第1章数控技术概述-2

1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.2 柔 性 制 造 系 统 (FMS, 控 Manufacturing System) 技 术 2．柔性制造系统的类型
第 一 章 数 控 技 术 概 述
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Flexible
(1) 柔性制造单元（FMC,Flexible Manufacturing Cell）。
三档。
第 一 章 数 控 技 术 概 述
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.1 数控技术的诞生与发展 控 技 1．数控机床的诞生 术
1948，美国帕森斯
第 一 章 数 控 技 术 概 述
(Parsons)公司
麻省理工学院 （MIT）伺服机构 实验室
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.1 数控技术的诞生与发展 控 技 2．数控机床的发展 术 1952~1955，电子管
第 一 章 数 控 技 术 概 述 主要包括计算机辅助工程 分析(CAE，Computer Aided Engineering)、计算机辅助设 计(CAD，Computer Aided Design)、成组技术(GT， Group Technology)、计算机 辅助工艺过程设计(CAPP， Computer Aided Process Planning)和计算机辅助制造 (CAM，Computer Aided Manufacturing)等。
第 一 章 数 控 技 术 概 述
硬 线 数 控
1955~1959，晶体管
1959~1965，小规模集成电路
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.1 数控技术的诞生与发展 控 技 2．数控机床的发展 术 1970s (1970~1974)，小型
第 一 章 数 控 技 术 概 述
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.3 计算机集成制造系统(CIMS) 控 技 CIMS的组成 术 (2)经营管理系统。
第 一 章 数 控 技 术 概 述
主要包括管理信息系统 (MIS，Management Information System)、制造资 源计划(MRPII， Manufacturing Resource Planning)、生产管理(PM， Production Management)、质 量控制(QC，Quality Contro1)、 财务管理(FM，Financial Management)、经营计划管理 (BM，Business Management) 和人力资源管理(MP，Man Power Resources Management) 等。
第 一 章 数 控 技 术 概 述
数控机床又可分为以下几种形式：
(5)五轴联动。除了控制x、 y、z三个直线坐标轴联动
外，还同时控制围绕这三
个直线坐标轴旋转的A、 B 、C坐标轴中的两个坐标轴
，即形成同时控制5个轴联
动。
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1.2 数控机床的分类 数 1.2.3 按伺服控制方式分类 控 技 1．开环控制数控机床 这类机床的进给伺服系统是开环的，即没有位置检测反 术
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作的。其驱动电机可采用直流或交流两种伺服电机，并需
同时配有速度反馈和位置反馈。其位置检测装置安装在进 给系统末端的执行部件上，实测它的位置或位移量。
1.2 数控机床的分类 数 1.2.3 按伺服控制方式分类 控 技 3．半闭环控制数控机床 将位置检测装置安装在伺服电机或丝杠的端部 ，间接 术
第 一 章 数 控 技 术 概 述
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.2 柔 性 制 造 系 统 (FMS, 控 Manufacturing System) 技 术 2．柔性制造系统的类型
第 一 章 数 控 技 术 概 述
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Flexible
(1) 柔性制造单元（FMC,Flexible Manufacturing Cell）。
1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.2 柔 性 制 造 系 统 (FMS, 控 Manufacturing System) 技 术 2．柔性制造系统的类型
第 一 章 数 控 技 术 概 述
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Flexible
(2) 柔性制造系统 (FMS, Flexible Manufacturing System) 有两个以上柔性制造单元或多台数控机床、加工中心组成， 并用一个物料输送系统将机床联系起来。
系统等。
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 控 技 术
第 一 章 数 控 技 术 概 述
从“计算机集成制造系统” 到“现代集成制造系统”




经营管理与决策系统技术--包括MIS、OA、制造资源规划 （MRPⅡ）、 准时生产（JIT）、业务流程重组（BPR）、企业资 源规划（ERP）、供应链管理（SCM）及电子商务等技术； 设计自动化技术--包括CAD、CAPP、CAM、CAE，基于仿真的设计 （SBD）、面向下游工作的设计（DFX）及虚拟样机（VP）等技术； 加工生产自动化技术--包括DNC、CNC、FMC、FMS、虚拟加工及快 速成形制造（RPM）技术等； 支撑平台技术--包括网络、数据库、集成平台/框架、计算机辅 助工程、产品数据管理（PDM）、计算机支持协同工作（CSCW） 及人/机接口技术等。
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.3 计算机集成制造系统(CIMS) 控 技 CIM和CIMS的定义 CIM是一种组织、管理与运行企业的哲理。它将传统 术
第 一 章 数 控 技 术 概 述
的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系 统工程技术等有机结合，借助计算机（硬、软件），使企 业产品全生命周期——市场需求分析、产品定义、研究开 发、设计、制造、支持（包括质量、销售、采购、发送、 服务）以及产品最后报废、环境处理等各阶段活动中有关 人/组织、经营管理和技术三要素及其信息流、物流和价值 流有机集成并优化运行，实现企业制造活动的计算机化、 信息化、智能化、集成优化，以达到产品上市快、高质、 低耗、服务好、环境清洁，进而提高企业的柔性、健壮性、 敏捷性，使企业赢得市场竞争。
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测量执行部件的实际位置或位移，因大部分机械传动环节
