应该抓住机会不断发展, 努力发展自己的先进技术, 加大技术创新与人才培训力度, 提高企业综合服务能力, 努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变, 实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。

参考文献

[1]鲁芳霞, 邓朝晖.数控机床的发展趋势及国内发展现状《工具技术》2006年, 第40卷, 第03期,

[2]范玉顺, 刘飞, 祁国宁.网络化制造系统及其应用实践.机械丁业出版社, 2003.

[3]杨兴伟.网络化制造设备资源信息共享系统运行模式与支持技术的研究.重庆大学硕士学位论文, 2004.

[4]熊霞, 网络化数控设备资源共享系统体系结构的研究, 湖北工业大学硕士学位论文, 2007.

数控机床复合化 篇2

关键词 车铣复合机床;设计;大螺距偏心曲面螺杆

中图分类号 TG 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0160-01

1 车铣复合加工的优点

1)车铣加工时,刀具进行间断性切削,对于任何材料形成的工件都能够得到比较短的切削,易于自动除屑。并且间断切削能够让刀具有充分的时间冷却,减少工件的热变形,还能够提高刀具的使用寿命。

2)与传统的数控机床相比,车铣加工的转速较高,切削的产品质量较好,并且降低了切削力,提高薄壁杆件和细长杆件的精度,工件成型质量高。

3)由于切削的速度可以分解为工件的旋转速度和刀具的回转速度,根据力学特点,可以在提高刀具的回转速度,降低工件的旋转速度也能达到同样的加工效果,这个特点对于大型锻件毛坯加工特别有效,因为锻件毛坯速度降低可以消除工件偏心而引起的震动或径向切削力的周期变化,从而保证工件的切削平稳,减少工件加工出现的误差。

4)车铣复合机床在对工件加工时,工件的转速低可以有效降低工件的离心力,避免工件出现变形,有利于提高零件的加工精度。

5)车铣加工中使用较大的纵向给进也可以得到精确的切割,表面粗糙度也可以得到有效保证

6)车铣复合机床可以采用车、铣、钻、镗等不同方法实现工件的加工,工件也能够一次装夹而完成多面加工任务,保证加工精度。

2 大螺距偏心曲面螺杆的形成原理及特点

1)螺杆偏心曲面的形成原理。大螺杆偏心曲面螺杆是一类细长杆件,其螺距比较大,螺旋面在1个定螺距下,具有两个中心:工件绕其轴心形成回转中心;铣削工具的回转中心。2个中心有1个恒定的偏心距离,并且它们都围绕各自的圆心独立运动,同时,动点又在设定螺距下面进行复合运动,最终形成结构复杂的曲面,这类曲面可以看作是偏心曲面,螺杆偏心曲面部分的形状为麻花状,其形成原理为对于螺杆整个长度上,螺距一定,而在每一个螺距上,所有相邻的直径都相同,并且按照一定规律逐步偏移形成一系列圆的集合,过渡自然,形成的曲面

光滑。

2)螺杆加工的特点分析。根据螺杆偏心曲面形成的原理可以认为:大螺距偏心曲面螺杆不同于普通螺杆,因为普通螺杆的螺纹为梯形、三角形、矩形等,与渐开式螺纹也有所区别;大螺距偏心曲面螺杆属于细长杆件,刚度较小,在加工中容易出现弯曲变形;螺杆螺距很大,加工过程中需要采用较低的主轴转速和较高的刀具速度;可以解决螺杆偏心螺旋曲面的加工。

由于这类螺杆的构造和形成原理与普通螺纹不同,这类特殊的曲面在通用的机床上都难以加工,因此,螺杆偏心曲面的加工就成为螺杆泵生产的主要困难,需要根据螺杆形成原理及机床的结构特点,设计出能够满足加工要求的工艺设备。

3 设计方案的确定

本文对CW6163D机床进行4大改进,形成了结构合理,功能齐全,能够加工圆柱面、圆锥面、普通螺纹、端面、车槽、钻孔等多种产品。这种车床主要加工细长杆件,具有生产技术成熟,性能优良等优点,得到了广大用户的认可。

铣削加工是机械生产中常用的加工方法,其具有生产效率高、运动机构简单、技术成熟等优点,由于普通机床不能实现铣削加工,就需要对普通机床进行改造,实现功能互补,运动合成,巧妙的设计,就能够解决偏心曲面螺杆加工的难题,还能够充分利用原有功能,最大限度的缩短生产周期,降低生产成本。

1)改进机床结构功能分析。

①变速箱的功能分析。改进后车铣复合机床的主轴箱可以通过三角皮带运转,带动一系列齿轮,然后通过液压控制摩擦离合器实现主轴正反转动,而采用机械手柄可以控制滑移齿轮进行变速控制,保证工件切割的性能。

主轴箱变速后,只需要控制一根输出轴进行运转,然后经过齿轮组合调整,采用恶化时的转动比传递给给进箱,通过进给箱上的控制手柄,保证光、丝杠的接通和转换,同时还可以利用手柄选择螺距及给尽量,分别采用光、丝杠带动溜板运动,实现螺纹及特殊曲面的加工。通过横向手柄控制切端面、切槽,再与小刀架手柄配合可加工锥面和成型面,配上锥度尺等附件可精确加工锥度。

②旋风铣刀头。为了保证机床能够加工出来各种丝杠,可以在设计中加入一种旋风铣刀头,这种铣刀头就是利用车床的主轴带动工件进行旋转,而尾座顶尖进行辅助支承,独立设计铣刀头变速箱带动铣刀旋转,保证溜板箱带动铣刀头变速箱纵向运动实现螺纹及曲面的加工。

