制造业信息化应用技术3 郝永平 考试 沈阳理工大学PPT课件
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沈阳理工大学CAD/CAM技术研究与开发中心 7/19/2020 8:34:57 AM
３．１数字化装备
３.１.1 数控加工设备
l ）数控加工设备的伺服控制系统 开环伺服系统的特点是，不具有位置和速度检测反馈 元件，不能对执行机构的位移误差进行控制，所以成为 开环伺服控制。开环伺服控制的数控加工设备结构简单 ，成本较低。常见的开环伺服控制数控加工设备是，位 置精度要求不高的中小型切削数控机床和输出设备，或 由旧机床改造的经济型数控机床。
３．１数字化装备
３.１.1 数控加工设备
( l ）数控加工设备的类型 数控加工设备的种类很多，按其功能水平可分为经济 型、普及型、高级型。经济型数控加工设备一般采用单板 机或单片机作为控制系统，采用8位CPU 控制，以步进电 机为驱动元件。采用开环控制系统，分辨率为 10um ， 进给速度在 8-15m / min 范围内，最多联动轴数为 2-3 轴。一般只有简单数码管显示或简单的CRT字符显示。常 见的经济型数控加工设备主要有数控车床、数控线切割机 床和数控改造的旧机床。普及型数控加工设备一般采用功 能比较齐全的数控系统，多为16位或32 位 CPU 控制， 采用半闭环或闭环的直流伺服系统或交流伺服系统。
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３．１数字化装备
３控.１制.精1 度数较控高加，工分设辨备率可以达到 l um ，进给速度在 15-24m / min 范围内，主轴最高转速可达到 6 000-8000 / min , 最多联动轴数为 2-4 轴，有比较 齐全的 CRT 显示，能够显示字符、图形，具有人机 对话功能，同时具有RS-232 或者 DNC 数字通信接 口。 高级型数控加工设备采用多功能数控系统，多为32 位或64位CPU 控制，采用半闭环或闭环的直流伺服 系统或交流伺服系统。控制精度非常高，分辨率可以 达到0.1um , 进给速度在15-100m / min 范围内， 主轴最高转速超过10000r / min，高速加工机床甚 至高达每
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３．１数字化装备
３.１.1 数控加工设备
分钟几万转，最多联动轴数为 3-5 轴以上，有 CRT 显 示，能够显示三维图形，同时具有制造自动化协议（ Manufacturing Automation Protocol , MAP）通 信接口及联网功能。
３．数字化制造系统
数字化制造系统是军工制造业数字化工程中信息流和物料 流的结合点，是一种以信的集成与信息流的自动化为特征的、 利用数字化装备完成各种制造活动的自动化系统．数字化制造 系统涉及的范围很广，即包括数字化加工及装配设备、物料存 储与输送系统、自动化检测与监控系统及多层计算机网络控制 系统等基础自动化设备，也包括制造单元系统及CAD / CAPP / CAM / PDM / MRP / MES 等系统的集成应用。本章结合 军工制造业建立数字化制造车间的几个关键问题介绍了军工制 造企业常用的数字化装备、制造元与系统和数字化制造车间的 基本结构和主要特点；讨论了以制造执行系统（MES )为核心 的集成生产作业计划与执行控制技术在数字化制造车间的应用 与实施问题。
加工中心多属于高级型、自动化程度较高的综合性数 控加工设备。加工中心聚集了多种数控机床的功能，一 次装夹就可依次完成多面和多工序加工。加工中心结构 类型很多，其结构与普通数控机床的区别主要在于，它 具有刀库、自动换刀装置、自动交换工作台或自动托盘 更换系统。图 4-1 显示了军工企业常用的数控加工设备 及其控制类型。
产品生命周期建模与管理
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整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
沈阳理工大学CAD/CAM技术研究与开发中心 7/19/2020 8:34:55 AM
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３．１数字化装备
３.１.1 数控加工设备
数控加工设备是一种由数字和符号构成的信号控制和操纵运 行的自动化加工设备。数控加工设备的功能特点确定了它在数 字化制造系统中不可替代的地位。现代数控加工设备种类很多 ，一般都具有以下五个特点：
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３．１数字化装备
３.１.1 数控加工设备
3 ）胜任复杂型面加工：多轴联动数控机床可以完成普通机 床难以加工或者无法实现的复杂型面加工，这一特点确定了数 字化制造系统的复杂零件加工能力。
4 ）加工效率较高：数控加工设备可以实现工序集中加工， 而且大多数数控加工设备具有自动换刀及工位转换功能，大大 缩短了辅助时间，在一定程度上保证了数字化制造系统的生产 效率。
5 ）可集成性好：现代数控加工设备都具有串行口和DNC接 口，可与 CAD / CAPP / CAM 系统连接，也可通过网络直接 纳人 FMC , FMS 和 CIMS 等制造系统，这为数字化制造系统 集成控制和管理提供必备条件。
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l ）适应性强：一般数控加工设备只需要更换其数控程序和刀 具就可以适应不同的零件加工，这一特点保证了数字化制造系 统的柔性。
2 ）加工精度高、质量稳定：数控加工设备的控制系统和伺 服驱动系统精度很高，且可以利用软件进行误差补偿，因此可 以获得很高的加工精度。由于其加工过程完全由数控程序控制 量稳定性。，重复加工精度很高，这一特点可以确保数字化制 造系统的加工精密性及质量的稳定性.
