柔性制造系统主机介绍

1、柔性制造系统 主机介绍 典型的典型的FMSFMS主要由以下三个子系统组成：主要由以下三个子系统组成： （1 1）加工系统（）加工系统（主机主机，即数控机床，即数控机床NCNC） （2 2） 运储系统运储系统 （物流系统）（物流系统） （3 3）计算机控制系统）计算机控制系统 一、数控机床的产生及特点一、数控机床的产生及特点 1 1、数控机床的产生、数控机床的产生 最早出现于二十世纪四十年代初期的美 国北密执安的一个小公司，在制造飞机 框架和直升 机叶片时，利用全数字 电子计算机对叶片轮廓的加工路径精确 地控制 1952年研制成功了世界第一台数控机 床直线插补连续控制的三坐标立式 铣床 数控（数

2、控（NCNC）阶段（）阶段（1952195219701970） 第一代：1952至1959年，采用电子管、继电器 元件； 第二代：1959年开始，采用了晶体管分立元件； 第三代：1965年开始，采用集成电路； 计算机数控（计算机数控（CNCCNC）阶段（）阶段（19701970年以后）年以后） 第四代：1970年开始，采用大规模集成电路及 小型计算机； 第五代：1974年开始，采用微型计算机； 第六代：基于PC。 二、数控和数控机床的概念二、数控和数控机床的概念 1 1、数控、数控 数字控制（Numerical control）NC.简 称数控。是指利用数字化的代码构成的程序或 对设备的工作过

3、程实现自动控制的一种方法。 数控系统利用数字控制技术实现的自动 控制系统。 计算机数控系统利用计算机控制实现数 控功能的系统。 2 2、数控机床、数控机床 数控机床用数字指令进行控制的机床。 3 3、数控技术、数控技术 数控技术用数字量及字符发出指令并 实现自动控制的技术。 三、数控机床的加工特点 1）数控加工的优点 柔性好 加工精度高 能加工复杂型面 生产效率高 劳动条件好 有利于生产管理 易于建立计算机通讯网络 2）数控加工的不足 之处 数控机床价格较贵，加工成本高，提高了 起始阶段的投资。 技术复杂，增加了电子设备的维护，维修 困难。 对工艺和编程要求较高，加工中难以调整， 对操作人员的

4、技术水平要求高。 四、数控机床的组成 从仿生学的观点来看，数控机床的组成类 似于人的构造及功能 头 脑 内 脏 骨 骼 五 官 手 脚 数控 系统 驱动 装置 检测 装置 伺服 电动 机 机床 传动 链 （一）、对应关系（一）、对应关系 内脏：建立了用能量来维持人的生命和活动的条件（动力） 数控机床中的驱动装置和电源 五官：接受外界的信息（传感器） 数控机床中位置和速度检测装置及压力、温度传感器 骨骼：用来把人体连成一体并规定其运动（机构） 数控机床的机械传动链，如滚珠丝杠螺母副、导轨副、齿 轮副及联轴器等 手脚：作用于外界（执行器） 数控机床的主轴电动机、进给伺服电动机及各种液压缸和 汽缸等

5、 头脑：集中处理全部信息，并对其他要素和它们间的连接 进行 有机的统一控制（计算机） 数控机床的数控系统 （二）、数控机床的组成及工作原理（二）、数控机床的组成及工作原理 （三）、数控机床的机械结构（三）、数控机床的机械结构 1 1、床身（导轨）、床身（导轨） 床身：车床有直斜床身； 铣床有倒Y直柱等。 导轨：线轨 硬轨 塑料轨 2 2、主轴、主轴 BT30BT40BT50BT30BT40BT50 主轴调速 主轴调速 3 3、进给机构、进给机构 采用滚珠丝杠直接与 伺服电机直连 4 4、辅助装置、辅助装置 （1）工作台 各种类型的工作台 数控分度头 数控回转工作台 （2）液压和气动系统 （3）

6、润滑系统 （4）冷却系统 （5）排屑系统 （6）自动换刀 4 4、辅助装置、辅助装置 垂直转塔式立 式加工中心 五、数控机床的加工过程 加工信息 （加工程 序） 信息输入 （输入装 置） 信息处 理（数 控系统） 伺服执 行（伺 服系统） 机床切 削（机 床） 辅助控制装置 信息反馈 （反馈系统） （1）加工程序：加工一个零件所需的数据及操作命 令构成的零件加工程序。 （2）输入装置：在零件加工前，由操作人员输入数 控机床加工程序才能根据加工程序进行加工控制，从 而加工出所需的零件。输入时需借助于键盘、（显示 器）输出等，是进行手动数据输入（MDIManual Data Input）的主要设备

7、。此外，如：磁盘、磁带和 穿孔纸带（存储程序的介质）也可输入；还可用串行 通信的方式输入磁带阅读机、纸带阅读机。 （3）数控系统：主功能是将输入装置传送的 数据 加工程序，经数控装置系统软件进行译码、插补运算 和速度预处理等。 译码时将程序区分为： 几何数据：刀具相对工件运动路径的数据；利用它 可加工出要求的几何形状。 工艺数据：主轴转速S和进给速度F等辅助功能的数 据。 开关功能：对机床电器的开关命令；如：主轴启 停、刀具选择交换、切削液的开关、润滑液的启 停等。 插补器：根据曲线已知的几何数据以及相关的工艺 数据中速度信息，计算出曲线起、终点间的一系列 中间点，通过各个轴运动的合成，形成符

8、合数控加 工程序要求的工件轮廓的刀具的运动轨迹。 （4）伺服系统：作用是接收数控系统插补的速度 和位移的数字信号，转化为模拟信号后控制伺服 电动机的运动速度（机床的进给运动）方向。 一般由“驱动电路伺服电机”组成，并与机 床的机械传动部件组成数控机床的进给系统。 每个进给运动的执行部件都配有一套伺服驱动 装置：开、闭、半闭环之分）常用的伺服电动 机有：功率步进电动机、宽调速直流伺服电动 机、交流伺服电动机等。 （5）反馈系统：它与伺服系统配套组成闭环和 半闭环伺服驱动系统；通过直接或间接测量将 执行部件的实际进给位移检测出来，反馈到数 控系统并与指令位移比较，将其误差转换放大 后控制执行部件的进给运动，以提高系统精度。 （6）机床：执行部件。如：机床工作台、刀具 等。 六、数控机床的分类六、数控机床的分类 1 1、按工艺用途分类、按工艺用途分类 （1）金属切削类数控机床 （2）金属成型类数控机床 （3）数控特种加工机床 （4）其它类型的数控机床 2 2、按机床运动的控制轨迹分类、按机床运动的控制轨迹分类 （1）点位控制类数控机床 主要有数控钻床、数控冲床、数控镗