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近年数控产品鸟瞰

作者:天乙数控机床时间:2021-05-07702次浏览

信息摘要:

糸蔌电子技术有垠公司(518000)邹小昭从近年国内机床展览会上所展出的各类数控机床中,所配数控系统仍然以国外产品占绝对优势。其中配置数量*大的依然是Fanuc公司。众所周知,

糸蔌电子技术有垠公司(518000)邹小昭从近年国内机床展览会上所展出的各类数控机床中,所配数控系统仍然以国外产品占绝对优势。其中配置数量*大的依然是Fanuc公司。众所周知,Fanuc是曰本生产数控系统的主要厂商,不但开发出许多畅销的数控产品,而且也涉足FA、经济型加工中心及工业机器人制造领域。如果读者去日本,在新东京国际机场(成田空港)大楼内,就能见到许多Fanuc的产品。Fanuc公司曾在4年前提出要将其全部商品在国际市场上的占有率达到50%的指标,但至今希望渺茫。占有我国数控市场第2位的是德国西门子公司。除了这两家大公司以外,其他常见的还有三菱、Fagor、大森、Heidenhain、大隈、A-B、NUM等公司的数控产品。
 
  从数控系统的结构上看:早期产品(1970年以前)都于接线逻辑数控系统,可靠性较低。20世纪70年代中期开发了微处理器数控系统,采用存储器内的程序实现数控功能,柔性好,可靠性也篼。80年代中后期研制的数控系统,其主CPU已大多由32位代替了16位,当时*新的Fanuc15、Sinumerik880已采用64位CPU超大规棋集成芯片,从而有效地提篼了控制精度及运算速度。到20世纪80年代末,数控系统已经逐渐形成开放体系结构,机床生产厂商可以在开放系统的平台上增添软硬件形成自己的产品,如把主要运行非实时控制的PC主板插入原系统内,或把运动控制板插入PC机插槽内进行实时控制等。
 
  近20余年来,为了提篼加工效率,机床制造厂商都在致力于切削机床的高速化,如在各种机床展览会上,面向用户的几乎都是主轴转速达到1万~2万r/min的加工中心,各种资料上也经常能看到开发主轴转速10万~25万r/min产品的报道。相应地,机床各轴切削进给速度也已达到SO-UOm/min的水平。为了承受篼速切削给机床带来的附加惯性力,机床部件相应发生了材料或结构设计上的各种变化从而既保持机床的精度,又要进一步提篼其强度及刚度。
 
  同样,切削机床的逐步篼速化以及篼精度化也不断地给数控系统带来各种要求。为了使加工轨迹尽量接近工件的轮麻精度,数控系统应具有一定的分辨率、尽量小的脉冲当量、尽置短的位置采样时间及插补周期。为了缩短对单个程序的处理时间,数控装置已配具有相当的灵活性,可以方便地插入节点成分割曲线等。数控系统已被要求能补偿类似导轨误差、丝杠导程误差、工作台和电机运动之间的反向间隙、机床受力所产生的挠曲变形以及热变形等误差。数控系统在保存该机床的转速,加/减速度、进给速度、精度等性能参数并已知对工件的加工要求后,已能实现加减预插补、前馈控制、精确矢ft补偿以及*佳拐角减速度等功能,以使机床能在近于*佳的性能条件下按照给定的加工路径,篼速处理加工程序和传输数据,生成微细分的平滑曲线,实现高精度的轮廊控制以进行高速加工并使用户得到*满意的工件。
 
  数控系统除了向用户显示工件加工程序号(用于识别正在执行的加工程序)、程序段号(反映加工内容及程序运行的位董)、现行的插补方式(G代码)、进给速率及主轴转速(两者的指令值及实际值)、坐标位置(绝对测量单位)、主轴及进给轴的负荷以及时间(包括当前时刻,总的开机时间及切削时间)等,为了计算合理的进给速度和加/速度,系统应能在执行前完潇畔理多个程序段,并具有在加工条件发生变化前重新算预处理程序段的能力。系统应能分析走刀矢置,速度及加速度曲线以及刀尖矢量等因素。分析走刀矢量的目的是自动调整指令速度及加速度,并根据刀具负载及时修改走刀速度。
 