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３.１.1 数控加工设备
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l ）数控加工设备的伺服控制系统 开环伺服系统的特点是，不具有位置和速度检测反馈 元件，不能对执行机构的位移误差进行控制，所以成为 开环伺服控制。开环伺服控制的数控加工设备结构简单 ，成本较低。常见的开环伺服控制数控加工设备是，位 置精度要求不高的中小型切削数控机床和输出设备，或 由旧机床改造的经济型数控机床。
３．１数字化装备
３.１.1 数控加工设备
( l ）数控加工设备的类型 数控加工设备的种类很多，按其功能水平可分为经济 型、普及型、高级型。经济型数控加工设备一般采用单板 机或单片机作为控制系统，采用8位CPU 控制，以步进电 机为驱动元件。采用开环控制系统，分辨率为 10um ， 进给速度在 8-15m / min 范围内，最多联动轴数为 2-3 轴。一般只有简单数码管显示或简单的CRT字符显示。常 见的经济型数控加工设备主要有数控车床、数控线切割机 床和数控改造的旧机床。普及型数控加工设备一般采用功 能比较齐全的数控系统，多为16位或32 位 CPU 控制， 采用半闭环或闭环的直流伺服系统或交流伺服系统。
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３．１数字化装备
３控.１制.精1 度数较控高加，工分设辨备率可以达到 l um ，进给速度在 15-24m / min 范围内，主轴最高转速可达到 6 000-8000 / min , 最多联动轴数为 2-4 轴，有比较 齐全的 CRT 显示，能够显示字符、图形，具有人机 对话功能，同时具有RS-232 或者 DNC 数字通信接 口。 高级型数控加工设备采用多功能数控系统，多为32 位或64位CPU 控制，采用半闭环或闭环的直流伺服 系统或交流伺服系统。控制精度非常高，分辨率可以 达到0.1um , 进给速度在15-100m / min 范围内， 主轴最高转速超过10000r / min，高速加工机床甚 至高达每
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３．１数字化装备
３.１.1 数控加工设备
分钟几万转，最多联动轴数为 3-5 轴以上，有 CRT 显 示，能够显示三维图形，同时具有制造自动化协议（ Manufacturing Automation Protocol , MAP）通 信接口及联网功能。
３．数字化制造系统
数字化制造系统是军工制造业数字化工程中信息流和物料 流的结合点，是一种以信的集成与信息流的自动化为特征的、 利用数字化装备完成各种制造活动的自动化系统．数字化制造 系统涉及的范围很广，即包括数字化加工及装配设备、物料存 储与输送系统、自动化检测与监控系统及多层计算机网络控制 系统等基础自动化设备，也包括制造单元系统及CAD / CAPP / CAM / PDM / MRP / MES 等系统的集成应用。本章结合 军工制造业建立数字化制造车间的几个关键问题介绍了军工制 造企业常用的数字化装备、制造元与系统和数字化制造车间的 基本结构和主要特点；讨论了以制造执行系统（MES )为核心 的集成生产作业计划与执行控制技术在数字化制造车间的应用 与实施问题。
加工中心多属于高级型、自动化程度较高的综合性数 控加工设备。加工中心聚集了多种数控机床的功能，一 次装夹就可依次完成多面和多工序加工。加工中心结构 类型很多，其结构与普通数控机床的区别主要在于，它 具有刀库、自动换刀装置、自动交换工作台或自动托盘 更换系统。图 4-1 显示了军工企业常用的数控加工设备 及其控制类型。
产品生命周期建模与管理
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３.１.1 数控加工设备
数控加工设备是一种由数字和符号构成的信号控制和操纵运 行的自动化加工设备。数控加工设备的功能特点确定了它在数 字化制造系统中不可替代的地位。现代数控加工设备种类很多 ，一般都具有以下五个特点：
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３.１.1 数控加工设备
3 ）胜任复杂型面加工：多轴联动数控机床可以完成普通机 床难以加工或者无法实现的复杂型面加工，这一特点确定了数 字化制造系统的复杂零件加工能力。
4 ）加工效率较高：数控加工设备可以实现工序集中加工， 而且大多数数控加工设备具有自动换刀及工位转换功能，大大 缩短了辅助时间，在一定程度上保证了数字化制造系统的生产 效率。
5 ）可集成性好：现代数控加工设备都具有串行口和DNC接 口，可与 CAD / CAPP / CAM 系统连接，也可通过网络直接 纳人 FMC , FMS 和 CIMS 等制造系统，这为数字化制造系统 集成控制和管理提供必备条件。
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l ）适应性强：一般数控加工设备只需要更换其数控程序和刀 具就可以适应不同的零件加工，这一特点保证了数字化制造系 统的柔性。
2 ）加工精度高、质量稳定：数控加工设备的控制系统和伺 服驱动系统精度很高，且可以利用软件进行误差补偿，因此可 以获得很高的加工精度。由于其加工过程完全由数控程序控制 量稳定性。，重复加工精度很高，这一特点可以确保数字化制 造系统的加工精密性及质量的稳定性.
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３.１.1 数控加工设备
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