2)总体方案的确定。根据以上分析,在对CW6163D机床进行改进时,首先要根据螺杆大螺距的要求,将主轴的转速降到一定范围内;然后根据偏心曲面的加工要求,采用旋风铣刀头的旋转切削运动与工件的慢速旋转运动合成,并可以保证车铣刀具主轴中心与变速箱主轴中心线的偏心距;最后通过齿轮的组合设计,保证切削加工满足设计要求。

①机床主运动设计方案。机床中床头箱是重要的机电部件,在改造时,需要将减速器安装在床头箱后下部,并且将减速器与主电机相连。当机电的钻速下降到16 r/min后,应该保证这个转速能够按照1:1的同步率由输出轴传递到主轴I轴;然后经过主轴箱内的六根传动轴降低速度,保证主轴获得9级不同的转速,转动范围控制在0.13 r/min-1.26 r/min。

床头箱上应该有主轴连接到锁紧装置,当手柄向右扳时,主轴的转速减慢,保证锁紧装置的效果,当主轴锁紧杆伸出时,就可以将这个锁杆插入到主轴法兰盘中,从而保证主轴停止转动。这个时候,切削刀具开始旋转,切割工件,保证工件外部形成需要切割的复杂曲面。还可以控制车铣刀具与工件的偏差,切削工件形成多边形形状。

②加工螺距的设计主轴箱的运动经过输出轴传至箱外的挂轮箱,通过不同挂轮组的搭配将运动传至进给箱的输入轴,经进给箱变速后,由输出轴再把运动传至丝杠或光杠,进给箱上的手柄可按指示牌控制丝、光杠的转换,并按需要选择螺距或进给量。总共可实现32种螺距的调配,每种螺距都有其相应的挂轮组合标牌标出。

③旋风铣刀头的设计方案。旋风铣刀箱体安装在中拖板上,电机安装在铣刀头箱的箱盖上,通过皮带直接传动铣刀头主轴。采用变频器实现铣刀头主轴的无级变速,变速范围为400 r/min-800 r/min。铣刀头最多可装4把铣刀,实现刀具轮流加工,以减小刀具的负荷,延长刀具寿命。上述3种运动,即工件随主轴的旋转运动、溜板箱通过丝杠带动铣刀头箱纵向移动、铣刀头独立旋转运动的有机合成,可实现偏心螺旋面的加工。

车铣就是利用铣刀的旋转和工件的旋转合成运动实现对工件的切削加工,保证工件的形状、精度都满足使用要求,属于一种先进的切削加工方法。通过本次设计改进,实现了车削和铣削的完美结合,很好的满足了特殊加工的需要,生产实践证明采用该机床加工的特殊螺杆满足技术标准,具有良好的技术经济效果。

参考文献

[1]安虎平.用于加工特殊螺杆的车铣复合机床设计[J].机电产品开发与创新,2009.

[2]赵俊友.CX6112车铣复合机床设计方案的研究与探讨[J].机械研究与应用,2005.

[3]南朝子.车铣复合机床改造的探索[J].甘肃科技,2010.

数控机床复合化 篇3

中国的机床工业正在快速发展和提高, 机床工业的发展壮大得益于自动化新技术在机床工业中持续广泛的应用和推广, 在基础技术、设计及制造工艺、高端技术和新功能开发等方面都取得了长足的进步。数控系统是数控机床的核心, 是数控机床的大脑。更快更强的数控系统使得数控机床具备了更加强大的运算和处理能力, 能够完成更为复杂和精细的加工。

复合功能使数控机床显著提高了工件成品的生产速度, 现今的机械加工更趋向于高精度、多品种、小批量、低成本、短周期和复杂化的加工, 复合加工是数控机床的一个重要技术发展方向。复合加工的众多优势在自动化产品和技术在机床上将会得到更为广泛的应用。高速高精度并不仅仅是数控机床对工件的加工速度要高要快, 而是生产的产品精度更高, 还要求数控机床在工件加工的整个过程中都要高速运转、精确定位, 以减少工件在准备、加工、转运、收储等各个环节占用的时间, 综合提高工厂的生产效率, 降低生产成本。

复合功能使数控机床显著提高了工件成品的生产速度, 能够大大消除散列工序加工过程中的运输、装夹及等待时间, 使加工周期大大缩短并降低加工车间的在制品数量。工件在机床上只有一次装夹定位, 既减少了加工辅助时间, 又提高了工件的加工精度。显然, 复合加工机床对自动化产品的要求更高。复合功能的实现依赖于针对工件和刀具的实时检测与智能判断、数据运算、刀具管理及系统控制。高灵敏度的探针、高速处理芯片、体积更小、响应速度更快的传感器和执行器等自动化产品和技术在机床上将会得到更为广泛的应用。

数控机床复合化 篇4

关键词:激光干涉仪,数控机床,精度检测,误差补偿

引言

数控机床的加工精度由刀具与工件之间的相对位置决定, 影响因素多, 而机床的动态误差是最主要的影响因素。提高精度主要有两种方式。一是硬件方法, 即提高机床部件的加工和装配精度。此方法不仅受到加工机床精度等级的制约, 而且随着加工精度的提高, 加工成本呈指数增长, 效益不高。二是软件方法, 该方法通过使用激光干涉仪采集机床的定位精度, 在利用机床系统的误差补偿, 对机床定位和重复定位精度进行补偿, 从而达到提高机床精度的效果[1]。针对沈阳工业大学与石家庄纺织机械有限公司合作研发的GCMT2500复合式数控机床, 本文采用雷尼绍XL-80型号激光干涉仪对其进行定位精度和重复定位精度的检测, 并计算出补偿误差, 对机床运动精度进行补偿。

