數(shù)控機(jī)床與技術(shù)的發(fā)展趨勢課件

數(shù)控技術(shù)新鄉(xiāng)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院1數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)新鄉(xiāng)學(xué)院1數(shù)控技術(shù)6.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望6.2柔性制造系統(tǒng)（FMS）6.3直接數(shù)字控制（DNC）6.4計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）22數(shù)控技術(shù)6.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望22數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望自動(dòng)控制理論和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的功能、動(dòng)態(tài)特性和控制品質(zhì)具有決定性的影響。在對(duì)一個(gè)具體的控制裝置或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和現(xiàn)場調(diào)試中，自動(dòng)控制理論具有重要的理論指導(dǎo)作用。在伺服速度環(huán)控制中采用前饋控制，使傳統(tǒng)的位置環(huán)偏差控制的跟蹤滯后現(xiàn)象得到了很大改善，而且增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和伺服精度。第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望3一.自動(dòng)控制理論和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)3數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望自動(dòng)控制理論和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)數(shù)控二．計(jì)算機(jī)及信息處理技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床誕生半個(gè)世紀(jì)中發(fā)生了最具革命性的進(jìn)步。它包括計(jì)算機(jī)軟件和計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。而信息處理技術(shù)包括信息的存取、運(yùn)算、判斷、決策和交換，計(jì)算機(jī)作為信息處理的工具，兩者之間具有極為密切的關(guān)系。目前的數(shù)控系統(tǒng)還引入人工智能、專家系統(tǒng)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和仿真等技術(shù)。44數(shù)控技術(shù)二．計(jì)算機(jī)及信息處理技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望計(jì)算機(jī)技三．精密機(jī)械技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望精密機(jī)械技術(shù)是數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)，它包括精密機(jī)械設(shè)計(jì)和精密機(jī)械加工兩大方面。精密機(jī)械技術(shù)，當(dāng)今正面臨著重大的挑戰(zhàn)。機(jī)械系統(tǒng)自身在結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)的精度、剛度、體積、質(zhì)量和壽命等方面對(duì)數(shù)控機(jī)床仍具有舉足輕重的影響。55數(shù)控技術(shù)三．精密機(jī)械技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望精密機(jī)械技術(shù)是數(shù)四．精密檢測和智能化的傳感技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望精密檢測和傳感技術(shù)一直是閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，檢測和傳感裝置則是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。精密檢測和傳感的精度與功能直接影響自動(dòng)控制的品質(zhì)，在精度補(bǔ)償方面發(fā)揮重要作用。精密檢測的關(guān)鍵元件是傳感器，數(shù)控系統(tǒng)要求傳感器能快速、精確地獲取信息，并在各種各樣的工作環(huán)境下能夠可靠地運(yùn)行。66數(shù)控技術(shù)四．精密檢測和智能化的傳感技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望精五．網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望數(shù)控系統(tǒng)從控制單臺(tái)機(jī)床到控制多臺(tái)機(jī)床的分級(jí)式控制，需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是進(jìn)行通信，共享信息。這種通信通常分三級(jí)：（1）工廠管理級(jí)。（2）車間單元控制級(jí)。（3）現(xiàn)場設(shè)備級(jí)。77數(shù)控技術(shù)五．網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望數(shù)控系統(tǒng)從控制在20世紀(jì)后期形成的以數(shù)控技術(shù)為中心的柔性制造技術(shù)，預(yù)期在未來仍將繼續(xù)發(fā)展并成為加工技術(shù)發(fā)展的主流。它的特征可以歸結(jié)為3F、3I和3S，即：3F表示柔性化（Flexibility）、聯(lián)盟化（Federalization）和新穎化（Fashion）；3I表示集成化（Integration）、信息化（Information）和智能化（Intelligence）；3S表示系統(tǒng)化（System）、軟件化（Software）和個(gè)性化（Specialty）。第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望88數(shù)控技術(shù)在20世紀(jì)后期形成的以數(shù)控技術(shù)為中心的柔性制造技術(shù)，預(yù)期在未第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）一．柔性制造單元（FMC）柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem，簡稱FMS)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。