計算機集成制造chapter53

第5章現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關鍵技術2023/12/62現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關鍵技術現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)理論和支持技術（略）現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)中的信息技術計算機輔助技術現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的集成平臺技術制造過程控制技術現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的新發(fā)展2023/12/63軟構件及其接口軟構件的概念構件是指語義完整、語法正確和有可重用價值的單位軟件，是軟件重用過程中可以明確辯識的系統(tǒng)；結構上，它是語義描述、通訊接口和實現(xiàn)代碼的復合體。簡單地說，構件是具有一定的功能，能夠獨立工作或能同其它構件裝配起來協(xié)調工作的程序體，構件的使用同他的開發(fā)、生產(chǎn)無關。從抽象程度來看，面向對象技術已達到了類級重用(代碼重用)，它以類為封裝的單位。這樣的重用粒度還太小，不足以解決異構互操作和效率更高的重用。構件將抽象的程度提到一個更高的層次，它是對一組類的組合進行封裝，并代表完成一個或多個功能的特定服務，也為用戶提供了多個接口。整個構件隱藏了具體的實現(xiàn)，只用接口提供服務。2023/12/64構建技術流派近年來，構件技術發(fā)展迅速，已形成三個主要流派，分別是OMG的CORBA、Sun的Java平臺和Microsoft的COM+。OMG的CORBA：公共對象請求代理體系結構(CORBA，CommonObjectRequestBrokerArchitecture)是對象管理組織(OMG)基于眾多開放系統(tǒng)平臺廠商提交的分布對象互操作內容基礎上制定的分布式應用程序框架的規(guī)范。Sun的J2EE:為了推動基于Java的服務器端應用開發(fā)，Sun在1999年底推出了Java2技術及相關的J2EE規(guī)范。MicrosoftDNA是Microsoft在推出Windows2000系列操作系統(tǒng)平臺基礎上，在擴展了分布計算模型以及改造BackOffice系列服務器端分布計算產(chǎn)品后發(fā)布的新的分布計算體系結構和規(guī)范。2023/12/65CORBACORBA是由絕大多數(shù)分布計算平臺廠商所支持和遵循的系統(tǒng)規(guī)范，具有模型完整、先進，獨立于系統(tǒng)平臺和開發(fā)語言，被支持程度廣泛的特點，逐漸成為分布計算技術的標準。COBRA標準主要分為3個層次：對象請求代理、公共對象服務和公共設施。最底層是對象請求代理(ORB，ObjectRequestBroker)，規(guī)定了分布對象的定義(接口)和語言映射，實現(xiàn)對象間的通訊和互操作，是分布對象系統(tǒng)中的“軟總線”；在ORB之上定義了很多公共服務，可以提供諸如并發(fā)服務、名字服務、事務(交易)服務、安全服務等各種各樣的服務；最上層的公共設施則定義了組件框架，提供可直接為業(yè)務對象使用的服務，規(guī)定業(yè)務對象有效協(xié)作所需的協(xié)定規(guī)則。CORBA的優(yōu)點是大而全，互操作性和開放性非常好，缺點是龐大而復雜，并且技術和標準的更新相對較慢，在具體的應用中使用不是很多。2023/12/66J2EEJ2EE的目標是提供與平臺無關、可移植的、支持并發(fā)訪問和安全的、完全基于Java的開發(fā)服務器端中間件的標準。J2EE簡化了構件可伸縮、基于構件服務器端應用的復雜度。在J2EE中，Sun給出了完整的基于Java語言開發(fā)面向企業(yè)分布應用的規(guī)范，其中在分布式互操作協(xié)議上，J2EE同時支持遠程方法調用(RMI，Re—moteMethodlnvocation)和因特網(wǎng)對象請求代理間協(xié)議(IlOP，IntemetInter-ORBProtocal)，在服務器端分布式應用的構造形式包括了JavaServlet、JSP(JavaServerPage)、EJB等多種形式，以支持不同的業(yè)務需求。2023/12/67

