计算机集成制造chapter53.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/2/5,#,第5章 现代集成制造系统的关键技术,2025/5/23 周五,2,现代集成制造系统的关键技术,现代集成制造系统理论和支持技术（略）,现代集成制造系统中的信息技术,计算机辅助技术,现代集成制造系统的集成平台技术,制造过程控制技术,现代集成制造系统的新发展,2025/5/23 周五,3,软构件及其接口,软构件的概念,构件是指语义完整、语法正确和有可重用价值的单位软件，是软件重用过程中可以明确辩识的系统；结构上，它是语义描述、通讯接口和实现代码的复合体。,简单地说，构件是具有一定的功能，能够独立工作或能同其它构件装配起来协调工作的程序体，构件的使用同他的开发、生产无关。,从抽象程度来看，面向对象技术已达到了类级重用(代码重用)，它以类为封装的单位。这样的重用粒度还太小，不足以解决异构互操作和效率更高的重用。构件将抽象的程度提到一个更高的层次，它是对一组类的组合进行封装，并代表完成一个或多个功能的特定服务，也为用户提供了多个接口。整个构件隐藏了具体的实现，只用接口提供服务。,2025/5/23 周五,4,构建技术流派,近年来，构件技术发展迅速，已形成三个主要流派，分别是,OMG,的,CORBA、Sun,的,Java,平台和,Microsoft,的,COM+。,OMG,的,CORBA：,公共对象请求代理体系结构(,CORBA，Common Object Request Broker Architecture),是对象管理组织(,OMG),基于众多开放系统平台厂商提交的分布对象互操作内容基础上制定的分布式应用程序框架的规范。,Sun,的,J2EE:,为了推动基于,Java,的服务器端应用开发，,Sun,在1999年底推出了,Java2,技术及相关的,J2EE,规范。,Microsoft DNA,是,Microsoft,在推出,Windows2000,系列操作系统平台基础上，在扩展了分布计算模型以及改造,Back Office,系列服务器端分布计算产品后发布的新的分布计算体系结构和规范。,2025/5/23 周五,5,CORBA,CORBA,是由绝大多数分布计算平台厂商所支持和遵循的系统规范，具有模型完整、先进，独立于系统平台和开发语言，被支持程度广泛的特点，逐渐成为分布计算技术的标准。,COBRA,标准主要分为3个层次：对象请求代理、公共对象服务和公共设施。,最底层是对象请求代理(,ORB，Object Request Broker)，,规定了分布对象的定义(接口)和语言映射，实现对象间的通讯和互操作，是分布对象系统中的“软总线”；,在,ORB,之上定义了很多公共服务，可以提供诸如并发服务、名字服务、事务(交易)服务、安全服务等各种各样的服务；,最上层的公共设施则定义了组件框架，提供可直接为业务对象使用的服务，规定业务对象有效协作所需的协定规则。,CORBA,的优点是大而全，互操作性和开放性非常好，缺点是庞大而复杂，并且技术和标准的更新相对较慢，在具体的应用中使用不是很多。,2025/5/23 周五,6,J2EE,J2EE,的目标是提供与平台无关、可移植的、支持并发访问和安全的、完全基于,Java,的开发服务器端中间件的标准。,J2EE,简化了构件可伸缩、基于构件服务器端应用的复杂度。,在,J2EE,中，,Sun,给出了完整的基于,Java,语言开发面向企业分布应用的规范，其中在分布式互操作协议上，,J2EE,同时支持远程方法调用(,RMI，Remote Method lnvocation),和因特网对象请求代理间协议(,IlOP，Intemet Inter-ORB Protocal)，,在服务器端分布式应用的构造形式包括了,Java Servlet、JSP(Java ServerPage)、EJB,等多种形式，以支持不同的业务需求。,2025/5/23 周五,7,Microsoft DNA,Windows DNA,，,Windows Distributed Internet Application Architecture,，译为,Windows,分布式网络应用程序体系结构。,DNA,概念是借助生命科学中脱氧核糖核酸（,DNA,Deoxyribonucleic Acid）,的寓意来诠释现代企业信息结构的真谛。,Windows DNA,允许不同网络的计算机互相操作以及相互协作以完成某些目标，使开发者很容易的建造能够服务许多用户的基于网络的系统。