【經(jīng)濟學(xué)】現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)發(fā)展(第一講)ppt模版課件

現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)發(fā)展

(DevelopmentofCNC)馮顯英（教授、博士生導(dǎo)師）山東大學(xué)數(shù)控技術(shù)研究中心

電話：0531－88392873（O_mail:FXYing@FXYing_SDU@126.com6/5/20231工欲善其事，必先利其器中國古代諺語即：制造業(yè)要能造出好的產(chǎn)品，必須有先進(jìn)的工具（設(shè)備、刀具、檢具等）?，F(xiàn)代制造業(yè)則必須以現(xiàn)代制造工具作基礎(chǔ)，而數(shù)控設(shè)備則是其關(guān)鍵。6/5/20232數(shù)控技術(shù)的廣泛含義1.流程工業(yè)的過程工業(yè)控制;2.機械制造業(yè)的運動控制；3.機械制造業(yè)自動化功能控制.

數(shù)控系統(tǒng)+數(shù)控裝備6/5/20233制造業(yè)和制造技術(shù)的形成，只有兩百年的歷史。

18世紀(jì)后期，以蒸汽機和工具機發(fā)明為特征的產(chǎn)業(yè)革命，開始了以機器為主導(dǎo)地位的制造業(yè)新紀(jì)元，促成了制造企業(yè)雛形——工廠式生產(chǎn)的出現(xiàn)。19世紀(jì)末、20世紀(jì)初，內(nèi)燃機的發(fā)明引發(fā)了制造業(yè)的革命；由福特、斯隆開創(chuàng)了流水式、大批量生產(chǎn)模式。

2戰(zhàn)后，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)得到了迅速發(fā)展，推動了制造技術(shù)向高質(zhì)量和柔性化生產(chǎn)的方向發(fā)展。

70年代開始，大量生產(chǎn)模式已不能適應(yīng)新的市場特點，于是相繼出現(xiàn)了計算機集成制造、豐田生產(chǎn)模式（精益生產(chǎn)）。也就是說，受市場多樣化、個性化的牽引及商業(yè)競爭加劇的影響，制造技術(shù)進(jìn)入了面向市場、柔性生產(chǎn)的新階段，引發(fā)了生產(chǎn)模式和管理技術(shù)的革命。

90年代,相繼出現(xiàn)了智能制造、敏捷制造、下一代制造等新的制造理念。隨著社會需求個性化、多樣化的發(fā)展：生產(chǎn)規(guī)模沿“單件－小批量－少品種大批量－多品種變批量－專業(yè)化、專門化批量協(xié)同生產(chǎn)”的方向發(fā)展。制造資源配置沿著“勞動密集型—設(shè)備密集型---信息密集型----知識密集型”的方向發(fā)展。與之相適應(yīng)，制造技術(shù)的：生產(chǎn)方式則沿著“手工----機械化----單機自動化----剛性流水自動化----柔性自動化----智能自動化”的方向發(fā)展。1.制造業(yè)的歷史回顧6/5/2023420世紀(jì)人類社會最偉大的科技成果是計算機的發(fā)明與應(yīng)用(1946年），計算機及控制技術(shù)在機械制造設(shè)備中的應(yīng)用是世紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進(jìn)步。自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了50多個年頭。數(shù)控技術(shù)經(jīng)厲了2個階段和6代的發(fā)展：

第１階段：硬件數(shù)控（ＮＣ）

第１代：１９５２年的電子管

第２代：１９５９年晶體管分離元件

第３代：１９６５年的小規(guī)模集成電路

第２階段：軟件數(shù)控（ＣＮＣ）

第４代：１９７０年的小型計算機

第５代：１９７４年的微處理器

第６代：１９９０年基于個人ＰＣ機（PC-BASED）

2.CNC產(chǎn)生與發(fā)展6/5/20235數(shù)控系統(tǒng)的演變分類世代誕生年代系統(tǒng)元件及電路構(gòu)成世界我國硬件數(shù)控NC第一代第二代第三代1952年1959年1965年1958年1965年1972年電子管、繼電器，模擬電路晶體管，數(shù)字電路（分立元件）集成數(shù)字電路計算機數(shù)控CNC第四代1970年1976年內(nèi)裝小型計算機，中規(guī)模集成電路第五代1974年1982年內(nèi)裝微處理器的NC字符顯示，故障自診斷