1 GCMT2500复合式数控机床

课题研究的大型六轴五联动GCMT2500复合式数控机床, 主要用来生产直径2.5m的大型螺旋锥齿轮, 机床包含X、Y、Z、A、B、C六个轴, 其中X、Y、Z是移动轴, A、B、C是旋转轴。X、Y轴由滚珠丝杠与光栅尺控制运动精度, Z轴由链条与光栅尺控制运动精度, A、B、C轴由力矩电机控制运动精度, 如图1所示。

该机床采用ITNC530海德汉数控系统, 可以补偿下列机械误差:反向间隙、线性误差、非线性误差、热膨胀、圆周运动的反向尖角、静摩擦[2]。误差主要有两项:一是链条的齿距误差和滚珠丝杠的螺距误差, 二是传动反向间隙误差[3]。海德汉ITNC530数控系统有相应的补偿系统。我们通过运用雷尼绍XL-80激光干涉仪来对各个轴进行测量, 然后计算出各轴误差, 然后输入到海德汉补偿系统里。

2 检测过程及注意事项

首先按说明书步骤将激光干涉仪安装好, 提前将激光头和补偿器XC-80预热, 大约半小时左右。然后, 打开软件RenishawLaser XL里的线性测长。

因为高精密机床必须在一个稳定的环境下进行加工, 温度湿度等必须恒定, 所以环境补偿器的一些参数设置给与一个定值, 这个定值与机床工作环境相符。环境参数设置上, 把自动改为手动, 自己输入一个加工现场的环境数值, 如图2所示。

干涉镜一定要安装在机床牢靠而固定的位置, 且靠近反射镜。否则, 环境因素的影响很大, 尤其是振动, 会造成测量值的不停跳动, 难以稳定采点[4], 且可以减少死程。

线性干涉镜和反射镜的定位, 要记住远端调角度, 近端调位移。首先按说明书将镜组安装好, 放在合理位置, 旋转激光光闸, 使激光输出直径小的光束如图3所示, 用光靶把反射镜堵上, 白点朝上。然后, 启动机床进行调整镜组位置和激光干涉仪的角度和位置。在靠近激光干涉仪的时候, 如果激光干涉仪射出的光线不在光靶上的光标中心, 就调整激光干涉仪的左右位置和上下高度位置。左右位置旋转激光干涉仪的平移旋钮, 上下位置就调整三脚架的高度旋钮, 让光点移动到光靶的光标中心。在远离激光干涉仪的时候, 光点在光靶上发生上下偏移, 就旋转激光干涉仪的俯仰旋钮调整激光干涉仪的俯仰角度, 左右偏移就调整激光干涉仪的扭摆旋钮, 使光点一直停留在光靶的光标中心。经过几次调整, 激光干涉仪发出的光点一直停留在光靶的光标中心。此时, 摘下反射镜的光靶, 运行机床观察经过反射镜反射回去的光线是否停留在激光干涉仪光闸的光标中心。如果没有在光标中心, 就按上面的方法继续调整, 直到光点停留在激光干涉仪光闸上的光闸中心。然后, 旋转激光干涉仪的光闸, 使激光输出直径大的光束, 观察激光干涉仪上面显示的接收信号是否稳定和达到要求。如果没达到信号要求, 再按上述方法微调, 直到信号稳定并且达到要求。

数据采集时间间隔的设定要小于机床在被测量位置的停留时间, 否则由于机床的不稳定性和激光干涉仪采集的精确性, 会导致数据采集不上, 最后将无法分析整个测量行程。

3 误差补偿方法及注意事项

国家标准GB/T17421.2—2000规定了通过测量机床的单独轴线来检验和评定数控机床的定位精度和重复定位精度的方法。

采集数据时要设置越程量。越程量设置为超出量的60%~70%。采集的精度可以调节, 如果读数跳动比较大, 采集不上数值, 可以把精度调大。测量重复定位时, 先让机床运行一圈, 看整体图像。如果是一条斜线, 测量间距可以大一些;如果有突跳, 就看突跳点的左右间距, 把测量间距调密一些。然后再测量两圈, 分析数据。定位精度和重复精度符合要求, 再测量五个循环;不符合就计算误差, 将数据输入到机床的位置补偿系统里, 重新测量。最后, 分析五圈的测量的数据。如果符合精度要求, 那么就按这个数据补偿不变;如果不符合精度, 就重复以上操作。

因为机床X轴的机床坐标原点在轨道中心部分, 比较特殊, 所以这里以X轴为例。X轴的行程为900- (-1100) 。每100距离设置一个采集点。一个来回一共42个点, 分别为900, 800, 700, 600, 500, 400, 300, 200, 100, 0, -100, -200, -300, -400, -500, -600, -700, -800, -900, -1000, -1100, -1100, -1000, -900, -800, -700, -600, -500, -400, -300, -200, -100, 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900。用激光干涉仪测量采集数据, 然后分析各点的误差值。设各点误差值分别为X1~X42, 则每个点的补偿值为:

除了零点不补偿, 其他的点都是把两次误差值相加除以二再减去零点的误差值来作为本次点的补偿值。将计算出来的补偿值填入海德汉数控系统里, 并且立即生效。首先在没有补偿的情况下进行一次测量, 测量结果如图4所示。

GCMT2500机床的定位精度要求, 如表1所示。

根据表1, 现在机床的X轴定位精度与重复定位精度不符合要求, 进行误差补偿, 然后再进行一次测量, 结果如图5所示。

根据软件分析的GB/T17421——2000分析曲线来查看重复与定位精度, 结果符合精度要求, 然后再进行五次循环进行检测分析, 发现结果也符合要求。

4 结束语

雷尼绍XL-80激光干涉仪是机床制造、维修行业经常使用的高精密设备之一, 主要用于机床精度检测与调整[5]。机床的精度是加工出一件合格产品的关键因素。目前, 用来评定机床性能的主要依据之一是机床轴线的定位精度和重复定位精度的大小[6]。通过运用介绍的方法, 可以大大提高激光干涉仪的测量精度和提高机床的定位精度和重复定位精度, 减小机床误差。

参考文献

[1]王堃, 孙程成, 钱锋, 等.基于激光干涉仪的数控机床定位精度检测与误差补偿方法[J].航空制造技术, 2010, (21) .

