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数控系统的国内外发展及应用现状调研报告

1国内外四种数控系统功能介绍与应用分析3.1 FANUC 数控系统简介FANUC 公司是生产数控系统和工业机器人的著名厂家,该公司自60 年代生产数控系统以来,已经开发出40 多种的系列产品。

FANUC 公司目前生产的数控装置有F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18 系列。

F00/F100/F110/F120/F150系列是在F0/F10/F12/F15 的基础上加了MMC 功能,即CNC、PMC、MMC 三位一体的CNC。

FANUC公司数控系统的产品特点如下:(1)结构上长期采用大板结构,但在新的产品中已采用模块化结构。

(2)采用专用LSI,以提高集成度、可靠性,减小体积和降低成本。

(3)产品应用范围广。

每一CNC 装置上可配多种上控制软件,适用于多种机床。

(4)不断采用新工艺、新技术。

如表面安装技术SMT、多层印制电路板、光导纤维电缆等。

(5) CNC 装置体积减小,采用面板装配式、内装式PMC(可编程机床控制器)。

(6)在插补、加减速成、补偿、自动编程、图形显示、通信、控制和诊断方面不断增加新的功能:插补功能:除直线、圆弧、螺旋线插补外,还有假想轴插补、极其坐标插补、圆锥面插补、指数函数插补、样条插补等。

切削进给的自动加减速功能:除插补后直线加减速,还插补前加减速。

补偿功能:除螺距误差补偿、丝杠反向间隙补偿之外,还有坡度补偿线性度补偿以及各新的刀具补偿功能。

故障诊断功能:采用人工智能,系统具有推理软件,以知识库为根据查找故障原因。

(7) CNC 装置面向用户开放的功能。

以用户特订宏程序、MMC 等功能来实现。

(8)支持多种语言显示。

如日、英、德、汉、意、法、荷、西班牙、瑞典、挪威、丹麦语等。

(9)备有多种外设。

如FANUC PPR, FANUC FA Card,FANUC FLOPYCASSETE,FANUC PROGRAM FILE Mate 等。

(10)已推出MAP(制造自动化协议)接口,使CNC 通过该接口实现与上一级计算机通信。

(11)现已形成多种版本。

FANUC 系统早期有3 系列系统及6 系列系统,现有0 系列、10/11/12 系列、15、16、18、21 系列等,而应用最广的是FANUC 0 系列系统。

3.2西门子数控系统简介西门子数控系统是一个集成所有数控系统元件(数字控制器,可编程控制器,人机操作界面)于一体的操作面板安装形式的控制系统。

所配套的驱动系统接口采用西门子公司全新设计的可分布式安装以简化系统结构的驱动技术,这种新的驱动技术所提供的DRIVE-CLiQ接口可以连接多达6轴数字驱动。

外部设备通过现场控制总线PROFIBUS DP连接。

这种新的的驱动接口连接技术只需要最少数量的几根连线就可以进行非常简单而容易的安装。

SINUMERIK802D sl为标准的数控车床和数控铣床提供了完备的功能,其配套的模块化结构的驱动系统为各种应用提供了极大的灵活性。

性能方面经过大大改进的工程设计软件(Sizer,Starter)可以帮助用户完成从项目开始阶段的设计选型,订货直到安装调试全部过程中的各项任务。

西门子数控系统为广大的客户在希望扩大应用领域和范围方面提供了更多的可能和受益,例如:可以方便的使用 DIN 编程技术和 ISO 代码进行编程,卓越的产品可靠性,数字控制器,可编程控制器,人机操作界面,输入/输出单元一体化设计的系统结构,由各种循环和轮廓编程提供的扩展编程帮助技术,通过DRIVE-CLiQ 接口实现的最新数字式驱动技术提供了统一的数字式接口标准,各种驱动功能按照模块化设计,可以根据性能要求和智能化要求灵活安排,各种模块不需要电池及风扇,因而无需任何维护。

各种功能体现了西门子公司最新的产品创新技术,例如5个数字驱动轴,其中任意4个都可以作为联动轴进行插补运算,另一个作为定位轴使用,同时,还提供一个相应的数字式主轴(模拟主轴即将推出)作为一个变型使用, 在带 C 轴功能时,可以采用3个数字轴,一个数字主轴,一个数字辅助主轴和一个数字定位轴的配置。

新一代的西门子驱动技术平台SINAMICS S120伺服系统通过已经集成在元件级的DRIVE-CLiQ来对错误进行识别和诊断,从操作面板就可以进行操作,使用的标准闪存卡(CF)可以非常方便的备份全部调试数据文件和子程序,通过闪存卡(CF)可以对加工程序进行快速处理,通过连接端子使用两个电子手轮,216 个数字输入和144 个数字输出(0.25A),RCS802 - 远程诊断和远程控制(NC 和 PLC),RCS@Event(通过电子邮件进行远程诊断),USB口(即将推出)。