1979年1981年

1987年

1991年1995年

超大規(guī)模集成電路，大容量存儲器，可編程接口，遙控接口人機對話,動態(tài)圖形顯示,實時軟件精度補償,適應(yīng)機床無人化運轉(zhuǎn)要求32位CPU，可控15軸，設(shè)定0.0001mm進(jìn)給速度24m/min，帶前饋控制的交流數(shù)字伺服、智能化系統(tǒng)。利用RISC技術(shù)64位系統(tǒng)。微機開放式CNC系統(tǒng)、STEP-NC第六代6/5/20236數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)步狀況年代767778798081828384858687～9091CPU3000C/2901位片機16位微處理器32位微處理器64位伺服驅(qū)動直流模擬伺服交流模擬伺服交流數(shù)字伺服最小設(shè)定單位1um0.1um0.01um進(jìn)給速度高速、高精度型2.1m/min8.4m/min33.7m/min高速型15m/min

60m/min快速9.6m/min15m/min24m/min60m/min240m/min擴充功能用軟件擴充數(shù)控功能、刀具補償，固定循環(huán)，存儲器運行用軟件充實人機接口，彩色顯示，會話編程，仿真32位CPU，高速、高精度加工，數(shù)字伺服，高速主軸，智能化開放系統(tǒng)6/5/20237數(shù)控系統(tǒng)的功能水平項目低檔中檔高檔分辨率

101

0.1進(jìn)給速度

8-15m/min15-24m/min15-100m/min聯(lián)動軸數(shù)

2-3軸

2-4軸或3-5軸以上主CPU8位16位、32位甚至采用RISC的64位伺服系統(tǒng)步進(jìn)電機、開環(huán)直流及交流閉環(huán)、全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)內(nèi)裝PLC無有內(nèi)裝PC，功能極強的內(nèi)裝PC，甚至有軸控制功能顯示功能數(shù)碼管,簡單的CRT字符顯示有字符圖形或三維圖形顯示通信功能無RC232C和DNC接口還可能有MAP通訊接口和聯(lián)網(wǎng)功能6/5/20238CNC市場現(xiàn)狀目前CNC市場，國際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠是日本ＦＡＮＵＣ公司，1年生產(chǎn)5萬套以上系統(tǒng)，占世界市場約45%左右，其次是德國的西門子公司約占15%以上，再次是西班牙發(fā)格，意大利菲地亞，法國的ＮＵＭ，日本的三菱、安川。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)廠家主要有華中數(shù)控、北京航天機床數(shù)控集團、北京凱奇、沈陽藝天、廣州數(shù)控、南京新方達(dá)、成都廣泰等，國產(chǎn)數(shù)控生產(chǎn)廠家規(guī)模都較小，年產(chǎn)都還沒有超過300-400套。國內(nèi)中高端數(shù)控系統(tǒng)被德、日壟斷

:在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了１０－１５年。如果沒有“中國芯”，就要讓人牽著鼻子走，你沒有跟他討價還價的資格；原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。有些高端技術(shù)，還要受禁。6/5/20239第６代的CNC系統(tǒng)主要特點（１）元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可達(dá)到５萬小時以上；

（２）基于ＰＣ平臺，技術(shù)進(jìn)步快，升級換代容易；

（３）提供了開放式基礎(chǔ)，可供利用的軟、硬件資源豐富，使數(shù)控功能擴展到很寬的領(lǐng)域（如ＣＡＤ、ＣＡＭ、ＣＡＰＰ，連接網(wǎng)卡、聲卡、打印機、攝影機等）；

（４）對數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠來說，提供了優(yōu)良的開發(fā)環(huán)境，簡化了硬件。

6/5/2023103.CNC發(fā)展趨勢－智能思考型軟件化數(shù)控系統(tǒng)長期以來，CNC－－傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法實時動態(tài)調(diào)整，更無法修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中的全新制造模式中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

6/5/2023113.CNC發(fā)展趨勢－智能思考型軟件化數(shù)控系統(tǒng)(1)1)性能發(fā)展方向:(1)高速、高精、高效化。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化

。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。

(3)工藝復(fù)合性和多軸化

以減少工序、輔助時間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。

6/5/202312(4)智能化思考型。早期的系統(tǒng)按程序設(shè)定執(zhí)行。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為，CNC和人工智能相互結(jié)合，使CNC具有了智能化思考型控制功能。主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設(shè)定和刀具自動管理及補償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，高速加工運動控制的提前預(yù)測和預(yù)算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度等參數(shù)和狀態(tài)的監(jiān)測、監(jiān)控功能等。從而達(dá)到最佳控制的目的。2)功能發(fā)展方向(1)用戶界面圖形化：圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過視窗操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。(2)科學(xué)計算可視化：高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息3.CNC發(fā)展趨勢－智能思考型軟件化數(shù)控系統(tǒng)(2)6/5/202313（3）插補和補償方式多樣化：多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標(biāo)插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能等。加加速度控制功能：加加速度，移動突變時，振動，導(dǎo)致表面質(zhì)量降低…（4）內(nèi)裝高性能PLC：梯圖可視化編程，在線監(jiān)控、仿真、調(diào)試運行。（5）多媒體數(shù)控技術(shù)：集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。3)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展(1)集成化、超薄型、超小型化：采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。3.CNC發(fā)展趨勢－智能思考型軟件化數(shù)控系統(tǒng)(3)6/5/202314