[2]海德汉技术手册[S].

[3]徐芳.大型五轴联动机床误差建模与补偿研究[D].南京:南京工业大学, 2013.

[4]曹利波.利用激光干涉仪对机床定位精度的快速检测[J].红外与激光工程, 2008, (37) .

[5]崔剑平, 王培林.浅谈雷尼绍XL-80激光干涉仪的对光[J].现代制造技术与装备, 2015, (4) .

数控机床复合化 篇5

日前, 全功能、高精度数控重型曲轴复合加工机床 (一拖二) 研制成功, 该机床由两套车刀架与一套旋风刀架复合组成一台完整的一拖二机床, 产品长57.6米、宽10.5米、高7米、重达580吨, 加工精度误差不超过0.02毫米 (只有人头发丝的1/4) , 一次装卡即可完成大型船用低速柴油机组合曲轴的主轴颈、法兰和曲拐颈的半精加工和精加工, 是国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”的课题, 由齐重数控装备股份有限公司承担并研制成功。

该专项课题重点攻克了“分体开合式数控旋风切削刀架”这一关键技术。解决了U轴精密回转运动, 径向、纵向支撑, 超大、超薄型精密分体旋风刀盘的加工制造及新工艺和新材料等技术难题, 使我国掌握了重型船用曲轴加工机床制造技术, 摆脱了之前大型船用曲轴严重依赖进口的局面, 满足了国家重点发展的大型船舶柴油机核心部件曲轴的精加工设备需求, 带动了造船业、港口运输、钢铁等相关行业的持续发展, 使我国成为世界上继德国、日本之后第三个能够自主设计、自主制造曲轴加工设备的国家。

数控车床复合循环指令的起点设置 篇6

随着数控机床的快速发展,越来越多的数控机床投入使用,使制造业的加工效率有了很大的提高。只有提高数控机床的效率,才能充分发挥数控机床的价值。在数控车床的实际操作过程中发现,复合循环指令G71和G72循环起点的设置,必须进行简单的计算,否则将导致过多的空走刀,浪费了时间,降低了生产效率。运用复合循环指令G73时,后退量的设置也有一定的难度。本文逐一加以分析说明。

2 外圆粗车复合循环指令G71的参数设定分析

例:试用外圆粗车复合循环指令G71编写零件的粗加工程序[1]。

解:确定有关参数:△d=2,e=1,直径精车余量△u=2,端面余量△w=2,加工程序如下:

程序:

循环起点的X坐标值是142mm,Z坐标值为2mm,如此设置是将循环起点远离工件,设置了一个安全的距离,在执行N30 G00 X142 Z2时避免刀具撞到工件。

运行该程序时,执行到N30 G00 X142 Z2,车刀运动至循环起点A,然后后退外圆精加工余量Δu(2mm)、端面精加工余量Δw(2mm)至点C(X144 Z4)。从点C开始,就将进行分层切削,直至外圆留精加工余量Δu,端面留有余量Δw结束。由设定的每刀切削深度2mm可知,刀具将在X140的位置处进行第一刀的加工。而毛坯的尺寸为140,所以此次的加工是空走刀,没有去掉加工余量。这将浪费大量的时间,不利于生产效率的提高。所以,将循环起点设置于(X142 Z2)不合适。那么,应如何设置循环起点呢?

先分析一下粗加工阶段的主要特点:加工精度要求和表面质量要求低,毛坯余量大且不均匀。所以粗车的主要目的是,在保证刀具耐用度一定的前提下,尽可能提高单位时间内的金属切除量,即尽可能提高生产效率。仅从提高生产效率看,切削用量三要素ap、f、vc中任一要素提高一倍,机床切削效率都能提高一倍,但对刀具耐用度的影响却大不相同的。三要素中对刀具耐用度影响最大的是vc,其次是f,最小的是ap。因此,制定切削用量时不能仅仅单一地考虑生产效率,还要兼顾到刀具耐用度。因此,粗加工阶段切削用量应根据其对刀具耐用度的影响大小,首先选取尽可能大的切削深度ap,其次选取尽可能大的进给量f,最后按照刀具耐用度的限制确定合理的切削速度vc。

由以上分析可知,选择恰当的切削深度ap是很重要的。另外,毛坯的尺寸是不均匀的,标称140的毛坯,也会存在直径大于140mm的地方,若应用上面的程序加工,刀具进行的是断续加工,对刀具的寿命将产生较大的影响。所以确定第一刀的切削深度尤为重要,由上面的分析可以得出:

在程序O0010中就是:140=142+2-2×2

第一刀的切削深度ap1一般需将工件的硬皮切掉,所以不一定会与指令中的切削深度U2相等。可以知道,走第一刀时X的坐标值为:

我们假定第一刀的切削深度为2mm,其它的参数不变,由式(2)得到第一刀的X坐标值为136mm,带入式(1)可以得出循环起点的X坐标值为138mm。

现在需要分析的问题是,如果将循环起点的X坐标值变为138mm,会不会产生不良的后果。由轴类零件的加工工艺可知,端面是重要的尺寸基准,加工过程中要先平端面,因此在如图1所示的工件加工过程是在端面加工之后进行的。该端面的Z坐标为0,执行N30 G00 X138Z2时,由于Z向的安全距离2mm,刀具不会撞到工件,不存在安全隐患。

