文档介绍：数控车床
我国数控系统虽取得了较大发展,但是我国高档数控机床配套的数控系统90%以上的都是国外产品,特别是对于国防工业急需的高档数控机床,高档数控系统是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素,而国外对我国至今仍进行封锁限制,成为制约我国高档数控机床发展的瓶颈。为加快数控技术行业的发展,国家出台了一系列政策,包括国务院批准实施《装备制造业调整和振兴计划》和《高档数控机床与基础制造装备》国家科技重大专项计划,为我国数控技术行业创造了良好的外部环境,《装备制造业调整和振兴规划》明确提出:“坚持装备自主化与重点建设工程相结合,坚持自主开发与引进消化吸收相结合,坚持发展整机与提高基础配套水平相结合的基本原则”,提升数控系统等基础配套件的市场占有率,是落实装备自主化的重要内容。国家科技重大专项《高档数控机床与基础制造装备》也提出,到2020年,国产高档数控机床的市场占有率要实现较大程度的提高。
目前我国正处于工业化中期,即从解决短缺为主逐步向建设经济强国转变,煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲,构成了对机床市场尤其是数控机床的巨大需求。根据《2013-2017年中国数控系统行业发展前景与投资预测分析报告》[1]所统计的数据显示,我国机床消费额从2002年起已经连续8年排名世界第一。2009年,中国机床消费额大于世界排名第二位的日本和第三位的德国消费额之和。据国家发展改革委副主任张国宝于《在数控系统产业发展座谈会上的讲话》介绍,未来若干年内,我国数控机床市场需求量将继续以年均10-15%的速度增长,市场潜力巨大。随着中国制造业升级,中国现有普通机床也亟需改造升级,因此,数控系统行业市场空间广阔,具备进一步发展的巨大潜力。
“十二五”期间,随着国民经济快速的发展,汽车、船舶、工程机械、航天航空等行业将为我国机床行业提供巨大的需求,前瞻网预计到2015年我国各类数控机床及数字化机械所需数控系统需求将达到25万台套以上(不包含进口机床所配套的数控系统),产品结构也逐渐向中、高档转化,其中高档数控系统所占比率将提升至10%左右,中档数控系统所占比重提升至50%左右。而根据国家科技重大专项之一《高档数控机床与基础制造装备》要求,到2020年,国产中、高档数控机床用的国产数控系统市场占有率达到60%以上;国内中高端数控系统市场有12万台的替代空间,未来行业空间巨大。
2简介
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数字控制系统简称,英文名称为Numerical Control System,早期是与计算机并行发展演化的,用于控制自动化加工设备的,由电子管和继电器等硬件构成具有计算能力的专用控制器的称为硬件数控(Hard NC)。20世纪70年代以后,分离的硬件电子元件逐步由集成度更高的计算机处理器代替,称为计算机数控系统。
puterized numerical control,C)系统是用计算机控制加工功能,C系统根据计算机存储器中存储的控制程序,执行部分或全部数值控制功能,并配有接口电路和伺服驱动装置,用于控制自动化加工设备的专用计算机系统。
CNC系统由数控程序存储装置(从早期的纸带到磁环,到磁带、磁盘到计算机通用的硬盘)、计算机控制主机(从专用计算机进化到PC体系结构的计算机)、可编程逻辑控制器(PLC)、主轴驱动装置和进给(伺服)驱动装置(包括检测装置)等组成。
由于逐步使用通用计算机,数控系统日趋具有了软件为主的色彩,又用PLC代替了传统的机床电器逻辑控制装置,使系统更小巧,其灵活性、通用性、可靠性更好,易于实现复杂的数控功能,使用、维护也方便,并具有与网络连接及进行远程通信的功能。
3基本构成
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世界上的数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和硬件和软件的工程设计思路。对于不同的生产厂家来说,基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响,在设计思想上也可能各有千秋。例如,在上世界90年代,美国Dynapath系统采用小板结构,热变形小,便于板子更换和灵活结合,而日本FANUC系统则趋向大板结构,减少板间插接件,使之有利于系统工作的可靠性。然而无论哪种系统,它们的基本原理和构成是十分相似的。
数控系统
一般整个数控系统由三大部分组成,即控制系统,伺服系统和位置测量系统。控制系统硬件是一个具有输入输出功能的专用计算机系统,按加工工件程序进行插补运算,发出控制指令到伺服驱动系统;测量系统检测机械的直线和回转运动位置、速度,并反馈到控制系统和伺服驱动系统,来修正控制指令;伺服驱动系统将来自控制系统的控制指令和测量系统的反馈信息进行比较和控制调节,控制PWM电流驱动伺服电机,由伺服电机驱动机械按要求运动。这三部分有机结合,组