毕业论文-浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展.doc

浙江工业职业技术学院毕业论文（2015届）浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展学生姓名 学 号 院 系 机械工程分院 专 业 数控技术 指导教师 完成日期 2015年 5月 浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展摘要 数控技术是采用数字控制的方法对某一个工作过程进行控制的一种当今先进制造技术和装备最核心的先进技术。面对多品种小批量生产比重的加大，产品交货质量和成本要求的提高，要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界元素的适应能力以及产品适应市场的变化能力，就需要我们能利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应用干机械制造行业。将机械设备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新的水平。从而满足现代市场的竞争需求。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势和发展前景来看，数控系统正向电气化、电子化、高速化、精密化等方面护送苏发展。关键词 机械制造 数控技术 数控技术应用与发展目录引言3第一章 数控技术的概论41.1 数控技术的简介41.2 数控技术的特点41.3 数控机床的组成.51.4数控机床的工作原理6第二章 数控技术在机械加工中的应用82.1数控技术在汽车工业的应用82.2数控技术在煤矿方面的应用92.3数控技术在船舶方面的应用112.4数控技术在机床上的应用112.5 数控技术在木材方面的应用122.6 数控技术在航空和宇航工业应用.13第三章 数控技术的发展与趋势143.1当代数控技术的发展方向143.2当代数控技术的发展条件.163.2.1体系结构向开放式发展. .163.2.2 CNC的通讯、网络功能不断扩大173.2.3数字式交流伺服成为主流183.2.4数控技术的硬件技术发展迅速193.2.5现场总线技术开始广泛使用203.2.6 PLC功能继续增强213.2.7数控系统开发环境越来越友好213.2.8数控相关技术和社会服务体系正在逐步完善223.2.9实时操作系统进入CNC23结论 25致谢 26参考文献273 引言 数控技术是现今社会的一门非常热门的技术，数控技术已运用到各行各业，涉及范围非常广。随着经济的发展和科技的进步，机械制造生直接影响着国家工生的发展和综合国力的提高。数控技术是机械制造自动化的关犍，要增强机械制造业的发展壮大，以适应飞速发展的现代化经济环境和市场的广大需求;数控技术是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，它能够满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。因此，以数控为核心的机械设备的应用已经成为衡量一个国家技术水平的重要标准。数控技术的应用也是我国通向工业经济大国的途径之一。当前，数控技术迎来了由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式的变革。这种开放式体系结构的计算机数控系统的发展，使传统的计算机数控系统面临了巨大的市场挑战。第一章 数控技术的概论1.1 数控技术的简介 数控技术，简称数控（Numerical Control）。它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控(NC)机床。数控系统包括：数控装置、可编程控制器、主轴驱动器及进给装置等部分。它是集传统的机械制造技术，计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、光机电技术于一体的现代制造业基础技术，具有高精度，高效率、柔性自动化等特点。目前它是采用计算机控制，预先编程然后利用控制程序实现对设备的控制功能。由于计算机软件的辅助功能替代早期使用纯硬件电路组成的数控装置，使得输入数据的存储、处理、判断、运算等功能均由现场可编辑的软件来完成，这样极大的增强了机械制造的灵活性，提高设备的工作效率。1.2数控技术的特点 (1)能方便地改变加工工艺参数，因而利于换批加工和新产品的研制，这种应用有利于批量加工且方便研制各种新型零件以满足工业需要。 (2)能高质量的完成普通机床难以完成的复杂零件和零件曲面形状的加工，能够高质量自动化完成制造出满足需要的各种“奇形怪状”的零件。 (3)可实现一次装夹工件完成多道工序的加工，从而能确保加工精度和减少辅助时间。（4）数控技术大大有利于实现计算机辅助制造。 (5)采用模块化的标准工具，既减少了换刀和安装时间，又提高了工具标准化的程度和工具的管理水平。当然，随着微处理器的发展以及现代SOPC技术的发展，无论从机械加工的生产技术发展还是从机械设备的维修检测以及集成程度的层次上，都势必有极大程度的提高。而我国现代数控技术的发展尚处于对国外产品的模仿阶段，缺乏技术创新。这不仅是对引进技术的消化不够，更重要的在于我们缺乏完善的技术创新环境和应有的创新机制。另外我们产品的可靠性和稳定性不高，网络化程度也不够，目前主要用于NC程序传送，串口通讯技术，其集成化、远程故障排除、网络化水平有限。所以，我们在数控技术的研究和应用上还有很长一段路要走，我们翘首以待中国的DNC(数字制造)技术能早日到来。1.3数控机床的组成数控机床主要有三大部分组成机床主体、数控装置、伺服机构。数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CN C单元）伺服单元、驱动装置（或称执行机构）及电气控制装置、辅助装置、机床本体、测量反馈装置等组成。机床主 进运 给动 传机 动构 机构操作台PLC主轴伺服主轴驱动装置数 控装 置输入/输出 设备进给伺服单元进给驱动装置 1.4数控机床的工作原理 除机床本体之外的部分统称为计算机数控（CNC）系统。首先根据零件图制定工艺方案，采用手工或计算机进行零件程序的编制，并把编好的零件程序存放于某种控制介质中。然后经相应的输入装置把存放在该介质上的零件程序输入至CNC装置。CNC装置根据输入的零件程序和操作指令进行相应的处理，输入位置控制指令到进给伺服驱动系统以实现刀具和工件的相对移动，输出速度控制指令到主轴伺服驱动系统以实现切削，输出M、S、T指令到PLC以实现顺序动作的开关量I/Q控制，从而加工出图纸要求的零件数控机床加工零件时，首先必须将工件的几何数据和工艺数据等加工信息按规定的代码和格式编制成零件的数控加工程序，这是数控机床的工作指令。将加工程序用适当的方法输入到数控系统，数控系统对输入的加工程序进行数据处理，输出各种信息和指令，控制机床主运动的变速、起停、进给的方向、速度和位移量，以及其他如刀具选择交换、工件的夹紧松开、冷却润滑的开关等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作。数控机床的运行处于不断地计算、输出、反馈等控制过程中，以保证刀具和工件之间相对位置的准确性，从而加工出符合要求的零件。数控机床加工工件的过程见图1-1 图1-1数控机床加工工件的过程第二章 数控技术在机械加工中的应用2.1数控技术在汽车工业中的应用近些年来，汽车工业发展突飞猛进，在如此快速的发展过程中，汽车配件的加工技术业同步在飞速发展，而数控技术的应用，在一定程度上更大的加快了汽车配件的生产制造。将加工中心和其他高速数控机床的高速柔性生产集“高柔性”与“高效率”于一体不仅满足了产品更新换代频率越来越快的要求，做到一次投资。长期受益，又有不逊于组合机床刚性自动线的自造效率，从而打破了汽车生产中有关“经济规模”的传统观念，实现了多品种、中小批量的搞笑生产。其中复杂的零部件加工制造能够运用现代化数控加工技术中的快速成形制造技术轻易实现，不但如此，还有一些其他方面的技术，如数控技术中的虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术等等，在汽车制造工业中都有了更加广泛的应用。当今世界的汽车加工制造业已经和数控加工技术的应用无法分开了。2.2数控技术在煤矿方面的应用 我国是一个煤炭大国，煤炭资源在我国的能源系统中占有举足轻重的地位。这就决定了我国的煤机企业的任务是为煤炭系统生产高质量、高可靠性的煤炭开采及保护装备。在激烈的市场竞争的条件下，如何谋生存、求发展，煤机行业本身的水平关键要看创新能力、人员素质和企业素质的提高。企业设备数字化化程度高低(数控设备占主要设备拥有量比率)是代表工业化水平的标志，同时要组建符合厂情的生产模式，机床的配置上要根据被加工零件的图纸的复杂程度、精度、材质、数量和热处理等因素来选择机床。 现代采煤机开发速度快，品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。例如在采煤机摆线齿形的销轨轮，其切槽较深，加工余量大，普通铣床的加工余量不均匀。而数控铣床可解决这一问题较精确的控制。气割后在进行安全退火，改善了构件的组织和韧性。不但提高构件质量也降低了能源的无用浪费。在切削加工方面的应用，可实现形状复杂、精度要求高的零件加工。在采煤机浮动油封的结构中，使用时要求内环的凸曲面与外环的凹曲面的密封圈各处压缩量相等。压缩接触面积均匀，才能满足密封的功能，因此内外环凸凹曲面的加工精度直接影响密封的可靠性。