我国机床工业数控系统与国际水平有差距

我国机床工业数控系统与国际水平有差距
我国机床工业数控系统与国际水平有差距

我国机床工业数控系统与国际水平有差距

我国高档数控机床还不能满足国内需要。2009年以来,我国已连续三年成为世界机床制造第一大国,但同时也是世界第一大机床进口国。可以发现,这种大而不强的境况进入了面临突破的阶段。

“工业之母”制约

机床是“工业之母”,工业水平看装备制造业,装备制造业水平看机床,机床工业大而不强制约着我国工业整体水平的提升。

在中国正着力推进经济结构调整和发展方式转变的时刻,重点领域和重点项目对高档数控机床、高效刀具、精密量仪的需求量大、依赖性强。

航空工业于2008年正式启动了大飞机项目。目前,大飞机项目的样机C919已经研制成功,预计C919将于2014年实现首飞,2016年取得适航证并投放市场。

航空业对机床要求之高几乎涵盖了现代机床的全部成果,包括高速、精密、高效、复合数控机床、五轴加工中心等关键制造装备,以及现代高效刀具。

中国是世界造船大国之一,现代造船业一刻也离不开大型高尖端机床,如重型和超重型龙门镗铣床、数控落地镗铣床、五轴联动数控镗铣床、曲轴车铣中心、大型曲轴磨床等大量高档大重型数控机床。

中国已经发展成为世界最大汽车生产国和世界最大的汽车消费市场。汽车工业一直是机床工具行业最重要的用户,汽车制造具有大批量生产的特点,需要大量的高速、高效、高可靠性的数控机床。

能源短缺一直是制约中国国民经济发展的一个瓶颈。为此,中国电力工业将实施多元化能源供应战略。发展电力工业,需要大量高可靠性、大规格、高刚度的数控机床,如重型数控龙门镗铣床、重型数控落地镗铣床、重型立卧车床、叶片加工机床和叶根槽专用加工机床等。

农业机械、工程机械、纺织机械、铁路交通等各行业在调整结构、转变发展方式和进行产业升级技术改造过程,都离不开对机床工具产品越来越高档的需求。

5%的难题

来自中国机床协会2011年的行业统计数据表明:我国机床工具产品进口增势较快,进口203亿美元,同比增长29%。进口全是中高档以上的机床。

“由于国际机床市场营销策略发生变化,以高技术为先导,用高技术武装的低价格中档机床产品迅速占领我国机床市场,对我国国内机床企业提出严峻挑战。”沈阳机床集团董事长关锡友说。

在机床行业,一般把数控机床以轴数为标准,三轴以下的为低档,三至五轴为中高档,五轴以上为高档。对工业来说,生产设备传统与现代区别的标志是传统机床和数控机床,这已成为行业共识。机床单机智能化和自动化即数控机床是机床工业的方向,其高精、高细、高速、柔性、智能,是现代工业的标志。现代装备业正在向极端制造方向发展,一是越来越高大,二是越来越细小,三是越来越复杂,生产工艺高度集成。关键字:欧姆龙

装备制造业水平看东北,机床水平也看东北,东北是我国机床企业最集中、实力最强的地区。记者在东北机床具有代表性的沈阳机床集团公司、大连机床集团公司、齐重数控装备股份有限公司三家企业采访了解到,机床行业存在的主要不足是:

其一,精确度、稳定性、可靠性等差距。比如五轴联动数控机床国外产品连续1500小时没有故障,国产大约1000小时,相差1/3。

其二,机床的复合性能差距较大。目前市场上五轴联动加工中心多用于航天航空、核电等,单台价格达四五百万元。五轴联动数控是欧洲控制的技术,是核心技术中的核心技术,欧洲严禁外泄。五轴必须保证不能用于军事,才能引进。沈阳机床、大连机床、齐重数控可以做三轴,五轴也可做,但性能与进口产品相比有一定差距。国内企业和航空航天等重要科研单位使用的高档机床基本全是进口。

其三,数控系统的差距。数控系统是数控机床的核心,德国西门子、利勃海尔和日本的马扎克、法拉克掌握着数控系统的最高水平,利勃海尔数控系统16个软件包的价格接近母机价格,软件和母机一起卖,不分开出售,软件利润非常高。目前国内机床企业使用的中高档机床的数控系统基本都是国外进口。

其三,其他关键配套件差距。大连机床副总裁姜怀胜表示,大连机床可以向国际先进水平追平95%,但剩下的5%不是一个企业甚至一个行业能够做到的,包括钢铁原料、标准件、螺钉、螺帽等,需要提升国家工业整体水平。此外,工艺、检测等环节目前也达不到世界先进水平。

“要像两弹一星和高铁一样攻数控系统”

“综合分析行业现阶段基本特征、主要矛盾和近期国内市场的显著变化,我们不难判断,机床工具行业正处于实现重大战略转变的关键转折期。”中国机床工具工业协会常务副理事长吴柏林对当前行业形势给出了自己的判断。

他认为,首先,从国家发展战略来看,高档机床工具产品严重依赖进口的状况,事关国防和经济安全。其次,战略转变已经是行业生存和发展的必然选择,近年来行业企业的发展已经为全行业实施由大变强的战略转变奠定了坚实的行业基础。“可以说,由大变强已经成为行业的共同愿望和必然选择。”

中国机床工具工业协会在2011年10月召开的第六届五次常务理事(扩大)会议通过了《机床工具行业“十二五”期间工作要点(试行)》,提出把“着力提升中高档数控系统和功能部件的配套能力”作为行业“十二五”的重点任务之一;明确提出了“十二五”期间行业由大变强的三大标志性目标:一是在为重点行业核心制造领域提供装备和服务方面取得突破性进展;二是中高档数控机床国内市场占有率显著提高,中高档数控系统和功能部件国内市场占有率显

著提高;三是形成若干世界知名品牌和优势企业。

一些机床行业的企业家和专家建议:打好基础工程,着力解决好机床所必不可少的各种机、电、液、气、光元部件和功能部件、NC系统、刀具、测量、附件等及其功能配套;着力提升和提高加工工艺、机床的精度、效率、自动化、可靠性、稳定性、耐用性等;高度重视数控系统,加大数控系统原始创新投入。据了解,日本法拉克公司每年投入约20亿元人民币,连续投入了20多年。

数控机床是装备制造业的“两弹一星”,要像攻“两弹一星”和高铁一样攻数控系统,组织电气、机械、材料、电机、计算机、生产工艺等几十门专业学科的一流专家,集中优势力量攻关。像其他行业的许多企业家一样,中国机床行业的许多企业家们有一种不服输的拼搏精神,在多年的摸爬滚打中练出了一身功夫,在深感巨大压力的同时,对未来充满着信心。

