南阳学加工中心UG编程培训班数控一代的核心技术

　　数控一代的核心技术

　　1.3.1数控系统

　　数控系统是数字控制系统的简称，它是根据计算机存储器中存储的控制程序来执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的计算机系统。它通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备的动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量。数控系统早期是与计算机并行发展演化的，用于控制自动化加工设备。由电子管和继电器等硬件构成的具有计算能力的控制器的数控系统称为硬件数控。19世纪70年代以后，分离的硬件电子元件逐步由集成度更高的计算机处理器代替，这种数控系统称为计算机数控系统。

　　目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点，这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如：对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求；对于T系统和M系统同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展的因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也各有千秋。例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子的自由更换和灵活结合，而日本FANUC系统则趋向大板结构，可提高系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成都是十分相似的。整个数控系统一般由三大部分组成，即控制系统、伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械部件按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并将其反馈到控制系统用来修正控制指令。这三部分有机结合，组成了完整的闭环控制的数控系统。

　　1.3.2伺服驱动

　　伺服驱动技术作为数控机床、工业机器人及其他产业机械控制的关键技术之一，在国内外普遍受到关注。在20世纪后10年间，微处理器（特别是数字信号处理器）技术、电力电子技术、网络技术、控制技术的发展为伺服驱动技术的进一步发展奠定了良好的基础。如果说20世纪80年代是交流伺服驱动技术取代直流伺服驱动技术的10年，那么，20世纪90年代则是伺服驱动系统实现全数字化、智能化、网络化的10年，这一点在一些工业发达国家表现得尤为明显。

　　无人化、规模化生产对加工设备提出了高速度、、率的要求，交流伺服系统具有高响应、免维护（无碳刷、换向器等磨损元部件）、高可靠性等特点，正好适应了这一需求。例如，日本FANUC公司、三菱电机公司、安川电机公司，德国Siemens公司、AEG公司、力士乐Indramat公司，美国A.B公司、GE公司等均在1984年前后将交流伺服系统付诸实用。国内的交流伺服驱动技术起步较晚，到20世纪80年代末才有产品问世，如治金部自动化研究院华腾公司的ACS系列、扬州5308厂引进Siemens公司的610系列，这些产品采用大功率晶体管模块（GTR），属于模拟伺服，从技术上。

　　1.3.3多轴联动

　　所谓多轴联动，是指在一台机床上的3个以上的坐标轴（包括直线坐标和旋转坐标）上同时进行加工，而且可在计算机数控（CNC）系统的控制下同时进行运动，例如，五轴联动横梁移动式高速龙门铣床、五轴联动龙门加工中心、五轴联动车铣复合中心、五轴联动立式叶片加工中心、五轴联动卧式加工中心、六轴五联动弧齿锥齿轮磨床等。多轴联动加工可以提高空间自由曲面的加工精度、质量和效率。现代数控加工正向高速化、化、高智能化、高柔性化、高自动化和高可靠性方向发展，而多坐标轴数控机床正体现了这一点。

　　随着加工技术的不断发展和完善以及程序编写的日益简单，这在很大程度上减轻了工程师们在程序上的计算量，同时也减轻了机床操作者的工作量，提高了生产效率，降低了成本。多轴联动加工是现代机床的发展方向，体现了一个国家制造业水平的高低。

　　1.3.4数控切削装备

　　作为制造技术的主要基础工艺，数控切削加工随着制造技术的发展，在20世纪末取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。它是制造业中重要的工业部门，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、工业和新兴的模具工业、电子工业等使用的主要加工技术，也是这些工业部门迅速发展的重要因素。当前以高速切削为代表的干切削、硬切削等新的切削工艺已经显示出很多的优点和强大的生命力，成为制造技术用于提高加工效率和质量、降低成本的主要途径。

　　发展高速切削等新的切削工艺、促进制造技术的发展是现代切削技术面临的新任务。

　　当代的高速切削不是切削速度的少量提高，而是在制造技术全而进步和进一步创新的基础上，特别是在数控机床、刀具材料、涂层、刀具结构等技术重大进步的基础上，达到切削速度和进给速度的成倍提高，从而使制造业整体的切削、加工效率有显著的提高。

　　1.3.5工业机器人

　　工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类的指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领来行动。

　　工业机器人在工业生产中能代替人来做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业。例如，在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，工业机器人可完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。

　　在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流机器人发展前景及未来的发展方向。国外的汽车行业、电子/电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产、提高社会生产效率、推动企业和社会生产力发展的有效手段。

　　1.3.6在线检测

　　所谓在线检测，就是直接安装在生产线上，通过软测量技术实时检测、实时反馈，以此来更好地指导生产，减少不必要的浪费。

　　过程工业常常伴随着物理反应、化学反应、生化反应、相变过程及物质和能量的转移与传递，它往往是一个十分复杂的工业大系统，其本身就存在大量的不确定性和非线性因素。它通常还伴随着十分苛刻的生产条件或环境，如高温、高压、低温、真空、高粉尘和高湿度，有时甚至存在易燃、易爆或有毒物质，生产的安全性要求较高。它强调生产过程的实时性、整体性，各生产装置间存在复杂的耦合、制约关系，要求从全局协调，以求整个生产装置运行平稳、。这种复杂的特性使得在工业过程中很难建立起准确的数学模型。