,Windows DNA,提供了一个具备协同工作能力的框架（,Framework）,。由于这个框架支持公用的协议，以及它发布了一些通用的接口，用户可以在它上面添加一些新的功能以扩充这个系统。,Windows DNA,是一个完整的多层结构的企业应用总体方案，使,Windows,真正成为企业应用平台。,Windows DNA,具有可伸缩性和高可靠性。,2025/5/23 周五,8,COM+,MTS（Microsoft Transaction Server）,是,COM/DCOM,对象的,Container,执行环境。,MTS,是,Microsoft,在,Windows,平台的中介软件之一，它的主要功能是让,Windows,程序员能够开发以组件为导向的分布式应用系统，并且具备在同质和异质数据库之间对修改的数据进行两阶段提交的功能。由于,MTS,提供了事务管理、各种,Pooling,功能以及对象及时激活等功能，执行在其中的,COM/DCOM,组件将不用考虑这些事情，而只是专门执行企业逻辑代码。,COM,的推出有机的统一了,COM/DCOM/MTS,的编程模型，形成一个功能强大的组件体系结构，并且把,DCOM/MTS,的各种优势以更为便捷的方式提供给用户。,2025/5/23 周五,9,.,Net,NET,可以看做是从,WINDOWS DNA,演进而来的，它是,WINDOWS DNA,的继续和发展。,WINDOWS DNA,是一个解决方案的平台，它关注的是如何使用微软服务器产品来解决业务问题。但是除了一个技术规范以外，,WINDOWS DNA,并没有任何切实的东西。但是.,NET,不仅有一套技术规范，它还包括了几个实实在在的产品，例如编译器、类库、甚至最终的用户程序。如,Windows.NET,是操作系统平台、.,NET Framework,是运行环境、.,NET,企业服务器为产品服务器、,Visual Studio.NET,为编程平台。,2025/5/23 周五,10,CIMS,应用集成平台,分布环境企业实施,CIMS,首先要实现信息集成。,集成平台与集成框架就是企业应用的一种先进集成支持工具。,开发,CIMS,应用集成平台的目的就是为企业实施,CIMS,提供开放的、易维护的、可重构的应用开发与系统运行的集成支持工具。,2025/5/23 周五,11,CIMS,应用集成平台基本定义,CIMS,应用集成平台是一个支持复杂信息环境下,CIMS,应用开发、应用集成和系统运行的软件平台。,它基于制造业信息特征，在异构分布环境（操作系统、网络、数据库）下提供透明、一致的信息访问和交互手段，对其上运行的应用进行管理，为应用提供服务，并支持,CIMS,信息环境下各特定领域应用系统的集成。,2025/5/23 周五,12,CIMS,应用集成平台的功能,(1)通信服务：提供分布环境下透明的通信服务功能，使用户和应用程序无需关心具体的操作系统和应用程序所处的网络位置，而以透明的函数调用或对象服务方式完成它们所需的通信要求。,(2)信息服务：为应用提供透明的信息访问服务，使应用以一种一致的语义和接口实现对数据（数据库、数据文件、应用交互信息）的访问与控制。,(3)应用编程（集成）接口：是一组高层接口,以函数或对象服务的方式为用户提供更为专业化的服务,使用户可以方便地集成现有应用和开发新的应用。应用编程接口按照它们的通用程度又分为独立于应用的编程接口和依赖于应用的编程接口。,(4)应用开发工具：一组帮用户开发特定应用程序的支持工具，以简化用户应用程序的开发工作。,(5)管理应用程序:它是,CIMS,应用集成平台的运行管理和控制模块。负责,CIMS,应用集成平台的系统静态和动态配置、集成平台应用运行管理和维护、事件管理和出错处理等。,2025/5/23 周五,13,CIMS,应用集成平台的基本特性,(1)为企业的经营、管理、生产和设计领域提供良好的应用编程接口和应用集成接口。,(2)提供支持,CIMS,应用开发、应用集成的应用开发工具、应用编程接口、应用原型系统。,(3)支持不同的企业规模和多种多样的企业信息环境。集成平台可为不同的企业规模和应用范围提供最佳的结构和功能配置，具有良好的可伸缩性。,(4)支持异构分布环境，提供一致透明的数据访问。支持现有应用、已有信息资源的集成和重用。,(5)根据企业对,Internet,服务的需求，提供相应的,Internet,服务功能。,2025/5/23 周五,14,CIMS,应用集成平台的发展趋势,为企业实施,CIMS,提供全方位、全生命周期的支持，方便现有应用的集成这些支持包括提供通用的通信服务、信息服务和面向应用领域的应用开发工具、原型系统和应用集成接口。