沈阳机床集团公司2011年实现销售收入突破180亿元人民币,跃居世界第一。这是我国企业首次问鼎世界机床行业冠军宝座,而2002年这家企业的销售收入仅有8亿元。

“规模世界第一只是阶段性目标,未来沈阳机床在品牌和管理上也要争取世界第一。”沈阳机床董事长关锡友说。

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数控机床与数控技术综述报告

数控机床与数控技术综述报告 【摘要】数控机床——是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床与普通机床的主要区别在于:数控机床带有数控系统(程序控制系统),可以通过编制程序来实现自动化加工。而普通机床没有该特性。本文在介绍数控机床特点的基础之上,根据我国数控技术的现状,分析了国家在数控技术领域的研究工作以及国内外机床的发展趋势 【关键词】数控机床数控研究发展趋势 引言 数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础装备,它的发展一直备受人们关注。数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目,它开创了机械产品向机电一体化发展的先河,因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。另一方面,通过持续的研究,信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升,进入21世纪,我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入WTO后激烈的市场竞争的压力。从技术层面上来讲,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。 1.数控机床概述 1.1 数控机床的特点: 数控机床对零件的加工过程,是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。它是一种高效能自动或半自动机床,与普通机床相比,具有以下明显特点:(1)适合于复杂异形零件的加工数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工,因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用。(2)加工精度高 (3)加工稳定可靠实现计算机控制,排除人为误差,零件的加工一致性好,质量稳定可靠。 (4)高柔性加工对象改变时,一般只需要更改数控程序,体现出很好的适应性,可大大节省生产准备时间。在数控机床的基础上,可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS。

国内数控机床现状简析及建议

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 国内数控机床现状简析及建议 国内数控机床现状简析及建议作者: 数控技术学习来源: 数控机床网日期: 2019-5-5 23:30:17 人气: 获取失败标签: 一、国内数控机床行业近年取得的成绩我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展,在一些关键技术方面也取得了重大突破。 据统计,目前我国可供市场的数控机床有 1500 种,几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。 领域之广,可与日本、德国、美国并驾齐驱。 这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。 近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。 如国产 XNZD2415 型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点,通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门,在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C 轴摆角铣头,配以工作台的纵向移动,可完成五自由度的运动。 该构型为国际首创。 基于 RT 一 Linux 开发的数控系统具有的实时性和可靠性,能 1 / 3

在同一网络中与多台 PLC 相连接,可控制机床的五轴联动,实现人机对话。 该机床的作业空间 4.5mx1.6mx1.2m,A 轴转角1050,C 轴连续转角 0 一 4000,主轴转速(无级)最高 10000r/min,重复定位精度0.01mm,可实现三维立体曲面如水轮机叶片,导叶的五轴联动高速切削加工。 超精密球面车床为陀螺仪的加工提供了基础设备,这类车床也可用于透镜模具、照相机塑料镜片、条型码阅读设备、激光加工机光路系统用聚焦反射镜等产品的加工。 高速五轴龙门铣床采用铣头内油雾润滑冷却、横梁预应力反变形控制等技术。 这类铣床可用于航空、航天、造船、水泵叶片、高档模具等的加工。 SSCKZ80 一 5 型五轴车铣复合加工中心可满足航天、航空、船舶及铁路运输业对高精度、高刚度、形状复杂的大型回转体零件加工的要求,如飞机发动机主轴、起落架的加工,船舶发动机活塞、增压器蜗杆差速换向器及螺旋叶片的加工等。 TW250 型高速、高效车削中心采取双主轴对置结构,两个刀架分别位于主轴轴线上下方,控制轴数 8 个,可实现 4 轴联动。 装有 12 位伺服驱动双向动力刀台的上下刀架可对任一主轴进行 2 轴或 4 轴加工。 该机床采用模块化设计技术,可根据用户的不同要求派生为双刀

中国重型数控机床的发展现状及存在的问题

中国重型数控机床的发展现状及存在的问题 来源:中国机械资讯网发布时间:2008-4-3 10:30:15 重型数控机床主要用于大型、特大型零件的加工,是国防军工、航空、航天、船舶、能源、交通、冶金、机械等国家重点企业的当家把关装备。 一、中国重型数控机床的发展现状 自2000年以来我国机床行业已连续7年以20%以上的增速发展,2006年我国机床总产值为7 0.6亿美元,同比增长27%;进口72.4亿美元,同比增长11.5%;消费131.1亿美元,同比增长22%。2 007年机床工具行业的产值再创新高同比增幅达36.9%,数控机床产量将超过11万台,同比增幅达33%。2007年中国将继续保持机床生产世界第三、进口世界第一、消费世界第一的地位,中国已成为世界机床产 业的发动机。 我国重型机床行业的8家重点企业,2006年实现工业总产值47.3亿元,同比增长36.2%,增长幅度高于全行业27%的平均水平。从2000年以来,国内重型机床制造厂家通过不断的技术创新,提升自主知识产权的水平,开发高档类新产品的速度明显加快,市场满足度越来越高。如齐二机床可提供镗轴直径∮130~260毫米多种规格,包括方滑枕移动及主轴箱移动结构,刨台式、对置式、车铣镗复合型以及可实现3~5轴联动和加工中心型产品,打破了国外对我国的技术封锁,为国防建设、国家重点工程的急需提供了大量的关键重大装备,2007年产成重型落地铣镗床153台,其中重型数控落地铣镗床达94台, 产量已居世界第一。 我国数控机床经历了多年的发展,取得了一定的成就,低档经济型数控机床基本实现自给,但中高档数控机床市场占有率不高,高档重型数控机床大部分仍然依靠进口。多年来我国国产机床市场占有率一直不足50%,2006年进口机床的市场占有率仍达55.18%,而数控机床高达70%,特别是高档数控机床高达约90%,这也说明我国机床产业在与国外同行的竞争中仍处于劣势,机床产业的发展步伐滞后于我国国民经济总体的发展步伐。重型数控机床产品与发达国家著名企业相比仍存在一定差距,产品水平的差距主要体现在: ·主轴转速,国外先进水平已发展到最高达3000~4000r/min,而国内主要徘徊在800~1500r/ min。 ·快速进给,国外先进水平达20000~30000mm/min,而国内主要在6000~10000mm/min。 ·精度,国外先进水平定位精度0.015/1000mm,重复定位精度0.003~0.007mm;国内产品水平,定位精度0.025/1000mm,重复定位精度0.01~0.015mm。 ·机床的可靠性、精度的稳定性、复合多功能、柔化性、智能化方面不如国外厂家,外观质量也 有明显的差距。 2、造成差距的原因分析