整理式(1)和式(2)可以得出循环起点的X坐标数值计算式:

3 端面粗车复合循环指令G72的参数设定分析

例:如图2所示,试用端面复合循环指令G72编写零件的加工程序,并精车至符合尺寸。

程序:

执行N30 G00 X170 Z10后刀具定位到循环起点A,然后X方向后退2mm(X方向的精加工余量),Z向后退2mm(Z向精加工余量)到达点C(X172 Z12)。执行G72后,在Z为8处进行第一刀的加工,只有工件的端面加工余量≥8,第一刀将能切到。所以,该循环起点A的坐标不能任意给定。仿照指令G71的分析过程,可以得到以下公式:

在程序O0012中就是:8=10+2-4

第一刀的切削深度ap1一般要将工件的硬皮切掉,所以不会一定与指令中的切削深度w2相等。可以知道,走第一刀时Z的坐标值为:

如果我们设定第一刀的切削深度为4mm,毛坯端面的坐标是12mm,也就是第一刀的Z坐标值为8mm,其它参数不变,计算可得循环起点的Z坐标值为10mm。执行N30 G00 X170 Z10时,由于X方向的安全距离,不会有安全隐患。

由式(4)和式(5)可以得出循环起点的Z坐标数值计算公式:

4 仿形切削复合循环指令G73的参数设定分析

当工件毛坯为锻件或铸件时,可以使用G73指令。执行G73时,每一刀加工路线的轨迹形状是相同的,只是运行的位置不同。每走完一刀,就把加工轨迹向工件方向移动一个位置,这样就可以将锻件待加工表面上分布较均匀的加工余量分层切去。粗车铸件锻件时,因工件表面有硬皮,如切深很小,刀尖反而容易被硬皮碰坏或磨损,因此,第一刀切深应大于硬皮厚度,如图3所示。要做到这一点,必须将退刀量的实质弄清楚。

例:按图4所示尺寸编写仿形切削循环加工程序[2]。

程序:

由N40 G73 U14W14 R5;N50 G73 P60 Q120 U4 W2F0.3可知粗加工是分五刀进行的。

那么退刀量的实质是什么,与加工余量又有何关系?由机床的实际运行可知,执行N30 G002 X220 Z40后到达循环起点A,然后在X方向后退4mm(X方向的精加工余量,直径值)和X向退刀距离14mm(半径值),Z向后退2mm(Z向精加工余量)和Z向退刀距离14mm到达点D,D点的坐标是(X252 Z56)。实践记录图中点的坐标分别是1(X112 Z18),2(X105 Z14.5),3(X98 Z11),4(X91Z7.5),5(X84 Z4)。以直径80mm处为例说明问题,X向上第一刀的X112减掉最后一刀的X84mm是28mm,即X向退刀距离14mm(半径值)的2倍,就是退刀量的直径值。Z向上的第一刀的Z18mm减掉最后一刀的Z4mm是14mm,就是Z向退刀距离14mm。所以退刀量是第一刀之后留给剩下4(R5-1)刀的总余量。粗加工的余量一定是大于此数值的,否则第一刀的加工将是空走刀。所以退刀量的数值应是粗加工余量的一部分,而第一刀只要是符合去掉硬皮,且满足机床的正常功率即可。

即:粗加工余量=退刀量+第一刀的加工余量

举例来说,如果某处直径的粗加工余量是16mm(半径值),第一刀的加工余量是4mm,剩下的12mm需要4次去除的话,则总循环次数是5,退刀量就是12。Z向的情况相同。

5 结语

运用复合循环指令编写程序的过程中,必须从参数的实际意义出发,深刻理解其具体的运行过程,才能编写出实用的程序,避免空走刀。具体到G71和G72,就需考虑到给第一刀留有合理的切削深度。第一刀的行程在分层加工中是最长的,如果此层是空走刀,对加工效率的影响是很大的,也就失去了运用复合循环指令编写程序的意义。对G73来说,只要理解了退刀量与第一刀加工余量之和才是粗加工余量,就能够做到编写的程序无空走刀现象了。

摘要:运用复合循环指令进行编程可以起到简化的作用,正确设定其加工参数非常重要,只有设定恰当的参数才能有高的生产效率。文中从循环指令的运行中寻找其参数的实质,得到参数的设定公式,可用于指导生产实践。

关键词:G71,G72,G73,循环起点,设置

参考文献

[1]耿国卿.数控车床编程与应用[M].北京:化学工业出版社,2007:91-93.

数控机床复合化 篇7

传统的气动离合压力机是通过由交流异步电机、皮带、飞轮、齿轮组成的传动系统,驱动曲轴连杆机构,带动滑块,实现滑块的上下往复运动(图1)。依靠飞轮蓄能,通过控制离合器制动器的启停控制滑块运行。压力机在整个工作周期内进行工艺操作(做功)时间较短,即有负荷的工作时间较短,整个行程大部分时间为无负荷的空行程。