  装备机械行业的发展,也将促使数控及其他自动化技术相应地得到更大的发展。
 
  日本Fanuc公司在我国经销的数控系统有FO,F10/11/12,F15,F16,F18等系列,F0系列的派生产品系列。
 
  些品种,适用于各种机床。如:16MSCNC系统以能控制16轴联动为主要特点。由于控制系统的功能较强,计算机配套系统的绝对一致性,因而能用於工具磨床,对精密、形状复杂刀具进行篼效、高质置的刃磨与重磨。
 
  16i/18i系列(功能型)与160i/180i系列(PC一体化型)共8个品种,都用於8轴控制或6轴控制的加工中心及数控车床上。这类系统以超小超薄型为主要特点,除此之外,16i/18i系列还具有以下特点:16i数控系统连续执行进给ft为lmm的三维捶补程序段所能达到的实际进给速度接近100m/min采用前嫌及非线性自适应控制技术的FamiC16i系统,在对0200mm圆柱(进给量为1.8m/min)加工时,全圆加工误差由原来0.5mm降低到0.003mm. Fanucl6i/18i与西门子840D数控系统类似,在系统内增加用于数据管理的计算机(MMC)、两者共用外设,实现CNC/PC―体化。数控系统配置PC机的硬盘及软驱、采用Windows98、WindowsNT等操作系统及VisualC++、ViaualBasic等语言组成开放式CNC实时网络,实现PC-NC间的高速数据传送。
 
  电控部分减少配线,数控部分与伺服驱动器之间采用50Mbps篼速信息传送串列母线。两者之间只用―根光缆联接。采用小獾I/O模块控制机床的VO信号,使电控部分的电缆减少2/3.带有“在线用屏幕功能”,使16i/18i系列能成为以太网(ETHERNET)的终埔。用户可以随意从主机中调出加工囝形、制造文件、加工参数及程序等,还可以向计算机传回数控机床的加工状态,以进行加工管理,提篼生产效率。160i/180i系统还可以与IBMPC相容的个人计算机功能和CNC印刷电路板组合在一起,组成开放式CNC系统。由于两个系统都使用了记忆体卡及数据机简化了操作,使用户能充分利用PC机和所具有的图形功能、网络功能等资源。在可以使用的Windws95操作系统等普通系统中,还具有会话式自动编程功能(SUPE尽CAP及SYMBOLICCAP等)以及运行PMC梯形图编辑套装软件等专用软件。
 
  15i系列是由Fanuc公旬在美国的分公司推出的产品,是在15B系列的基础上改进的新版,能同时控制24轴联动加工,很受用户扉睐。由于它装有较强功能的处理器,因而控制精度高,加工程序控制功能强。所以被用在篼速、高精度数控铁床上,加工复杂形状的篼精度航空工业用零件。
 
  国产数控机床有相当部分采用Fanuc0i-A数控系统,该系统可预读12个加工程序段,可进行插补前的减速计算处理,实现切削速度加减速控制,从而减小工件形状拐角处或小半径圆弧的伺服跟踪误差。i-A系统可按图纸尺寸指定直线的倾角、圆弧和倒角等,以实现直接图纸尺寸编程。其主轴控制回路为位董闭环控制,主轴电机的回转和攻丝轴(Z轴)进给同步,另外还具有刚性攻丝回退功能,当发生电源故障时,刀具可快速退回。其内装式PMC-SA3,基本指令执行时间为0.15/,*多可编16 000步。系统可在加工前显示祺拟刀具轨迹,在加工时实时显示刀具轨迹。系统配置Flash存储器,可使用宏执行器修玫PMC程序和宏程序。数控系统通过高速串行总线(HSSB)与工业PC机相联,PC机可显示或设定CNC的各种数据,串行总线用光缆实现高速数据传输。伺服控制的数据如位置误差、位置指令脉冲、转矩指令等都能以波形显示在显示器上,通过所示波形可对其伺服性能进行调整,也便于寻找故障。系统运行中的各种状态都被记录在存储器中,系统的许多数据如参数、加工程序等都可以保存在PCMCIA的存储卡内。
 