数控机床控制系统

习题1-2 数控机床控制系统 一. 判断下列说法的对错,并将错的地方改正。 1. ( )主轴(spindle )转速控制,刀具(tool )自动交换控制属于数控系统的辅助功能。 2. ( )数控系统的主要功能是控制运动坐标的位移及速度。 3. ( )轮廓控制数控系统控制的轨迹一般为与某一坐标轴(axis)相平行的直线。 4. ( )直线控制数控系统可控制任意斜率的直线轨迹。 5. ( )开环控制数控系统无反馈(feedback )回路。 6. ( )配置SINUMERIK 802S 数控系统的数控机床采用步进电动机作为驱动元件。 7. ( )闭环控制数控系统的控制精度(accuracy)高于开环控制数控系统的控制精度。 8. ( )全闭环控制数控系统不仅具有稳定的控制特性,而且控制精度高。 9. ( )半闭环控制数控机床安装有直线位移检测装置。 10. ( )机床工作台(table )的移动是由数控装置发出位置控制命令和速度控制命令而实现的。 11. ( )刀具(tool )按程序正确移动是按照数控装置发出的开关命令实现的。 12. ( )机床主轴(spindle )的起动与停止是根据CNC 发出的开关命令,由PLC 完成 的。 13. ( )CNC 中位置调节器是用模拟调节器。 14. ( )在双环进给轴控制器中,转速调节器的输入是位置调节器的输出。 15. ( )穿孔纸带(tape )是控制介质的一种。 16. ( )软盘属于输出装置。 17. ( )M 功能指令被传送至PLC-CPU ,用PLC 程序来实现M 功能。 图1-2-1 数控机床控制方式

18.()数控加工程序中有关机床电器的逻辑控制及其他一些开关信号的处理是用PLC 控制程序来实现的,一般用C语言编写。 19. ()HAAS立式加工中心的自动换刀动作是这样完成的:换刀指令经CNC-CPU译码后,由轴控制器(axis controller)控制完成。 20. ()HAAS立式加工中心(vertical machining center)共有三个坐标轴,其控制主要由PLC完成。 21. ()CNC machines generally read and execute the program directly from punched tapes. 22. ()CNC对加工程序解释时,将其区分成几何的、工艺的数据和开关功能。刀具(tool)的选择和交换即属于开关功能。 23. ()位置调节器的命令值就是插补器发出的运动序列信号。 24. ()目前的闭环伺服系统都能达到0.001μm的分辨率。 25. ()经济型数控机床一般采用半闭环系统。 26. ()数控机床一般采用PLC作为辅助控制装置。 27. ()半闭环和全闭环位置反馈系统的根本差别在于位置传感器安装的位置不同,半闭环的位置传感器安装在工作台上,全闭环的位置传感器安装在电机的轴上。 28.()只有半闭环系统需要进行螺距误差补偿,而全闭环系统则不需要。 29.()数控机床的数控系统主要由计算机数控装置和伺服系统等部分组成。 二. 填充,以完成下列各表述。 1.只有在位置偏差(跟随误差)为时,工作台才停止在要求的位置上。 2.半闭环控制中,CNC精确控制电动机的旋转角度,然后通过传动 机构,将角度转换成工作台的直线位移。 3.开环伺服系统主要特征是系统内没有装置,通常使用为伺服执行机构。 4.辅助控制装置的主要作用是接受数控装置输出的指令信号,主要控制装置是。 5.数控机床控制系统包括了、、、、、。 6. 进给伺服系统是以为控制量的自动控制系统,它根据数控装置插补运算生成的,精确地变换为机床移动部件的位移,直接反映了机床坐标轴跟踪运动指令和实际定位的性能。 7. 闭环和半闭环控制是基于原理工作的。 8. 数控机床的基本组成包括、、、、、以及机床本体。 图1-2-2 HAAS立式加工中心