柔性制造單元FMC的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)不同的加工對(duì)象、CNC機(jī)床的類型與數(shù)量以及工件更換與存儲(chǔ)方式的不同，可以多種多樣，目前主要有托盤搬運(yùn)式和機(jī)器人搬運(yùn)式兩大類型。9數(shù)控技術(shù)第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）一．⒈托盤搬運(yùn)式 以北京精密機(jī)床廠生產(chǎn)的FMC—1型為例，如圖所示。它由臥式加工中心、環(huán)形交換工作臺(tái)、托盤以及托盤交換裝置組成。第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）1010數(shù)控技術(shù)⒈托盤搬運(yùn)式第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）1010數(shù)控技術(shù)⒉機(jī)器人搬運(yùn)式第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）11如圖所示為日本日立精機(jī)的一種FMC。它由一臺(tái)加工中心、一臺(tái)車削中心、一個(gè)機(jī)器人以及兩臺(tái)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組成。機(jī)器人移動(dòng)（如圖中箭頭所示）為兩臺(tái)機(jī)床服務(wù)。每臺(tái)機(jī)床各用一臺(tái)交換工作臺(tái)作為輸送與緩沖存儲(chǔ)。11數(shù)控技術(shù)⒉機(jī)器人搬運(yùn)式第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）11如圖所示為日本⒈FMS的組成FMS主要由加工子系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)子系統(tǒng)、運(yùn)行控制子系統(tǒng)、刀具子系統(tǒng)和質(zhì)量監(jiān)測及監(jiān)控子系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)組成。⑴加工子系統(tǒng)又稱加工單元或制造單元⑵物料儲(chǔ)運(yùn)子系統(tǒng)又稱物流系統(tǒng)或稱材料倉庫與搬運(yùn)系統(tǒng)⑶運(yùn)行控制子系統(tǒng)⑷刀具子系統(tǒng)⑸質(zhì)量檢測及監(jiān)控子系統(tǒng)二．柔性制造系統(tǒng)（FMS）第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）1212數(shù)控技術(shù)⒈FMS的組成二．柔性制造系統(tǒng)（FMS）第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（2.FMS的特點(diǎn)⑴提高了中、小批量零件制造的生產(chǎn)率；⑵縮短了新產(chǎn)品試制的準(zhǔn)備時(shí)間；⑶減少了工廠的庫存零件；⑷節(jié)約了生產(chǎn)勞動(dòng)成本；⑸提高了產(chǎn)品質(zhì)量；⑹改善了制造廠的工作條件；⑺保證了操作人員的安全。第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）1313數(shù)控技術(shù)2.FMS的特點(diǎn)第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）1313數(shù)控技第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）直接數(shù)字控制（DirectNumericalControl/DistributedNumericalControl，簡稱DNC）又稱為分布式數(shù)字控制，是用一臺(tái)或幾臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制若干臺(tái)數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)控制方法，又稱為群控。其零部件加工程序或機(jī)床程序存放在公用的存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)按照約定及請(qǐng)求，向這些機(jī)床分送程序和數(shù)據(jù)，并能收集、顯示或編輯與控制過程有關(guān)的數(shù)據(jù)。14一．概述14數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）1.DNC接口技術(shù)研究 DNC接口的通訊功能主要有三種：下傳NC程序、上傳NC程序、系統(tǒng)狀態(tài)采集和遠(yuǎn)程控制。 只具備第一種功能的DNC叫基本DNC； 具備前兩種功能的叫狹義DNC； 三種功能均有的叫廣義DNC。 日本的FANUC公司研究了兩種接口：DNC1和DNC2。 美國各大數(shù)控公司推出了各種DNC接口產(chǎn)品，如REMEXDNC、RYBETTCAMSHAREDNC以及SHOPLINKDNC等。二．DNC技術(shù)的研究1515數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）1.DNC接口技術(shù)研究二．D第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）2.DNC結(jié)構(gòu)和DNC通訊結(jié)構(gòu)研究 DNC結(jié)構(gòu)是指DNC主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的接口形式，而DNC通訊結(jié)構(gòu)則指DNC主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的通訊拓樸結(jié)構(gòu)。 常見的DNC結(jié)構(gòu)形式有如下幾種： ⑴接口配置為穿孔機(jī)輸入接口 ⑵接口配置為紙帶閱讀機(jī)輸入接口 ⑶接口配置為RS232C接口 ⑷接口配置為DNC接口。 ⑸接口配置為網(wǎng)絡(luò)接口 ⑹接口配置為進(jìn)行直接數(shù)控的計(jì)算機(jī)1616數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）2.DNC結(jié)構(gòu)和DNC通訊結(jié)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）常見的DNC通訊結(jié)構(gòu)形式有如下幾種：⑴點(diǎn)到點(diǎn)式⑵現(xiàn)場總線式⑶局域網(wǎng)式1717數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）常見的DNC通訊結(jié)構(gòu)形式有如下第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）3.DNC通訊技術(shù)的研究18DNC主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的通訊采用最多的是串行通訊，物理接口最常見的是RS232C串行通訊接口。