用数控机床编程加工，较容易的保证其曲面精度，满足浮动油封的使用要求。此外，在采煤机减速机构中，其行星架等分孔的等分精度几每行孔的同轴精度都直接影响整机的传动精度和使用寿命，在加工中心上加工行星架，不仅保证了图样的精度要求，同时加工效率也很高，是用坐标镗床加工的58倍。在无链牵引的采煤机行走机构中，驱动轮和摆线销轨轮，参数采用的都是大模数(大于等于25)少齿数(z小于l7)。在加工时，受齿轮加工机床和齿轮刀具所限，难以实现范成加工或仿行加工，用数控镗铣床编程加工比较容易实现，大大减少了生产投入和工艺准备时间。目前，所有采煤机种大模数少齿数的齿轮一般都是用数控镗铣床编程加工的，编出加工一个齿形的子程序，利用角度偏置或坐标旋转编程功能，加工其余齿形。精度满足使用要求，加工效率比较高。三大机壳的加工一直是采煤机制造业中的关键，加工效率及精度直接影响到采煤机的制造周期和使用寿命。现代采煤机结构大都是多电机“分控横摆”在每种机壳上都有电机安装孔，此类孔孔径比较大。另外再加工牵引壳体端面的对接孔时，由于另一端是耳子与截割部摇臂相联，只能卧式加工。在坐标镗床拉坐标加工20多个孔，加工效率很低。用数控机床编程加工效率可提高47倍，而且用同一个加工程序，另用镜像功能可以加工左、右牵引机壳及其与其联接的中间箱体两端面上的对接孔，逼近效率高，精度也很高。随着采煤机产品开发的种类增多。新的工装胎具数量也相应增多，生产投入增加，制造周期也长。利用数控机床编程加工可替代一些胎具工装，如在机壳上使用数量较多的钻磨胎具等。减少很多胎膜具的设计与制造。对数控机床加工替代不了必不可少的工装，可用数控机床来加工此类工装，缩短了工艺准备时间。数控机床的充分使用，大大的提高了加工质量，减少了生产的投入，缩短了制造周期。数控机床具有高速切削加工的设备基础，特别是在采煤机市场竞争日益激烈的情况下，如何提高制造质量和加工效率，增强竞争力，更多的占有市场份额，应用先进的制造技术是立足之本。在压力加工技术方面，在热压力加工范围内。数控系统在热态成型方面起着越来越大的作用。在液压锻造压力机上装上数控系统，能够达到较高的工作速度，提高了生产率，缩短了每件加工时间，降低了能耗，锻造精度高压力机的经济性得到明显提高。 2.3数控技术在船舶方面的应用在航空和宇航工业领域中，有一些特殊的零部件为薄壁和薄筋需要加工，材料可能为铝或者铝合金，刚度很差，只有在高切削速度和切削力很小的情况下。才能对这些筋、壁进行加工。这对我们传统的切割工艺是一项挑战，因而，致控技术的高速、高精、高柔性的特点正符合要求，数控技术的应用，使得切割能够顺利并迅速地进行，有效地节省更多的能源。2.4数控技术在机床上的应用 机械设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，主轴变速、刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。2.5 数控技术在木材方面的应用目前主要的CNC木材加上设备种类有：1.数控镂铣机，基本功能是三轴连动，具有多个(16)高速主轴电机，每个主轴即可单独工作，又可以任意组合或同时工作，可实现多个工件同时加工。具有效率高的特点，2.数控加工中心，根据功能可实现三轴联动、四轴联动或五轴联动，具有2套能够自动更换刀具的高速主轴电机和可装有众多刀具(含有加工单元)的刀库，每个主轴即可单独工作又可同时工作，可自动快速更换刀具，3.机械手控制的缩放雕刻机，一般具有2一l 6个刀轴，能对平面或圆柱面进行批量的比例缩放雕刻4.全自动操作的机器人雕刻机，能对固定不动的工件进行表面雕刻5.并联式(杆件系统)运动机构的数控加工中心，是一种全新的机床，对板材加工没有任何限制；6.数控带锯机，基本功能是-二轴联动，是针对板材的曲线加工，提高了板材的利用率；7.数控多排钻，实现加工数据输入，钻排的自动定位，以提供工件精度和工作效率；8.数控仿形磨机，能进行刀具或图纸的图像采集，矢量化处理，数据标定，Nc指另生成及刀具刃磨加工；9.数控板材下料锯，具有压梁、先导锯和自动板材进料装置，所有的板材下料均通过按键存储，在线数据输入和板材下料最佳优化编程10.令自动喷漆系统，能对固定或移动的工件进行表面的喷涂。2.6数控技术在航空和宇航工业的应用 在航空和宇航工业领域中，有一些特殊的零部件为薄壁和薄筋需要加工，材料可能为铝或者铝合金，刚度很差，只有在高切削速度和切削力很小的情况下。才能对这些筋、壁进行加工。这对我们传统的切割工艺是一项挑战，因而，致控技术的高速、高精、高柔性的特点正符合要求，数控技术的应用，使得切割能够顺利并迅速地进行，有效地节省更多的能源。 第三章 数控技术的发展与趋势3.1数控技术未来的发展方向机械设备最早的控制装置是手动控制器。目前，继电器接触器控制仍然是我国机械设备最基本的电气控制形式之一。