工业机器人在数控机床中的运用探讨

工业机器人在数控机床中的运用探讨 发表时间:2019-08-30T09:30:23.000Z 来源:《防护工程》2019年12期作者:李清峰 [导读] 本文主要对工业机器人在数控机床中的运用进行系统性的分析和探讨,希望可以为我国工业领域的发展提供一些借鉴意义。 利戴工业技术服务(上海)有限公司上海 201807 摘要:在进行机械制造加工的过程中,数控机床是非常关键的设备装置,为了进一步促进数控机床生产效率和质量的提高,需要科学有效的利用工业机器。基于此,本文主要对工业机器人在数控机床中的运用进行系统性的分析和探讨,希望可以为我国工业领域的发展提供一些借鉴意义。 关键词:工业机器人;数控机床;运用 前言:近年来,我国信息化技术的发展速度越来越快,工业生产领域也开始有效的应用一些先进的技术手段。在新时期,将工业机器人科学合理的应用于数控机床当中,可以进一步促进生产时效的提高,更好的满足生产需求,下面对此进行具体的分析。 1.工业机器人的应用优势 在数控机床中科学合理的运用工业机器人,能够促使数控机床加工能力的提高。同时还可以进行有效的参数设置,对加工时出现的误差做出补偿,防止误差长时间累积在一起。二者的有机结合使得数控机床具有良好的高柔性,能够根据加工工件的大小、型号和形状等,更换适宜的夹具,以便更好的满足各类产品的加工要求,而且换产期间消耗的时间较短,可以进一步提高生产能效。除了上述优势特征外,运用工业机器人还可以完善机床的各项加工功能,以便于同时完成不同种类的加工。最后,通过对工业机器人的有效运用还能够提高机床的自动化程度,使得机床各项操作更加便捷高效,减少工人的劳动强度。 2.工业机器人在数控机床中的运用 2.1设计分析 为了有效的增强数控车床的生产能效,可以利用工业机器人完成传统人工的上下料操作。在实际操作过程中,每两台数控机床之间应用一个工业机器人,在机器人上方设置料箱在其下方设置料盘,二者之间的距离保持在1200mm。因为工业机器人的种类十分丰富,每个类型的机器人都有着不同的特点。比如,直角坐标机器人占地面积大且灵活性较差,但是其定位精度比较高。而圆柱坐标机器人易于控制且占地较小,但是定位精度较低,一般多应用于搬运工件。关节型机器人从其结构上来看,和人体关节有着许多相似之处,能够满足多种不同的场合需求,包括;自动上下料、搬运工件等,同时占地面积也比较小。进行综合对比分析,主要选取关节型机器人进行数控机床生产作业。 2.2工作流程 上下料单元主要包括以下几个组成部分:数控车床、料盘、工业机器人等。首先,工业机器人发出指令,数控机床收到后会操控液压卡盘实施夹紧、松开等工作。料盘工位上设置了接近开关,能够对工件进行有效的检测。电机则设置在料盘下方,能够带动料盘完成一系列的旋转运动,使得料盘转动到相应的工位上,机器人就会完成工件的抓取,然后准确的放置在物料箱当中。加工单元的实际操作流程如下所示:第一步,工业机器人在收到指令后开始移动,到达取料位置后通过机械手完成工件的夹取,然后再回到待机位置。第二步,工业机器人的机械手转移到安全门前并转移到卡盘内,将工件放入。在工业机器人回到待机位置后,数控车床完成工件的加工和一系列的处理。最后一步,工业机器人转移到防护门前,确保防护门处于开启状态后,再将机械手放到卡盘内,完成工件夹取后继续转移到防护门前,将已经完成加工的工件放置在相应的物料箱当中。 2.3回转结构 2.3.1腰部回转 对于工业机器人来说,其腰部回转方案可以选取以下两种方式:首先,将电机设置在底座上端,通过联轴器帮助机器人实现腰部回转。其次,同样需要在底座上端设置电机,然后将转轴、谐波减速器相连接,使得机器人腰部能够与输出轴相连,从而带动机器人腰部进行回转。对比这两种方案,一般会选取第二种,这主要是因为第二种方案结构构成相对简单,可以有效的进行安装、维修等操作。 2.3.2手臂回转 对于工业机器人来说。其手臂可以分为大臂、小臂,在进行手臂回转操作时可以按照以下两种方案进行。第一种主要是通过谐波减速器完成手机与电机之间的连接并进行回转运动。而第二种方案则需要利用电机来使谐波减速器完成相应的回转运动。对这两种方案进行比较而言,第一种易于操作、结构简单,而第二种则比较复杂,但是第二种方案在实际操作过程中更为稳定,可以有效的满足操作要求。一般情况下,会选取第二种方案完成手臂回转操作。 2.3.3腕部俯仰 在进行腕部俯仰操作时,可以选用以下几种方案:首先,通过谐波减速器、电机对动机器人腕部进行带动,使其完成俯仰运动。其次,通过电机将齿轮与联轴器进行有效的连接,通过传动轴输送到小臂前方,对其回转方向进行转变,促使机器人腕部完成俯仰运动。最后,利用电机、橡胶同步带引发同步带轮进行回转,然后将动力转移到小臂前端,完成俯仰运动。对比这三种方案,第一种从结构上来看比较简单,易于控制,但是减速器和电机的设置会使得机器人腕部重量不断加大。而第二种方案从整体结构上来看比较科学合理。最后一种方案设置了同步带,安装、维修等都比较复杂。综合来看,适宜选取第二种方案进行俯仰运动。 2.3.4机械手传动 工业机器人的机械手传动方式主要包括:左右螺旋杆式、齿轮齿条式等,每种方式的优缺点不同,通过对比分析,结合现实需求,决定选取齿轮齿条式完成机械手传动操作。 2.3.5驱动方式 在进行设计时,设置驱动装置可以为机器人臂部提供充足的动力,使其能够达到指定位置。对于工业机器人而言,可以选取的驱动形式比较复杂,一般会选择电气、电机或者液压。对比来看,电机驱动具有良好的输出功率,其控制系统的灵敏度也非常好,可以实现有效的运动轨迹控制,其结构十分紧凑,同时也不会出现密封问题。出于对使用要求、作业环境等方面进行综合分析,最终选取伺服电机完成

现代数控技术及数控机床试卷及标准答案[1]

现代数控技术及数控机床 一.填空题(每题2分) 1.数控机床是由控制介质、数控装置、伺服驱动装置、辅助控制装置、反馈装置、适应控制装置和机床等部分组成。 2.数控机床加工过程的加工路线是指刀具中心的运动轨迹和方向。 3.三相步进电机的转子上有40个齿,若采用三相六拍通电方式,则步进电机的步距角为 1.50。 4.数控机床的最小设定单位是数控机床能实现的最小位移量,标制着数控机床精度的分辨率,其值一般为0.0001~0.01mm,在编程时,所有的编程单位都应转换成与最小设定单位相应的数据。 5.通常把数控车床的床身导轨倾斜布置,可改善其排屑条件和受力状态。 提高机床的静刚度。 6.数控机床的工作台和刀架等部件的移动,是由交流或直流伺服电机驱动,经过滚珠丝杠传动,可减少进给系统所需要的驱动扭矩,提高定位精度、运动平稳性。 7.对步进电机施加一个电脉冲信号时,步进电机就回转一个固定的角度,叫做步距角,电机的总回转角和输入脉冲数成正比,而电机的转速则正比于输入脉冲的频率。 8.位置检测装置是数控机床的重要组成部分,在闭环系统中,它的主要作用是检测位移量,并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号进行比较,如有偏差,经放大后控制执行部件,使其向着消除偏差方向运动,直至偏差等于零为止。

9.刀具半径补偿功能的作用就是要求数控系统根据工件轮廓程序和刀具中心偏移量,自动计算出刀具中心轨迹。 10.伺服系统的输入是插补器发出的指令脉冲,输出是直线或转角位移。11.数控机床工作台和刀架等部件的移动,由交流或直流伺服电机驱动,经过滚珠丝杠传动,减少了进给系统所需要的驱动扭矩,提高了定位精度和运动平稳性。 12.光栅依不同制造方法有透射光栅和反射光栅两种。数控机床中常用透射光栅做位置传感器。 二.选择题(每题2分) 1.闭环伺服系统使用的执行元件是(1,2) (1)支流伺服电机(2)交流伺服电机(3)步进电机(4)电液脉冲马达 2.步进电机的角位移与(4)成正比。 (1)步距角(2)通电频率(3)脉冲当量(4)脉冲数量 3.数控机床CNC系统是(3) (1)轮廓控制系统(2)动作顺序控制系统(3)位置控制系统(4)速度控制 系统 4.采用DDA法加工第一象限的斜线,若偏差函数值大于零,规定刀具向(1)方向移动。 (1)+X (2)-X (3)+Y (4)-Y 5.数控机床有不同的运动形式,需要考虑关键与刀具相对运动关系和坐标系方向,编写程序时,采用(4)的原则。

