研究生課程CADCAM講稿Ch計算機(jī)輔助制造與制造執(zhí)行系統(tǒng)sppt課件

1、CAD/CAMCAD/CAM研討室研討室本章學(xué)習(xí)要點本章學(xué)習(xí)要點31 1 計算機(jī)輔助制造概述計算機(jī)輔助制造概述 1.1 根本概念根本概念1.2 制造硬件對制造硬件對CAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響1.3 信息運用方式對信息運用方式對CAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化41.1 1.1 根本概念根本概念 計算機(jī)輔助制造計算機(jī)輔助制造Computer Aided Manufacturing, CAMComputer Aided Manufacturing, CAM是指采用計算機(jī)及其交互設(shè)備輔助人類實現(xiàn)數(shù)控編程，并是指采用計算機(jī)及其交互設(shè)備輔助人類實現(xiàn)數(shù)控編程，并控制、監(jiān)測、處

2、置、變換、管理加工過程的一種技術(shù)控制、監(jiān)測、處置、變換、管理加工過程的一種技術(shù)廣義廣義CAMCAM是指利用計算機(jī)輔助完成從消費預(yù)備到產(chǎn)品制造整是指利用計算機(jī)輔助完成從消費預(yù)備到產(chǎn)品制造整個過程的活動：工藝過程設(shè)計，工裝設(shè)計，個過程的活動：工藝過程設(shè)計，工裝設(shè)計，NCNC自動編程，自動編程，消費作業(yè)方案，消費控制，質(zhì)量控制等消費作業(yè)方案，消費控制，質(zhì)量控制等狹義狹義CAMCAM是指是指NCNC程序編制，包括刀具途徑規(guī)劃，刀位文件生程序編制，包括刀具途徑規(guī)劃，刀位文件生成，刀具軌跡仿真及成，刀具軌跡仿真及NCNC代碼生成等代碼生成等51 1 計算機(jī)輔助制造概述計算機(jī)輔助制造概述 1.1 根本概念根

3、本概念1.2 制造硬件對制造硬件對CAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響1.3 信息運用方式對信息運用方式對CAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化61.2 1.2 制造硬件對制造硬件對CAMCAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響制造配備數(shù)字化控制的實現(xiàn)閱歷了公用數(shù)控系統(tǒng)、計算機(jī)制造配備數(shù)字化控制的實現(xiàn)閱歷了公用數(shù)控系統(tǒng)、計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、開放式數(shù)控系統(tǒng)等多個開展階段數(shù)控系統(tǒng)、開放式數(shù)控系統(tǒng)等多個開展階段數(shù)控指令的輸入從數(shù)控指令的輸入從“卡片與紙帶讀碼機(jī)卡片與紙帶讀碼機(jī)、“磁帶與磁磁帶與磁盤計算機(jī)盤計算機(jī)開展到開展到“數(shù)據(jù)文件直接的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)文件直接的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)傳輸傳輸新型的新型的C

4、NCCNC機(jī)床包含了網(wǎng)絡(luò)化接口、機(jī)床包含了網(wǎng)絡(luò)化接口、WebWeb效力接口等功能，效力接口等功能，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的CAMCAM技術(shù)有了制造配備方面的硬件保證技術(shù)有了制造配備方面的硬件保證71.2 1.2 制造硬件對制造硬件對CAMCAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響串串行行(RS232C) I/F(D-SUB25)并并行行（打打印印機(jī)機(jī)) I/F(D-SUB25)PCMCIA 型型/ 1槽槽I C 存存儲儲卡卡專專用用(高高速速ATA)PS/2PS/23.5英英寸寸FDD(DOS格格式式)PCMCIA /2槽槽ETHEA-NET卡卡SCSI-2 卡卡調(diào)調(diào)制制解解調(diào)調(diào)器器卡卡日本日本Yamazak

5、i MazakYamazaki Mazak公司的開放式公司的開放式CNCCNC數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)MAZATROL MAZATROL FUSION 640FUSION 640的人機(jī)界面和各種接口的人機(jī)界面和各種接口81.2 1.2 制造硬件對制造硬件對CAMCAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響實現(xiàn)制造屬性數(shù)據(jù)、制造過程數(shù)據(jù)、缺點數(shù)據(jù)等能實現(xiàn)雙向流實現(xiàn)制造屬性數(shù)據(jù)、制造過程數(shù)據(jù)、缺點數(shù)據(jù)等能實現(xiàn)雙向流動，特別是設(shè)備向高層管理計算機(jī)的流動動，特別是設(shè)備向高層管理計算機(jī)的流動遠(yuǎn)程監(jiān)控畫面，并實時顯示正在加工中刀具的切削條件遠(yuǎn)程監(jiān)控畫面，并實時顯示正在加工中刀具的切削條件（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給負(fù)載、主軸（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給負(fù)

6、載、主軸 負(fù)載等）負(fù)載等）由于將現(xiàn)場的機(jī)械運轉(zhuǎn)狀況能實時向上反饋、報告，因此可實時地掌握現(xiàn)場情況。由于將現(xiàn)場的機(jī)械運轉(zhuǎn)狀況能實時向上反饋、報告，因此可實時地掌握現(xiàn)場情況。加工向?qū)Ъ庸は驅(qū)Ь幊叹幊叹幊叹幊碳庸は驅(qū)ьA(yù)測加工向?qū)ьA(yù)測加工向?qū)ьA(yù)測加工向?qū)ьA(yù)測向?qū)驅(qū)驅(qū)驅(qū)嵗榻B實例介紹實例介紹實例介紹加工加工加工加工監(jiān)控監(jiān)控監(jiān)控監(jiān)控加工向?qū)ЫY(jié)果加工向?qū)ЫY(jié)果加工向?qū)ЫY(jié)果加工向?qū)ЫY(jié)果主軸負(fù)荷記錄主軸負(fù)荷記錄主軸負(fù)荷記錄主軸負(fù)荷記錄加工向?qū)Ъ庸は驅(qū)Ь幊叹幊叹幊叹幊碳庸は驅(qū)ьA(yù)測加工向?qū)ьA(yù)測加工向?qū)ьA(yù)測加工向?qū)ьA(yù)測向?qū)驅(qū)驅(qū)驅(qū)嵗榻B實例介紹實例介紹實例介紹加工加工加工加工監(jiān)控監(jiān)控監(jiān)控監(jiān)控加工向?qū)ЫY(jié)果加

7、工向?qū)ЫY(jié)果加工向?qū)ЫY(jié)果加工向?qū)ЫY(jié)果主軸負(fù)荷記錄主軸負(fù)荷記錄主軸負(fù)荷記錄主軸負(fù)荷記錄91 1 計算機(jī)輔助制造概述計算機(jī)輔助制造概述 1.1 根本概念根本概念1.2 制造硬件對制造硬件對CAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響1.3 信息運用方式對信息運用方式對CAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化101.3 1.3 信息運用方式對信息運用方式對CAMCAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響產(chǎn)品模型是產(chǎn)品模型是CAMCAM系統(tǒng)的輸入，不同的產(chǎn)品模型表達(dá)方式影響著系統(tǒng)的輸入，不同的產(chǎn)品模型表達(dá)方式影響著CAMCAM軟件軟件系統(tǒng)的開發(fā)方法系統(tǒng)的開發(fā)方法以快速成型機(jī)為例：用于加工零件輸入的模型采用三角面片