  从Fanuc公司提供的数控装置看来,其15i-MA可于近年推出的*篼级产品15i-MA适用于飞机制造业及模具加工业的篼速篼精度切削机床的配置,这类系统在原先纳米级的水平上又扩充了5轴加工机床的功能,故可适用于主轴回转型、工作台回转型以及主轴/工作台回转并存型等各种机床。15i-MA可控制刀尖运动轨迹,同时实行三维补偿。
 
  0-D系列,包括用于控制小型车床的0用于小型加工中心及数控铣床的0-MD.0-TD具有刀具形状偏置、刀具磨损偏置,刀具半径补偿,直接图纸尺寸编程、恒表面速度控制及复合型车削用重复循环功能。0-MD通过安装可编程机床控制器(PMC),采用Ladder语言将控制顺序编入程序从而使机床侧的强电电路简单化0-MD所具有的刚性攻丝功能不仅能对主轴进行速度控制,也能对其进行位置控制,从而使主轴的移动与Z轴同步。
 
  Famic公司的智能型数字控制伺服系统包括、P系列伺服放大器祺块及a、C系列交流主轴电机,C、P系列交流伺服电机。交流主轴电机具有a系列(9个品种)、aC系列(7个品种)、aP系列(10个品种);交流伺服电机则有系列(12个品种)、aC系列(4个品种)、卩系列(4个品种)。伺系统采用高速响应矢量控制,从而有效地小加工件的轮廊误差。该系统具有PowerMate的管理器功能,可通过I/OLink联结P系列伺服电机的控制单元。
 
  (装备机械〉表1若干机床产品采用数控装置的状况as号制造厂商机床特性数控装置的配置北京市机电研究R适用于军工、航空、电力、机车、5tt联动叶片加工模具等行业,机床采用立柱移动数控系坑与Ecodrivcr文流败字伺取。
 
  中心结构,A轴为工件旋转轴轴为刀具捶动轴(土MTC200系统是在通用PC机基础上采用WindowsNT4.0为操作平台,电气部分由控制系珑、聱动棋块,I/O装置及操作面板所构成,并由光嫌闭环联接,采用Serm协议倌号传输。
 
  TNA400M卦式数控车床大连因代克斯机床公和40a斜床身,主轴转速范围为50400r/min,设有绝对位置测置系坑,配置ATC光学对刀仪,该车床可带C轴而配置成为车削中心。
 
  日本三薨公和在Mddu65S基硪上与德团Tnub公和联合开发的败控系坑,采用64位RISC,开放式构以及与DOS格式兼容的程序及参数格式,具有各种系统的自诊断功能。
 
  棋块化设计,X、Z两轴联动控制,X轴行程200mm,Z轴行程460mm,主袖转速(无级成12位褶度分别为0.03mm/0.032mm,重复定位精度分别为德国西门子802S£济控系K,由一块集成面CK6136经济数控车床上海明精败控机床公蜀板,一块操作面板,一个败控单元及一个PLC输入/输出接口组成,并配置该公闵的步进驱动器及步进电机,系疣可设置杠反肉间除补偿,丝杠钜误差补供,刀具补,两个进给轴脉冲监控及主轴监控YK51203H3轴联动败控捶齿机天津**机床总厂适用于航空、汽车、榷拉机及机床等行业。*大加工直径为0250mm(外齿>成0l2Omm+刀具直径(内径),*大加工棋数为日本三)!50M数控系统,对X轴(径向进给)、C轴(工件旋转)及A轴(上下料机构旋转)联动,其中X轴及A轴由交流伺服电机驵动,不联动。
 