国内外数控机床对比

国内外当下主产机床对比 1 中高档、中低档数控系统的综合比较 以下精选各数控公司的中高档数控系统、中低档数控系统中最佳性能产品加以比较: (1)广州数控GSK21M数控系统 系统具有4轴3联动控制功能,可扩展至7轴4联动控制;支持直线、圆弧、样条曲线插补;最快进给速度可达60m/min;系统具有256点输入输出点;,支持梯形图编程;具有99组刀具长度补偿和刀具半径补偿;直线坐标轴具有反向间隙及螺距误差补偿;系统支持刚性攻丝;系统采用4级密码控制系统操作权限;采用电子盘,用户程序容量可达32MB;系统可通过RS232接口实现与PC机通信,用于传输程序、参数和梯形图。支持U盘存储。 (2)凯恩帝K1000M/T II系列数控系统 系统具有4轴4联动控制功能;数字量输入输出点数可达40/24个,支持梯形图编程;数控系统NC代码处理速度可达10000/18s,最快进给速度可达24m/min;系统具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补等基本插补控制功能;具有刀具半径补偿、刀具长度补偿;具有反向间隙和螺距误差补偿;系统支持刚性攻丝;系统采用4级密码控制系统操作权限;采用电子盘,用户程序容量可达640KB;系统可通过RS232接口实现与PC机通信传输程序、参数和偏置。支持U盘存储。(3)华中数控世纪星HNC-21M/T系列数控系统 系统基于嵌入式PC,具有5轴4联动控制功能,具有脉冲输出接口、模拟量输出接口;数字量输入输出点数可达40/32个;系统最小分辨率1μm,最大移动速度:16m/min;系统具有直线、圆弧、螺旋线、正弦线插补,自动加减速控制;支持小线段连续加工功能,适用于复杂模具加工;系统支持反向间隙补偿,多达5000点的双向螺距误差补偿功能; 8MB Flash程序断电存储,8MBRAM加工缓冲区,可选配硬盘支持2GB数控程序存储;可采用RS232接口传输数控代码,可选配以太网接口;系统具有刀具半径补偿、刀尖半径补偿和刀具长度补偿等。(4)大连大森dasen-3i、dasen-9i 自1995年成立以来,陆续推出了大森Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型及大森Ⅵ型数控系统,属于中、低档数控产品。目前供应的大森3i型数控系统是大森Ⅲ型数控系统的升级产品:系统具有3轴3联动控制功能;具有PLC在线显示、编辑、监控功能;加工程序容量可升级为240KB;最快速移动速度可达240m/min;计算机联机传输速度可达19200bps;采用130,000p/r绝对值编码器。 大森9i型数控系统,具有3轴2轴联动控制功能;最小分辨率1μm,最大移动速度30m/min;RS232通信接口;具有反向间隙补偿和螺距误差补偿功能;具有刀具半径、刀尖半径、刀具长度补偿功能;程序容量40MB以上,最多支持100个数控程序;采用内置PLC,数字量输入输出点可达44/44个。 (5)日本FANUC公司Fanuc-0i MB/TB系列数控系统 系统具有4轴4联动控制功能;具有4路D/A模拟量伺服闭环控制接口;数字量输入输出点数可达96/64;分辨率1μm时进给速度可达240m/min,分辨率为0.1μm时进给速度可达100m/min;系统具有直线、圆弧、螺旋线插补功能,支持刚性攻丝;数控系统具有刀具半径补偿、刀具长度补偿,且几何误差、磨损误差可以分别补偿;数控系统支持反向间隙补偿、螺距误差补偿;PMC指令处理速度可达3.3ms/1000步,采用梯形图编程,最大存储容量可达4000步;系统支持密码

重型数控机床向高端智能发展

展品评述 重型数控机床向高端智能发展 中捷机床有限公司 杨丽敏 2018年4月9日,由中国机床工具工业协会主办,并与上海市国际展览有限公司共同承办的第十届中国数控机床展览会(CCMT2018)在上海新国际博览中心隆重开幕。本届展会的主题是:“聚焦——数字·互联·智造”。该主题准确、鲜明地反映了我国机床工具产业发展和产业市场的时代特征,响应了国内外机床工具消费市场的最新变化,凝练了国内外机床工具产业对未来发展方向的关注和思考。 一、展品主要看点 本届展会展品的主要看点主要表现在四个方面: 一是数字化制造持续推进。众多与制造模式变革紧密相关的数字化制造解决方案及相关产品,为处于变革中的广大制造企业提供了学习、利用、借鉴的多种选择。一批适应数字化制造环境的全球主流控制系统也同台展示,软硬结合,助力工业4.0工业革命的推进。 二是集成制造内涵和实践不断深化和延伸。展会上诸多复合机床、生产单元、生产线、多主轴多刀架机床、自动线单机展品,将工艺、工序、机床结构与功能、工作方式按照某一目标进行融合与集成,从而获得高性能和高效率的产品,显示出集成制造的强大优势与良好的发展前景。 三是智能技术深入发展并得到广泛应用。多种智能技术以软件和功能形式贯穿于工艺制定、编程、模拟与检查、设置与操作、过程控制与检测、维护与保养等各环节各要素中,富含专业技能的工艺软件、专家系统以及与人的沟通能力、虚拟与仿真、加工导航、工作环境感知与补偿、对“力”的感知与控制、预测、视觉与听觉等智能技术进一步融合了人机关系,为作业提供了卓越支撑。 四是专用机床呈现繁荣景象。展会上的专用机床整体呈现机型多、涉猎面广、技术精专、贴近市场四个特点,众多身怀绝技、量身定做、匠心制造的专用机床与市场需求紧密契合,为那些需要高效高性能专用设备的客户提供了一次非常难得的选购机会。 二、部分重型机床展品介绍 本届展会重型机床数量虽比往年略少,但更加先进——高精度、智能,与展会主题非常贴切。以下介绍一些参展的高端重型机床: 1. ZH5080X2/60X10数控龙门钻床 武汉重型机床集团有限公司展出的ZH5080X2/60X10数控龙门钻床,是为满足特殊加工需求而研发的定制产品,不同于传统的数控龙门钻床,不仅具有平面钻孔功能,还能利用分度工作台和直角头侧面钻孔,同时还具备铣削功能;配备了12刀位的盘式刀库,实现自动换刀;同时还具备武重云服务功能,可实现远程运维、远程故障诊断、电商交易等。是一款复合型多功能、高精度、高效率、智能化、信息化的产品,填补了国内空白。 主要规格和技术参数:立柱间距离(龙门)6300mm;钻铣头主轴端面至工作台面距离250~1000mm;转台直径φ5500mm;转台转速范围0~2r/mm; https://www.360docs.net/doc/a86805961.html, WMEM·2018年 第5期