8、表示，構(gòu)以快速成型機(jī)為例：用于加工零件輸入的模型采用三角面片表示，構(gòu)成了一種稱之為成了一種稱之為STLSTL文件格式的工業(yè)現(xiàn)實規(guī)范，基于快速成型加工的文件格式的工業(yè)現(xiàn)實規(guī)范，基于快速成型加工的CAMCAM系統(tǒng)將圍繞該種零件模型進(jìn)展加工輔助處置系統(tǒng)將圍繞該種零件模型進(jìn)展加工輔助處置美國美國3D Systems的快速成型機(jī)的快速成型機(jī) 111.3 1.3 信息運用方式對信息運用方式對CAMCAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響 .facet normal x y z outer loop vertex x1 y1 z1 vertex x2 y2 z2 vertex x3 y3 z3 endloopendfac

9、et .P latfo rmC o llecterF eed erP art B o xM aterialM irro rO p tic H eadL aserL am in atin g R o ller 定義：一種 用三角形組表達(dá)零件三維幾何模型表面 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)零件STL文件格式：三維幾何建模各類RP制造設(shè)備定義：當(dāng)前用于在三維CAD系統(tǒng)與各類RP設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的事實工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（RPM的輸入）121.3 1.3 信息運用方式對信息運用方式對CAMCAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響CAMCAM系統(tǒng)在支持制造的數(shù)控編程、加工調(diào)度、監(jiān)測與質(zhì)量控系統(tǒng)在支持制造的數(shù)控編程、加工調(diào)度、監(jiān)測與質(zhì)量控制過程中，

10、采用不同的制造信息處置方式會產(chǎn)生不同的制過程中，采用不同的制造信息處置方式會產(chǎn)生不同的CAMCAM系統(tǒng)開發(fā)邏輯與運用流程系統(tǒng)開發(fā)邏輯與運用流程 單機(jī)方式單機(jī)方式 以制造設(shè)備作為客戶端節(jié)點以制造設(shè)備作為客戶端節(jié)點 以制造設(shè)備作為效力器端節(jié)點以制造設(shè)備作為效力器端節(jié)點131 1 計算機(jī)輔助制造概述計算機(jī)輔助制造概述 1.1 根本概念根本概念1.2 制造硬件對制造硬件對CAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響1.3 信息運用方式對信息運用方式對CAM技術(shù)的影響技術(shù)的影響1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化141.4 CAM1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化制造設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化接口問題制造設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化接口問題1制

11、造配備的網(wǎng)絡(luò)化接口是使制造設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的根本要素。制造配備的網(wǎng)絡(luò)化接口是使制造設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的根本要素。 傳統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備普通均具有傳統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備普通均具有RS232RS232規(guī)范串口，這種規(guī)范串口規(guī)范串口，這種規(guī)范串口用來實現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備的互聯(lián)，以便完成數(shù)控指令網(wǎng)上傳輸、用來實現(xiàn)傳統(tǒng)設(shè)備的互聯(lián)，以便完成數(shù)控指令網(wǎng)上傳輸、加工工況數(shù)據(jù)反響等功能加工工況數(shù)據(jù)反響等功能當(dāng)前新型數(shù)控制造配備均帶有以太網(wǎng)接口，有些還帶有不當(dāng)前新型數(shù)控制造配備均帶有以太網(wǎng)接口，有些還帶有不同類型的現(xiàn)場工業(yè)總線接口，為數(shù)控配備的互聯(lián)提供支撐同類型的現(xiàn)場工業(yè)總線接口，為數(shù)控配備的互聯(lián)提供支撐151.4 CAM1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化

12、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化制造設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化接口問題制造設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化接口問題2流流程程流流程程 1 1 1 1驅(qū)驅(qū)動動程程序序訪訪問問模模式式驅(qū)驅(qū)動動程程序序訪訪問問模模式式通通過過串串口口運運行行的的任任何何軟軟件件通通過過串串口口運運行行的的任任何何軟軟件件Open(“COMn”)ReadApplicationApplication本本地地本本地地COMCOM驅(qū)驅(qū)動動程程序序驅(qū)驅(qū)動動程程序序COMnCOMnTCP/IPTCP/IP流流程程流流程程 2 2 2 2SocketSocket訪訪問問模模式式訪訪問問模模式式使使用用使使用用SocketSocket從從串串口口連連接接器器訪訪問問數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)從從串串口

13、口連連接接器器訪訪問問數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)Connect to45:portReadApplicationApplicationSocketSocketTCP/IPTCP/IP流流程程流流程程 1 1 1 1驅(qū)驅(qū)動動程程序序訪訪問問模模式式驅(qū)驅(qū)動動程程序序訪訪問問模模式式通通過過串串口口運運行行的的任任何何軟軟件件通通過過串串口口運運行行的的任任何何軟軟件件Open(“COMn”)ReadApplicationApplication本本地地本本地地COMCOM驅(qū)驅(qū)動動程程序序驅(qū)驅(qū)動動程程序序COMnCOMnTCP/IPTCP/IP流流程程流流程程 2 2 2 2SocketSoc

14、ket訪訪問問模模式式訪訪問問模模式式使使用用使使用用SocketSocket從從串串口口連連接接器器訪訪問問數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)從從串串口口連連接接器器訪訪問問數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)Connect to45:portReadApplicationApplicationSocketSocketTCP/IPTCP/IP45Windows/Linux基基于于基基于于TCP/IPTCP/IP的的以以太太網(wǎng)網(wǎng)的的以以太太網(wǎng)網(wǎng)0COMCOMRS232/485RS232/485161.4 CAM1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控制造配備在互聯(lián)的過

15、程中，需求網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議的支持?jǐn)?shù)控制造配備在互聯(lián)的過程中，需求網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議的支持對應(yīng)于遠(yuǎn)程實時操作及抗干擾才干的網(wǎng)絡(luò)包括早期用于制對應(yīng)于遠(yuǎn)程實時操作及抗干擾才干的網(wǎng)絡(luò)包括早期用于制造系統(tǒng)互聯(lián)的造系統(tǒng)互聯(lián)的MAPMAP網(wǎng)，以及現(xiàn)今廣泛運用的工業(yè)現(xiàn)場總線、網(wǎng)，以及現(xiàn)今廣泛運用的工業(yè)現(xiàn)場總線、實時工業(yè)以太網(wǎng)等實時工業(yè)以太網(wǎng)等目前已得到運用且列為目前已得到運用且列為IEC61158IEC61158國際規(guī)范的現(xiàn)場總線有：國際規(guī)范的現(xiàn)場總線有：FFFF的的H1H1、FF-HSEFF-HSE、ProfibusProfibus、INTERBUSINTERBUS、P-NETP-NET、WorldIFPWorldI

16、FP、ControlNetControlNet、SwiftNetSwiftNet；工業(yè)實時以太網(wǎng)；工業(yè)實時以太網(wǎng)有有EthernetIPEthernetIP、FF-HSEFF-HSE、ProfiNetProfiNet、IDAIDA等等制造設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議制造設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議171.4 CAM1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的CAM集成集成 有效利用已有單機(jī)版有效利用已有單機(jī)版CAMCAM軟件、且經(jīng)過共享數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)軟件、且經(jīng)過共享數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)制造數(shù)據(jù)分享的一種方式制造數(shù)據(jù)分享的一種方式由于涉及到制造數(shù)據(jù)的共享問題，因此必需給由于涉及到制造數(shù)據(jù)的共享問題，因此