MicrosoftDNAWindowsDNA，WindowsDistributedInternetApplicationArchitecture，譯為Windows分布式網(wǎng)絡應用程序體系結構。DNA概念是借助生命科學中脫氧核糖核酸（DNA,DeoxyribonucleicAcid）的寓意來詮釋現(xiàn)代企業(yè)信息結構的真諦。WindowsDNA允許不同網(wǎng)絡的計算機互相操作以及相互協(xié)作以完成某些目標，使開發(fā)者很容易的建造能夠服務許多用戶的基于網(wǎng)絡的系統(tǒng)。WindowsDNA提供了一個具備協(xié)同工作能力的框架（Framework）。由于這個框架支持公用的協(xié)議，以及它發(fā)布了一些通用的接口，用戶可以在它上面添加一些新的功能以擴充這個系統(tǒng)。WindowsDNA是一個完整的多層結構的企業(yè)應用總體方案，使Windows真正成為企業(yè)應用平臺。WindowsDNA具有可伸縮性和高可靠性。2023/12/68COM+MTS（MicrosoftTransactionServer）是COM/DCOM對象的Container執(zhí)行環(huán)境。MTS是Microsoft在Windows平臺的中介軟件之一，它的主要功能是讓Windows程序員能夠開發(fā)以組件為導向的分布式應用系統(tǒng)，并且具備在同質和異質數(shù)據(jù)庫之間對修改的數(shù)據(jù)進行兩階段提交的功能。由于MTS提供了事務管理、各種Pooling功能以及對象及時激活等功能，執(zhí)行在其中的COM/DCOM組件將不用考慮這些事情，而只是專門執(zhí)行企業(yè)邏輯代碼。COM＋的推出有機的統(tǒng)一了COM/DCOM/MTS的編程模型，形成一個功能強大的組件體系結構，并且把DCOM/MTS的各種優(yōu)勢以更為便捷的方式提供給用戶。2023/12/69.NetNET可以看做是從WINDOWSDNA演進而來的，它是WINDOWSDNA的繼續(xù)和發(fā)展。WINDOWSDNA是一個解決方案的平臺，它關注的是如何使用微軟服務器產(chǎn)品來解決業(yè)務問題。但是除了一個技術規(guī)范以外，WINDOWSDNA并沒有任何切實的東西。但是.NET不僅有一套技術規(guī)范，它還包括了幾個實實在在的產(chǎn)品，例如編譯器、類庫、甚至最終的用戶程序。如Windows.NET是操作系統(tǒng)平臺、.NETFramework是運行環(huán)境、.NET企業(yè)服務器為產(chǎn)品服務器、VisualStudio.NET為編程平臺。2023/12/610CIMS應用集成平臺分布環(huán)境企業(yè)實施CIMS首先要實現(xiàn)信息集成。集成平臺與集成框架就是企業(yè)應用的一種先進集成支持工具。開發(fā)CIMS應用集成平臺的目的就是為企業(yè)實施CIMS提供開放的、易維護的、可重構的應用開發(fā)與系統(tǒng)運行的集成支持工具。2023/12/611CIMS應用集成平臺基本定義CIMS應用集成平臺是一個支持復雜信息環(huán)境下CIMS應用開發(fā)、應用集成和系統(tǒng)運行的軟件平臺。它基于制造業(yè)信息特征，在異構分布環(huán)境（操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫）下提供透明、一致的信息訪問和交互手段，對其上運行的應用進行管理，為應用提供服務，并支持CIMS信息環(huán)境下各特定領域應用系統(tǒng)的集成。2023/12/612CIMS應用集成平臺的功能(1)通信服務：提供分布環(huán)境下透明的通信服務功能，使用戶和應用程序無需關心具體的操作系統(tǒng)和應用程序所處的網(wǎng)絡位置，而以透明的函數(shù)調用或對象服務方式完成它們所需的通信要求。(2)信息服務：為應用提供透明的信息訪問服務，使應用以一種一致的語義和接口實現(xiàn)對數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件、應用交互信息）的訪問與控制。(3)應用編程（集成）接口：是一組高層接口,以函數(shù)或對象服務的方式為用戶提供更為專業(yè)化的服務,使用戶可以方便地集成現(xiàn)有應用和開發(fā)新的應用。應用編程接口按照它們的通用程度又分為獨立于應用的編程接口和依賴于應用的編程接口。(4)應用開發(fā)工具：一組幫用戶開發(fā)特定應用程序的支持工具，以簡化用戶應用程序的開發(fā)工作。(5)管理應用程序:它是CIMS應用集成平臺的運行管理和控制模塊。負責CIMS應用集成平臺的系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)配置、集成平臺應用運行管理和維護、事件管理和出錯處理等。2023/12/613CIMS應用集成平臺的基本特性(1)為企業(yè)的經(jīng)營、管理、生產(chǎn)和設計領域提供良好的應用編程接口和應用集成接口。(2)提供支持CIMS應用開發(fā)、應用集成的應用開發(fā)工具、應用編程接口、應用原型系統(tǒng)。(3)支持不同的企業(yè)規(guī)模和多種多樣的企業(yè)信息環(huán)境。集成平臺可為不同的企業(yè)規(guī)模和應用范圍提供最佳的結構和功能配置，具有良好的可伸縮性。(4)支持異構分布環(huán)境，提供一致透明的數(shù)據(jù)訪問。支持現(xiàn)有應用、已有信息資源的集成和重用。