完整word版数控机床的控制系统概述

《电器控制技术》教案 第七章数控机床的控制系统概述 学习目的: 1.什么是数控技术、数控系统和数控机床,数控系统对机床的控制包括哪几方面? 2.数控机床控制系统组成有哪些,他们的作用各是什么? 3.数控机床的控制方式有几种,各有什么特点? 4.数控机床的接口有几类,他们的接口规范是什么? 第一节数控机床的控制系统 一、数字控制技术简介 1.数字控制技术 数字控制(Numerical Control)技术,简称数控技术,是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 数控技术不仅用于机床的控制,而且还用于其它设备的控制,产生了诸如数控绘图机、数控测量机等数控设备。 2.数控系统和数控机床 用数字控制技术实现自动控制的系统称为数控系统。数控系统中的控制信息是数字量,其硬件基础是数字逻辑电路。 最初数控系统是由数字逻辑电路构成的,所以也成为硬件数控系统。 现代数控系统采用存储程序的专用计算机或通用计算机来实现部分或全部基本数控功能,所以成为计算机数控系统(Comouter Numerical Control),简称CNC 系统。计算机数控系统是在硬件和软件共同作用下完成数控任务的,具有真正的“柔性”。 数控系统对机床的控制包括顺序控制和数字控制两个方面。 顺序控制是指对刀具交换、主轴调速、冷却液开关、工作台的极限位置等一类开关量的控制。 数字控制是指机床进给运动的控制,用于实现对工作台或刀架的位移、速度这一类数字量的控制。 数控系统与机床的有机结合称为数控机床,如数控车床、数控铣床、数控加工中心等。 数控机床是机电一体化的典型产品,是集机床、计算机、电力拖动、自动控制、检测等技术为一体的自动化设备。 二、数控机床控制系统的组成 1 《电器控制技术》教案

1数控机床和机器人

四、 随着中国国民经济的发展、工业自动化水准的提升,中国机器人市场潜力日益增大,到2015年,中国机器人市场容量将达十几万台(套)。 据悉,汽车制造、工程机械及电机、电子等行业的企业是中国今后对机器人需求最大的部门,其中所需机器人的品种以点焊、弧焊、喷漆、装配、搬运、冲压等为主。另外,在工业机器人的需求上,中国将同国际市场需求趋势基本一致,即以机器人化的生产系统取代单台机器人。 在制造业中诞生的工业机器人是继动力机、计算器之后出现的新一代生产工具,可全面延伸人的体力和智力。机器人的应用是一个国家工业自动化水准的重要标志。 中国于1972年开始研制自己的工业机器人。目前,中国从事机器人研发、制造的单位达200多家。但由于中国机器人产业化起步较晚、步伐较慢,致使工业机器人长期大量依赖进口。 据悉,中国目前工业机器人拥有量约为3500台,其中国产的占五分之一,其余则是从日本、美国、瑞典、俄罗斯等40多个国家引进的。 清华大学计算器科学与技术系教授孙增圻表示,随着中国国民经济的持续高速发展,加快实现经济结构调整和产业升级,提高整个工业的自动化水准,已成为确保国民经济持续高速发展的关键因素。在改革大潮中成长起来的一批大型企业,也迫切需要透过企业技术升级来提高产品质量,增强国际竞争力。 基于这种原因,中国对机器人的市场需求越来越大。“九五”期间(1996年至2000年)中国工业机器人的需求量就以每年30%以上的速度增长。 中国加入世贸组织后,客观上也迫使国内企业加快技术发展步伐,以提高企业自动化水准,增强国际竞争力。专家预测,中国机器人2005年拥有量将增至7600台,到2010年拥有量将达到17300台,其市场容量将更大。 中国巨大的工业机器人市场潜力已吸引了包括瑞典的ABB公司、日本的安川电机、川崎重工、德国的LOOS、REIS、意大利的COMAU等世界机器人生产厂家的目光,而此前中国已开始与俄罗斯合作研制机器人。(完) 机器人是具有感知、决策、行动和交互功能的智能机器。”何为机器人?日前我国自动化专家在一份研究报告中给出这样的定义。>>> 进入详细内容 专家预测2005年我国机器人年销售额将近30亿元 在中国首届国际装备制造业博览会上,有关专家预测我国机器人2005年拥有量将增至7600台,年销售额为28.7亿元。>>> 进入详细内容 我国机器人自动化生产线装备市场潜力巨大

数控技术与编程一

《数控技术与编程》(一) 一、名词解释 1. 基准:在测量工作中用作起始尺度的标准,用来确定生产对象上几何关 系所依据的点,线或面。 2. CAPP:CAPP(Computer Aided Process Planning)是指借助于计算机软硬 件技术和支撑环境,利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程 3. 加工余量:机械加工过程中,将工件上待加工表面的多余金属通过机械 加工的方法去除掉,获得设计要求的加工表面,零件表面预留的(需切除掉的)金属层的厚度称为加工余量。 二、简答题 1. 工序集中的特点。 2. 什么是插补运算,及其常用的插补运算方法。 3. 开环控制系统与半闭环控制系统区别。 4. 如何在数控铣床加工中设置刀具补偿。 参考答案: 1、工序集中的特点。 采用高效专用设备及工艺装备,生产率高。工件装夹次数减少,易于保证表面间位置精度,减少工序间运输量,缩短生产周期工序数目,减少机床数量、操作工人数和生产面积,还可以简化生产计划和生产组织工作。若采用结构复杂的专用设备及工艺设备,投资增大,调整和维修复杂,生产准备工作量大,转换新产品比较费时。 2、什么是插补运算,及其常用的插补运算方法。 插补:即在规定饿加工轮廓起点和终点之间计算出多个中间点的坐标值,以此控制机床各坐标轴的运动。常用的插补算法主要有脉冲增量插补法和数据采样插补法。 3、开环系统与半闭环系统的区别。 开环控制系统中,机床没有检测和反馈装置,数控装置发出的信号是单向的。同时它不纠正伺服系统的误差,所以这类机床的加工精度不高。但这类结构简单、调试方便、工作可靠、稳定性好、价格低廉。而闭环控制系统增加了比较电路和反馈装置,可以消除伺服机构中出现的误差,从而提高了机构精度。因此它在数控机床,特别是在精度要求高的大型和精密机床上应用十分广泛。 4、如何在数控铣床加工中设置刀具补偿。 刀具半径补偿如下。(1)刀补的建立。刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。(2)刀补的进行。执行G41,G42指令的程