到了20世纪奶年代至50年代，出现了交磁放大机电动机控制，这是一种闭环反馈系统，系统的控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管晶闸管控制，由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调运性能大为改善，而且减少了机械设备和占地面积，耗电少，效率局，完全取代了交磁放大机电动机控制系统。在20世纪的60年代出现丁一种能够根据需要方便地改变控制程序，结构简单、价格低廉的自动化装置顺序控制器。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展及应用，在20世纪70年代出现了一种以微处理器为核心的新型工业控制器可编程序控制器。这种器件完全能够适应恶劣的工业环境，由于它具备了计算机控制和继电器控制系统两方面的优点，故目前已作为一种标准化通用设备普通应用于工业控制。随着计算机技术的迅速发展，数控机床的应用日益广泛，进一步推动了数控系统的发展，产生了自动编程系统、计算机数控系统、计算机群控系统和天性制造系统。计算机集成制造系统及计算机辅助设计、制造一体化是机械制造一体化的高级阶段，可实现产品从设计到制造的全部自动化。世界已经步入了新的机电一体化时代，它是以数字化制造技术为核心的时代，数控机床就是其中的代表。如今欧美日等发达国家已经先后完成了数控机床产业化进程，而我国还处于发展阶段，还有很大的发展空间。数控机床是机床业未来发展的必然趋势，它将朝着以下五个方向发展：第一、复合化。随着数控机床技术的发展，机床复合技术和复合加工技术逐渐成熟，在一台机床上可以实现车、铣、钻、攻丝、绞孔、扩孔等多种操作工序和实现工序间的复合加工，大大提高了机床效率。如今复合加工机床正朝着多样化的态势发展。第二、智能化。数控机床的智能化体现在系统的各个方面，如提高加工效率和加工质量的智能化，提高驱动性能和方便使用连接的智能化，追求简化编程与操作的智能化，为方便系统诊断与维修的智能诊断、智能监控等。目前数控机床的智能化技术已经在数控系统中得到了较多体现。第三、高精度化。精密加工技术的发展使数控机床加工精度由原来的丝级提升至目前的微米级和亚微米级，一些特种加工精度甚至可达纳米级。第四、柔性化。机器人与主机的柔性化组合可以提高效率，得到了广泛应用。柔性自动化技术是制造行业满足市场需求和实现产品更新的主要手段。作为先进制造领域的基础技术，它已经成为各国制造行业发展的主流趋势。第五、绿色化。低碳节能是各行业发展的必然趋势，数控机床业也必然朝绿色化方向发展。数控技术和数控机床是制造业现代化的基础，是一个国家综合国力的重要体现。我国在从制造大国向制造强国转变的过程中，大力发展数控技术具有重要意义。近几年来，在引进消化国外数控技术的基础上，我国已生产出自主版权的数控系统和数控机床，但是中、高档以上的数控系统仍然是以进口产品为主，研究目前数控机床及技术的现状及未来的发展方向，将对开发出中、高档的数控产品，进一步扩大数控机床市场份额起到重要作用。3.2数控技术未来的发展条件 3.2.1体系结构向开放式发展开放式数控的讨论已有好些年了，但是应该看到，对于开放式结构至今没有一致性的定义。某些用户认为开放式表示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标准的输入/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，开放式结构的开发工作正在向前发展并将持续下去。目前的一个积极成果即是基于PC的CNC，即PC-based。世界上一些著名的数控制造商纷纷推出PC-based CNC系统，例如FANUC公司的FANUC 160/180，西门子公司的siemens 840Di，FAGOR公司的FAGOR 8070。由于采用了工业级PC机及桌面操作系统Windows，DOS等，其丰富的软、硬件资源给用户带来诸多的方便。应该看到，在数控加工这种强实时环境中，使用商用操作系统Win，DOS等，还尚未得到业界的完全认可。在理论上没有证明比现有传统的CNC更加优越。为应对开放式数控未来的发展，我国从2003年开始实施开放式数控国家标准GB/T18759.1。开放式数控(ONC)就其开放程度可分为三个层次。第一层次是具有可配置功能，开放的人机界面的通信接口及协议。第二层次为控制装置在明确固定的拓扑结构之下允许替换，增加NC核心中的特定模块以满足客户的特殊要求。第三层次为拓扑结构的完全可变的全开放的控制装置。这三个层次中第一层次目前基本达到。未来的发展主要围绕第二个层次目标展开。3.2.2CNC的通讯、网络功能不断扩大从早期的DNC，RS232、422和485一直到目前的MAP，EtIlemet等，数控机床的网络通讯功能在不断增强。