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刘涛周吉祥 柔性制造系统 先进数控技术 柔性制造FMS 1 柔性制造系统 FlexibleManufactureSystem FMS主要由三部分组成 即计算机控制与管理层 以NC为主的多台加工设备和物料运输装置 与此相对应 可将其划分为控制与管理系统 加工系统 物流系统三个子系统 控制与管理系统实现在线数据的采集和处理 运行仿真和故障诊断等功能 加工系统能实现自动加工多种工件 自动更换工件和刀具 自动实现工件的清洗和测试 物流系统由工件流和刀具流组成 能满足变节拍生产的物料自动识别 存储 输送和交换的要求 实现刀具的预调和管理等功能 这三个子系统有机地结合 构成了FMS的能量流 物料流和信息流 FMS FMS的构成 FMS示意图 2 数控技术 数控机床 NCMachine 采用了数控技术的机床 或者是装备了数控系统的机床 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 数控系统 NCSystem 就是上述定义中所指的程序控制系统 能自动阅读输入载体上事先给定的程序 并将其译码 从而控制机床运动和加工零件过程 计算机数控系统 ComputerNumericalControlSystem 是一种数控系统 由装有数控系统程序的专用计算机 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 习惯上称为CNC系统 常州数控加工 数控机床一般由输入 输出装置 数控装置 可编程控制器 伺服系统 检测反馈装置和机床主机等组成 1 输入输出装置 输入装置可将不同加工信息传递于计算机 在数控机床产生的初期 输入装置为穿孔纸带 现已趋于淘汰 目前 使用键盘 磁盘等 大大方便了信息输入工作 2 数控装置 数控装置是数控机床的核心与主导 完成所有加工数据的处理 计算工作 最终实现数控机床各功能的指挥工作 它包含微计算机的电路 各种接口电路 CRT显示器等硬件及相应的软件 数控机床的组成 3 可编程控制器 即PLC 它对主轴单元实现控制 将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速 管理刀库 进行自动刀具交换 选刀方式 刀具累计使用次数 刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理 控制主轴正反转和停止 准停 切削液开关 卡盘夹紧松开 机械手取送刀等动作 还对机床外部开关进行控制 对输出信号进行控制 4 检测反馈装置 由检测元件和相应的电路组成 主要是检测速度和位移 并将信息反馈于数控装置 实现闭环控制以保证数控机床加工精度 5 机床主机 数控机床的主体 包括床身 主轴 进给传动机构等机械部件 数控加工中心 加工中心 Machiningcenter 是一种备有刀库并能安预定程序自动更换刀具 对工件进行多工序加工的高效数控机床 他最大的特点是工序集中 自动化程度高 可减少工件装夹次数 避免工件多次装夹产生累积误差 节省辅助时间 实现高质高效加工 常见的按工艺用途课分为车削加工中心 镗铣加工中心 钻削加工中心 攻螺纹加工中心及磨削加工中心等 也可分为卧式和立式加工中心 东风汽车总装配车间 1 适应性强 2 加工质量稳定 3 生产效率高 4 加工精度高 5 工集中一机多用 6 减轻劳动强度 7 易于建立与序计算机间的通信联络 容易实现群控 便于现代化管理 数控机床加工的特点 在数控机床上加工的零件 可以是普通零件 但更多的零件是普通机床加工起来具有一定的难度或对操作人员的技术水平有相当高的要求一般在数控机床上加工的零件有如下的特点 1 多品种 小批量生产的零件或新产品试制中的零件 短期急需的零件 2 轮廓形状复杂 对加工精度要求较高的零件 3 用普通机床加工较困难或无法加工 需品贵的工艺装备 的零件 4 价值品贵 加工中不允许报废的关键零件 数控加工零件的特点 数控机床是高精度 高效率的加工母机 合理使用数控机床 有利于最大限度地发挥数控机床的功效 不同类型的机床有不同的用途 在选用数控机床前 应对其性能 规格 特点及应用范围作详细的了解 一般来说 数控车床适用于加工旋转体特征的轴类 盘类零件 数控铣床 立式加工中心适用于加工板类 箱体类 具有平面复杂轮廓的零件 卧式加工中心适用于加工复杂的箱体 泵体 阀体类零件 数控机床的合理使用 数控机床的正常使用条件要求主要包括 机床位置的环境要求 电源要求 温度条件的要求 1 机床位置环境要求 机床的位置应远离振源和避免阳光直接照射和热辐射 避免潮湿和气流的影响 2 电源要求 一般数控机床安装在机加工车间 不仅环境温度变化大 使用条件差 而且各种机电设备多 致使电网电压波动大 3 温度条件 一般来说 数控电控箱内部设有排风扇或冷风机 以保持电子