,既支持企业的信息集成，又支持功能集成和过程集成,采用新技术和理论，支持标准化和开放系统概念，高度的软件可重用性,维护应用系统的安全性、可靠性、完整性,实现系统资源和数据的有效管理,对,Internet/Intranet/Extranet,技术的支持,2025/5/23 周五,15,面向服务的应用集成,2025/5/23 周五,16,现代集成制造系统的关键技术,现代集成制造系统理论和支持技术（略）,现代集成制造系统中的信息技术,计算机辅助技术,现代集成制造系统的集成平台技术,制造过程控制技术,现代集成制造系统的新发展,5.制造过程控制技术,数字控制技术,柔性制造技术,智能制造技术,2025/5/23 周五,18,数控技术,自从本世纪中叶数控技术创立以来，它给机械制造业带来了革命性的变化。,现在，数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术，现代的,CAD/CAM，FMS,和,CIMS、,敏捷制造和智能制造等，都是建立在现代数控技术之上；,数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；,国家战略技术和体现国家综合国力水平重要标志。,专家们预言:二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。,2025/5/23 周五,19,数字控制（,Numerical Control NC）,是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行编程控制的自动化方法。,数控技术（,Numerical Control Technology）,采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。,数控机床（,Numerical Control Machine Tools）,是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。它是数控技术典型应用的例子。,数控系统（,Numerical Control System）,实现数字控制的装置。,计算机数控系统（,Computer Numerical Control CNC）,以计算机为控制核心的数字控制系统。,数字控制与数控技术,2025/5/23 周五,20,高精度、高效率；,刚性自动化不能满足的要求（手工、小规模、大规模生产）；,柔性自动化（多品种、变批量）、复杂零件的加工（多坐标加工）；,计算机技术的发展。,数控技术产生的原因,2025/5/23 周五,21,数控技术的发展历史,1952年，第一代电子管数控系统；,1959年，第二代晶体管数控系统。随之出现刀库，机械手、加工中心；,1960年，第三代集成电路数控系统，硬逻辑数控系统（称为,NC,）；,1970,年，第四代小型计算机数控（,CNC）；,1974,年，第五代微型计算机数控（,MNC，,统称,CNC）；,1980,年后，,FMS、FMC、CIMS、,开放式数控（,open NC）,系统、智能制造系统（,IMS）,大发展。,1990年后,高速加工，纳米制造。,2025/5/23 周五,22,定梁龙门移动式五轴联动加工中心,2025/5/23 周五,23,数控动梁龙门镗铣床加工中心,2025/5/23 周五,24,多连杆机械压力机,2025/5/23 周五,25,济南一机床和华东数控十五期间开发的国内领先的数控设备,2025/5/23 周五,26,将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序，然后将程序输入数控装置，按照程序的要求，经过信息处理，分配，使各坐标以最小位移量为单位移动，其合成运动实现了刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。最小位移量的合成运动是机床数字控制的基本原理，即轨迹控制原理（插补原理）。点位控制：严格控制点到点的距离，不严格要求路径，运动中不加工。,数控机床的工作原理,2025/5/23 周五,27,机床的数字控制是由数控系统完成的。数控能接收零件图纸加工要求的信息进行插补运算，实时地向各坐标轴发出速度位置控制指令。伺服驱动装置能快速响应数控装置发出的指令，驱动机床各坐标轴运动，同时能提供足够的功率和扭矩。,机床的数字控制包括：轨迹控制和开关量控制。,轨迹控制,:,直线、圆弧及其它各种平面,空间轨迹。由插补指令实现。