未包括在系统闭环环路内，故易于实现系统的稳定性。现 在大多数数控机床都广泛采用这种半闭环控制方式。
1.2 数控机床的分类 数 1.2.4 按数控系统功能水平分类 控 技 3．半闭环控制数控机床 按数控系统的功能水平通常把数控系统分为低、中、高 术
1.2 数控机床的分类 数 1.2.2 按运动轨迹分类 控 技 3．轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床按所控制的联动坐标轴数，轮廓控制 术
第 一 章 数 控 技 术 概 述
(a)二轴联动 (b)三轴联动 (c)二轴半联动
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数控机床又可分为以下几种形式：
1.2 数控机床的分类 数 1.2.2 按运动轨迹分类 控 技 3．轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床按所控制的联动坐标轴数，轮廓控制 术
Байду номын сангаас
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.3 计算机集成制造系统(CIMS) 控 技 CIMS的组成 术 (3)加工制造系统。
第 一 章 数 控 技 术 概 述 主要包括FMS柔性制
造系统、FMC柔性制造单
元、CNC数控机床、可编 程控制器PLC、机器人控 制器(RC，Robot Controller)、自动测试 (CAT，Computer Automated Testing)和物流
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.3 计算机集成制造系统(CIMS) 控 技 CIMS的组成 术
(1)工程设计系统。 (2)经营管理系统。 (3)加工制造系统。
第 一 章 数 控 技 术 概 述
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.3 计算机集成制造系统(CIMS) 控 技 CIMS的组成 术 (1)工程设计系统。
1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.2 柔 性 制 造 系 统 (FMS, 控 Manufacturing System) 技 术 2．柔性制造系统的类型
第 一 章 数 控 技 术 概 述
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Flexible
(3) 柔性生产线（FTL, Flexible Transfer Line）。
计 算 机 数 控
计算机
1974-微处理器 (MCNC) 1979超大规模集成电路 (VLIC)
1994~ PC-NC.
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.2 柔 性 制 造 系 统 (FMS, 控 Manufacturing System) 技 术 1．柔性制造系统的概念和特征
第 一 章 数 控 技 术 概 述
数控机床又可分为以下几种形式：
(4)四轴联动。即同时控 制x、y、z三个直线坐标轴
与某一旋转坐标轴联动，
如图所示为同时控制x、y 、z三个直线坐标轴与一个
工作台回转轴(B轴)联动的
数控机床。
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1.2 数控机床的分类 数 1.2.2 按运动轨迹分类 控 技 3．轮廓控制数控机床 轮廓控制数控机床按所控制的联动坐标轴数，轮廓控制 术
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.4 并联运动机床 控 并联运动机床是以空间并联机构为基础，充分利用计算 技 机数字控制的潜力，以软件取代部分硬件，以电气装置和 术 电子器件取代部分机械传动，使将近两个世纪以来以笛卡
第 一 章 数 控 技 术 概 述
Flexible
主要特征是： (1) 高柔性 能在不停机调整的情况下，实现多种不同工艺 要求的零件加工。 (2) 高效率 能采用合理的切削用量实现高效加工，同时使 辅助时间和准备终结时间减小到最低程度。 (3) 高度自动化 自动更换工件、刀具、夹具，实现自动装 夹和输送，自动监测加工过程，有很强的系统软件功能。
第 一 章 数 控 技 术 概 述
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馈装置。其驱动电机只能采用步进电机，这类电机的主要
特征是控制电路每变换一次指令脉冲信号，电机就转动一 个步距角。
1.2 数控机床的分类 数 1.2.3 按伺服控制方式分类 控 技 2．闭环控制数控机床 闭环数控机床的进给伺服系统是按闭环反馈控制方式工 术
第 一 章 数 控 技 术 概 述
1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.2 柔 性 制 造 系 统 (FMS, 控 Manufacturing System) 技 术 3．柔性制造系统的组成
第 一 章 数 控 技 术 概 述
Flexible
由加工、物流、信息流三个子系统组成，每一个子系 统还可以有分系统。 加工系统可以由FMC组成，但是多数还是由CNC机床 按DNC的控制方式构成，可以自动更换刀具和工件并进 行自动加工。 物流系统包括工件和刀具两个物流系统。 信息流系统包括加工系统及物流系统的自动控制，在线 状态监控及其信息处理以及在线检测和处理等。
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.3 计算机集成制造系统(CIMS) 控 技 CIM和CIMS的定义 CIMS是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、 术
智能化、集成优化的制造系统。
第 一 章 数 控 技 术 概 述
(1) 在功能上，CIMS包含了一个工厂的全部生产经营活动， 即从市场预测、产品设计、加工制造、管理到售后服务的 全部活动。CIMS比传统的工厂自动化的范围大得多，是一 个复杂的大系统。 (2) CIMS模式的自动化不是工厂各个环节的计算机化或自 动化(有人称自动化孤岛)的简单叠加，而是有机的集成，并 且这里的集成不仅仅是物质、设备的集成，更主要的是体 现在以信息集成为特征的技术集成，以至于人的集成。
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1.3 现代数控技术在机械制造中的应用与发展 数 1.3.3 计算机集成制造系统(CIMS) 控 技 J. Harringtong 博士 Computer Integrated Manufacturing 术
计算机集成制造 CIM
第 一 章 数 控 技 术 概 述
基本思想 企业的各个生产环节是不可分割的，应该加以统一处 理； 整个生产过程实质上也是对信息的采集、传递和加工 处理的过程，在企业中主要存在信息流和物流这两种运 动过程，而物流又是受信息流控制的。