为解决大容量零件加工程序的传递和存储，一是可采用DNC中的前端机进行分配和传输，即形成DNC主机一前端机.CNC的三层模式。而一台前端机可控制多台CNC。另外一种，对于带PCMC认卡的CNC系统，可利用该存储卡传递加工程序(一张卡为58M)。第二种最简单的方法可利用CNC和后台编辑功能，在切削时同时传递零件加工程序。CNC的通讯功能还有一个目的是上传数控机床的状态及故障信息，以便上位机监控并进行故障诊断。西门子840D/810D可以通过电话线、ISDN、Internet、GSM或LAN、WAN、Intranet和上位机通讯，进行远程诊断，但需安装远程诊断软件、调制解调器，并有电话线或通过网卡进行。MAZAK公司的MAZATROL 640等亦具有这种功能。3.2.3数字式交流伺服成为主流数字式交流伺服系统体积小，性能好，调试方便，克服了过去模拟伺服系统用电位器调节的不便。通过数字设定可优化速度、电流环，可进行转矩限制，进行加减速控制，另外可以和外部计算机通讯，备份伺服参数，并在上位机显示电流、扭矩波形，便于观察。CNC和数字式伺服的连接方法有以下几种：1）备有现场总线的系统。例如西门子802D，FAGOR 8055、8070等，采用如图1所示的连接。对FAGOR 8055，8070而言，现场总线SERCOS连接CNC和主轴、伺服驱动与图1连接相同。2）FANUC数字伺服连接。伺服电动机上的编码器将信号直接反馈给CNC系统，既作为位置反馈(半闭环)，又作为速度反馈。CNC发出的速度指令送入驱动单元的JV1B和JV2B。OiC系统则采用FSSB光纤进行CNC和伺服通信，这和三菱伺服的连结类似。3）三菱公司数字伺服的连接。与上述FANUC系统有所不同是CNC仅向伺服驱动提供位置命令，位置环和速度环均在数字伺服MDS-SVJ2之中完成，并且驱动单元之间亦为串行联结，即所谓“位置环下移”现象。伺服系统具有原数控的部分功能，有利于简化数控系统的结构，提高数控系统运行的可靠性。3.2.4数控技术的硬件技术发展迅速随着集成电路及计算机技术的迅猛发展，给数控硬件技术的更新换代注入新的活力，现代数控系统普遍采用超大规模集成电路(VLSI)、专用芯片(ASIC)及数字信号处理(DSP)技术。在电气装联上广泛采用表面安装(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，比如闪烁存储(flash memory)，移动存储(PCMCIA card)等极大地方便用户。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。作为数控系统核心的处理器广泛采用“位以上的高速RISC CPU，保证高速、高精度的数控加工。以日本FANUC 16i/18i和160i/180i为例，已形成超小、超薄型控制器，主控板仅为名片一样大小，主处理器采用Pentium芯片。CNC和伺服采用50M/S的高速串行总线。用光缆连结I/O模块，采用分散配置，便于机电一体化。在通讯方面采用PCMCIA存储卡和外部计算机通讯，或采用调制解调器，用电话和人机通讯。嵌入式硬件的使用有望使得数控系统硬件更趋标准化、系列化。数控系统的开发成本也会随着降低。3.2.5现场总线技术开始广泛使用现场总线(field bus)实质上是工控网络中的低档产品。因为底层设备通信有以下特点：1)通信环境恶劣，可能受到温度、湿度变化、尘埃、电压波动、机械振动和电磁场干扰等因素影响。2)信息传递主要是设备与设备之间，故对通信可靠性要求高。3)通信内容和时间一般可以预先设定，随机、自发产生的信息相对较少，这可使通信协议大大简化。4)由于有较多的监控信息，实时性要求高。 5)要求有一定的故障诊断和容错能力，以防止不必要的系统故障。6)距离短，频度高。基于上述特点，底层设备互连网络通常采用协议简单、响应迅速、可靠性高的主.从通信方式，使用工控网络中的低档产品，如现场总线。西门子公司的profibus首先应用在802D中、低挡数控系统中。对802D而言，24V电源为“心脏”，PCU模块为“大脑”，profibus为“神经”。因为PCU和I/O以及伺服系统的连结均依靠p础bus。PCU为主站，PP1、PP2、611U为从站，并均有节点地址。FAGOR公司的SERCOS主要用于CNC和伺服系统的通讯且采用光缆。最高传输速率为4M baud。SERCOS将CNC(8055，8070)和主轴、坐标轴驱动连结起来，每个节点亦有相应地址。从FAGOR 8070开始，CNC和I/O的连结采用CAN总线。FANUC I/O Link是CNC连结扩展I/O的现场总线系统的总线，而FFSB则是连接CNC和伺服系统的总线。3.2.6 PLC功能继续增强可编程控制器(PLC)在数控机床上主要完成MST功能(辅助功能)，即除了主运动以外的辅助功能，但目前PLC在数控机床上的功能正在逐渐扩大，例如：1)可通过报警文本编辑产生个性化的诊断页面。