(5)根據(jù)企業(yè)對Internet服務的需求，提供相應的Internet服務功能。2023/12/614CIMS應用集成平臺的發(fā)展趨勢為企業(yè)實施CIMS提供全方位、全生命周期的支持，方便現(xiàn)有應用的集成這些支持包括提供通用的通信服務、信息服務和面向應用領域的應用開發(fā)工具、原型系統(tǒng)和應用集成接口。既支持企業(yè)的信息集成，又支持功能集成和過程集成采用新技術和理論，支持標準化和開放系統(tǒng)概念，高度的軟件可重用性維護應用系統(tǒng)的安全性、可靠性、完整性,實現(xiàn)系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)的有效管理對Internet/Intranet/Extranet技術的支持2023/12/615面向服務的應用集成2023/12/616現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關鍵技術現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)理論和支持技術（略）現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)中的信息技術計算機輔助技術現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的集成平臺技術制造過程控制技術現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的新發(fā)展5.制造過程控制技術數(shù)字控制技術柔性制造技術智能制造技術2023/12/618數(shù)控技術自從本世紀中葉數(shù)控技術創(chuàng)立以來，它給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化?，F(xiàn)在，數(shù)控技術已成為制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎技術，現(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)MS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在現(xiàn)代數(shù)控技術之上；數(shù)控技術是提高產(chǎn)品質量、提高勞動生產(chǎn)率必不可少的物質手段；國家戰(zhàn)略技術和體現(xiàn)國家綜合國力水平重要標志。專家們預言:二十一世紀機械制造業(yè)的競爭，其實質是數(shù)控技術的競爭。2023/12/619數(shù)字控制（NumericalControlNC）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行編程控制的自動化方法。數(shù)控技術（NumericalControlTechnology）采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術。數(shù)控機床（NumericalControlMachineTools）是采用數(shù)字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。它是數(shù)控技術典型應用的例子。數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。計算機數(shù)控系統(tǒng)（ComputerNumericalControlCNC）以計算機為控制核心的數(shù)字控制系統(tǒng)。數(shù)字控制與數(shù)控技術2023/12/620高精度、高效率；剛性自動化不能滿足的要求（手工、小規(guī)模、大規(guī)模生產(chǎn)）；柔性自動化（多品種、變批量）、復雜零件的加工（多坐標加工）；計算機技術的發(fā)展。數(shù)控技術產(chǎn)生的原因2023/12/621數(shù)控技術的發(fā)展歷史1952年，第一代電子管數(shù)控系統(tǒng)；1959年，第二代晶體管數(shù)控系統(tǒng)。隨之出現(xiàn)刀庫，機械手、加工中心；1960年，第三代集成電路數(shù)控系統(tǒng)，硬邏輯數(shù)控系統(tǒng)（稱為NC）；1970年，第四代小型計算機數(shù)控（CNC）；1974年，第五代微型計算機數(shù)控（MNC，統(tǒng)稱CNC）；1980年后，F(xiàn)MS、FMC、CIMS、開放式數(shù)控（openNC）系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)（IMS）大發(fā)展。1990年后,高速加工，納米制造。2023/12/622定梁龍門移動式五軸聯(lián)動加工中心2023/12/623數(shù)控動梁龍門鏜銑床加工中心2023/12/624多連桿機械壓力機2023/12/625濟南一機床和華東數(shù)控十五期間開發(fā)的國內領先的數(shù)控設備2023/12/626將被加工零件圖紙上的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代碼和格式編寫成加工程序，然后將程序輸入數(shù)控裝置，按照程序的要求，經(jīng)過信息處理，分配，使各坐標以最小位移量為單位移動，其合成運動實現(xiàn)了刀具與工件的相對運動，完成零件的加工。