17、必需給CAMCAM軟件附加假設(shè)干輔助軟件附加假設(shè)干輔助模塊，如數(shù)據(jù)及庫文件遠(yuǎn)程讀寫模塊、數(shù)據(jù)庫操作權(quán)限管理模塊、數(shù)模塊，如數(shù)據(jù)及庫文件遠(yuǎn)程讀寫模塊、數(shù)據(jù)庫操作權(quán)限管理模塊、數(shù)據(jù)一致性維護(hù)模塊等據(jù)一致性維護(hù)模塊等181.4 CAM1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化基于基于C/S構(gòu)造的構(gòu)造的CAM軟件軟件 其出發(fā)點是將其出發(fā)點是將CAMCAM軟件劃分為效力器端軟件和客戶機(jī)端軟件兩部分。軟件劃分為效力器端軟件和客戶機(jī)端軟件兩部分。效力器端軟件實現(xiàn)效力器端軟件實現(xiàn)CAMCAM的功能，而客戶機(jī)端的功能，而客戶機(jī)端CAMCAM軟件那么實現(xiàn)基于用戶軟件那么實現(xiàn)基于用戶圖形界面的輸入輸出功能，常安裝在制造

18、配備的前端計算機(jī)中圖形界面的輸入輸出功能，常安裝在制造配備的前端計算機(jī)中基于基于C/SC/S構(gòu)造的構(gòu)造的CAMCAM軟件需求在客戶端安裝相關(guān)的軟件，故運用該類軟軟件需求在客戶端安裝相關(guān)的軟件，故運用該類軟件受客戶端地理位置的限定件受客戶端地理位置的限定191.4 CAM1.4 CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化基于基于B/S構(gòu)造的構(gòu)造的CAM軟件軟件其邏輯是將其邏輯是將CAMCAM軟件安裝在效力器端，在客戶機(jī)端那么不作任何安裝。軟件安裝在效力器端，在客戶機(jī)端那么不作任何安裝。其運轉(zhuǎn)可在恣意地點的客戶端經(jīng)過其運轉(zhuǎn)可在恣意地點的客戶端經(jīng)過WebWeb閱讀器完成，且相應(yīng)的交互界面閱讀器完成，且相應(yīng)的交互

19、界面以以WebWeb頁面、頁面、Java AppletJava Applet或或ActiveXActiveX控件等方式表現(xiàn)控件等方式表現(xiàn)CAMCAM軟件可安裝在管理層的計算機(jī)中，亦可安裝在底層的制造配備的前軟件可安裝在管理層的計算機(jī)中，亦可安裝在底層的制造配備的前端計算機(jī)中。前一種安裝方式指底層所產(chǎn)生的制造數(shù)據(jù)由高層采集、端計算機(jī)中。前一種安裝方式指底層所產(chǎn)生的制造數(shù)據(jù)由高層采集、處置與發(fā)布；后一種安裝形狀指制造配備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)過處置與發(fā)布；后一種安裝形狀指制造配備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)經(jīng)過WebWeb效力直效力直接向外發(fā)布接向外發(fā)布202 2 開放式的開放式的CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造 2.1 根

20、本概念根本概念2.3 數(shù)控的軸的概念數(shù)控的軸的概念2.4 基于運動控制卡的開放式基于運動控制卡的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.5 基于基于PC軟數(shù)控機(jī)理的開放式軟數(shù)控機(jī)理的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.2 開放式開放式CNC系統(tǒng)的體系構(gòu)造系統(tǒng)的體系構(gòu)造212.1 2.1 根本概念根本概念開放式開放式CNCCNC體系構(gòu)造伴隨著個人計算機(jī)體系構(gòu)造伴隨著個人計算機(jī)PCPC的出現(xiàn)而出現(xiàn)的出現(xiàn)而出現(xiàn)原有公用數(shù)控系統(tǒng)在軟硬件資源方面的局限性，無法順應(yīng)原有公用數(shù)控系統(tǒng)在軟硬件資源方面的局限性，無法順應(yīng)數(shù)字化制造環(huán)節(jié)對模塊化、可重構(gòu)、可擴(kuò)展等方面的要求，數(shù)字化制造環(huán)節(jié)對模塊化、可重構(gòu)、可擴(kuò)展等方面的要求，

21、無法在數(shù)控系統(tǒng)的通用性、柔性、順應(yīng)性和進(jìn)一步的智能無法在數(shù)控系統(tǒng)的通用性、柔性、順應(yīng)性和進(jìn)一步的智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面提供支撐化、網(wǎng)絡(luò)化方面提供支撐開放式開放式CNCCNC系統(tǒng)的概念來源于上世紀(jì)系統(tǒng)的概念來源于上世紀(jì)8080年代的美國，目前提年代的美國，目前提出了不同的開放式出了不同的開放式CNCCNC體系構(gòu)造，典型的有：美國的下一代體系構(gòu)造，典型的有：美國的下一代控制器控制器NGCNGC方案、歐盟的自動化系統(tǒng)開放式控制構(gòu)造方案、歐盟的自動化系統(tǒng)開放式控制構(gòu)造OSACAOSACA方案、日本的開放式控制器系統(tǒng)環(huán)境方案、日本的開放式控制器系統(tǒng)環(huán)境OSECOSEC方案等方案等開放式開放式CNC系統(tǒng)的特點

22、：系統(tǒng)的特點： 可以在各種操作環(huán)境下運轉(zhuǎn)可以在各種操作環(huán)境下運轉(zhuǎn) 可與其他系統(tǒng)相互交流信息可與其他系統(tǒng)相互交流信息 可以給用戶提供一種一致風(fēng)格的交互方式可以給用戶提供一種一致風(fēng)格的交互方式2.1 2.1 根本概念根本概念232.1 2.1 根本概念根本概念開放式開放式CNC體系構(gòu)造可歸納為三種類型：體系構(gòu)造可歸納為三種類型：242 2 開放式的開放式的CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造 2.1 根本概念根本概念2.4 數(shù)控的軸的概念數(shù)控的軸的概念2.5 基于運動控制卡的開放式基于運動控制卡的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.6 基于基于PC軟數(shù)控機(jī)理的開放式軟數(shù)控機(jī)理的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.

23、2 開放式開放式CNC系統(tǒng)的體系構(gòu)造系統(tǒng)的體系構(gòu)造2.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)252.2 2.2 開放式開放式CNCCNC系統(tǒng)的體系構(gòu)造系統(tǒng)的體系構(gòu)造開放式數(shù)控系統(tǒng)第六代數(shù)控系統(tǒng)可經(jīng)過兩種方式實現(xiàn)：開放式數(shù)控系統(tǒng)第六代數(shù)控系統(tǒng)可經(jīng)過兩種方式實現(xiàn)：開放軟件體系構(gòu)造與開放硬件體系構(gòu)造開放軟件體系構(gòu)造與開放硬件體系構(gòu)造NC代碼分析器刀具路徑規(guī)劃伺服算法、刀具軌跡生成、內(nèi)置PLC解碼器，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，I/O，以太網(wǎng)卡、屏蔽電纜，檢測元器件設(shè)備驅(qū)動軟件用戶界面機(jī)床設(shè)備數(shù)控實時操作系統(tǒng)MES/MRP/ERPInternet防火墻實時APIVB、VC+編譯環(huán)境NC代碼