这种类型的压力机最大的不足之处在于滑块的运行模式单一,工作特性固定,无法调节。随着金属板材加工设备应用范围的不断扩展,对压力机要求能提供越来越复杂的加工工艺和越来越高的加工精度,使压力机能够满足于复杂形状零件的成形加工、复合成形加工、高精度成形加工,这就迫切需要压力机主机生产企业开发出智能化、柔性化、高精度、高安全性的新一代数控塑性加工母机。随着电子、计算机、伺服控制技术的不断发展,用交流伺服电机直接作为压力机的动力源和执行机构,将电机的旋转运动转变为滑块的直线运动,代表着现代压力机的发展趋势。在进入21世纪以来,欧、日等发达国家对其进行了深入研究,如日本的AIDA、KOMATSU (小松)、AMINO、ENOMOTO、AMADA、FUJI,德国的SCHULER等等。近年来,国内不少压力机生产厂家也进行了技术研究及产品开发,但鲜有商品化产品问世。江苏扬力集团在2010年南京数控机床展上展出了一台SDP-110节能数控复合型伺服压力机,机器采用的伺服电机、控制系统全部采用国际知名品牌产品,并运用先进的三维软件对机身、传动等作了有限元分析设计。通过国际化合作及产学研相结合的开发途径,实现了全数控柔性伺服压力机的研发。

2 伺服压力机的结构及特点

2.1 高刚度机身的设计

从图2中可以看出,最大变形出在前后轴承支撑孔的上部以及工作台承载面的后半部分,最大位移量为0.196mm;还可以看出应力集中主要在机身前支撑角落处、左右两侧送料窗口的圆角处、工作台板下支撑板的过渡圆角处和前后轴承孔上、下端,其中最大应力为76.1 MPa。

2.2 复合式增扭传动机构的应用

因摒弃传统压力机的飞轮、离合器装置,以大扭矩伺服电机为动力源,采用曲柄连杆结构+一级齿轮减速机构+行星齿轮减速结构组成的复合式增扭传动机构,将电机的旋转运动转变为滑块的直线运动;利用该复合式传动机构,将此轮轴端扭矩扩大4倍左右,较大程度地减小对动力源扭矩的要求,从而实现小功率交流伺服带动大吨位压力机的加工工作。

2.3 节能、环保符合低碳经济的设计理念

伺服压力机省去飞轮,节省飞轮空运行的能量耗损及离合器摩擦耗能;省去离合器、安全双联电磁阀等执行机构,滑块的起动/停止时不发生摩擦冲击及振动,大幅度降低机床故障率;动力源来自高性能大扭矩伺服电机,通过最优化控制及伺服参数整定,较普通交流电机有效功率高;压力机制动时利用能源再生系统,通过动态制动单元和电源转换单元,将拖动系统的动能反馈到直流母线电路中,并与伺服放大器的母线连接,从而提供持续的制动转矩输出,起到电源再生的作用;用户根据冲压工艺的不同可以选择各种合适的动作模式,如“拉伸”、“保压”、“钟摆”等模式,提高了工作效率。

由于伺服压力机去除了离合制动装置,在运行制动时没有了操作噪声,同时因不同冲压工艺对应不同动作模式,通过对滑块运行曲线的特性优化,大大降低了冲压噪声和机床本身的振动,较大程度地改善了现场工作环境。

2.4 开放性专用数控系统的开发及应用

利用系统的开放性,进行二次开发,开发出伺服压力机专用控制系统,该系统具有很高的柔性,系统内置有9种常用的冲压曲线,方便客户调用。能够在人机界面通过几个参数的设置,针对不同冲压工艺,调制出最优化的滑块运行轨迹和冲压曲线。针对高级用户设有高级手动编程模式,可任意分段设定凸轮曲线,任意规划滑块运行轨迹,以满足其特定冲压工艺的要求。系统设有模具库功能,能够存储100套模具参数,可根据对应的模具号自动调整凸轮曲线、机床参数等,极大地缩短了运行准备时间。能够根据机床的实际运行状况动态显示运行曲线,并存储其运行曲线,方便用户进行曲线和轨迹优化并可重复调用。

3伺服压力机关键技术及其应用

3.1 复合式增扭传动系统的设计及伺服电机功率计算与选型

传动系统是压力机的核心,它直接影响机床的工作效率、能量利用率、冲压精度和稳定性等。本项目将借助于曲柄连杆机构+一级齿轮减速机构+行星齿轮减速机构,进行复合式增扭传动系统的研究和开发。解决好冲压速度与功率消耗的矛盾、工作行程与结构尺寸的矛盾,降低冲压过程的能量消耗,提高冲压精度和冲压稳定性,实现以较低功率的伺服电机完成较大吨位压力机的冲压加工,减轻压力机工作时对电网的冲击影响。

伺服电机功率计算及选型是整个伺服压力机设计开发的关键和基础。根据设定的压力机主参数,通过对“一个工作循环压力机功率消耗”、“压力机作用最大扭矩”、“压力机连续有效最大负载力矩”、“电机最高转速”等参数的计算从而确定伺服电机选型:

(1)“一个工作循环压力机功率消耗”为:

A=A1+A2+A3+A4+A5+A6

式中:A1——工件变形功;

A2——用拉延垫工作时,消耗于压边所需的能量;

A3——工作行程中由于曲柄滑块机构的摩擦所消耗的能量;

A4——工作行程中压力机各受力零件弹性变形所消耗的能量;

A5——工作行程时中间传动环节的摩擦所消耗的能量;

A6——滑块空程向下和空程向上时所消耗的能量。

(2)“压力机作用最大扭矩”,其中作用于曲轴上的最大扭矩Mq为:

式中:Ml——曲轴负载转矩;

Mm——曲轴摩擦转矩。

作用于齿轮轴上的最大转矩Mc为:

式中:i1——第1级齿轮传动比。

(3)“压力机连续有效最大负载力矩”Trms为:

(4)“电机最高转速”

nmax=压力机最高行程次数×系统传动比

3.2 伺服压力机控制系统的开发

伺服压力机控制系统是伺服压力机开发的核心,伺服压力机需根据不同的冲压材料和工艺参数实现不同的加工工艺,市场上所提供的通用数控系统一般难以满足其特殊的控制功能要求,这就要求利用开放型通用数控系统所提供的二次开发功能,进行系统扩展,包括用户界面、程序通信、PLC、不同工艺压力曲线等控制功能。运用高性能运动控制器Stand-Alone (内含PLC模块)通过伺服网络SSC-NETIII连接伺服的转换和驱动单元,通过最新专用伺服设计软件及运动控制器专用设计软件进行二次开发编程,运动控制器通过扩展电缆与扩展基本进行连接,并与人机界面进行通讯连接。通过绝对值型编码器和高性能直线位移传感器对压力机滑块位移量进行实时检测和数据采集,从而实现整个主控制系统的闭环控制。装模高度的调整采用变频器+反馈传感器进行闭环控制,通过人机界面进行调整,可在人机界面上进行自由设定,并寄存多达100种模具高度调整,节约换模时间,提高工作效率,并实现了模高自动调整的视觉化效果。

3.3 实时监控信号的采集、处理与反馈控制

压力机安全可靠的工作是压力机设计的前提,需要借助于不同类型的传感元件和数控系统I/O接口,开发研制伺服压力机实时监控系统,实时采集和监控机床的工作状态,并对所采集信息及时进行处理,通过高性能人机界面HIM直观地向操作者以线图或动画形式显示机床各个工作参数和状态,对可能发生的机床故障事先予以报警,避免重大事故的发生,提高机床作业过程的安全性。

3.4 关键制造工艺及其装备

伺服压力机是一种高精度的加工设备,产品的精度将执行日本JIS标准,其关键零件的精度要高于通用的机械压力机,必须进行制造工艺优化设计和设计必要的工装、添置关键的加工机床,制定合理的工艺路线,对床身、滑块、肘杆等机械部件关键工艺组织攻关,既要保证制造精度,又要降低制造成本。

4 伺服压力机的应用场合

伺服压力机广泛适用于零件成形加工、拉深、冲孔、折弯、压印、精冲等工艺,以其高效、高精度、智能化、柔性化、高安全性开辟了一条新型加工母机的道路。典型应用有如下几种。

(1)冲孔(图3)

工件冲孔表面光滑,不会出现毛刺等现象,无需二次加工。

(2)成形(图4)

压制成形工件其公差较普通压力机压制成形工件小很多,工件加工质量明显提升,成形缺陷大幅度降低,模具寿命长,生产效率高。

(3)冲压+折弯(图5)

工件成形质量及表面质量好,模具使用寿命加长,低速成形折弯冲孔时,机床噪声低。

(4)挤压成形(图6)

模具使用寿命长,产品精度稳定性高,可以进行深拉深作业。

5 结束语

伺服压力机以其简洁的传动结构,高精度的运动部件,高刚度的机身,高智能化、柔性化的控制系统,节能环保的设计理念,在复合成形加工、高精度成形加工、精冲、顺送加工等领域得到广泛应用。我公司通过几年的研究,已完全攻关了系统的二次开发,完善了能源管理单元的应用、滑块位移检测及反馈闭环控制、复合式增扭传动系统等等关键技术,符合绿色节能环保的理念要求,对新材料新技术应用和推广提供了必要的技术保障。在国内主流厂家对大功率、低速大扭矩交流伺服电机的深入研究和开发应用环境下,对成本进行了有效控制。这为伺服压力机大规模推向市场奠定了基础。

摘要:交流伺服压力机代表着现代压力机的发展方向,其简单的传动机构、高精度高刚度的机身、柔性化的控制系统、节能环保的设计理念,将在复杂成形加工、冲裁、拉深、压印、精冲等加工工艺范围体现出较大的优越性。本文介绍了伺服压力机的特点、关键技术及其应用场合,并讨论了交流伺服压力机的发展方向。

关键词:机械制造,交流伺服压力机,性能特点,应用

参考文献

[1]何德誉.曲柄压力机(修订版).北京:机械工业出版社,1981.

[2]孙友松,周先辉,等.交流伺服压力机及其关键技术.锻压技术, 2008,(4).

[3]苏敏,王隆太.几种伺服压力机传动结构方案的分析和比较.锻压装备与制造技术,2008,43(5):35-38.

[4]赵婷婷,贾明全.开关磁阻调速式数控螺旋压力机.锻压技术, 2007.

[5]孙友松,周先辉,等.交流伺服压力机及其应用.机械工人,2008.

数控机床复合化 篇8

1 多通道数控系统

多通道数控系统当中具有多个运动以及PLC控制器,该系统的主轴可以在同一时间运动,一起完成一项任务。多个主轴的同时运动使得在工作的时候会存在争夺公共轴、工序以及时序的问题,所以,多通道数控系统在工作的时候需要对通道的重叠、并行、交换以及同步等问题进行协调。

通道指的是对零件程序的自动运行进行控制的最小单元。从功能的角度上讲,每个最小单元都可视作一个单通道的能独立运行NC程序的数控系统。多通道系统当中的每个通道是可以进行信息交流的,系统会分配给每个通道一个独立的XYZ轴以及几何轴。

从机械结构的角度上将,数控机床存在局限性,所以为全部的通道配置足够的机床轴是不现实的,因此,工作人员就需要考虑如何对公共资源进行分配的问题。由于系统中的通道之间存在这相互协作的关系,故各个通道之间是相互制约的,这就需要为系统为通告提供协调等待的性能。具体示意图见图1。

上面叙述的多通道数控系统的这些特性,不仅仅为系统节省了资源,还减少了系统完成一项工作所需要的时间,提高了数控产品的精确程度。

2 基于复合加工的数控系统多轴多通道控制技术

就目前的形式而言,基于复合加工的数控系统多轴多通道控制技术已经成为当今数控行业发展的主要趋势,基于复合加工的数控系统多轴多通道控制技术是通过多通道多方式组的并发控制实现的。多轴多通道技术是指一项工序通过多个通道一起完成的过程,如果加工工序是不同的就需要多通道多轴进行复合加工。