　　近年来，随着科学技术的迅猛发展和市场竞争的日益激烈，为了产品的质量和经济效益，控制和优化控制纷纷被应用于工业生产过程中。然而，不管是在控制策略的应用过程中，还是在对产品质量的直接控制过程中，一个棘手的问题就是难以对产品的质量变量进行在线实时测量。受工艺、技术或者经济的限制，一些重要的过程参数和质量指标难以甚至无法通过硬件传感器实现在线检测。目前，生产过程中通常采用定时离线分析的方法，即每几小时采样一次，送化验室进行人工分析，然后根据分析值来指导生产。由于这种方法时间滞后大，因此远远不能满足在线控制的要求。

　　在线检测技术正是为了解决这类变量的实时测量和控制问题而逐渐发展起来的。在线检测技术根源于推理控制中的推理估计器，即采集某些容易测量的变量（也称二次变量或辅助变量），并构造一个以这些易测变量为输入的数学模型来估计难测的主要变量（也称主导变量），从而为过程控制、质量控制、过程管理与决策等提供支持，也为进一步实现质量控制和过程优化奠定基础。在线连续检测技术是现代流程工业和过程控制领域的关键技术之一，它的成功应用将地推动在线质量控制和各种控制策略的实施，使生产过程控制得更加理想，如浓度、黏度、分子量、转化率、比值、液位等质量参数都可以实现在线检测。

　　1.3.7数控刀具

　　数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。数控刀具除切削用的刀片外，还包括刀杆和刀柄等附件。各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分（刀齿或刀片）则镶装在刀体上。

　　制造刀具的材料具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性（切削加工、锻造和热处理等），并不易变形。在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性质（粗、精加工）等，根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度是指制造和测量用的标注角度。在实际工作时，由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变，使得实际工作的角度和标注的角度有所不同，但通常相差很小。

　　1.3.8PLC技术

　　PLC的全称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

　　PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制不需要的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学，而且其调试与查错也都很方便。用户在购买到所需的PLC后，只需按说明书的提示做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

　　1.3.9CAM系统

　　CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）的核心是计算机数字控制（简称数控），它通过计算机编程生成机床设备能够读取的NC代码，从而使机床设备运行更加和，为企业节约大量的成本。

　　1952年美国麻省理工学院研制成数控铣床，此后发展了一系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床。加工中心能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能连续完成钻、铰、攻丝等多道工序，这些都是通过程序指令控制运作的，只要改变程序指令就可改变加工过程，数控的这种加工灵活性称为“柔性”。

　　计算机辅助制造系统通过计算机的分级结构来控制和管理制造过程的多方面工作，它的目标是使用一个集成的信息网络来检测一个广阔的、相互关联的制造作业范围，并根据一个总体的管理策略来控制每项作业。

　　从自动化的角度来看，数控机床加工是一个工序自动化的加工过程，在加工中心实现部分零件或全部机械加工过程的自动化，由计算机直接控制并通过柔性制造来完成一族零件或不同族零件的自动化加工过程。所谓计算机辅助制造，是指计算机参与了制造过程这样一个概念。

　　一个大规模的计算机辅助制造系统是一个计算机分级结构的网络，它由两级或三级计算机组成。中央计算机控制全局，提供经过处理的信息；主计算机管理某一方面的工作，并对下属的计算机工作站或微型计算机发布指令和进行监控；计算机工作站或微型计算机承担单一的工艺控制过程或管理工作。

　　计算机辅助制造系统的组成可以分为硬件和软件两方面。硬件方面有数控机床、加工中心、输送装置、装卸装置、存储装置、检测装置、计算机等，软件方面有数据库、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助数控程序编制、计算机辅助工装设计、计算机辅助作业计划编制与调度、计算机辅助质量控制等。

1.加工中心操作和手工编程:1500元，15天；

2.UG建模画图+加工中心UG三轴数控编程: 3500元,1-3个月；
备注：针对没有基础的学员附加培训机械制图、看图识图、公差配合、加工工艺、刀具切削三用量；

3.UG四轴联动编程：1500元（送A轴或B轴后处理），8天；

4.Hypemill五轴编程及机床操作：10000元，1-2个月；（实习机床：五轴DMG、五轴MAZAK，五轴MAZAK车铣复合，根据学员需要，送实战用过的各种机床系统的5轴后处理）；

5.UG曲面造型：1800元，20天；

6.UG工程制图：500元，15天；

7.数控车操作及手工编程:2000---3500元，15--20天；

8.Hypermill或UG五轴编程操作培训：1万元，1--2个月</a></a></a>