24、分析器刀具路徑規(guī)劃伺服算法、刀具軌跡生成、內(nèi)置PLC解碼器，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，I/O，以太網(wǎng)卡、屏蔽電纜，檢測元器件設(shè)備驅(qū)動軟件用戶界面機(jī)床設(shè)備數(shù)控實時操作系統(tǒng)MES/MRP/ERPInternet防火墻實時APIVB、VC+編譯環(huán)境262.2 2.2 開放式開放式CNCCNC系統(tǒng)的體系構(gòu)造系統(tǒng)的體系構(gòu)造 設(shè)計層制造層管理層PLCPLC、DSPDSP運運動控制卡動控制卡運動控制器產(chǎn)品供應(yīng)商：美國的運動控制器產(chǎn)品供應(yīng)商：美國的Delta TauDelta Tau、GalilGalil公司，德公司，德國的國的DspaceDspace、MovtecMovtec公司等公司等 272 2 開放式的開放式

25、的CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造 2.1 根本概念根本概念2.4 數(shù)控的軸的概念數(shù)控的軸的概念2.5 基于運動控制卡的開放式基于運動控制卡的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.6 基于基于PC軟數(shù)控機(jī)理的開放式軟數(shù)控機(jī)理的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.2 開放式開放式CNC系統(tǒng)的體系構(gòu)造系統(tǒng)的體系構(gòu)造2.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)282.3 2.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)計算機(jī)與數(shù)控加工設(shè)備的通訊方式取決于數(shù)控系統(tǒng)的通訊計算機(jī)與數(shù)控加工設(shè)備的通訊方式取決于數(shù)控系統(tǒng)的通訊接口與協(xié)議。數(shù)控系統(tǒng)提供的通訊接口有：異步串行通訊接口與協(xié)議。

26、數(shù)控系統(tǒng)提供的通訊接口有：異步串行通訊接口，接口，現(xiàn)場總線接口，接口等接口，接口，現(xiàn)場總線接口，接口等異步串行通訊接口異步串行通訊接口RS232RS232、RS422RS422、RS485RS485等，優(yōu)點：方便，實現(xiàn)較容易；缺陷：等，優(yōu)點：方便，實現(xiàn)較容易；缺陷：通訊間隔較近通訊間隔較近DNC接口接口可實現(xiàn)較遠(yuǎn)間隔通訊，具有出錯反響與在線實時修正功能，可實現(xiàn)較遠(yuǎn)間隔通訊，具有出錯反響與在線實時修正功能，便于遠(yuǎn)程管理，但構(gòu)造復(fù)雜，通用性差，軟件開發(fā)難度大便于遠(yuǎn)程管理，但構(gòu)造復(fù)雜，通用性差，軟件開發(fā)難度大MAP網(wǎng)或現(xiàn)場總線接口網(wǎng)或現(xiàn)場總線接口通訊速率快，可靠性高，可實現(xiàn)一些實時性很強的控制要求通

27、訊速率快，可靠性高，可實現(xiàn)一些實時性很強的控制要求292.3 2.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)設(shè)計部門工藝部門其他部門圖1工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換器網(wǎng)絡(luò)數(shù)控1網(wǎng)絡(luò)數(shù)控2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)控3普通機(jī)床工作站管理員工作站車間數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器車間服務(wù)器Internet/Intranet用戶車間網(wǎng)絡(luò)設(shè)計部門工藝部門其他部門圖1工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換器網(wǎng)絡(luò)數(shù)控1網(wǎng)絡(luò)數(shù)控2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)控3普通機(jī)床工作站管理員工作站車間數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器車間服務(wù)器Internet/Intranet用戶車間網(wǎng)絡(luò)302.3 2.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)WWW數(shù)據(jù)查詢服務(wù)器WWW數(shù)據(jù)查詢

28、服務(wù)器一級調(diào)度（企業(yè)級調(diào)度），網(wǎng)上信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)資源共享一級調(diào)度（企業(yè)級調(diào)度），網(wǎng)上信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)資源共享二級調(diào)度（包括車間服務(wù)器任務(wù)的接受，同級機(jī)床任務(wù)之間的協(xié)調(diào)，監(jiān)控信息向服務(wù)器的發(fā)送）二級調(diào)度（包括車間服務(wù)器任務(wù)的接受，同級機(jī)床任務(wù)之間的協(xié)調(diào)，監(jiān)控信息向服務(wù)器的發(fā)送）NC程序編制接受NC程序編制接受編譯和解釋NC代碼編譯和解釋NC代碼加工控制，故障診斷加工控制，故障診斷司服系統(tǒng)，PLC，傳感器司服系統(tǒng)，PLC，傳感器加工信息統(tǒng)計，網(wǎng)絡(luò)資源共享加工信息統(tǒng)計，網(wǎng)絡(luò)資源共享ISO-OSI協(xié)議ISO-OSI協(xié)議網(wǎng)卡驅(qū)動程序網(wǎng)卡驅(qū)動程序機(jī)床機(jī)床網(wǎng)卡網(wǎng)卡以太網(wǎng)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線圖二WWW數(shù)據(jù)查詢服務(wù)器WWW

29、數(shù)據(jù)查詢服務(wù)器一級調(diào)度（企業(yè)級調(diào)度），網(wǎng)上信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)資源共享一級調(diào)度（企業(yè)級調(diào)度），網(wǎng)上信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)資源共享二級調(diào)度（包括車間服務(wù)器任務(wù)的接受，同級機(jī)床任務(wù)之間的協(xié)調(diào)，監(jiān)控信息向服務(wù)器的發(fā)送）二級調(diào)度（包括車間服務(wù)器任務(wù)的接受，同級機(jī)床任務(wù)之間的協(xié)調(diào)，監(jiān)控信息向服務(wù)器的發(fā)送）NC程序編制接受NC程序編制接受編譯和解釋NC代碼編譯和解釋NC代碼加工控制，故障診斷加工控制，故障診斷司服系統(tǒng)，PLC，傳感器司服系統(tǒng)，PLC，傳感器加工信息統(tǒng)計，網(wǎng)絡(luò)資源共享加工信息統(tǒng)計，網(wǎng)絡(luò)資源共享ISO-OSI協(xié)議ISO-OSI協(xié)議網(wǎng)卡驅(qū)動程序網(wǎng)卡驅(qū)動程序機(jī)床機(jī)床網(wǎng)卡網(wǎng)卡以太網(wǎng)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線圖二312 2 開放式

30、的開放式的CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造 2.1 根本概念根本概念2.4 數(shù)控的軸的概念數(shù)控的軸的概念2.5 基于運動控制卡的開放式基于運動控制卡的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.6 基于基于PC軟數(shù)控機(jī)理的開放式軟數(shù)控機(jī)理的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.2 開放式開放式CNC系統(tǒng)的體系構(gòu)造系統(tǒng)的體系構(gòu)造2.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)322.4 2.4 數(shù)控的軸的概念數(shù)控的軸的概念從三維幾何空間看，一個物體在一個空間內(nèi)沿從三維幾何空間看，一個物體在一個空間內(nèi)沿X X、Y Y、Z Z軸的軸的平動和繞這三個軸的轉(zhuǎn)動構(gòu)成了該空間的六個根本軸運動平動和繞這三個軸的轉(zhuǎn)動