插补指令越丰富，数控功能越强。,开关量控制：为配合数控加工，所需要的开关动作控制，如程序停、冷却液开停、主轴正反转等等。由辅助功能指令实现。,2025/5/23 周五,28,输入,数控装置,驱动装置,机床,M,G,测量反馈,数控机床的组成,数控系统：,I/0,接口、,CNC,装置、伺服系统、,PLC,机械主机：主运动机构、进给运动机构、辅助机构、床身等,2025/5/23 周五,29,信息输入,：程序、参数、数据等的输入通道。输入设备为磁带、磁盘、通讯接口由上位机输入，也可以在,MDI,方式下，用手动按键输入。,数控装置,：由,CPU,、存储器、总线、功能部件和相应软件组成的专用计算机。作用为将加工程序译码轨迹计算（速度计算）、插补计算、补偿计算，向各坐标的伺服驱动系统 分配速度、位移命令。这一部分是数控机床的核心。,伺服驱动装置,：接受数控装置来的指令，将信号进行调解、转换、放大后驱动伺服电机，带动机床执行部件运动。,检测反馈装置,：电流、速度、位置检测反馈装置。,机床本体,：主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件。,2025/5/23 周五,30,数控装置主要功能,多轴联动、多坐标控制。,多种函数插补：直线、圆弧、抛物线、螺旋线、样条等。,多种程序输入功能。,信息转换功能：,EIA/ISO,、公制,/,英制、绝对值,/,增量值、坐标变换等。,补偿功能：刀具长度补偿、刀具半径补偿、间隙、螺距误差补偿等。,多种加工方式选择。,故障自诊断功能。,显示功能：字符、轨迹、平面图形、三维动态图形。,通讯和联网功能。,2025/5/23 周五,31,1）多品种变批量、单件小批量的自动化2）柔性加工和柔性自动化 小批量而又轮番生产的零件；几何形状复杂的零件；在加工过程中必须进行多种工序加工的零件；切削余量大的零件；必须严格控制公差（公差带范围很小）的零件；工艺设计会经常变化的零件；贵重零件；需全部检测的零件，等等。,数控机床的应用,2025/5/23 周五,32,CNC,系统的组成,CNC,系统由“数控装置”、“伺服系统”和系统程序组成。,数控装置（专用计算机）：硬件和软件组成。,伺服系统：检测装置、驱动装置和伺服电机组成。,数控装置的硬件组成及功能,1.数控装置的硬件包括：,微机基本系统：,CPU、,总线、存储器、,I/O,设备等,数控接口组件：进给轴位置控制接口组件、主轴控制接口组件手摇脉冲发生器接口组件等。,接口：人机界面接口、通讯接口、机电接口,辅助功能（,M）,控制接口等,2.硬件功能：,与软件一起接收输入信息（程序）、经过译码、轨迹计算（速度计算）、补偿计算、加/减处理和插补运算，给各个坐标的伺服驱动器分配速度、位移指令，完成数控加工任务。,2025/5/23 周五,33,软件由控制功能程序、管理功能程序组成,控制功能程序-,实时性强,用于进给坐标的位置控制，中断完成,;,译码;,预处理（刀补和速度处理）；,插补,；,位控；,管理功能程序-,实时性稍差，但要保证,控制软件数据的供给传递，具体见图。,CNC,软件,管 理,控 制,显 示,S T M,I/O,处理,通讯诊断,译 码,刀具补偿,速度处理,插 补,位置控制,输入存储,数控装置软件的基本组成和功能,2025/5/23 周五,34,数控系统的技术性能指标,CPU:16,、,32,、,64,、,RISC,、主频越来越高；,分辨率,:0.01mm,、,0.001mm,、,0.1,m,、,0.01m,；,控制功能,:FANUC15,可控,15,轴,SIEMENS 840D,可控,31,轴,多种插补功能及其它功能；,伺服驱动系统的性能：电流环、速度环、位置环交流数字伺 服，交流变频、矢量控制、非线性、前馈控制，摩擦补偿、伺服参数自动调整等；,数控系统内,PLC,功能：基本指令执行快，梯形图、,C,语言编程；,系统的通讯接口功能：,RS232C DNC RS485,局域网等；,系统的开放性：可扩展、可添加、可重组、可选择。美国、欧洲、日本几大开放系统研究；,可靠性与故障自诊断。