2)PLC直接控制坐标轴。3)在系统配置和初始化时发挥作用，这个作用对西门子系统的PLC最为明显。PLC的基本程序(非用户梯形图)在机床调整时，激活机床操作面板MCP并设置通道和主轴、坐标轴。通道相当FANUC中的Head。4)通过PLC提供的参数和CNC系统参数可以在PLC和零件加工程序之间传递信息，以完成某些特定功能。即PLC已经渗透到零件加工程序的编制中。单独的PLC可以完成全部的CNc功能，这已经成为现实。但就目前而言，PLC主要还是在数控系统配置到机床上时起一个“接口”作用，包括MST功能，诊断功能等，这种功能正在不断扩大。3.2.7 数控系统开发环境越来越友好数控系统如何安装在一台机床上，这就是数控系统的开发环境。除了硬件联结之外主要有两个方面的问题，一个是PLC梯形图的编写。另一个是机床参数的确定。前者主要解决辅助功能的匹配，比如机床冷却、润滑、主轴正、反转以及机床操作面板的适配。而后者主要匹配机床的主运动，例如进给速度，加减速，行程限制等。这里主要介绍PLC梯形图的开发问题。早期的数控机床的梯形图是由CNC工程师根据机床的功能编写的。编译完以后再插入到数控软件中去，随着数控技术的普及，原先由数控系统制造商垄断的接口软件开发已转移到机床厂或数控集成商。用户可根据CNC制造商提供的集成方法和文件自行开发，大大促进了数控技术的发展和普及。现在为了减轻机床厂和系统集成商编写梯形图的负担，西门子公司在802D系统中提供了PLC应用程序实例和子程序库说明，最终用户在编写梯形图时，只要利用参数调用就可以完成梯形图的编写，大大方便了用户并节约了时间。CAPP(计算机辅助工艺设计)内容渗入到CNC亦是目前的一个发展方向，这样有助于加工效率和产品质量的提高。PC-based CNC的出现为CAPP内容的渗透创造了有利条件。由于数控控制软件目前没有公开，因此最终用户在进行二次开发时始终处于一种被动状态，可以设想一下，未来的数控控制软件是机床厂或系统集成商可以自由装配的，就象目前的PLC梯形图开发一样随意。真正的个性化的数控机床将会被每个高水平的集成商或最终用户开发出来。这样的数控集成环境才是最美好的。嵌入式实时操作系统特别是源码公开的Linux嵌入式实时内核的出现为这种前景提供了可能。3.2.8数控相关技术和社会服务体系正在逐步完善数控相关技术，首推CAD/CAM，目前商用的CAD/CAM软件十分丰富，UG-II，Pro/E，Solidworks，Mastercam等已十分普遍。并将工艺设计(CAPP)内容融合进去，给用户提供典型工艺方案以供选择。所生成的数控零件加工程序更符合实际需要。目前存在的普遍问题是CAD/CAM软件产生的二进制文件(刀位文件)均要经过后置处理转化为字符串文件，供给数控机床使用。而这些零件加工程序一进入数控系统后又还原二进制文件以供插补等运算。这种信息传递的过程很难做到高效、优质、快捷。人们期待着一种CAD/CAM/CNC的高效信息传递方式。数控技术的发展离不开整个社会服务体系的完善，包括人材培训，维修服务等方面的配合。2002年10月国家劳动和社会保障部启动机电类高层次技能型人材培训工程，包括数控加工和维修人员。2002年5月中国机电装备维修与改造技术协会授权开展数控维修改造企业资质认证工作，已经有24家企业通过认证。随着制造业在中国的地位日益提高，市场需求不断增长，数控行业将迅速的发展，为中华民族的复兴做出更大的贡献。3.2.9实时操作系统进入CNC严格意义上说，数控控制软件中包含着实时操作系统的思想，例如任务调度、存储器管理、中断处理等，但这种技术是隐含的，是和数控应用程序比如插补，伺服、译码等混合的。每一个数控系统都是独特的，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不便。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发展迅猛，这对于数控控制软件的开发将产生革命性的影响。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、数据处理等数控应用软件往上“挂”，最终移植到一个硬件环境中去，形成最终使用户满意的数控系统，也就是个性化的CNC系统，这将是开放式数控的主要方向。未来实时Linux(RT Linux)有望成为CNC实时操作系统的主流。“Linux除了具有功能强大、高性能、稳定性好以及原代码开放等优势以外，其最大的特点是Linux内核具有非常良好的结构，即可由用户根据特殊的系统需求，对内核进行配置或裁剪，而这一特点恰恰满足了可开放式数控应用的差异性需求。结 论 当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。