2.1 复合加工的主要形式

复合加工主要有一下几种形式:第一,复合加工一个加工元件;第二,复合加工多个加工元件。

为在数控系统当中实现复合加工,需要对数控加工过程进行建模处理,通过上面叙述的两种复合加工方式,提出了复合加工集合的概念;复合加工集合不但可以并行进行,还可以独立进行。

2.2 数控系统当中的多通道协作控制的基本原理

数控系统需要各个通道之间可以独立的协同的完成所需要加工的工序,在多数通道同时工作的时候,需要确定哪个通道何时工作、何时等待等问题,因此,工作人员需要设置一个高效的、可行的通道之间的信息传递以及协作同步机制。

协作控制指的是在通过工作的时候有相应的约束条件,当某个通道工作到某个点的时候,需要等待其他某一通道完成相应的工序之后,才能占用资源继续工作。而同步控制指的是通道以及轴的同步,在不同的通道以及轴工作的时候存在时间差的时候,是需要通过信号传递机制实现多通道的同步控制。就图1而言,通道一的优先级别较高,也就是说通道一需要先独立的完成部分NC程序,在通道一的NC程序运行到一定点的时候,等待通道二开启并运行,通道一处于等待状态。

各个通道之间的信息传递是通过信号量的传递实现的,多通道数控系统当中的通道的地位是平等的,而各个通道是独立的实现自己的NC程序的。

通道之间在进行信号量传递的时候,信号量可以从一个通道直接传递到另外一个通道之中的,但是信号的转发以及信号的收集需要通过第三方来完成,这就不得不提通过管理器这个概念。

通道管理器的主要作用是对信号量进行收集以及发射,通常情况下,通道管理器包含信号发送缓冲区以及信号收集缓冲区这两个内存区域。在多个通道之间需要同步运行的时候,这就需要实现信号量的传递,每个通道都需要和通道管理器进行沟通,这时通道会向通道管理器发送一个等待信号,在所有需要同步运行的通道都向通道控制器发送了等待信号之后,通道管理器就会给所有需要同步运行发送同步信号。具体运行过程见图2。

2.2.1 数控系统当中的公共轴分配问题

因为数控系统会收到一定机械特性的限制,数控机床当中的轴的数量是一定的,这就表明在加工元件的时候,通多会对公共轴进行争夺。数控系统当中的公共资源的交换以及状态是通过通道管理器进行统一管理的。

基于先前学者的研究,本文提出了一种以信号量机制为基础的公共轴交换策略。公共轴有三种,分别是中性轴、PLC轴以及通道轴,这三种公共轴所处的状态分别是空闲状态、PLC控制状态与通道控制状态,不管在何种操作模式下,通道的状态都为终止状态、初始状态、中断状态、初始状态以及运行状态等的一种。在通多获取了公共轴运行加工工序的时候,这个通道就会被标记为激活状态,在通道完成工序的运行的时候,通道就会被标记为中断状态。

2.2.2 多通道之间的并行控制

先前的单通道的数控系统的NC程序的运行方式是串行方式,用户在输入了G代码之后,计算机会解释和解析数字控制单元,同时会对插补方式、刀位点以及刀具补偿等进行深入的分析,直到加工工序完成,所以说,先前的单通道数控系统并没有就通道提出建议。但是,当前的多通道数控系统的NC程序运行方式是并行的,用户需要对G代码文件进行输入,并对每个通道需要执行的NC程序进行分配。

图3当中的每个通道当中都配备一个插补器,由于每个通道的NC程序都是需要进行独立插补的。从多通道数控系统整个加工流程的角度上讲,在某一时间段,先前的单通道数控控制系统只可以实现对一个加工元件的NC程序的加工,执行程序的过程是串行执行的,这样不仅不能确保程序的加工精度,还损耗了大量的时间。多通道数控系统可看成多个单通道数控系统在同一个数控机床同时对多个或者一个加工元件的NC程序进行加工的过程。从OS的角度上讲,数控系统可以被认作为一个进程,那么多通道数控系统就可以被认为是一个线程,多通道控制功能可以实现对不同数控机床或者同一数控机床的多个部件或者不同设备的运行进行控制,对它们的控制不仅仅可以独立运行、还可以互相协调实现。

多通道数控系统的并行控制技术能保证在多个NC程序在同一时间执行,另外,还可以保证正在执行的NC程序之间的信号处在交互和传递的状态。多通道控制系统当中的控制关系包含任务组、通道组以及机床组三种。

3 总结

在满足复合加工工艺的相关规定之下,本文希望能设计出一台装置确保多个任务的执行方式是并发式的。多通道控制功能可以实现对不同数控机床或者同一数控机床的多个部件或者不同设备的运行进行控制,对它们的控制不仅仅可以独立运行、还可以互相协调实现。

参考文献

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[2]唐堂,王品,郑飂默,韩文业.面向复合加工的多方式组多通道控制技术的研究[J].组合机床与自动化加工技术,2014(08):56-58.

[3]陈吉红,李斌,朱志红,彭芳瑜,叶伯生.由汉诺威EMO2005看数控系统的发展趋势及思考[J].世界制造技术与装备市场,2006(01):96-103+110.

[4]韩旭,黄艳,于东.基于混杂系统的多通道运动控制功能研究[J].组合机床与自动化加工技术,2010(06):32-36.

[5]吴卫东,周会成,周向东.一种面向多任务多通道的数控系统软件设计[J].组合机床与自动化加工技术,2010(10):37-40.

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