最小位移量的合成運動是機床數(shù)字控制的基本原理，即軌跡控制原理（插補原理）。

點位控制：嚴格控制點到點的距離，不嚴格要求路徑，運動中不加工。數(shù)控機床的工作原理2023/12/627機床的數(shù)字控制是由數(shù)控系統(tǒng)完成的。數(shù)控能接收零件圖紙加工要求的信息進行插補運算，實時地向各坐標軸發(fā)出速度位置控制指令。伺服驅動裝置能快速響應數(shù)控裝置發(fā)出的指令，驅動機床各坐標軸運動，同時能提供足夠的功率和扭矩。機床的數(shù)字控制包括：軌跡控制和開關量控制。軌跡控制:直線、圓弧及其它各種平面,空間軌跡。由插補指令實現(xiàn)。插補指令越豐富，數(shù)控功能越強。開關量控制：為配合數(shù)控加工，所需要的開關動作控制，如程序停、冷卻液開停、主軸正反轉等等。由輔助功能指令實現(xiàn)。2023/12/628輸入數(shù)控裝置驅動裝置機床MG測量反饋數(shù)控機床的組成數(shù)控系統(tǒng)：I/0接口、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、PLC機械主機：主運動機構、進給運動機構、輔助機構、床身等2023/12/629信息輸入：程序、參數(shù)、數(shù)據(jù)等的輸入通道。輸入設備為磁帶、磁盤、通訊接口由上位機輸入，也可以在MDI方式下，用手動按鍵輸入。數(shù)控裝置：由CPU、存儲器、總線、功能部件和相應軟件組成的專用計算機。作用為將加工程序譯碼軌跡計算（速度計算）、插補計算、補償計算，向各坐標的伺服驅動系統(tǒng)分配速度、位移命令。這一部分是數(shù)控機床的核心。伺服驅動裝置：接受數(shù)控裝置來的指令，將信號進行調解、轉換、放大后驅動伺服電機，帶動機床執(zhí)行部件運動。檢測反饋裝置：電流、速度、位置檢測反饋裝置。機床本體：主運動部件、進給運動部件、執(zhí)行部件和基礎部件。2023/12/630數(shù)控裝置主要功能①多軸聯(lián)動、多坐標控制。②多種函數(shù)插補：直線、圓弧、拋物線、螺旋線、樣條等。③多種程序輸入功能。④信息轉換功能：EIA/ISO、公制/英制、絕對值/增量值、坐標變換等。⑤補償功能：刀具長度補償、刀具半徑補償、間隙、螺距誤差補償?shù)?。⑥多種加工方式選擇。⑦故障自診斷功能。⑧顯示功能：字符、軌跡、平面圖形、三維動態(tài)圖形。⑨通訊和聯(lián)網(wǎng)功能。2023/12/6311）多品種變批量、單件小批量的自動化

2）柔性加工和柔性自動化

小批量而又輪番生產(chǎn)的零件；

幾何形狀復雜的零件；

在加工過程中必須進行多種工序加工的零件；

切削余量大的零件；

必須嚴格控制公差（公差帶范圍很?。┑牧慵?；

工藝設計會經(jīng)常變化的零件；

貴重零件；

需全部檢測的零件，等等。數(shù)控機床的應用2023/12/632CNC系統(tǒng)的組成CNC系統(tǒng)由“數(shù)控裝置”、“伺服系統(tǒng)”和系統(tǒng)程序組成。數(shù)控裝置（專用計算機）：硬件和軟件組成。伺服系統(tǒng)：檢測裝置、驅動裝置和伺服電機組成。數(shù)控裝置的硬件組成及功能1.數(shù)控裝置的硬件包括：微機基本系統(tǒng)：CPU、總線、存儲器、I/O設備等數(shù)控接口組件：進給軸位置控制接口組件、主軸控制接口組件手搖脈沖發(fā)生器接口組件等。接口：人機界面接口、通訊接口、機電接口輔助功能（M）控制接口等2.硬件功能：與軟件一起接收輸入信息（程序）、經(jīng)過譯碼、軌跡計算（速度計算）、補償計算、加/減處理和插補運算，給各個坐標的伺服驅動器分配速度、位移指令，完成數(shù)控加工任務。2023/12/633軟件由控制功能程序、管理功能程序組成控制功能程序--實時性強,用于進給坐標的位置控制，中斷完成;譯碼;預處理（刀補和速度處理）；插補；位控；管理功能程序--實時性稍差，但要保證控制軟件數(shù)據(jù)的供給傳遞，具體見圖。

CNC軟件管理控制顯示

STMI/O處理通訊診斷譯碼刀具補償速度處理插補位置控制輸入存儲數(shù)控裝置軟件的基本組成和功能2023/12/634數(shù)控系統(tǒng)的技術性能指標CPU:16、32、64、RISC、主頻越來越高；分辨率:0.01mm、0.001mm、0.1μm、0.01μm；控制功能:FANUC15可控15軸SIEMENS840D可控31軸,多種插補功能及其它功能；伺服驅動系統(tǒng)的性能：電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)交流數(shù)字伺服，交流變頻、矢量控制、非線性、前饋控制，摩擦補償、伺服參數(shù)自動調整等；數(shù)控系統(tǒng)內PLC功能：基本指令執(zhí)行快，梯形圖、C語言編程；系統(tǒng)的通訊接口功能：RS232CDNCRS485局域網(wǎng)等；系統(tǒng)的開放性：可擴展、可添加、可重組、可選擇。美國、歐洲、日本幾大開放系統(tǒng)研究；可靠性與故障自診斷。2023/12/635數(shù)控編程