国内数控机床发展现状研究

国内数控机床发展现状研究 1国内数控机床发展概述 国内的数控机床近几年发展十分迅速,各种各样的数 控加工机床如雨后春笋般被不断被研发。低端机床的研 制量很大,但是对于高端机床设备的研发却始终依靠引 进与复制模式。总体上对国外技术依赖性太强,缺乏独立 的高端机床知识产权。 国内机床行业一直肩负着研制高端数控机床,支撑国 内重点项目与军品项目的建设。国产XNZD2415五轴机 床,综合传统机床与并联机床各自的特点,技术革新方面 也开了一个先河。拥有自己的安全可靠的控制系统,能够 很好地实现人机互动,较高精度的实现五轴联动。并且机 床的作业范围很广,实用性很强。 国内铣床也实现了五轴联动技术,采用刀具内冷却与 应力控制等高新技术。可用于潜艇涡轮,复杂型腔模具与 航天、军工等高难度、高质量要求的加工。 国内柔性制造系统也有了长足发展,采用模拟加工与 实际加工想结合方式,不仅能够提高加工质量与效率,还 大大降低了加工的成本与周期。 近几年我国的机床行业产值早已突破千亿,特别是技 术加工机床,占总产值的三分之一左右。中国继日、德、 意 ' ' 成为第四大机床销售国。 然而世界各国,特别是发达国家,机床行业的发展早 已经脱离初级阶段,进入层次更高的超高精度、超高效率、 超高质量领域发展,各种高新数控加工机床其科技水平超 过当前国内机床行业的发展。国内的机床行业发展虽然 很迅速,但是还是处于发达国家早已过渡完成的初级阶 段。 近十年来我国机床行业发展迅速,归结于中国快速发 展的相关制造业的急迫需求。虽然近几年的机床发展迅 速,销量也十分巨大,但是低端的数控机床占了很大一部 分,这也造成了中国基础制造业水平低下的原因。对于大 部分中高端数控机床和特种加工机床,仍需要大量的进 口,这方面中国缺少自己的知识产权,一直处于被动的 地位。我国机床的需求量在未来几年内还很大,在世界机 床总需求量中占据很大比重。如果中国的机床行业的技 术,特别是数控加工机床的高端技术一直缺乏,中国的机 床行业与制造行业将处于一个被动发展的模式。 很长一段时间,中国数控机床一直是一个低端的迅速 扩张,中端进展缓慢,关键高端设备依赖国外支持,特别是 在国家重点项目需要主要依靠进口,技术由他人控制。国 内企业在数控机床技术,与国外相比,产品设计、质量、 精度、性能较国外数控技术落后5_10年,在高精度和先 进技术的差距可以达到10—15年。与此同时,中国的技 术和技

数控机床的现状与发展

数控机床现状及发展趋势分析 数控机床的概念 数控机床就是在数字控制下,能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。 国产数控机床的发展现状 一、国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小 数控机床是当代机械制造业的主流装备,国产数控机床的发展经历{HotTag}了30年跌宕起伏,已经由成长期进入了成熟期,可提供市场1,500种数控机床,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域,产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中,五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。 它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工,是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。

五轴联动数控机床的应用,其加工效率相当于2台三轴机床,甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资,大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多,国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功,改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。 二、国产数控机床存在的问题 由于中国技术水平和工业基础还比较落后,数控机床的性能、水平和可*性与工业发达国家相比,差距还是很大,尤其是数控系统的控制可*性还较差,数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关,尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前主要问题有: 三、核心技术严重缺乏 统计数据表明,数控机床的核心技术—数控系统,由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成,中国90%需要国外进口。如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅路机床集团,在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社,所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床,更多处于组装和制造环节,普遍未掌握核心技术。国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口,国内真正大而强的企业并不多。目前世界最大的3家厂商是:日

如何将工业机器人与数控机床融合应用【干货技巧】

如何将工业机器人与数控机床融合应用? 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 随着我国装备制造业转型升级,在市场需求和技术进步双重作用下,近几年来工业机器人与数控机床集成应用发展很快,应用的形式不断扩展,对当前机床智能化潮流带来新的促动,对我国机床工具行业的转型升级也必将起到有益的推动作用。 鉴于机器人研制以及与机床集成应用的发展现状,相关企业应如何建立有效的组织联络机制,以加强沟通与合作,两个行业融合发展该建立怎样的技术规范与标准,以充分做到资源共享与优势互补,并形成产业发展的合力! 机器人产业正迎来黄金发展机遇期,如何推动工业机器人产业和机床工具产业的融合发展,如何做到工业机器人与数控机床的互为集成应用,已成为当前现代装备制造业产业升级的重要话题。 机床制造过程中许多岗位主要依赖工人的体力和技能,生产效率低、劳动强度大、缺少熟练技工人才,难以保障产品稳定性和一致性,促使机床行业越来越多地采用工业机器人及智能制造技术来改造传统工艺流程。以往,昂贵的进口机器人和生产线主要在汽车等少数行业使用,在机床行业等装备制造业领域应用比例偏低,很大程度上制约着国内机床行业自动化程度的提高。

两大产业现状 经过“十一五”、“十二五”两个五年计划,十年磨一剑,中国数控机床产业发展已进入中档规模产业化、高档小批量生产的阶段,产业整体水平基本具备国际竞争力。数控系统作为数控机床的控制大脑,国产数控系统厂家已经掌握了五轴联动、小线段插补、动态误差补偿等控制技术,也研制出高性能、大功率伺服驱动装置,自主研发促进技术创新与进步,也萌生了工业机器人产业的雏形,催长产业发展。当前,数控系统研制企业、机床整机企业、自动化应用集成商,甚至房地产资本大鳄们,都在尝试进入机器人领域,掀起了一股机器人产业投资热。让人担虑的是,政策过度引导带来的“圈地套惠”、产业过度投资带来的产能过剩、缺乏创新驱动带来的低端同质化竞争等,都将把机器人产业带入无序发展。值得思考的是,什么样的企业适合研制工业机器人? 如何提升机器人产业的整体质量?总的来说,具有数控系统的基础,控制系统、伺服电机、伺服控制系统都能够批量生产的企业具有一定优势。日本FUNAC公司的产业推进路线,就是一个成功的典型案例,值得借鉴与参考。 国内已有几家数控系统企业纷纷进入工业机器人产业,走在前面的广州数控,自2006年起规划研制工业机器人产业,已走过8个年头。借助自身控制器、伺服驱动、伺服电机产品生产积累的经验,已完成工业机器人系列化的全自主开发,产品覆盖了3~200kg,功能包括搬运、机床上下料、焊接、码垛、涂胶、打磨抛光、切割、喷涂、分拣、装配等。 随着用工成本上涨、技能人才缺少、高危环保、高强度作业等问题的凸显,工业机器人参与生产制造已被广泛认知和不断使用,成为社会关注的焦点。政府更是借此促进产业转型升级,企业用其开展技术改造,转变生产方式,提高作业效能。然而,