31、構(gòu)成了該空間的六個根本軸運動對于數(shù)控機(jī)床，其數(shù)控的目的是在由主軸部件和進(jìn)給部件組對于數(shù)控機(jī)床，其數(shù)控的目的是在由主軸部件和進(jìn)給部件組成的切削幾何空間內(nèi)控制軸運動及其軸運動間的聯(lián)動成的切削幾何空間內(nèi)控制軸運動及其軸運動間的聯(lián)動+Y+Y+ +Z Z+ +X X- - Y Y- - X X- - Z Z規(guī)范坐標(biāo)系：右手笛規(guī)范坐標(biāo)系：右手笛卡爾坐標(biāo)系卡爾坐標(biāo)系各軸的回轉(zhuǎn)運動及其各軸的回轉(zhuǎn)運動及其方向用右手螺旋法那方向用右手螺旋法那么斷定么斷定332.4 2.4 數(shù)控的軸的概念數(shù)控的軸的概念目前，最好的無冗余軸控制的數(shù)控設(shè)備之一為五軸五聯(lián)動目前，最好的無冗余軸控制的數(shù)控設(shè)備之一為五軸五聯(lián)動加工中心加工中

32、心數(shù)控機(jī)床的切削加工動作是經(jīng)過軸運動或多軸聯(lián)動產(chǎn)生的數(shù)控機(jī)床的切削加工動作是經(jīng)過軸運動或多軸聯(lián)動產(chǎn)生的運動來完成。其中，多軸聯(lián)動用于產(chǎn)生預(yù)定的運動軌跡運動來完成。其中，多軸聯(lián)動用于產(chǎn)生預(yù)定的運動軌跡以以CNCCNC車削為例，需求控制的軸運動包括車床主軸的旋轉(zhuǎn)運車削為例，需求控制的軸運動包括車床主軸的旋轉(zhuǎn)運動、進(jìn)刀方向和走刀方向兩個直線運動動、進(jìn)刀方向和走刀方向兩個直線運動在車削螺紋時，需求在主軸旋轉(zhuǎn)運動和沿進(jìn)刀方向的直線在車削螺紋時，需求在主軸旋轉(zhuǎn)運動和沿進(jìn)刀方向的直線運動間實現(xiàn)聯(lián)動；車削錐面那么需求在兩個直線運動間實運動間實現(xiàn)聯(lián)動；車削錐面那么需求在兩個直線運動間實現(xiàn)聯(lián)動現(xiàn)聯(lián)動控制軸運動是數(shù)

33、控加工的中心。在某種程度上，數(shù)控體系控制軸運動是數(shù)控加工的中心。在某種程度上，數(shù)控體系構(gòu)造的開放性可由控制軸運動的實現(xiàn)方法的開放性決議構(gòu)造的開放性可由控制軸運動的實現(xiàn)方法的開放性決議342 2 開放式的開放式的CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造 2.1 根本概念根本概念2.4 數(shù)控的軸的概念數(shù)控的軸的概念2.5 基于運動控制卡的開放式基于運動控制卡的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.6 基于基于PC軟數(shù)控機(jī)理的開放式軟數(shù)控機(jī)理的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.2 開放式開放式CNC系統(tǒng)的體系構(gòu)造系統(tǒng)的體系構(gòu)造2.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)352.5 2.5 基于運動控

34、制卡的開放式基于運動控制卡的開放式CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造在基于運動控制卡的開放式數(shù)控機(jī)床中，軸運動是經(jīng)過伺在基于運動控制卡的開放式數(shù)控機(jī)床中，軸運動是經(jīng)過伺服電機(jī)驅(qū)動相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成的。運動控制卡那么用于服電機(jī)驅(qū)動相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成的。運動控制卡那么用于產(chǎn)生控制信號以便控制伺服電機(jī)實現(xiàn)相關(guān)的運動軌跡產(chǎn)生控制信號以便控制伺服電機(jī)實現(xiàn)相關(guān)的運動軌跡運動控制卡含運動控制卡含CPUCPU，實時控制計算由其完成，而涉及到數(shù)控，實時控制計算由其完成，而涉及到數(shù)控的非實時計算部分那么可由的非實時計算部分那么可由PCPC機(jī)實現(xiàn)機(jī)實現(xiàn)經(jīng)過驅(qū)動器、經(jīng)過驅(qū)動器、I/OI/O接口與各種伺服電機(jī)相聯(lián)，伺服電機(jī)再

35、驅(qū)接口與各種伺服電機(jī)相聯(lián)，伺服電機(jī)再驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)如運動平臺按預(yù)定軌跡運動。運動的位置等誤動執(zhí)行機(jī)構(gòu)如運動平臺按預(yù)定軌跡運動。運動的位置等誤差那么經(jīng)過光柵元件進(jìn)展檢測并反響以修正誤差。差那么經(jīng)過光柵元件進(jìn)展檢測并反響以修正誤差。362.5 2.5 基于運動控制卡的開放式基于運動控制卡的開放式CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造光柵尺伺服電機(jī)與運動平臺驅(qū)動器與I/O接口運動控制卡控制軟件372 2 開放式的開放式的CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造 2.1 根本概念根本概念2.4 數(shù)控的軸的概念數(shù)控的軸的概念2.5 基于運動控制卡的開放式基于運動控制卡的開放式CNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造2.6 基于基于PC軟數(shù)控機(jī)理

36、的開放式軟數(shù)控機(jī)理的開放式CNC體系體系構(gòu)造構(gòu)造2.2 開放式開放式CNC系統(tǒng)的體系構(gòu)造系統(tǒng)的體系構(gòu)造2.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)開放式數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)382.6 2.6 基于基于PCPC的開放式的開放式CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造用于插接運動控制卡的用于插接運動控制卡的PCPC機(jī)所運用的為通用非實時操作系機(jī)所運用的為通用非實時操作系統(tǒng)如統(tǒng)如Windows/LinuxWindows/Linux等等將將PCPC機(jī)的操作系統(tǒng)改為實時操作系統(tǒng)如機(jī)的操作系統(tǒng)改為實時操作系統(tǒng)如WindowsWindows的的RTXRTX、RT-LinuxRT-Linux等，且將運動控制卡的功能由基于實時操

37、作系等，且將運動控制卡的功能由基于實時操作系統(tǒng)的運動控制軟件來實現(xiàn)，那么構(gòu)成了基于統(tǒng)的運動控制軟件來實現(xiàn)，那么構(gòu)成了基于PCPC軟數(shù)控機(jī)理軟數(shù)控機(jī)理的開放式的開放式CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造實時義務(wù)進(jìn)程、實時義務(wù)管理、硬件中斷控制等技術(shù)是替實時義務(wù)進(jìn)程、實時義務(wù)管理、硬件中斷控制等技術(shù)是替代運動控制卡功能、完成系統(tǒng)實現(xiàn)的中心內(nèi)容代運動控制卡功能、完成系統(tǒng)實現(xiàn)的中心內(nèi)容392.6 2.6 基于基于PCPC的開放式的開放式CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造該種開放式該種開放式CNCCNC體系構(gòu)造依賴于計算機(jī)操作系統(tǒng)的構(gòu)造。根體系構(gòu)造依賴于計算機(jī)操作系統(tǒng)的構(gòu)造。根據(jù)選擇的不同操作系統(tǒng)，其可分為以下幾種類