零件圖紙分析

確定加工的工藝路線刀位軌跡計算編寫程序程序輸入程序校驗、試切

加工2023/12/636程序結構與程序段格式1.加工程序的結構加工程序 主程序和子程序 程序段(block)

字(word)

地址和數(shù)據(jù)2.程序段格式N××××G××X±××××.×××Y±××××.×××F××S××T××M××LF

程序段序號準備機能字坐標字進給功能字主軸轉速功能字刀具功能字輔助功能字結束符2023/12/637常用地址字符地址字 意義A、B、C 圍繞X、Y、Z軸旋轉的旋轉軸角度尺寸字F、S、T 進給速度指定機能、主軸速度機能、刀具機能G 準備機能I、J、K 插補參數(shù)M 輔助機能N 程序段序號U、V、W 與X、Y、Z軸平行的第2移動坐標尺寸字X、Y、Z 主坐標軸X、Y、Z移動坐標尺寸字例：N003G90G01X+35.Y+279.3Z-429.7S1000T02F500M072023/12/638G代碼功能介紹與坐標系有關的G代碼G53XαYβ；選擇機床坐標系指令G92X400.Z250；工件坐標系設定指令G54～G59；選擇工件坐標系指令G52X100.Y50.；設定局部坐標系指令G17(x-y)，G18(z-x)，G19(y-z)；坐標平面設定指令坐標值尺寸G代碼G90，G91；絕對值和增量值編程指令G16，G15；極坐標尺寸指令G20，G21

；公制，英制轉換指令關于參考點的G代碼插補功能G代碼G00；定位（快速）指令G60；單方向定位指令G01；直線插補指令G02，G03

；圓弧插補指令G17；螺旋線插補指令G33；螺紋切削指令

進給功能G代碼切削速度控制G代碼主運動速度G代碼（和S聯(lián)合使用）2023/12/639G代碼功能介紹（續(xù)上頁）補償功能G代碼G43/44_H_；刀具長度補償指令G45/46/47/48IP_D_；刀具偏移指令G41/42

IP_D_刀具半徑補償C指令G代碼指定正的刀具偏移值指定負的刀具偏移值G45G46G47G482023/12/640N1G91G46G00X35.0Y20.0D01；N2G47G01X50.0F120.0；N3Y40.0；N4G48X40.0；N5Y-40.0；N6G45X30.0；N7G45G03X30.0Y30.0J30.0；N8G45G01Y20.0；N9G46X0；運動量為零，刀具向-X方向移動一個刀偏值；N10G46G02X-30.0Y30.0；J30.0；N11G45G01Y0；運動量為零，刀具向+Y方向移動一個刀偏值；N12G47X-120.0N13G47Y-80；N14

G46G00X-35.0Y-20.04020N13N12R30N11N10N9N8R30N7N6N5N4N3N2N1N14303040503540刀具：Φ20刀偏號：01刀偏值：+102023/12/6412023/12/642固定循環(huán)指令