我国的机械制造技术还远落后与发达国家，在很多领域仍处于学习阶段，而PC机进入数控领域，极快的促进了我国的数控技术的发展，这给我过提供了一个在数控生产领域赶超发达国家的机会。与此同时数控加工技术的大力发展业培养了一代掌握了先进数控专业技术的人才，进而推动我国现代化机械制造业更快速的迈向繁荣。 总之，数控技术是实现机械制造自动化的关键，直接影响到国家工业的发展和综合国力的提高。以数控技术为核心的机械设备的生产和应用已经成为衡量一个国家技术水平和战略地位的重要标准。因此广泛采用数控技术应用于制造业，无论从战略角度还是发展策略，都是我国实现工业经济大国必须要大力提倡和广泛发展的。致 谢 本论文是在指导应跃老师和刘健老师的悉心教诲指导下完成的，在整个毕业设计期间，得到了导师的认真指导和帮助，导师的严谨学风和渊博学识使本人受益匪浅，在此表示诚挚的敬意和由衷的感谢。同时要感谢分院领导和老师给我们提供了良好的环境和热心指导。还得到沈科等同学的积极帮助，在此一并表示感谢。 感谢在百忙中评阅论文和参加答辩的各位领导和老师，由于首次作CAPP系统的开发，错误、漏洞一定不少，望各位老师不吝赐教。 参考文献l 数控机床故障诊断与维修 夏庆观 北京 高等教育出版社20022 数控加工技术 周济，周艳红 北京 国防工业出版社 20023 切削用量简明手册 艾兴 北京 机械工业出版社4 切削中切削液的选用戴淑芝 2003.85 车工工艺学张伟 中国劳动出版社 2003.16 数控加工中刀具的选用刘忠伟 机床与液压 2003.1 7 建议数控技术在普通车床上的应用 罗丽萍 阎小青 南昌大学出版社1996.18 巧用简易数控车变成指令 赵小林 机床与液压 2003.19 CAXA数控车V2实例范悦 北京航空航天大学出版社2003为你提供优秀的毕业论文参考资料，请您删除以下内容，O(_)O谢谢！A large group of tea merchants on camels and horses from Northwest Chinas Shaanxi province pass through a stop on the ancient Silk Road, Gansus Zhangye city during their journey to Kazakhstan, May 5, 2015. The caravan, consisting of more than 100 camels, three horse-drawn carriages and four support vehicles, started the trip from Jingyang county in Shaanxi on Sept 19, 2014. It will pass through Gansu province and Xinjiang Uygur autonomous region, and finally arrive in Almaty, formerly known as Alma-Ata, the largest city in Kazakhstan, and Dungan in Zhambyl province. The trip will cover about 15,000 kilometers and take the caravan more than one year to complete. The caravan is expected to return to Jingyang in March 2016. Then they will come back, carrying specialty products from Kazakhstan A small art troupe founded six decades ago has grown into a household name in the Inner Mongolia autonomous region. In the 1950s, Ulan Muqir Art Troupe was created by nine young musicians, who toured remote villages on horses and performed traditional Mongolian music and dances for nomadic families. The 54-year-old was born in Tongliao, in eastern Inner Mongolia and joined the troupe in 1975.He says there are 74 branch troupes across Inner Mongolia and actors give around 100 