38、型：據(jù)選擇的不同操作系統(tǒng)，其可分為以下幾種類型： 單單PCPC機(jī)配置實時操作系統(tǒng)機(jī)配置實時操作系統(tǒng)數(shù)控軟件的實現(xiàn)構(gòu)架可規(guī)劃為五個層次：運用數(shù)控軟件的實現(xiàn)構(gòu)架可規(guī)劃為五個層次：運用APIAPI層、運用層、運用程序?qū)?、實時操作系統(tǒng)層、程序?qū)?、實時操作系統(tǒng)層、I/OI/O接口層、數(shù)控設(shè)備層接口層、數(shù)控設(shè)備層 雙雙PCPC分別配置實時操作系統(tǒng)和通用操作系統(tǒng)分別配置實時操作系統(tǒng)和通用操作系統(tǒng) 單單PCPC分別配置實時操作系統(tǒng)和通用操作系統(tǒng)分別配置實時操作系統(tǒng)和通用操作系統(tǒng)402.6 2.6 基于基于PCPC的開放式的開放式CNCCNC體系構(gòu)造體系構(gòu)造 控制面板及操作控制模塊； NC代碼解釋模塊； 刀補預(yù)

39、處理模塊； 插補模塊； 伺服控制模塊； I/O處理模塊； 設(shè)備驅(qū)動模塊； 其它擴(kuò)充模塊。應(yīng)用程序?qū)?PLC的API； 傳感器等的API； 插補器API； 離散點I/O的API； 位置補償API； 位置控制API； 系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)API；CNC設(shè)備驅(qū)動API。應(yīng)用API層 Windows RTX； RT-Linux 實時操作系統(tǒng)層 接口卡； RS232串口； I/O接口層 伺服驅(qū)動器； 伺服電機(jī)； 執(zhí)行機(jī)構(gòu)；數(shù)控設(shè)備層413 3 數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)3.1 數(shù)控機(jī)床編程根底知識數(shù)控機(jī)床編程根底知識3.2 數(shù)控機(jī)床手工編程步驟數(shù)控機(jī)床手工編程步驟3.3 數(shù)控機(jī)床編程實例數(shù)

40、控機(jī)床編程實例3.4 計算機(jī)輔助數(shù)控編程計算機(jī)輔助數(shù)控編程423.1 3.1 數(shù)控機(jī)床編程的根底知識數(shù)控機(jī)床編程的根底知識Z: Z: 以主軸軸線方向為坐標(biāo)軸以主軸軸線方向為坐標(biāo)軸 Z Z方向，方向，刀具遠(yuǎn)離工件方向為刀具遠(yuǎn)離工件方向為Z Z軸正向軸正向X: X: 程度面內(nèi)垂直于工件方向為坐標(biāo)軸程度面內(nèi)垂直于工件方向為坐標(biāo)軸X X方向刀具遠(yuǎn)離工件方向為正方向方向刀具遠(yuǎn)離工件方向為正方向原點：車床的原點普通定義在主軸旋轉(zhuǎn)原點：車床的原點普通定義在主軸旋轉(zhuǎn)中心與車頭端面的交點或參考點上中心與車頭端面的交點或參考點上以數(shù)控車床為例：以數(shù)控車床為例：參考點：參考點為機(jī)床上的一個固定點。參考點：參考點為機(jī)

41、床上的一個固定點。其位置由其位置由X X和和Z Z向的機(jī)械擋塊決議向的機(jī)械擋塊決議普通機(jī)床的原點與參考點重合，以上述原點與普通機(jī)床的原點與參考點重合，以上述原點與X X軸軸Z Z軸建軸建立直角坐標(biāo)系，即為機(jī)床坐標(biāo)系立直角坐標(biāo)系，即為機(jī)床坐標(biāo)系433.1 3.1 數(shù)控機(jī)床編程的根底知識數(shù)控機(jī)床編程的根底知識工件原點：工件原點是人為設(shè)定的點工件原點：工件原點是人為設(shè)定的點 設(shè)定根據(jù)：既符合圖樣的尺寸標(biāo)注習(xí)慣，又便于編設(shè)定根據(jù)：既符合圖樣的尺寸標(biāo)注習(xí)慣，又便于編 程程以坐標(biāo)原點為原點，建立一個以坐標(biāo)原點為原點，建立一個Z Z軸與軸與X X軸的坐標(biāo)系，即為工軸的坐標(biāo)系，即為工件坐標(biāo)系件坐標(biāo)系車床工件原

42、點：普通選擇在工件的右端面、左端面、卡車床工件原點：普通選擇在工件的右端面、左端面、卡盤的前面盤的前面44OXXXxOXXXx主程序主程序M98 PM98 P* * * * * LXXXX LXXXX子程序OXXXXM02M02主程序主程序M99M993.1 3.1 數(shù)控機(jī)床編程的根底知識數(shù)控機(jī)床編程的根底知識45F F指令：指令：F F功能表示進(jìn)給速度，進(jìn)給速度運用功能表示進(jìn)給速度，進(jìn)給速度運用F F和其后面的假設(shè)和其后面的假設(shè)干數(shù)字來表示的。在干數(shù)字來表示的。在G98G98條件下，條件下，F(xiàn) F后數(shù)字表示后數(shù)字表示mm/minmm/min外圓外圓加工加工, ,在在G99G99條件下，條件下

43、，F(xiàn) F后數(shù)字表示后數(shù)字表示mm/r,mm/r,螺紋加工，在螺紋加工，在未指定情況下，默以為未指定情況下，默以為G98G98條件條件T T指令：指令：T T指令表示換刀功能，它是由字母指令表示換刀功能，它是由字母T T和其后的四位數(shù)字和其后的四位數(shù)字表示的，其中前兩位數(shù)據(jù)表示刀具號，后兩位數(shù)據(jù)表示刀具表示的，其中前兩位數(shù)據(jù)表示刀具號，后兩位數(shù)據(jù)表示刀具補償號。每一刀具加工完成，必需取消刀補補償號。每一刀具加工完成，必需取消刀補S S指令：指令：S S指令表示主軸轉(zhuǎn)速，它是由指令表示主軸轉(zhuǎn)速，它是由S S和其后的數(shù)字組成的，和其后的數(shù)字組成的，例如：例如：S300S300表示主軸轉(zhuǎn)速表示主軸轉(zhuǎn)速

44、300300轉(zhuǎn)此指令只能在具有主軸伺服轉(zhuǎn)此指令只能在具有主軸伺服機(jī)構(gòu)的機(jī)床中運用機(jī)構(gòu)的機(jī)床中運用3.1 3.1 數(shù)控機(jī)床編程的根底知識數(shù)控機(jī)床編程的根底知識463 3 數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)3.1 數(shù)控機(jī)床編程根底知識數(shù)控機(jī)床編程根底知識3.2 數(shù)控機(jī)床手工編程步驟數(shù)控機(jī)床手工編程步驟3.3 數(shù)控機(jī)床編程實例數(shù)控機(jī)床編程實例3.4 計算機(jī)輔助數(shù)控編程計算機(jī)輔助數(shù)控編程47 尺寸能否完好尺寸能否完好 產(chǎn)品精度、粗糙度等要求產(chǎn)品精度、粗糙度等要求 產(chǎn)品材質(zhì)、硬度等產(chǎn)品材質(zhì)、硬度等3.2 3.2 數(shù)控機(jī)床手工編程步驟數(shù)控機(jī)床手工編程步驟手工編程手工編程計算機(jī)輔助計算機(jī)輔助4