DNC主機(jī)與上層控制計(jì)算機(jī)的通訊以前主要是串行通訊，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在主要采用的是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)。這部分的技術(shù)發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，主要有以太網(wǎng)（Ethernet）和MAP3.0等。18數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）3.DNC通訊技術(shù)的研究18第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）4.DNC應(yīng)用系統(tǒng)研究目前國外典型的DNC系統(tǒng)主要有美國AutomationIntelligence公司NumeridexCAM分部的SHOPNETDNC系統(tǒng)、美國波音公司軍機(jī)分部配置的Cimlinic’s的DNC系統(tǒng)、日本FANUC公司的DNC1和DNC2系統(tǒng)。國內(nèi)于20世紀(jì)70年代開始在DNC方面進(jìn)行研究，有一定影響的單位是北京機(jī)床研究所、清華大學(xué)、重慶大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、中科院自動(dòng)化研究所等。1919數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）4.DNC應(yīng)用系統(tǒng)研究191第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）⒈DNC集成技術(shù)⒉DNC系統(tǒng)重構(gòu)技術(shù)⒊現(xiàn)場總線式通訊結(jié)構(gòu)和局域網(wǎng)式通訊結(jié)構(gòu)⒋適用于具有DNC接口功能的高檔進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)的DNC系統(tǒng)⒌生產(chǎn)管理軟件三．DNC的未來發(fā)展趨勢20數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）⒈DNC集成技術(shù)三．DNC的未第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)CIM是英文ComputerIntegratedManufacturing的縮寫，譯為計(jì)算機(jī)集成制造。CIMS是在柔性制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代管理科學(xué)的基礎(chǔ)上，將制造工廠的全部生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng)所需的各種分布的自動(dòng)化子系統(tǒng)，通過新的生產(chǎn)管理模式、工藝?yán)碚摵陀?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地集成起來，以獲得適應(yīng)于多品種、中小批量生產(chǎn)的高效益、高柔性和高質(zhì)量的智能制造系統(tǒng)。21一．什么是CIM和CIMS21數(shù)控技術(shù)第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)一般CIMS通常由管理信息分系統(tǒng)、設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)、制造自動(dòng)化分系統(tǒng)、質(zhì)量保證分系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)六個(gè)部分組成，即CIMS由四個(gè)功能分系統(tǒng)和兩個(gè)支撐分系統(tǒng)組成。⒈管理信息分系統(tǒng)⒉工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)⒊制造自動(dòng)化分系統(tǒng)⒋質(zhì)量保證分系統(tǒng)⒌計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)⒍數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)二．CIMS的結(jié)構(gòu)2222數(shù)控技術(shù)第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)一般CIMS通常由管理第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)如圖所示為6個(gè)分系統(tǒng)的框圖及其與外部信息的聯(lián)系。2323數(shù)控技術(shù)第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)如圖所示為6個(gè)分系統(tǒng)的第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)如圖所示功能分系統(tǒng)與支撐分系統(tǒng)間的關(guān)系。2424數(shù)控技術(shù)第四節(jié)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)如圖所示功能分系統(tǒng)與支數(shù)控技術(shù)新鄉(xiāng)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院25數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)新鄉(xiāng)學(xué)院1數(shù)控技術(shù)6.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望6.2柔性制造系統(tǒng)（FMS）6.3直接數(shù)字控制（DNC）6.4計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）2626數(shù)控技術(shù)6.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望22數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望自動(dòng)控制理論和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的功能、動(dòng)態(tài)特性和控制品質(zhì)具有決定性的影響。在對(duì)一個(gè)具體的控制裝置或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和現(xiàn)場調(diào)試中，自動(dòng)控制理論具有重要的理論指導(dǎo)作用。