,2025/5/23 周五,35,数控编程,零件图纸分析,确定加工的工艺路线,刀位轨迹计算,编写程序,程序输入,程序校验、试切,加工,2025/5/23 周五,36,程序结构与程序段格式,1.,加工程序的结构,加工程序,主程序和子程序,程序段,(block),字,(word),地址和数据,2.,程序段格式,NGX.Y.FSTMLF,程序段序号,准备机能字,坐标字,进给功能字,主轴转速功能字,刀具功能字,辅助功能字,结束符,2025/5/23 周五,37,常用地址字符,地址字意 义,A,、,B,、,C,围绕,X,、,Y,、,Z,轴旋转的旋转轴角度尺寸字,F,、,S,、,T,进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能,G,准备机能,I,、,J,、,K,插补参数,M,辅助机能,N,程序段序号,U,、,V,、,W,与,X,、,Y,、,Z,轴平行的第,2,移动坐标尺寸字,X,、,Y,、,Z,主坐标轴,X,、,Y,、,Z,移动坐标尺寸字,例：,N003 G90 G01 X+35.Y+279.3 Z-429.7 S1000 T02 F500 M07,2025/5/23 周五,38,G,代码功能介绍,与坐标系有关的,G,代码,G53 X,Y,；选择机床坐标系指令,G92 X400.Z250,；,工件坐标系设定指令,G54,G59,；选择工件坐标系指令,G52 X100.Y50.,；设定局部坐标系指令,G17(x-y),，,G18(z-x),，,G19(y-z),；坐标平面设定指令,坐标值尺寸,G,代码,G90,，,G91,；绝对值和增量值编程指令,G16,，,G15,；极坐标尺寸指令,G20,，,G21,；,公制，英制转换指令,关于参考点的,G,代码,插补功能,G,代码,G00,；定位（快速）指令,G60,；单方向定位指令,G01,；直线插补指令,G02,，,G03,；,圆弧插补指令,G17,；螺旋线插补指令,G33,；螺纹切削指令,进给功能,G,代码,切削速度控制,G,代码,主运动速度,G,代码（和,S,联合使用）,2025/5/23 周五,39,G,代码功能介绍（续上页）,补偿功能,G,代码,G43/44,_ H_,；,刀具长度补偿指令,G45/46/47/48 IP,_,D_,；,刀具偏移指令,G41/42,IP_D_,刀具半径补偿,C,指令,G,代码,指定正的刀具偏移值,指定负的刀具偏移值,G45,G46,G47,G48,2025/5/23 周五,40,N1 G91 G46 G00 X35.0 Y20.0 D01,；,N2 G47 G01 X50.0 F120.0,；,N3 Y40.0,；,N4 G48 X40.0,；,N5 Y-40.0,；,N6 G45 X30.0,；,N7 G45 G03 X30.0 Y30.0 J30.0,；,N8 G45 G01 Y20.0,；,N9 G46 X0,；运动量为零，刀具向,-X,方向移动一个刀偏值；,N10 G46 G02X-30.0 Y30.0,；,J30.0,；,N11 G45 G01 Y0,；运动量为零，刀具向,+Y,方向移动一个刀偏值；,N12 G47 X-120.0,N13 G47 Y-80,；,N14,G46 G00 X-35.0 Y-20.0,40,20,N13,N12,R30,N11,N10,N9,N8,R30,N7,N6,N5,N4,N3,N2,N1,N14,30,30,40,50,35,40,刀具：,20,刀偏号：,01,刀偏,值：,+10,2025/5/23 周五,41,2025/5/23 周五,42,固定循环指令,G73,；,高速深孔钻削循环,G73X,_Y_Z_R_Q_F_K_,；,(X,、,Y),为孔位置数据，,Z,：增量编程时指从,R,点到孔底的增量值。,绝对编程时指孔底的坐标值。,R,：增量编程时指从初始平面到,R,点的增量值。,绝对编程时指,R,点的坐标值。,Q_,：每次切削进给的深度,K,：加工相同距离的多个孔时，指定循环次数,K,初始平面,参考平面,工件上表面,R,q,q,q,Z,d,d,G99,G98,2025/5/23 周五,43,固定循环指令,G74,；,左旋螺纹攻丝循环,G76,；精密镗孔循环,G81,；钻削循环（）,G82,；钻、镗阶梯孔循环（）,G83,；深孔加工循环（）,G84,；攻螺纹循环（）,G85,；,镗孔,循环（）,G87,；背镗循环（）,2025/5/23 周五,44,N001 G92X0Y0Z0,；工件坐标系设置在参考点；,N002 G90G00Z250.0T11M06,；到换刀点换,T11,刀具；,N003 G43Z0H11,；到初始平面，长度补偿；,N004 S30M03,；主轴正转；,N005 G99G81X400.0Y-350.0Z-153.0R-97.0F120,；,定位，钻,1,孔；,N006 Y-550.0,；钻,2,孔；,N007 G98Y-750.0,；钻,3,孔；,N008 G99X1200.0,；钻,4,孔；,N009 Y-550.0,；钻,5,孔；,N010 