G73；高速深孔鉆削循環(huán)G73X_Y_Z_R_Q_F_K_；(X、Y)為孔位置數(shù)據(jù)，Z

：增量編程時指從R點到孔底的增量值。絕對編程時指孔底的坐標值。R

：增量編程時指從初始平面到R點的增量值。絕對編程時指R點的坐標值。Q_：每次切削進給的深度K

：加工相同距離的多個孔時，指定循環(huán)次數(shù)K初始平面參考平面工件上表面RqqqZddG99G982023/12/643固定循環(huán)指令

G74

；左旋螺紋攻絲循環(huán)G76；精密鏜孔循環(huán)G81；鉆削循環(huán)（）G82；鉆、鏜階梯孔循環(huán)（）G83；深孔加工循環(huán)（）G84；攻螺紋循環(huán)（）G85；鏜孔循環(huán)（）G87；背鏜循環(huán)（）2023/12/644N001G92X0Y0Z0；工件坐標系設置在參考點；N002G90G00Z250.0T11M06；到換刀點換T11刀具；N003G43Z0H11；到初始平面，長度補償；N004S30M03；主軸正轉；N005G99G81X400.0Y-350.0Z-153.0R-97.0F120；定位，鉆1孔；N006Y-550.0；鉆2孔；N007G98Y-750.0；鉆3孔；N008G99X1200.0；鉆4孔；N009Y-550.0；鉆5孔；N010G98Y-350；鉆6孔；N011G00X0Y0M05；X、Y坐標返回到參考點，主軸停；N012G49Z250.0T15M06；到換刀點，取消刀具長度補償，換T15刀具；N013G43Z0H15；到初始平面，并進行刀具長度補償；N014S20M03；主軸正轉；N015G99G82X550.0Y-450.0Z-130.0R-97.0P300F70；定位，鉆7孔，返到R平面，孔底暫停；N016G98Y-650.0；定位，鉆8孔，返回到初始平面，孔底暫停；N017G99X1050.0；定位，鉆9孔，返回到R平面，孔底暫停；N018G98X-450.0；定位，鉆10孔，到初始平面，孔底暫停；N019G00X0Y0M05；返回到參考點，主軸停；N020G49Z250.0T31M06；到換刀點，取消長度補償，換T31刀具；N021G43Z0H31；到初始平面，進行刀具長度補償；N022S10M03；主軸正轉；N023G99G85X800.0Y-350.0Z-153.0R-47.0F50；定位，鉆11孔，返回到R平面；N024G91Y-200.0K2；定位，鉆12、13孔，返回到R平面；N025G28X0Y0M05；經(jīng)中間點（0,0,-47.0）回到參考點，主軸停；N026G49Z0；取消刀具長度補償；N027M00；程序停止。參考點350100100100100400150250250150321781112139106542505050302033T11T15T31返回位置初始平面200190150鉆孔1～6：φ10mm；鉆孔7～10：φ20mm鏜孔11～13：φ95mm2023/12/645輔助功能指令—M代碼M代碼指令主要用于數(shù)控機床開、關量的控制。如程序結束，主軸的正、反轉，冷卻液的開、停等。

M00—暫停指令M02、M30—程序結束指令。M03、M04和M05－主軸正轉、反轉和停止。M08和M09－冷卻液開、關指令。M98、M99－子程序調用和返回指令。

2023/12/646子程序與宏程序主程序與子程序子程序調出的形式：

M98P○○○○○○○；

子程序號

O0001;…M98P11000;…M30;

O1000;…M98P12000;…M99;

O2000;…M98P13000;…M99;主程序子程序子程序1重嵌套2重嵌套重復調用次數(shù)（最大999）2023/12/647例:如圖所示零件，進行打中心孔、鉆孔、攻螺紋加工。主程序為O0003；鉆中心孔、鉆孔、倒角、攻螺紋和鉆孔位置子程序分別為O0100、O0200、O0300、O0400和O0500號。工件坐標系的原點為W，固定循環(huán)的初始平面為Z=250㎜，R點平面為Z=2㎜，鉆通孔鉆頭伸出量為2㎜，中心孔的孔深為1.5㎜，倒角深度為1㎜，其它尺寸如圖。

刀具:T01（中心鉆）

T02（Ф8.5鉆頭）

T03（倒角鉆頭）

T04（M10絲錐）。4321WФ80XYXZ228.515M10W2023/12/648O0003；主程序

N10G54G90G00X0Y0Z250.0；選擇工件坐標系，快進到換刀點

N15T01M06；換上01號刀具—中心鉆

N20S1500M03M08；啟動主軸，開冷卻液

N25M98P0100

；在四個孔中心孔位置打中心孔

N30T02M06；換02號刀具—Ф8.5鉆頭

N35S1000M03M08；啟動主軸，開冷卻液

N40M98P0200

；鉆四個孔

N45T03M06；換03號刀具—倒角

N50S1500M03M08；啟動主軸，開冷卻液

N55M98P0300；給每個孔倒角

N60T04M06；換04號刀具—M10絲錐

N65S200M03M08；啟動主軸，開冷卻液

N70M98P0400

；對四個孔攻絲

N75G28；返回參考點主程序結束

N80M30；主程序結束4321WФ80XYXZ228.515M10W2023/12/649O0100；鉆中心孔子程序

N85G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.5F10.0；鉆中心孔循環(huán)，鉆第1個孔的中心孔