在伺服速度環(huán)控制中采用前饋控制，使傳統(tǒng)的位置環(huán)偏差控制的跟蹤滯后現(xiàn)象得到了很大改善，而且增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和伺服精度。第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望27一.自動(dòng)控制理論和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)27數(shù)控技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望自動(dòng)控制理論和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)數(shù)控二．計(jì)算機(jī)及信息處理技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床誕生半個(gè)世紀(jì)中發(fā)生了最具革命性的進(jìn)步。它包括計(jì)算機(jī)軟件和計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。而信息處理技術(shù)包括信息的存取、運(yùn)算、判斷、決策和交換，計(jì)算機(jī)作為信息處理的工具，兩者之間具有極為密切的關(guān)系。目前的數(shù)控系統(tǒng)還引入人工智能、專家系統(tǒng)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和仿真等技術(shù)。2828數(shù)控技術(shù)二．計(jì)算機(jī)及信息處理技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望計(jì)算機(jī)技三．精密機(jī)械技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望精密機(jī)械技術(shù)是數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)，它包括精密機(jī)械設(shè)計(jì)和精密機(jī)械加工兩大方面。精密機(jī)械技術(shù)，當(dāng)今正面臨著重大的挑戰(zhàn)。機(jī)械系統(tǒng)自身在結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)的精度、剛度、體積、質(zhì)量和壽命等方面對(duì)數(shù)控機(jī)床仍具有舉足輕重的影響。2929數(shù)控技術(shù)三．精密機(jī)械技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望精密機(jī)械技術(shù)是數(shù)四．精密檢測和智能化的傳感技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望精密檢測和傳感技術(shù)一直是閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，檢測和傳感裝置則是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。精密檢測和傳感的精度與功能直接影響自動(dòng)控制的品質(zhì)，在精度補(bǔ)償方面發(fā)揮重要作用。精密檢測的關(guān)鍵元件是傳感器，數(shù)控系統(tǒng)要求傳感器能快速、精確地獲取信息，并在各種各樣的工作環(huán)境下能夠可靠地運(yùn)行。3030數(shù)控技術(shù)四．精密檢測和智能化的傳感技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望精五．網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望數(shù)控系統(tǒng)從控制單臺(tái)機(jī)床到控制多臺(tái)機(jī)床的分級(jí)式控制，需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是進(jìn)行通信，共享信息。這種通信通常分三級(jí)：（1）工廠管理級(jí)。（2）車間單元控制級(jí)。（3）現(xiàn)場設(shè)備級(jí)。3131數(shù)控技術(shù)五．網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望數(shù)控系統(tǒng)從控制在20世紀(jì)后期形成的以數(shù)控技術(shù)為中心的柔性制造技術(shù)，預(yù)期在未來仍將繼續(xù)發(fā)展并成為加工技術(shù)發(fā)展的主流。它的特征可以歸結(jié)為3F、3I和3S，即：3F表示柔性化（Flexibility）、聯(lián)盟化（Federalization）和新穎化（Fashion）；3I表示集成化（Integration）、信息化（Information）和智能化（Intelligence）；3S表示系統(tǒng)化（System）、軟件化（Software）和個(gè)性化（Specialty）。第一節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展展望3232數(shù)控技術(shù)在20世紀(jì)后期形成的以數(shù)控技術(shù)為中心的柔性制造技術(shù)，預(yù)期在未第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）一．柔性制造單元（FMC）柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem，簡稱FMS)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。柔性制造單元FMC的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)不同的加工對(duì)象、CNC機(jī)床的類型與數(shù)量以及工件更換與存儲(chǔ)方式的不同，可以多種多樣，目前主要有托盤搬運(yùn)式和機(jī)器人搬運(yùn)式兩大類型。33數(shù)控技術(shù)第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）一．⒈托盤搬運(yùn)式 以北京精密機(jī)床廠生產(chǎn)的FMC—1型為例，如圖所示。它由臥式加工中心、環(huán)形交換工作臺(tái)、托盤以及托盤交換裝置組成。第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）3434數(shù)控技術(shù)⒈托盤搬運(yùn)式第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）1010數(shù)控技術(shù)⒉機(jī)器人搬運(yùn)式第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）35如圖所示為日本日立精機(jī)的一種FMC。它由一臺(tái)加工中心、一臺(tái)車削中心、一個(gè)機(jī)器人以及兩臺(tái)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組成。