3.3华中“世纪星”数控系统简介3.3.1“世纪星”系统配置主要特点如下:1)基于工业PC的数控系统,先进的开放式体系结构。

可与数控车、数控铣、加工中心、车铣复合等机床配套。

2)“世纪星”系统有普及型(HNC-21)和功能型(HNC-22)两个系列,可配4个进给轴,最大联动轴数为4轴(可扩展到6轴控制和联动)。

进给轴控制接口类型有脉冲、模拟、串口等多种类型,可连接多种伺服电机和步进电机。

既可用作半闭环、闭环控制,也可用作开环控制。

3)系统配置7.7英寸彩色液晶显示器(分辨率640×480象素),也可配10.4英寸TFT 彩色液晶显示器(分辨率640×480象素),画面美观、清晰、直观。

4)可选配电子盘、硬盘、软驱、网络等存储器,极大地方便用户的程序输入。

用户程序可断电储存容量达16MB。

程序存储个数无限制,直至存储器写满。

5)标准配置40路输入和32路输出,不需扩展即可满足大部分车、铣和加工中心的控制要求,并可根据需要扩展到128路输入和128路输出。

6)面板包含标准车、铣床操作按钮和状态指示灯,使用户操作直观明了。

显示屏亮度具有手动和自动调节功能。

7)DNC接口通讯功能,DNC最大速度115.2KB/S;可选配局域网(以太网)连接功能,可实现数控机床联网,以太网速度可达10-100MB/S。

3.3.2“世纪星”系统功能主要特点如下:1)编程语言采用国际通用的G代码编程,具有直线、圆弧、螺旋线插补功能,支持程序的旋转、缩放、镜像、刀具补偿、宏程序、子程序调用、多种坐标系设定等功能。

支持MasterCAM、UG、ProE等CAD/CAM系统生成的数控加工程序。

2)支持公制/英制输入,绝对值/增量值编程,每分钟/每转进给和直径/半径编程功能。

3)提供多种固定循环和复合循环,车床内(外)径粗车复合循环支持凹槽加工功能。

固定循环和复合循环的使用可以用一个程序段来完成一个加工循环,使编程大大简化。

4)车床支持倒角(直角、圆角)、螺纹切削,螺纹切削具有多头螺纹加工功能,并可加工变螺距螺纹。

铣床既支持柔性攻丝也支持刚性攻丝,刚性攻丝的使用提高了加工效率, 保证螺纹精度。

5)支持恒线速度切削功能,根据刀尖的位置自动变化主轴速度,使切削线速度保持恒定,以满足工件加工的工艺要求,大大提高精加工面粗糙度,延长刀具的使用寿命。

6)具有小线段连续高速加工功能(G64)和准确定位功能(G61),加减速控制采用S曲线加减速。

G64支持程序超前预处理,超前预读程序,将小线段按连续轨迹高速进给,根据拐角大小,自适应控制进给速度,保证拐点处的误差小于跟踪误差的允差设定,特别适合加工CAD/CAM生成的复杂模具加工程序。

7)8重子程序调用,宏程序支持逻辑运算符(AND、OR、NOT)、函数(SIN, COS, TAN, ATAN,ATAN2,ABS, INT, SQRT, EXP)、条件判别语句(IF, ELSE, ENDIF)和循环语句(WHILE, ENDW),可实现复杂的运算,功能强大。

用户使用变量进行算术、逻辑和函数的混合运算,可编制各种复杂的零件加工程序,减少甚至免除繁琐计算,大大精简程序量。

8)支持单、双向螺距补偿和反向间隙补偿,螺距补偿数据最多可达256点。

具有跟踪误差允差设定与报警功能,数控系统实时监控机床实际坐标,对机床的非正常运行状态进行报警。

9)具有断点保存与恢复功能,大零件程序加工可分时段加工,系统记忆上次中断加工时的状态,为用户提供极大的方便10)三维图形实时显示刀具轨迹和零件形状,界面实时加工参数显示,包括坐标位置(机床、工件、相对)、跟踪误差、剩余进给、M、S、T和进给速度、倍率等,显示内容丰富。

11)空运行和图形化程序校验功能,方便加工代码的编制和检验。

12)进给修调、快速修调和主轴转速修调三种控制功能,修调范围达到10-150%。

13)系统采用汉字用户界面,提供完善的在线帮助功能(程序代码和帮助图例),操作简便,易于掌握和使用。

14)支持自动换刀、刀具长度补偿和刀尖半径补偿。

车床系统支持多种对刀方式(相对刀偏和绝对刀偏),刀补具有圆弧半径补偿,满足高精度加工的要求。

15)支持指定程序行加工、任意程序行加工和程序跳段功能,加工代码的控制更加方便、灵活。

16)提供标准的PLC图形显示和设置,方便用户的查看和修改。

17)提供二次开发接口,可按用户要求定制控制系统的功能,适合专用机床控制系统的开发。

3.4YHCNC 广州数控980T 系统3.4.1机床操作仿真功能:能够做三维仿真,等同于对真正的 CNC 机床的操作。

用户能够任意设置机床尺寸。

提供像放大缩小等观察参数的设置功能。

切削中故障报警功能(碰撞、过载等)。

采用对话框来简化刀具和功能的设置。

切削路径和刀偏路径可以同时显示。

3.4.2NC 验证功能:跟踪工件坐标对任意截面的观察功能用鼠标做动态回转通过比较和检验各类工件的评分功能即时打印和校核评分结果的功能3.4.3支持培训的功能:让初学者轻松地学习编程三维铣削 CAD 功能(选项)交互设计(建模)用鼠标绘图和曲线建模用一个对话框设定切削条件支持轮廓、凹腔和钻削加工过程3.4.4界面和其它功能帮助功能对自学 NC 编程和机床操作提供了方便的帮助监控功能能够通过网络检查进行学习的学生状态DNC传输和切削功能屏幕打印功能可实时录像学生的操作。

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