工业机器人在数控机床中的运用实践研究

工业机器人在数控机床中的运用实践研究 发表时间:2019-07-17T11:19:14.747Z 来源:《基层建设》2019年第12期作者:徐航 [导读] 摘要:众所周知,数控机床是机械制造加工中的重中之重。 黑龙江林业职业技术学院黑龙江省牡丹江市 157000 摘要:众所周知,数控机床是机械制造加工中的重中之重。为进一步提升数控机床的生产能效,可对工业机器人进行合理应用。基于此点,文章从工业机器人在数控机床中的应用优势分析入手,论述了工业机器人在数控机床中的运用实践。期望能对促进工业机器人在数控机床中的应用有所帮助。 关键词:工业机器人;数控机床;运用 引言 随着《中国制造2025》制造强国战略的深入推进,在智能制造领域高档数控机床技术和工业机器人智能控制技术深度融合成为制造领域新旧动能转换的一个亮点。因此数控技术和工业机器人技术的学习对职业院校的学生适应制造企业技术升级,增强自身适应新时代职业技能素质显得格外重要,当前数控技术的学习在各个职业院校已经十分的普及,那么如何利用已有的数控技术基础让学生快速的拓展学习工业机器人技术是一个值得职业教育者研究的问题。 1工业机器人在数控机床中的应用优势 (1)工业机器人的加入,可以使数控机床具备高精度的加工能力,通过合理的参数设定,可对加工过程中产生的误差进行有效补偿,避免了误差的不断积累。(2)工业机器人与数控机床的有机融合,使机床具备了高柔性的特点,可以按照加工工件的规格、型号、尺寸、形状等,对夹具进行更换,从而满足不同产品的加工需要,整个换产过程所耗费的时间比较短,有助于生产能效的提升。(3)工业机器人的应用,使得数控机床的加工功能得到进一步拓展,单台机床能够同时完成多种加工。(4)工业机器人的加入,使数控机床的自动化程度获得了大幅度提升,机床的操作过程变得更加简便,维护工作量显著减少,劳动强度随之降低。近年来,随着工业机器人的不断发展,其各方面性能日渐完善,机器人本体的结构变得更加灵巧,控制系统的功能越来越强大,智能化程度逐步提升,工业机器人在数控机床中的应用已经成为一种必然的发展趋势。 2工业机器人在数控机床中的运用实践 2.1总体设计思路 为提高数控车床的整体能效,针对传统的人工装卸工件方式进行技术改进,应用工业机器人替代人工完成上下料。可将工业机器人设置在2台数控车床的中间,使料箱处于机器人的上侧,料盘处于机器人的下侧,数控车床与工业机器人之间的距离设定为1200mm。2台数控车床的高度均为1500mm,主轴中心位置与地面之间的距离为900mm,机床加工的工件形状为圆柱状,据此确定工业机器人的工业半径为1000mm。工业机器人的形式较多,不同形式的机器人有着自己的特点,如直角坐标机器人的定位精度高,但占地面积较大,整体灵活性一般;圆柱坐标机器人的控制简单,机体占用空间相对较小,但定位精度没有直角坐标机器人高,适用于工件的搬运;关节型机器人的结构与人体的关节非常类似,采用转动型关节,拥有6个自由度,基本可以满足大部分场合的使用需要,如自动上下料、喷漆、工件搬运等等,其特点是结构紧凑,占地面积小。通过比较,并结合生产实际,决定选用关节型机器人。 2.2工作流程设计 文章设计的上下料单元由以下几个部分组成:数控车床(2台)、工业机器人(1台)、料盘(1个)、物料箱(1个)。数控机床接收到工业机器人发出的指令后,会控制液压卡盘完成夹紧和松开操作,在料盘的每个工位上均加装接近开关,可检测是否有工件,同时在料盘下方安装电机,可带动料盘做旋转运动,这样一来,料盘每次都能转动至一个有工件的工位上,机器人会从数控机床上抓取加工完毕的工件,放入到物料箱内。加工单元的具体流程如下: Step1:工业机器人的末端执行器(机械手)会从待机的位置处移动到取料位置的一侧,机械手此时处于松开状态,当机器人接收到指令后,会移动到取料位置,机械手从松开状态转换为夹紧状态,夹取工件后,移动到待机位置。 Step2:工业机器人在待机位置处将夹取工件的机械手移动至数控车床安全门前方,随后将机械手移动至卡盘的正前方,以缓慢的速度移入到卡盘内,机械手转为松开状态,将工件放入卡盘,此时数控车床会将卡盘夹紧,机器人移至防护门前,恢复到待机位置处,数控车床开始对工件进行加工处理。 Step3:工业机器人从待机位置处移至数控车床的防护门前方,确认防护门开启到位后,将机械手移至卡盘正前方,然后以缓慢的速度移入卡盘内,此时机械手会从松开状态转为夹紧状态,数控车床松开卡盘,机器手将卡盘内的工件夹取后,移至防护门前,将加工好的工件放入到物料箱内。 2.3机器人的回转结构 2.3.1腰部回转 机器人的腰部回转方案有两种,第一种方案是在底座上端安装电机,借助联轴器和齿轮传动,带动机器人的腰部做回转运动;第二种方案是在底座上端安装电机,利用谐波减速器与回转轴进行直连,通过输出轴与腰部的连接,带动腰部在底座上做回转运动。通过对上述两种回转方案进行对比分析后,决定采用第二种方案,因为该方案的整体结构较为简单,便于安装和维修,同时还能使机器人的控制精度得到一定的提升。 2.3.2手臂回转 工业机器人的手臂由大臂和小臂两个部分组成,手臂的回转方案有以下两种,第一种是利用谐波减速器使电机直接与手臂相连,从而带动大臂和小臂做回转运动;第二种方案是借助电机带动谐波减速器做回转运动,机器人的小臂在减速器的减速作用下,带动连杆机构完成小臂回转。从理论的角度上讲,这两种方案均具有一定的可行性,对比而言,第一种方案的整体结构较为简单,第二种方案的结构较为复杂,但是该方案的稳定性要优于第一种方案,手臂采用四杆结构,有利于减轻自重,从而使运动过程变得更加平稳,能够满足较大作业空间的使用需要。鉴于此,决定选用第二种方案作为机器人手臂的回转方案。 2.3.3腕部俯仰 机器人腕部的俯仰有以下几种方案:第一种方案是利用电机经谐波减速器带动机器人的腕部做俯仰运动;第二种方案是电机经联轴器

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