機(jī)器人移動(dòng)（如圖中箭頭所示）為兩臺(tái)機(jī)床服務(wù)。每臺(tái)機(jī)床各用一臺(tái)交換工作臺(tái)作為輸送與緩沖存儲(chǔ)。35數(shù)控技術(shù)⒉機(jī)器人搬運(yùn)式第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）11如圖所示為日本⒈FMS的組成FMS主要由加工子系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)子系統(tǒng)、運(yùn)行控制子系統(tǒng)、刀具子系統(tǒng)和質(zhì)量監(jiān)測及監(jiān)控子系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)組成。⑴加工子系統(tǒng)又稱加工單元或制造單元⑵物料儲(chǔ)運(yùn)子系統(tǒng)又稱物流系統(tǒng)或稱材料倉庫與搬運(yùn)系統(tǒng)⑶運(yùn)行控制子系統(tǒng)⑷刀具子系統(tǒng)⑸質(zhì)量檢測及監(jiān)控子系統(tǒng)二．柔性制造系統(tǒng)（FMS）第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）3636數(shù)控技術(shù)⒈FMS的組成二．柔性制造系統(tǒng)（FMS）第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（2.FMS的特點(diǎn)⑴提高了中、小批量零件制造的生產(chǎn)率；⑵縮短了新產(chǎn)品試制的準(zhǔn)備時(shí)間；⑶減少了工廠的庫存零件；⑷節(jié)約了生產(chǎn)勞動(dòng)成本；⑸提高了產(chǎn)品質(zhì)量；⑹改善了制造廠的工作條件；⑺保證了操作人員的安全。第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）3737數(shù)控技術(shù)2.FMS的特點(diǎn)第二節(jié)柔性制造系統(tǒng)（FMS）1313數(shù)控技第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）直接數(shù)字控制（DirectNumericalControl/DistributedNumericalControl，簡稱DNC）又稱為分布式數(shù)字控制，是用一臺(tái)或幾臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制若干臺(tái)數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)控制方法，又稱為群控。其零部件加工程序或機(jī)床程序存放在公用的存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)按照約定及請(qǐng)求，向這些機(jī)床分送程序和數(shù)據(jù)，并能收集、顯示或編輯與控制過程有關(guān)的數(shù)據(jù)。38一．概述38數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）1.DNC接口技術(shù)研究 DNC接口的通訊功能主要有三種：下傳NC程序、上傳NC程序、系統(tǒng)狀態(tài)采集和遠(yuǎn)程控制。 只具備第一種功能的DNC叫基本DNC； 具備前兩種功能的叫狹義DNC； 三種功能均有的叫廣義DNC。 日本的FANUC公司研究了兩種接口：DNC1和DNC2。 美國各大數(shù)控公司推出了各種DNC接口產(chǎn)品，如REMEXDNC、RYBETTCAMSHAREDNC以及SHOPLINKDNC等。二．DNC技術(shù)的研究3939數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）1.DNC接口技術(shù)研究二．D第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）2.DNC結(jié)構(gòu)和DNC通訊結(jié)構(gòu)研究 DNC結(jié)構(gòu)是指DNC主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的接口形式，而DNC通訊結(jié)構(gòu)則指DNC主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的通訊拓樸結(jié)構(gòu)。 常見的DNC結(jié)構(gòu)形式有如下幾種： ⑴接口配置為穿孔機(jī)輸入接口 ⑵接口配置為紙帶閱讀機(jī)輸入接口 ⑶接口配置為RS232C接口 ⑷接口配置為DNC接口。 ⑸接口配置為網(wǎng)絡(luò)接口 ⑹接口配置為進(jìn)行直接數(shù)控的計(jì)算機(jī)4040數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）2.DNC結(jié)構(gòu)和DNC通訊結(jié)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）常見的DNC通訊結(jié)構(gòu)形式有如下幾種：⑴點(diǎn)到點(diǎn)式⑵現(xiàn)場總線式⑶局域網(wǎng)式4141數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）常見的DNC通訊結(jié)構(gòu)形式有如下第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）3.DNC通訊技術(shù)的研究42DNC主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的通訊采用最多的是串行通訊，物理接口最常見的是RS232C串行通訊接口。DNC主機(jī)與上層控制計(jì)算機(jī)的通訊以前主要是串行通訊，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在主要采用的是計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)。這部分的技術(shù)發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，主要有以太網(wǎng)（Ethernet）和MAP3.0等。42數(shù)控技術(shù)第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）3.DNC通訊技術(shù)的研究18第三節(jié)直接數(shù)字控制（DNC）4.DNC應(yīng)用系統(tǒng)研究目前國外典型的DNC系統(tǒng)主要有美國AutomationIntelligence公司NumeridexCAM分部的SHOPNETDNC系統(tǒng)、美國波音公司軍機(jī)分部配置的Cimlinic’s的DNC系統(tǒng)、日本FANUC公司的DNC1和DNC2系統(tǒng)。國內(nèi)于20世紀(jì)70年代開始在DNC方面進(jìn)行研究，有一定影響的單位是北京機(jī)床