G98Y-350,；钻,6,孔；,N011 G00X0Y0M05,；,X,、,Y,坐标返回到参考点，主轴停；,N012 G49Z250.0T15M06,；,到换刀点，取消刀具长度补偿，换,T15,刀具；,N013 G43Z0H15,；到初始平面，并进行刀具长度补偿；,N014 S20M03,；主轴正转；,N015 G99G82X550.0Y-450.0Z-130.0R-97.0P300F70,；,定位，钻,7,孔，返到,R,平面，孔底暂停；,N016 G98Y-650.0,；,定位，钻,8,孔，返回到初始平面，孔底暂停；,N017 G99X1050.0,；,定位，钻,9,孔，返回到,R,平面，孔底暂停；,N018 G98X-450.0,；,定位，钻,10,孔，到初始平面，孔底暂停；,N019 G00X0Y0M05,；返回到参考点，主轴停；,N020 G49Z250.0T31M06,；,到换刀点，取消长度补偿，换,T31,刀具；,N021 G43Z0H31,；到初始平面，进行刀具长度补偿；,N022 S10M03,；主轴正转；,N023 G99G85X800.0Y-350.0Z-153.0R-47.0F50,；,定位，钻,11,孔，返回到,R,平面；,N024 G91Y-200.0K2,；定位，钻,12,、,13,孔，返回到,R,平面；,N025 G28X0Y0M05,；,经中间点（,0,0,-47.0,）回到参考点，主轴停；,N026 G49Z0,；取消刀具长度补偿；,N027 M00,；程序停止。,参考点,350,100,100,100,100,400,150,250,250,150,3,2,1,7,8,11,12,13,9,10,6,5,4,250,50,50,30,20,3,3,T11,T15,T31,返回位置,初始平面,200,190,150,钻孔,1,6,：,10,mm,；,钻孔,7,10,：,20,mm,镗孔,11,13,：,95,mm,2025/5/23 周五,45,辅助功能指令,M,代码,M,代码指令主要用于数控机床开、关量的控制。如程序结束，主轴的正、反转，冷却液的开、停等。,M00,暂停指令,M02,、,M30,程序结束指令。,M03,、,M04,和,M05,主轴正转、反转和停止。,M08,和,M09,冷却液开、关指令。,M98,、,M99,子程序调用和返回指令。,2025/5/23 周五,46,子程序与宏程序,主程序与子程序,子程序调出的形式：,M98 P ,；,子程序号,O0001;,M98P11000;,M30;,O1000;,M98P12000;,M99;,O2000;,M98P13000;,M99;,主程序,子程序,子程序,1,重嵌套,2,重嵌套,重复调用次数（最大,999,）,2025/5/23 周五,47,例,:,如图所示零件，进行打中心孔、钻孔、攻螺纹加工。,主程序为,O,0003,；,钻中心孔、钻孔、倒角、攻螺纹和钻孔位置子程序分别为,O0100,、,O0200,、,O0300,、,O0400,和,O0500,号。工件坐标系的原点为,W,，固定循环的初始平面为,Z=250,，,R,点平面为,Z=2,，钻通孔钻头伸出量为,2,，中心孔的孔深为,1.5,，倒角深度为,1,，其它尺寸如图。,刀具,:T01,（中心钻）,T02,（,8.5,钻头）,T03,（倒角钻头）,T04,（,M10,丝锥）。,4,3,2,1,W,80,X,Y,X,Z,2,2,8.5,15,M10,W,2025/5/23 周五,48,O0003,；主程序,N10 G54 G90 G00X0 Y0 Z250.0,；选择工件坐标系，快进到换刀点,N15 T01 M06,；换上,01,号刀具,中心钻,N20 S1500 M03 M08,；启动主轴，开冷却液,N25 M98 P0100,；在四个孔中心孔位置打中心孔,N30 T02 M06,；换,02,号刀具,8.5,钻头,N35 S1000 M03 M08,；启动主轴，开冷却液,N40 M98 P0200,；钻四个孔,N45 T03 M06,；换,03,号刀具,倒角,N50 S1500 M03 M08,；启动主轴，开冷却液,N55 M98 P0300,；,给每个孔倒角,N60 T04 M06,；换,04,号刀具,M10,丝锥,N65 S200 M03 M08,；启动主轴，开冷却液,N70 M98 P0400,；对四个孔攻丝,N75 G28,；返回参考点主程序结束,N80 M30,；主程序结束,4,3,2,1,W,80,X,Y,X,Z,2,2,8.5,15,M10,W,2025/5/23 