第一章节数控机床概论幻灯片.pptVIP

它共包括办公室自动化（OA：Office Automated）和柔性加工系统FMS两大部分。其中办公室自动化OA又包括工程设计和经营管理两大子系统，它由MIS系统、产品开发CAE、市场信息MKT、CAD、MRP、CAM以及它们各自的数据库组成。而柔性加工系统FMS由上述各系统集成得到的生产过程信息来控制。毛坯从自动立体仓库的输送机输出，经机器人或搬运车自动搬到加工机床，经CNC加工后，再由机器人或搬运车自动搬运到自动装配线由机器人装配，最后经CAT自动测试检验后输出合格的产品。对于CIMS可以说至今还没有一个统一的定义，目前的理解和提法也比较混乱，但有两个大家一致公认的结论： 1）在功能上，CIMS包含了一个工厂的全部生产经营活动，即从市场预测、产品设计、加工制造、管理到售后服务的全部活动。CIMS比传统的工厂自动化的范围大得多，是一个复杂的大系统。 2）CIMS模式的自动化不是工厂各个环节的计算机化或自动化（有人称自动化孤岛）的简单叠加，而是有机的集成，并且这里的集成不仅仅是物质、设备的集成，而更主要的是体现在以信息集成为特征的技术集成，以至于人的集成。 从机械制造自动化发展的CNC→FMS→CIMS这“三部曲”来看，计算机技术起着主导作用，贯串于三者，并且这三者是一脉相承的，后者建立在前者的基础上，而不是摈弃了前者才进入后者，没有前者成熟的技术基础绝不可能进入后者。而且不管是FMS或CIMS，其中都需要更多的CNC。所以要实现机械加工自动化，计算机数控化是关键的基础一步，并且也是必经之路。所以提高机械加工机床的数控化率，越来越显得其重要性和必要性。尽管对于我国来讲，FMS和CIMS应用的普及和推广目前尚早，但数控机床的应用越来越普及。目前在我国机械制造行业中，不光一些大型企业已较成熟地使用了数控机床，一些乡镇企业和中小型企业也正在较多地采用数控技术，来改善其生产加工方式，以提高企业产品的竟争能力。可以想象，随着我们跨入二十一世纪，企业对其相应技术人才的需求也必将越来越高。 随着科学技术的发展，世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了 更高的要求，超高速切削、超精密加工等技术的应用，对数控机床的数控系统、伺服性能、主轴驱动、机床结构等提出了更高的性能指标。随着FMS的迅速发展和CIMS的不断成熟，又将对数控机床的可靠性、通信功能、人工智能和自适应控制等技术提出了更高的要求。随着微电子计算机技术的发展，数控系统性能日臻完善，数控技术应用领域日益扩大。当今数控机床正在不断采用必威体育精装版技术成就，朝着高速度化、高精度化、多功能化、智能化、系统化与高可靠性等方向发展。 (一) 高速度、高精度化 速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品的质量，特别是在超高速切削、超精密加工技术的实施中，它对机床各坐标轴位移速度和定位精度提出了更高的要求，另外这两项技术指标又是互相制约的，也就是说要求位移速度越高，定位精度就越难提高。现代数控机床配备了高性能的数控系统及伺服系统，其位移分辨率和进给速度已可达到1μｍ（100～240m/min），0.1μｍ（24m/min），0.01μｍ（400～800mm/min）。为实现更高速度更高精度的指标，目前主要在下述几方面采取措施和进行研究。 (1) 对于数控系统 采用位数、频率更高的微处理器，以提高系统的基本运算速度。目前已由8位CPU过渡到16位和32位CPU，并向64位CPU发展，频率已由原来的5MHz提高到16 MHz、20 MHz和32 MHz。同时也采用了超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度，对于插补运算器若采用大规模集成专用芯片的硬件插补方式，其插补速度要比软件插补快得多，如日本FANUC公司即采用DDA专用插补集成芯片。 (2) 对于伺服驱动系统 虽然当今必威体育精装版的数字式交流伺服系统，在定位精度、进给速度等伺服性能比以往的模拟式直流伺服系统有了极大的改进提高。但随着超高速切削、超精密加工等先进制造加工工艺的提出（要求机床工作台速度达60～100m/min甚至更高），使得在“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的这种传统机械进给机构中已无法实现。为此采用直线电 动机直接驱动机床工作台的这种“零传动”直线伺服进给方式，已在世界先进机床行业中开始被得到重视和应用，它将极大地提高机床直线进给的各项伺服性能指标，特别是高速度和动态响应特性是以往任何伺服机构无法比较的，该方面的有关内容将在第二章第二节中进一步介绍。 (3) 前馈控制技术 过去的伺服系统是将位置指令值与所检测到的实际值比较，所得的差乘以位置环的增益G，其积再作为速度指令去控制电动机。由于这种控制方式总是存在着位置