N90M98P0500；調用孔位置子程序（二級調用），鉆2、3、4孔的中心孔

N95M99；O0200；鉆孔子程序

N100G99G81X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0；鉆第1個孔

N105M98P0500；調用孔位置子程序，鉆2、3、4孔

N110M99；O0300；倒角子程序

N115G99G81X-40.0Y0.R2.0Z-1.0F20.0；第1個孔倒角

N120M98P0500；調用孔位置子程序，對2、3、4孔倒角

N125M99；O0400；攻絲子程序

N130G99G84X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0；攻第1個孔

N135M98P0500；調用孔位置子程序，對2、3、4孔攻絲

N140M99；O0500；位置子程序

N150X0Y40.0；第2個孔的位置

N155X40.0Y0；第3個孔的位置

N160X0.0Y-40.0；第4個孔的位置

N165M99；2023/12/650變量

1）變量的概念:變量用＃和后面的數(shù)字表示，其格式為：＃i（i=1,2,3…）

2）變量的引用:變量可以代替宏程序中地址后面的數(shù)值。例：F＃103，G00Z-＃100，G＃130，

3)公共變量和系統(tǒng)變量公共變量（＃100～＃149、＃500～＃531）系統(tǒng)變量 ①刀具偏移（＃1～＃99、＃2000～＃2200） ②接口輸入信號（＃1000～＃1015、＃1032） ③接口輸出信號（＃1100～＃1115、＃1132、＃1133） ④計時信息（＃3011、＃3012） ⑤需要零件計數(shù)和加工零件計數(shù)信息（＃3901、＃3902） ⑥模態(tài)信息（＃4001～＃4120） ⑦位置信息（＃5001～＃5083）