周五,49,O0100,；钻中心孔子程序,N85G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.5F10.0,；钻中心孔循环，钻第,1,个孔的中心孔,N90 M98 P0500,；调用孔位置子程序（二级调用），钻,2,、,3,、,4,孔的中心孔,N95 M99,；,O0200,；钻孔子程序,N100G99G81X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0,；钻第,1,个孔,N105 M98 P0500,；调用孔位置子程序，钻,2,、,3,、,4,孔,N110 M99,；,O0300,；倒角子程序,N115 G99G81X-40.0Y0.R2.0Z-1.0F20.0,；第,1,个孔倒角,N120 M98 P0500,；调用孔位置子程序，对,2,、,3,、,4,孔倒角,N125 M99,；,O0400,；攻丝子程序,N130 G99G84X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0,；攻第,1,个孔,N135 M98 P0500,；调用孔位置子程序，对,2,、,3,、,4,孔攻丝,N140 M99,；,O0500,；位置子程序,N150 X0 Y40.0,；第,2,个孔的位置,N155 X40.0 Y0,；第,3,个孔的位置,N160 X0.0 Y-40.0,；第,4,个孔的位置,N165 M99,；,2025/5/23 周五,50,变量,1,）,变量的概念,:,变量用和后面的数字表示，其格式为：,i,（,i=1,2,3,）,2,）,变量的引用,:,变量可以代替宏程序中地址后面的数值。,例：,F,103,，,G00Z-,100,，,G,130,，,3),公共变量和系统变量,公共变量（,100,149,、,500,531,）,系统变量 刀具偏移（,1,99,、,2000,2200,）,接口输入信号（,1000,1015,、,1032,）,接口输出信号（,1100,1115,、,1132,、,1133,）,计时信息（,3011,、,3012,）,需要零件计数和加工零件计数信息（,3901,、,3902,）,模态信息（,4001,4120,）,位置信息（,5001,5083,）,2025/5/23 周五,51,运算指令和转移指令（,G65,）,格式：,G65 Hm P,i Q,j R,k,；,其中,:m=01,99,，,Hm,表示运算指令和转移指令的功能；,i,：加入运算结果的变量名；,j,k,：被运算的变量名，可以定为常量；,例：,G65 H01 P#100 Q0,；,#100=0,G65 H02 P#100 Q#101 R#102,；,#100=#101+#102,G65 H84 P2000 Q#100 R#101,；,#100#101,时，转移到,N2000,程序段,G,代码,H,代码,功 能,定 义,G65,H01,定义，置换,i=,j,H02,加法,i=,j+,k,H03,减法,i=,j-,k,H04,乘法,i=,j,k,H05,除法,i=,j,k,H22,绝对值,H31,正弦,i=,j,SIN,（,k,）,H32,余弦,i=,j,COS,（,k,）,H84,条件转移,4,IF,jk，,GOTOn,i=,j,2025/5/23 周五,52,数控技术的发展趋势,当代，数控技术的典型应用是,FMC/FMS/CIMS，,其发展方向是高速化、高精度化、高效加工、多功能化、小型化、复合化、开放化和智能化以及数控标准的发展。目前的动向是:,开放式数控系统、高速加工系统。,开放式数控系统，不但要求模块化、网络化、标准化(用户界面、图形显示、动态仿真、数控编程、故障诊断、网络通讯)，而且对实时性和可靠性要求很高。基于,PC,的,CNC,系统,PC,嵌入式,PC+CNC,（,融合系统）,新的数控标准,STEP-NC,2025/5/23 周五,53,随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展,数控系统的智能化将不断提高。主要为：,应用自适应控制（,Adaptive Control）,技术,数控系统检测加工过程中的一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。,引入专家系统指导加工,将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律与特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。