45、83.2 3.2 數(shù)控機(jī)床手工編程步驟數(shù)控機(jī)床手工編程步驟 加工方式及設(shè)備確定加工方式及設(shè)備確定 毛坯尺寸及資料確定毛坯尺寸及資料確定 裝夾定位確定裝夾定位確定 加工途徑及起刀點、換刀點確實定加工途徑及起刀點、換刀點確實定 刀具數(shù)量、資料、幾何參數(shù)確實定、切削參數(shù)確實定刀具數(shù)量、資料、幾何參數(shù)確實定、切削參數(shù)確實定切深切深 影響吃刀量的要素有粗、精車工藝。刀具強度、機(jī)床性能、工件影響吃刀量的要素有粗、精車工藝。刀具強度、機(jī)床性能、工件資料及外表粗糙度資料及外表粗糙度進(jìn)給量進(jìn)給量 粗、精車工藝：粗車進(jìn)給量應(yīng)較大，以縮短切削時間：精車粗、精車工藝：粗車進(jìn)給量應(yīng)較大，以縮短切削時間：精車進(jìn)給量應(yīng)較小

46、以降低外表粗超度。普通情況下，精車進(jìn)給量小進(jìn)給量應(yīng)較小以降低外表粗超度。普通情況下，精車進(jìn)給量小于于0 02mm/r2mm/r為宜，但要思索刀尖圓弧半徑的影響；粗車進(jìn)給量為宜，但要思索刀尖圓弧半徑的影響；粗車進(jìn)給量大于大于0.25mm/r0.25mm/r493.2 3.2 數(shù)控機(jī)床手工編程步驟數(shù)控機(jī)床手工編程步驟進(jìn)給量進(jìn)給量 機(jī)床性能：如功率及剛性機(jī)床性能：如功率及剛性 工件的裝夾方式工件的裝夾方式 刀具資料及幾何外形刀具資料及幾何外形 工件的資料工件的資料切削速度切削速度影響切削速度的要素有：刀具資料、工件資料、刀具耐用度、切深影響切削速度的要素有：刀具資料、工件資料、刀具耐用度、切深與進(jìn)給

47、量。刀具外形、切削液及機(jī)床性能與進(jìn)給量。刀具外形、切削液及機(jī)床性能503.2 3.2 數(shù)控機(jī)床手工編程步驟數(shù)控機(jī)床手工編程步驟 1) 1) 按規(guī)定格式編寫程序按規(guī)定格式編寫程序 2) 2) 按按“程序編輯步驟程序編輯步驟輸入程序，并檢查程序輸入程序，并檢查程序 3) 3) 修正程序修正程序 用用G92G92指令建立的坐標(biāo)系，與起刀點位置有關(guān)，故程序中起點指令建立的坐標(biāo)系，與起刀點位置有關(guān)，故程序中起點與終點位置最好一致，既坐標(biāo)與終點位置最好一致，既坐標(biāo)X X、Z Z值一樣值一樣 用用G54G54指令建立的坐標(biāo)系只與機(jī)床零點有關(guān)，與起刀點位置無指令建立的坐標(biāo)系只與機(jī)床零點有關(guān)，與起刀點位置無關(guān)，

48、故每次開機(jī)后至少應(yīng)回一次參考點關(guān)，故每次開機(jī)后至少應(yīng)回一次參考點 當(dāng)在當(dāng)在G91G91指令形狀下編程時，起點與終點位置最好一致，既指令形狀下編程時，起點與終點位置最好一致，既X X、Z Z軸正負(fù)增量為零軸正負(fù)增量為零1) 1) 編程零點及工件坐標(biāo)系確實定編程零點及工件坐標(biāo)系確實定2) 2) 各節(jié)點數(shù)值計算各節(jié)點數(shù)值計算513 3 數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)3.1 數(shù)控機(jī)床編程根底知識數(shù)控機(jī)床編程根底知識3.2 數(shù)控機(jī)床手工編程步驟數(shù)控機(jī)床手工編程步驟3.3 數(shù)控機(jī)床編程實例數(shù)控機(jī)床編程實例3.4 計算機(jī)輔助數(shù)控編程計算機(jī)輔助數(shù)控編程523.3 3.3 數(shù)控機(jī)床編程實例數(shù)控

49、機(jī)床編程實例編程實例編程實例1 1：如右圖，技術(shù)條件：該工件毛坯為如右圖，技術(shù)條件：該工件毛坯為2626尼尼龍棒龍棒, ,要求六次循環(huán)加工完成，其中后五要求六次循環(huán)加工完成，其中后五次的吃刀量為次的吃刀量為0 08mm(8mm(半徑值半徑值) )，該例為半，該例為半徑值編程徑值編程O2019O2019； ( (主程序程序名主程序程序名) )N1 G92 X16 Z1N1 G92 X16 Z1； ( (建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系) )N2 G90 G00 Z0 M03N2 G90 G00 Z0 M03； ( (快速移位快速移位) )N3 M98 P0003 L6N3 M98 P0003 L6； ( (

50、六次調(diào)用子程序六次調(diào)用子程序) )N4 G90 G00 Xl6 Z1N4 G90 G00 Xl6 Z1； ( (回到起刀點回到起刀點) )N5 M05N5 M05； ( (主軸停主軸停) )N6 M02N6 M02； ( (主程序終了并復(fù)位主程序終了并復(fù)位) )O0003O0003； ( (子程序程序名子程序程序名) )N1 G01 G91 X-12 F100N1 G01 G91 X-12 F100；N2 G03 X7.385 Z-4.923 R8N2 G03 X7.385 Z-4.923 R8；N3 X3.215 Z-39.877 R60N3 X3.215 Z-39.877 R60；N4 G

51、02 X1.4 Z-28.636 R40N4 G02 X1.4 Z-28.636 R40；N5 G00 X4N5 G00 X4；N6 Z73.436N6 Z73.436；N7 G01 X-4.8 F100N7 G01 X-4.8 F100；N8 M99N8 M99；533.3 3.3 數(shù)控機(jī)床編程實例數(shù)控機(jī)床編程實例編程實例編程實例2 2：該工件毛坯為該工件毛坯為2626尼龍棒尼龍棒O2019O2019；N10 G92 X70 Z30N10 G92 X70 Z30；N20 M06 T0101N20 M06 T0101；N30 M03N30 M03；N40 G90 G00 X40 Z2N40 G

52、90 G00 X40 Z2；N50 G01 X28 F400N50 G01 X28 F400；N60 G80 X24.6 Z-70 F200N60 G80 X24.6 Z-70 F200；N70 G00 X24.6N70 G00 X24.6；N90 G01 X8 Z2 F300N90 G01 X8 Z2 F300；N100 X16 Z-2 F100N100 X16 Z-2 F100；N110 X16 Z-28N110 X16 Z-28；N120 X24 Z-38N120 X24 Z-38；N130 G01 Z-48N130 G01 Z-48；N140 G02 X24 Z-60 R10N140