  6mm,插齿刀冲程数为250― YK5612ffl败控形齿轮插齿机(价格为国外同类产品的长江机床厂适用于加工交速比齿轮(非齿轮)及中心距非齿轮其X轴(径向进斤),Y轴(切向进给),C期(工件K转)3轴联动华中Ia数控系统,其标在工控机为486CPU、8MB内存,2MB电子盘,3.5"软明。采用115-110文流伺服动单元及交流同步电机H2789败控曲轴主轴颈磨床(价为人民币的万元)上海机床厂有限公司工件*大转直径为¢3201111*大工件安装长度为750mm  H21991数控针阀令用磨床(价为55万元)上海机床厂有R公可对中、小功率柒油机喷油嚯偶件中长ffl针面进行磨削加工,可磨直径06mm可磨工件长度德国西门子明2D败控系ft,工件由交流电机通过交铎器实现无级明动SK722/HSS数控ft锥磨床(价上海机床厂有限公用对各种标三角纹纹锥(公制成英、1槽成旋槽、手用成德国西门子802C数控系坑为36.8万元)机用〉进行如工,磨削丝锥直径为M3工控PC,内存3MB1.44MB软明,5页彩色里示屏用于准备、加工、编辑、参数和自诊断,3.T软存贮程序。人工ft据输入到软件表中,脉冲电备有工艺数据库辨率均为0.OOOlmm快移逋度seia数控电火花北京两奇夏米尔公司3联动成a机X、Y、Z三轴均由直流伺吝电机炻动,以进行垂直、水平以及连续1的加工锸打供时,*大加工速度为360mm3/min,供件表面粗糖度为0.邓成合金表面粗糠度为0.4fim刀具磨割中心用于生产钻头、ft刀、成形刀具,PCD和PCBN刀具等各ft转体刀具以及各种可转位刀片。
 
  其转塔磨头*多可配置6个独立的磨头主,安装18种不同数控系统采用NUM1050,6轴联动,其中X(工作台纵向移动)、Y(工作台垂移动)、Z(磨头横时进给)、B(工怍台旎转>为基本轴;Att为磨头栊敝岈C轴为工件分度袖,A、C轴可供选用的砂轮。机床的X、Y和Z捱分为lOm/mu磨头主袖转擞时间为2对持费磨M可作线性振动,正弦波撅动机床可配摄像机工件识用系统,实现24h连续工作MK61109数控武汉机床厂拉刀刃磨机床用于30磨118:73、平1T跋华中i号数控系貌,实现43联动,如似工刀、花刀作触)、z(立柱升降)、w(磨头以外的其他内孔拉刀机床各由伺ff电机通过滚珠丝杠驵动,分供率为0.001mm国西门子公司是欧洲生产数控系统的主要厂商。德国产品一般都隐隐中含有日耳曼民族硬朗不屈的个性特点。我国机床产品主要采用其Simimerik3/程语言。
 
  2001年,西门子公司向我国市场推出840D1,该系统包含工业PC机(采用奔腾n处理器)、运动控制接口MCI板(含PLC硬件)、系统软件、搡作面板、电源祺块,1/功率祺块及电机等。该工业PC机的操作系统采用WindowsNT4.0版,并设有修改操作系统代码,便于用户自行扩展。另外该系统起动控制器采用SinucomNC标准软件,起动萌动系统采用SimoComU标准软件。840Di的软硬件均开放,从而具有(绾表1)a号制进厂商机床特性数控装置的K置XENC射眺低速走纹线切割机北京两奇夏米尔公用X、Y、U、V四期采用直流伺服电机直联浓珠丝杠期、Z采用步进电机租动s坐标定位精度为0.Olmnu复定位精度为0. 003*大加工速度为170mm2/min败控系统采用工业PC、10G硬金、1.44MB软笙,控朗数为5(同时控制4tt)FW23I败控电火花快走tt线切割机床北京两哥夏米尔公可采用0.12―0.2mm钼丝。平均加工逋度为30mmVminRa2.5(70127),对铕件*高加工速度为120mm3/min,Ra知叫200m长电极毯可加工使工控PC、2GB硬金,1.44MB软8,控侧捱为4袖联动,采用G和M代码生成直线-炻-斜线4 1加工程序表2西门子公司在我国推出的部分数控系统的功能对比败控系统测量路数进给轴/主轴驵动系坑步进电机61IA成步进电机线性插补轴通道数PLC编程中文环境龙门同步轴DNC功能零件程序RAM区手持单元等离子单戛等离子彩M磺蠹3.5英寸软e田形棋拟歌屏保护无自动数宇化功能远程诊断极坐标性能径济31经济炻经济31中档31中档a中档3S高档高榇适用机床类3B车铣车铣磨铢麽冲馕铣磨冲相当的灵活性及可扩展性。
 