(2)模塊化：硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

(3)網(wǎng)絡(luò)化：構(gòu)成DNC系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷、交互

(4)通用型開放式閉環(huán)控制模式：總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。

新一代智能化思考型CNC系統(tǒng)

3.CNC發(fā)展趨勢－智能思考型軟件化數(shù)控系統(tǒng)(4)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，具有智能思考功能。6/5/2023154.CNC--現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)理解1）數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過程傳統(tǒng)封閉型系統(tǒng)數(shù)控NC-->CNC目前仍廣泛應(yīng)用于工業(yè)中PC-NC型準(zhǔn)開放式數(shù)控系統(tǒng)PC嵌入NC(利用PC擴充NC)NC嵌入PC(PC+運動控制卡)90年代初開始，現(xiàn)市場已有產(chǎn)品軟件化開放式數(shù)控系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)PC軟件化NC實時操作系統(tǒng)90年代末提出，現(xiàn)已有SoftServo,OpenCNC，PA傳統(tǒng)封閉式數(shù)控系統(tǒng)的缺點（1）各廠家產(chǎn)品軟硬件不兼容，主流技術(shù)遠(yuǎn)落后于PC軟硬件技術(shù)，購買、使用成本高;（2）系統(tǒng)功能固定，不能充分反映數(shù)控設(shè)備制造廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，很難滿足最終用戶的特殊要求;（3）缺乏統(tǒng)一、有效和高速的通道與外部互連，信息被鎖在“黑匣子”中，成為自動化的“孤島”;（4）人機界面不靈活，系統(tǒng)的培訓(xùn)和維護費用昂貴。6/5/202316PC-NC結(jié)構(gòu)的不足（1）仍存在專有硬件（2）信息的交換還不是完全開放的（3）與I/O接口連線多（4）成本高（5）工業(yè)化設(shè)計不如傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)軟件化開放式是數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向（1）基于標(biāo)準(zhǔn)的PC硬件（2）信息的完全開放，軟件模塊的PnP，（3）與I/O的連接為現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)

PROFIBUS，SERCOS，MACRO,HS-Link,IEEE1394a(b),實時以太網(wǎng)（4）完善的網(wǎng)絡(luò)功能（5）成本低注：SERCOS--SErial

Real-timeCOmmunications

System6/5/2023172).現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的基本構(gòu)成--數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

（開放式、智能化、軟件化）IEC61131-3驅(qū)動技術(shù)

RTOS現(xiàn)場總線軟件化數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)6/5/2023183).開放式數(shù)控系統(tǒng)的主要進(jìn)展開放性的定義★可移植性（Portability）--POSIX1003.1b

★可縮放(升級）性（Scalability）★可擴展性（Extensibility）★可交換性（Exchangeable）-Configurable★統(tǒng)一的操作界面（Uniformityinterface）國內(nèi)外主要研究計劃★（1）美國的NGC、EMC、OMAC★

（2）歐共體的ESPRIT6379OSACA★

（3）日本聯(lián)合六大公司成立了OSEC組織★（4）美國MDSI公司、SoftServo

和德國PA公司★（5）國內(nèi)華中、航天、藍(lán)天、珠峰★（6）大學(xué)研究計劃6/5/202319OSACA--OpenSystemArchitectureforControlswithinAutomationSystems

OSACAisajointEuropeanprojectwhichaimstoimprovethecompetitivenessofthemanufacturersofmachinetoolsandcontrolsystemsintheworldmarket.Themaingoaloftheprojectistospecifyasystemarchitectureforopencontrolsystemswhichismanufacturerindependent.TheachievementsoftheOSACAprojectwillreducethetimetomarketfornewproductsaswellasincreasingtheflexibilityofcustomisedcontrolsystemsandreducingthecostofdevelopment,maintenance,trainingandwritingofdocumentation.Figures&FactsProjectstart:November1992Projectend:June1998Totalduration:66monthsTotaleffort:96manyearsTotalcosts:12.3MECU6/5/202320OPC(1)6/5/202321OPC(2)6/5/202322OPC(3)6/5/202323標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化軟硬件體系結(jié)構(gòu)

軟件化數(shù)控內(nèi)核—實時操作系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動和數(shù)字I/O連接--現(xiàn)場總線

網(wǎng)絡(luò)化是E-Manufacturing對數(shù)控系統(tǒng)的必然要求

自治智能化是下一代CNC系統(tǒng)的發(fā)展方向

##:STEP－NC（ISO14649)4).開放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向FIELDBUSPROFIBUSPA/FMS/DPSERCOS--SErial