53、G02 X24 Z-60 R10；N150 G01 Z-70N150 G01 Z-70；N160 G00 X70 Z30N160 G00 X70 Z30；543 3 數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)3.1 數(shù)控機(jī)床編程根底知識數(shù)控機(jī)床編程根底知識3.2 數(shù)控機(jī)床手工編程步驟數(shù)控機(jī)床手工編程步驟3.3 數(shù)控機(jī)床編程實例數(shù)控機(jī)床編程實例3.4 計算機(jī)輔助數(shù)控編程計算機(jī)輔助數(shù)控編程553.4 3.4 計算機(jī)輔助數(shù)控編程計算機(jī)輔助數(shù)控編程工藝分析工藝分析加工參數(shù)設(shè)置加工參數(shù)設(shè)置幾何分析幾何分析刀位軌跡刀位軌跡生成生成機(jī)床公用的機(jī)床公用的后置處置后置處置NCNC代碼仿真代碼仿真APT/E

54、XAPTAPT/EXAPT幾何元素定義語句；幾何元素定義語句；機(jī)床、刀具語句；機(jī)床、刀具語句；允差語句；允差語句；運動語句；運動語句；后置處置語句；后置處置語句；其它語句其它語句563.4 3.4 計算機(jī)輔助數(shù)控編程計算機(jī)輔助數(shù)控編程工藝分析工藝分析加工參數(shù)設(shè)置加工參數(shù)設(shè)置幾何分析幾何分析刀位軌跡刀位軌跡生成生成機(jī)床公用的機(jī)床公用的后置處置后置處置NCNC代碼仿真代碼仿真CADCAD模型模型規(guī)范規(guī)范NCNC代碼代碼 CAMCAM軟件軟件CAMCAM模塊：模塊：產(chǎn)品信息模型輸入產(chǎn)品信息模型輸入特征識別特征識別刀位與刀具偏置計算刀位與刀具偏置計算后處置后處置57HEADER;ENDSEC;DATA

55、;#1=PROJECT(Example, #2,(#3),$,$,$);#2=WORKPLAN(Main workplan,(#10,#11,#12),$,#6,$);#6=SETUP(SETUP1,#60,#52,(#7);#10=MACHINING_WORKINGSTEP(wPlaner face1,#52,#16,#19,$);#11=MACHINING_WORKINGSTEP(wRough pocket1,#52,#17,#20,$);#12=MACHINING_WORKINGSTEP(wFinish pocket1,#52,#17,#23,$);#17=CLOSED_POCKET(p

56、ocket1,#4,(#20,#21),#72,#55,(),$,#25,$,#32,#26);ENDSEC;END-ISO-10303-21;STEP-NC控制器用戶圖形界面STEP-NC解析器底層NC內(nèi)核CAD/CAM系統(tǒng)用戶圖形界面(AP203、AP214)(AP224/AP219)CAD/CAM系統(tǒng)AP238指令STEP-NC控制器3.4 3.4 計算機(jī)輔助數(shù)控編程計算機(jī)輔助數(shù)控編程為處理這方面的問題，一種新型的、含有高為處理這方面的問題，一種新型的、含有高層語義信息的數(shù)控后置處置文件格式層語義信息的數(shù)控后置處置文件格式STEP-STEP-NCNC正由正由STEPSTEP規(guī)范的運用協(xié)議

57、規(guī)范的運用協(xié)議AP238AP238所定義。所定義。它是它是CAMCAM與與CNCCNC間的接口，其文件中的代碼在間的接口，其文件中的代碼在量級上大致相當(dāng)于傳統(tǒng)數(shù)控文件中的量級上大致相當(dāng)于傳統(tǒng)數(shù)控文件中的G G、M M代代碼。碼。 AP238 AP238文件可由文件可由CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)自動產(chǎn)生，當(dāng)系統(tǒng)自動產(chǎn)生，當(dāng)AP238AP238文件輸入到文件輸入到CNCCNC機(jī)床后，由機(jī)床后，由STEP-NCSTEP-NC控控制器根據(jù)該文件直接驅(qū)動機(jī)床進(jìn)展加工操作。制器根據(jù)該文件直接驅(qū)動機(jī)床進(jìn)展加工操作。 NC NC代碼無特征信息、無工藝信息代碼無特征信息、無工藝信息STEP-NCSTEP-

58、NC控制器：控制器：1 1STEP-NCSTEP-NC解析器解析器2 2底層底層NCNC內(nèi)核內(nèi)核583 3 數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)數(shù)控編程與計算機(jī)輔助技術(shù)3.1 數(shù)控機(jī)床編程根底知識數(shù)控機(jī)床編程根底知識3.2 數(shù)控機(jī)床手工編程步驟數(shù)控機(jī)床手工編程步驟3.3 數(shù)控機(jī)床編程實例數(shù)控機(jī)床編程實例3.4 計算機(jī)輔助數(shù)控編程計算機(jī)輔助數(shù)控編程3.5 計算機(jī)輔助數(shù)控編程的關(guān)鍵技術(shù)計算機(jī)輔助數(shù)控編程的關(guān)鍵技術(shù)593.5 3.5 計算機(jī)輔助數(shù)控編程的關(guān)鍵技術(shù)計算機(jī)輔助數(shù)控編程的關(guān)鍵技術(shù)603.5 3.5 計算機(jī)輔助數(shù)控編程的關(guān)鍵技術(shù)計算機(jī)輔助數(shù)控編程的關(guān)鍵技術(shù)* * 力場力場* * 溫度場溫度場多能域有限元

59、多能域有限元分析技術(shù)分析技術(shù)薄壁件加工薄壁件加工特殊資料加工特殊資料加工613.5 3.5 計算機(jī)輔助數(shù)控編程的關(guān)鍵技術(shù)計算機(jī)輔助數(shù)控編程的關(guān)鍵技術(shù)五軸聯(lián)動復(fù)雜型面加工中的刀具偏置問題；五軸聯(lián)動復(fù)雜型面加工中的刀具偏置問題；四軸聯(lián)動型面加工中的刀具偏置問題；四軸聯(lián)動型面加工中的刀具偏置問題；三軸聯(lián)動型面加工中的刀具偏置問題；三軸聯(lián)動型面加工中的刀具偏置問題；運動計算幾何學(xué)運動計算幾何學(xué)624 4 制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)4.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)的根本概念制造執(zhí)行系統(tǒng)的根本概念4.2 制造執(zhí)行系統(tǒng)的配置制造執(zhí)行系統(tǒng)的配置4.3 基于制造執(zhí)行系統(tǒng)的基于制造執(zhí)行系統(tǒng)的CAM擴(kuò)展擴(kuò)展4.4 加工過程質(zhì)量控

60、制的輔助技術(shù)加工過程質(zhì)量控制的輔助技術(shù)4.5 加工過程制造義務(wù)的調(diào)度技術(shù)加工過程制造義務(wù)的調(diào)度技術(shù)634.1 4.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)的根本概念制造執(zhí)行系統(tǒng)的根本概念 制造執(zhí)行系統(tǒng)的概念源于制造執(zhí)行系統(tǒng)的概念源于2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代年代出發(fā)點：在企業(yè)級消費方案層和車間級消費的設(shè)備控制出發(fā)點：在企業(yè)級消費方案層和車間級消費的設(shè)備控制層之間搭建一座能無縫實現(xiàn)企業(yè)集成和制造管理的橋梁層之間搭建一座能無縫實現(xiàn)企業(yè)集成和制造管理的橋梁經(jīng)過信息傳送、處置，對從訂單下到達(dá)產(chǎn)品完成的整個消經(jīng)過信息傳送、處置，對從訂單下到達(dá)產(chǎn)品完成的整個消費過程進(jìn)展實時的優(yōu)化管理。當(dāng)制造現(xiàn)場發(fā)生實時事件時，費過程進(jìn)展實時的