2023/12/651運算指令和轉移指令（G65）

格式：G65HmP＃iQ＃jR＃k； 其中:m=01～99，Hm表示運算指令和轉移指令的功能；＃i：加入運算結果的變量名；＃j,＃k：被運算的變量名，可以定為常量；例： G65H01P#100Q0；#100=0 G65H02P#100Q#101R#102；#100=#101+#102 G65H84P2000Q#100R#101；#100<#101時，轉移到N2000程序段G代碼H代碼功能定義G65H01定義，置換＃i=＃j″H02加法＃i=＃j+＃k″H03減法＃i=＃j-＃k″H04乘法＃i=＃j×＃k″H05除法＃i=＃j÷＃k″H22絕對值″H31正弦＃i=＃j·SIN（＃k）″H32余弦＃i=＃j·COS（＃k）″H84條件轉移4IF＃j＜＃k，GOTOn＃i=＃j2023/12/652數(shù)控技術的發(fā)展趨勢當代，數(shù)控技術的典型應用是FMC/FMS/CIMS，其發(fā)展方向是高速化、高精度化、高效加工、多功能化、小型化、復合化、開放化和智能化以及數(shù)控標準的發(fā)展。目前的動向是:開放式數(shù)控系統(tǒng)、高速加工系統(tǒng)。開放式數(shù)控系統(tǒng)，不但要求模塊化、網(wǎng)絡化、標準化(用戶界面、圖形顯示、動態(tài)仿真、數(shù)控編程、故障診斷、網(wǎng)絡通訊)，而且對實時性和可靠性要求很高?；赑C的CNC系統(tǒng)\PC嵌入式\PC+CNC（融合系統(tǒng)）新的數(shù)控標準STEP-NC2023/12/653隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的智能化將不斷提高。主要為：①應用自適應控制（AdaptiveControl）技術數(shù)控系統(tǒng)檢測加工過程中的一些重要信息，并自動調整系統(tǒng)的有關參數(shù)，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。②引入專家系統(tǒng)指導加工將熟練工人和專家的經(jīng)驗，加工的一般規(guī)律與特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。當前已開發(fā)出模糊邏輯控制和帶自學習功能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡的數(shù)控系統(tǒng)和其它數(shù)控加工系統(tǒng)。③引入故障診斷專家系統(tǒng)④智能化伺服驅動裝置可以通過自動識別負載而自動調整參數(shù)，使驅動系統(tǒng)獲得最佳的運行狀態(tài)。5.制造過程控制技術數(shù)字控制技術柔性制造技術智能制造技術2023/12/655柔性制造系統(tǒng)FMS柔性制造系統(tǒng)（FMS-FlexibleManufacturingSystem）是通過局域網(wǎng)把數(shù)控機床(加工中心)、座標測量機、物料輸送裝置、對刀儀、立體刀庫、工件裝卸站、機器人等設備聯(lián)結起來，在計算機及控制軟件的控制下，形成一個加工系統(tǒng)。2023/12/656FMS的組成硬件系統(tǒng)制造設備﹕數(shù)控加工設備（如加工中心）﹑測量機﹑清洗機等。自動化儲運設備﹕傳送帶﹑有軌小車﹑AGV﹑搬運機械人﹑立體倉庫﹑中央托盤庫﹑物料或刀具裝卸站﹑中央刀庫等。計算機控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)支持軟件﹕操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。FMS運行控制系統(tǒng)﹕動態(tài)調度系統(tǒng)、實時故障診斷系統(tǒng)、生產(chǎn)準備系統(tǒng)物料（工件和刀具）管理控制系統(tǒng)等。2023/12/657基本型FMS的基本組成基本型FMS的硬件布置圖。加工系統(tǒng)主要由加工中心、數(shù)控車床組成；物流系統(tǒng)由自動導引小車即一輛小車、三個機器人、一個裝卸站、兩個緩沖站組成；計算機控制系統(tǒng)采用分布遞階的控制方式。2023/12/658FMS的分類按系統(tǒng)的規(guī)模和結構﹐FMS可分為：柔性制造裝置（FMU）：以一臺加工中心為主的系統(tǒng)。裝備有托盤庫、自動托盤交換站或機器人、一個自動化工具交換裝置。柔性制造單元（FMC）:FMC是由1～2臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設備構成，具有適應加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC可視為一個規(guī)模最小的（FMS），是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展和一種產(chǎn)物，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應用階段。柔性制造系統(tǒng)（FMS）:通常包括4臺或更多臺全自動數(shù)控機床（加工中心與車削中心等），由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運系統(tǒng)連接起來，可在不停機的情況下實現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。2023/12/659FMS的功能能自動控制和管理零件的加工過程﹐如制造質量的自動控制﹑故障的自動診斷和處理等；通過軟件系統(tǒng)變更﹐能制造出系列零件的多種零件﹔自動控制和管理物料（包括工件與刀具）的運輸和存儲過程﹔具有優(yōu)化的調度管理功能﹐無需過多的人工介入﹐能做到無人加工。2023/12/660FMS的特點制造柔性高﹕FMS因內在的靈活性﹐能適應由于市場需求變化和工程設計變更所出現(xiàn)的變動﹐進行多品種生產(chǎn)。設備利用率高﹑占地面積少﹕設備的利用率一般可達70％以上。系統(tǒng)布局緊湊﹐占地面積可減少20%-50%。減少直接工時費用﹕由于機床是在計算機控制下進行工作﹐不需工人去操縱。減少制品數(shù)量﹐縮短生產(chǎn)準備時間﹕在FMS中﹐加工設備集中在一個很小的場地﹔各種工序集中在加工中心﹐減少了零件裝夾次數(shù)和零件經(jīng)過機床數(shù)目。維持生產(chǎn)能力強﹕當一臺或幾臺機床發(fā)生故障時，仍可降級運轉。產(chǎn)品質量高而穩(wěn)定﹕FMS采用全自動化加工﹐減少人為因素﹐產(chǎn)品質量高而穩(wěn)定。投資高﹑風險大﹐開發(fā)周期長﹑管理水平要求高。5.制造過程控制技術數(shù)字控制技術柔性制造技術智能制造技術2023/12/662智能制造系統(tǒng)它是發(fā)揮人的創(chuàng)造能力和具有人的智能的制造系統(tǒng)，制造工作者認為它是當前制造系統(tǒng)發(fā)展的最高階段，展現(xiàn)了與人類智能行為相關的特性，如理解語言、學習能力、邏輯推理和解決問題等能力，能夠深入了解人腦活動機理，取代人的部分腦力勞動，強調企業(yè)的自組織能力。智能制造技術的內容大體包括專家系統(tǒng)、模糊推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡和遺傳因子等方面，其表現(xiàn)形式有智能制造單元和系統(tǒng)，如智能數(shù)控機床、智能機器人、制造過程的智能控制、智能監(jiān)測與診斷系統(tǒng)等。2023/12/663智能制造的歷史1988年,賴特和伯恩出版了智能制造研究領域的首本專著《智能制造》.他們在這本書中提出智能機床的設想:采用擬人化的方法將智能機床制成能模仿熟練機械師技能的加工機器,根據(jù)給定的輸入,自動完成加工任務,并輸出所希望的產(chǎn)品.智能機床與熟練機械師操作普通機床具有同樣的功能,因而具有智能.智能機床具有目標理解,信息感知,通信,適應控制等功能.2023/12/664智能制造系統(tǒng)組成有三個子系統(tǒng):①虛擬制造系統(tǒng),事先模擬制造過程.②全息制造系統(tǒng),系統(tǒng)的元素是“自主,自治”的模塊,協(xié)作