  运行。
 
  在上海举办的CCMT2002上,西门子公司向我国840D数控系统,明显缩短机加工时间。Sinumerik810DPowerline采用了新的NC处理器以及经过改进的驱动控制系统,现可用于多达6轴控制的场合。Sinumerik840DPowerline也增强了NC性能,并且集成了新的PLC-CPU.目前,用户可以选用10、12或15英寸的显示屏。结构牢固且免维护的系统组件以及PC和OP,可适用于相关行业的各种工况场合。通过内置以太网接口,用户可以联网,采用HMI软件,又确保了数据处理的安全快速。
 
  Sinumerik802C和手动机床版软件适用于普通车床领域。用户可以看到主轴转速及进给置的精确显示,还可以选用恒定的切削速度以保证车削质量。在加工过程中,用户也省去了不少机械调整手段,如设置行程速度或更换齿轮档等,从而提高了生产效率。
 
  当时,西门子公司还介绍了适用于小批量生产的ManualTurn技术在某些自动化车床上配置Sinumerik810D及ManualTurn,只需按动按钮便可选择搡作模式。用户,在对工件进行纵向、径向或锥形车削等自动表面加工时和使用普通车床的手轮同样简便。系统所具有的示教功能,能在用户手动加工**个工件时就保存了所有的搡作步骤,在以后加工其他相同的工件时,即可进行自动加工。
 
  表3我国台湾省友嘉公句为其机床产品选数控装置的酵合状况机床类别控侧器程序铕存标准主轴转速及电机功率可选功tt适用范围标1231数控机床西门子802DE主轴转速为10000r/mia,主袖采用油冷一毅零件加工或油气式冷却装置,可加工荔等西门子810DE先进9数控机床可供航空工业、棋具行此等进行高速成离精皮加工三菱64袖油冷油气式冷却装置,切屑西门子810DE输进装置等高级9数控机床西班牙Fagor自动化公司推向用户的系统主要是数控系统。8070是目前该公司*高档的产品,可控制16轴+ 3电子手轮+2主轴;可运行VisualBasic,VisualC++;程序段处理时间  8055系列可控制7轴7联动+主轴+手轮,按其处理速度不同分为8q55/A,8055/B及8055/C三种,中断处理时间为2ms~4ms,其中8055/C*快。采用FlashRAM存铕程序,程序容量为1MB到4MB 8040系统可控制4轴+主轴+2个手轮,用户内存为1MB,闪烁存储器为2MB,配有±10V模拟量接口及数字化CAN接口,可接收lVpp及TTL位置反馈倍号。101/102屑经济型数码管显示的单轴或2轴数控系统,同时可联接手轮及控制主轴,并具有ISO代码编程及参败编程功能,可用于自动循环板带送料机,冲压及剪切机,各种分度装置及珩磨机等。
 
  有关Fagor公司8040数控系统的详细介绍请阅北京发格自动化设备有限公司陈晓光总经理撰写的专稿。表3所示为我国台湾省友嘉公司为其数控机床产品配置系统的选用状况,可供读者。
 
  程序P999995包含所有屏幕的文本内容。
 
  程序P999994包含所有屏幕的帮助内容。
 
  所以,配置文件P999004与子程序9004与屏幕004相关联。
 
  OEM文本文件包括以下内容:以上这些OEM文本文件可用包括英语在内的9种语言表述,但到目前为止还不能用中文表述。
 
  〈装备机械〉1(上接第44页义、生成OEM屏幕页面。
 
  屏幕001~200可用于建立新的屏幕页面,新的屏幕页面可用于诊断、变童咨询、设置、调整、设备控制、OEM固定循环等。
 
  ~200与下述因素相关联:
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