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SystemMACROSIEEE1394--FIREWIRECAN—ControllerAreaNetworkHS-LINKRealtimeEthernet(TCP/IP)USB—UniversalSerialBus6/5/202324SERCOS--SErial

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System6/5/202325STEP-NC概要（以新的數(shù)據(jù)接口規(guī)范取代ISO6983）

STEP（StandardfortheExchangeofProductModelData－－ISO10303）CNC編程語言G、M代碼－－ISO6983，由CAD->CAM系統(tǒng)產(chǎn)生新標(biāo)準(zhǔn)“CNC控制器的數(shù)據(jù)模型”（DatamodelforcomputerizednumericalcontrollersISO14649）舊標(biāo)準(zhǔn)存在問題：(1)基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控指令（G、M代碼）支持面窄(無樣條插值和五軸加工、前瞻功能（LOOKAHEAD)，而且系統(tǒng)之間不兼容。(2)

獲得的信息局限于程式化的動作和開關(guān)邏輯，故只能被動執(zhí)行指令，缺乏智能化基礎(chǔ)。(3)設(shè)計與加工的信息不兼容，產(chǎn)品信息只能單向流動，現(xiàn)場的修改難以自動反饋到上游系統(tǒng)。據(jù)NIST估計：數(shù)據(jù)的不兼容給制造業(yè)帶來的損失多達(dá)900億美元。(4)依賴CAM軟件的后處理程序，其間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換往往會造成信息流失。加工軸的刀具中心軌跡的編程，而不是零件的加工過程的編程6/5/202326CNC系統(tǒng)直接使用符合STEP標(biāo)準(zhǔn)（ISO10303）的CAD三維產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型（包括幾何數(shù)據(jù)、設(shè)計和制造特征），加上工藝的信息和刀具信息，直接產(chǎn)生加工程序來控制機床，消除CAM與數(shù)控系統(tǒng)之間的信息流瓶頸，從而基于STEP建立起支持產(chǎn)品全生命周期的信息高速公路，解決目前數(shù)字制造系統(tǒng)中信息模型不統(tǒng)一、系統(tǒng)不兼容等問題。STEP-NC概要新標(biāo)準(zhǔn)STEP-NC的基本思想可以簡述為：6/5/202327STEP-NC概要STEP－NC的優(yōu)勢CADCAMCNC35%faster75%faster50%fasterSTEP(AP-203)STEP-NC(AP-238)相同的幾何信息IGESCAMPOST-PROCESSRS274D6/5/202328CIMTurretPunchingWire-cutEDMCNCMillingCNC(5AXES)5.CNCEQUIPMENTS1).數(shù)控設(shè)備的理解6/5/2023292).HSC技術(shù)及HSMT特點n=70000rpm;內(nèi)置感應(yīng)電機；水冷；電磁軸承n=100000rpm；液體靜壓軸承瑞士IBAGCo.電主軸、直線電機6/5/202330HSM特點與高速CNC機床發(fā)展趨勢電主軸單元和直線電機驅(qū)動單元；高速化：n=10000~150000rpm;a=(1~8)g，V=40~120m/mim;高速CNC機床發(fā)展趨勢1.高速、高精度向縱深方向發(fā)展;2.開放式、模塊化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)；3.干切削和綠色化；4.從低層次應(yīng)用起步的“并聯(lián)＋串聯(lián)”結(jié)構(gòu)機床到真正意義上的“并聯(lián)”結(jié)構(gòu)的虛擬軸機床“串聯(lián)”結(jié)構(gòu)：即機床設(shè)計方案采用典型的笛卡爾坐標(biāo)制，各軸之間呈直角分布，包括刀具軸和工件軸，從而表現(xiàn)為一種串接的剛性組合。這樣，機床上后運動的軸要受到先運動軸的帶動和加速。“并聯(lián)”結(jié)構(gòu)：所有的驅(qū)動裝置都支承在一個固定支座或地基之上，驅(qū)動裝置直接作用于運動平臺，平臺上安裝著主軸頭、工件支座或者是機械手。在固定支座與運動平臺之間形成了多個與平臺自由度相適應(yīng)的封閉運動鏈，而該運動鏈呈平行剛性分布，所以稱這種運動力學(xué)為并行運動學(xué)。

6/5/2023313).虛擬軸并聯(lián)數(shù)控機床6/5/2023326/5/2023336/5/202334CNC應(yīng)用－復(fù)雜運動控制與曲面加工3軸加工15x轉(zhuǎn)臺15x轉(zhuǎn)臺25x轉(zhuǎn)臺35x轉(zhuǎn)臺45X擺頭主軸換刀6/5/202335

成組技術(shù)(相似性)GTFMC/FMS/CIM/CIMS(集成)

并行工程PE(同步)

準(zhǔn)時生產(chǎn)JIT(準(zhǔn)確