shows every year to local nomadic people. I can still recall the days when I toured with the troupe in the early 80s. We sat on the back of pickup trucks for hours. The sky was blue, and we couldnt help but sing the folk songs, Nasun says. The vastness of Inner Mongolia and the lack of entertainment options for people living there, made their lives lonely. The nomadic people were very excited about our visits, Nasun recalls. We didnt have a formal stage. The audience just sat on the grass. Usually, the performances became a big party with local people joining in. For him, the rewarding part about touring isnt just about sharing art with nomadic families but also about gaining inspiration for the music and dance. Ulan Muqir literally translates as red burgeon, and todays performers of the troupe still tour the regions villages and entertain nomadic families, but their fame has spread around the world. On May 16 and 17, nearly 100 singers and dancers from the troupe performed at Beijings Poly Theater. Their show, titled Ulan Muqir on the Grassland, depicted the history and development of the art troupe. Being from the region allowed me to embrace the culture of Inner Mongolia and being a member of the troupe showed me where I belonged, Nasun, the art troupes president, who is also a renowned tenor, tells China Daily. During a tour in 1985, he went to a village and met an elderly local man, who told him a story about his friendship with a solider from Shenyang, capital of Northeast Chinas Liaoning province, decades ago. The solider gave the old man a handmade saddle when they bid farewell. The story inspired Nasun to write Carved Saddle, a song that later became one of his most popular numbers. Now, every year, Nasun recruits young singers and dancers for the troupe. The troupe has also designed a new repertoire, which is mostly based on the daily lives of Mongolian people, especially the lives of nomadic families, and has combined contemporary musical elements with folk songs of the region. Haimu, a 25-year-old khoomei (a local var