当前已开发出模糊逻辑控制和带自学习功能的人工神经网络的数控系统和其它数控加工系统。,引入故障诊断专家系统,智能化伺服驱动装置,可以通过自动识别负载而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。,5.制造过程控制技术,数字控制技术,柔性制造技术,智能制造技术,2025/5/23 周五,55,柔性制造系统,FMS,柔性制造系统（,FMS-Flexible Manufacturing System）,是通过局域网把数控机床(加工中心)、座标测量机、物料输送装置、对刀仪、立体刀库、工件装卸站、机器人等设备联结起来，在计算机及控制软件的控制下，形成一个加工系统。,2025/5/23 周五,56,FMS,的组成,硬件,系统制造设备数控加工设备（如加工中心）测量机清洗机等。,自动化储运设备传送带有轨小车,AGV,搬运机械人立体仓库中央托盘库物料或刀具装卸站中央刀库等。,计算机控制系统及网络通讯系统,软件系统,系统支持软件操作系统、网络操作系统、数据库管理系统等。,FMS,运行控制系统动态调度系统、实时故障诊断系统、生产准备系统,物料（工件和刀具）管理控制系统等。,2025/5/23 周五,57,基本型,FMS,的基本组成,基本型,FMS,的硬件布置图。,加工系统主要由加工中心、数控车床组成；,物流系统由自动导引小车即一辆小车、三个机器人、一个装卸站、两个缓冲站组成；,计算机控制系统采用分布递阶的控制方式。,2025/5/23 周五,58,FMS,的分类,按系统的规模和结构,FMS,可分为：,柔性制造装置（,FMU）：,以一台加工中心为主的系统。装备有托盘库、自动托盘交换站或机器人、一个自动化工具交换装置。,柔性制造单元（,FMC）:FMC,是由12台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，具有适应加工多品种产品的灵活性。,FMC,可视为一个规模最小的（,FMS），,是,FMS,向廉价化及小型化方向发展和一种产物，其特点是实现单机柔性化及自动化，迄今已进入普及应用阶段。,柔性制造系统（,FMS）:,通常包括4台或更多台全自动数控机床（加工中心与车削中心等），由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。,2025/5/23 周五,59,FMS,的功能,能自动控制和管理零件的加工过程如制造质量的自动控制故障的自动诊断和处理等；,通过软件系统变更能制造出系列零件的多种零件,自动控制和管理物料（包括工件与刀具）的运输和存储过程,具有优化的调度管理功能无需过多的人工介入能做到无人加工。,2025/5/23 周五,60,FMS,的特点,制造柔性高,FMS,因内在的灵活性能适应由于市场需求变化和工程设计变更所出现的变动进行多品种生产。,设备利用率高占地面积少设备的利用率一般可达70以上。系统布局紧凑占地面积可减少20%-50%。,减少直接工时费用由于机床是在计算机控制下进行工作不需工人去操纵。,减少制品数量缩短生产准备时间在,FMS,中加工设备集中在一个很小的场地各种工序集中在加工中心减少了零件装夹次数和零件经过机床数目。,维持生产能力强当一台或几台机床发生故障时，仍可降级运转。,产品质量高而稳定,FMS,采用全自动化加工减少人为因素产品质量高而稳定。,投资高风险大开发周期长管理水平要求高。,5.制造过程控制技术,数字控制技术,柔性制造技术,智能制造技术,2025/5/23 周五,62,智能制造系统,它是发挥人的创造能力和具有人的智能的制造系统，制造工作者认为它是当前制造系统发展的最高阶段，展现了与人类智能行为相关的特性，如理解语言、学习能力、逻辑推理和解决问题等能力，能够深入了解人脑活动机理，取代人的部分脑力劳动，强调企业的自组织能力。,智能制造技术的内容大体包括专家系统、模糊推理、人工神经网络和遗传因子等方面，其表现形式有智能制造单元和系统，如智能数控机床、智能机器人、制造过程的智能控制、智能监测与诊断系统等。,2025/5/23 周五,63,智能制造的历史,1988年,赖特和伯恩出版了智能制造研究领域的首本专著智能制造.他们在这本书中提出智能机床的设想:,采用拟人化的方法将智能机床制成能模仿熟练机械师技能的加工机器,根据给定的输入,自动完成加工任务,并输出所希望的产品.智能机床与熟练机械师操作普通机床具有同样的功能,因而具有智能.智能机床具有目标理解,信息感知,通信,适应控制等功能.