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西門子的"simotion" 和數控係統的主要區別有哪

時間:2018-07-13
數控係統是用於機械加工方麵,如機床。應用範圍不同。產品的功能也不同,。
SIMOTION是一個全新的西門子運動控製係統,它是世界上款針對生產機械而設計的控製係統,將運動控製,邏輯控製及工藝控製功能集成於一身,為生產機械提供了完整的解決方案。 
----機械運動越來越複雜,對速度及精度的要求也越來越高。SIMOTION麵向的行業主要是包裝機械,橡塑機械,鍛壓機械,紡織機械,以及其他生產機械領域,正是針對複雜運動控製而推出的全新運動控製係統。 
 
----SIMOTION運動控製係統: 
 
由一個係統來完成所有的運動控製任務 
適用於具有許多運動部件的機器 
----SIMOTION係統具有三個組成部分 
 
工程開發係統 
----工程開發係統可以實現由一個係統解決所有運動控製、邏輯及工藝控製的問題,並且它還能夠提供所有必要的工具,從編程到參數設定,從測試調試到故障診斷。
 
 
實時軟件模塊 
----這些模塊提供了眾多的運動控製及工藝控製功能。針對某一特定的機器所需的功能,靈活地選擇相關的模塊。
 
 
硬件平台 
----硬件平台是SIMOTION運動控製係統的基礎。使由工程開發係統所開發的且使用了實時軟件模塊的應用程序可以運行在不同的硬件平台上,用戶可以選擇適合自己機器的硬件平台。 
 
 
數控係統的概念 
 
        數控係統是數字控製係統的簡稱,英文名稱為Numerical Control System,早期是由硬件電路構成的稱為硬件數控(Hard NC),1970年代以後,硬件電路元件逐步由專用的計算機代替稱為計算機數控係統。
        計算機數控(Computerized numerical control,簡稱CNC)係統是用計算機控製加工功能,實現數值控製的係統。CNC係統根據計算機存儲器中存儲的控製程序,執行部分或全部數值控製功能,並配有接口電路喝伺服驅動裝置的專用計算機係統。
        CNC係統由數控程序、輸入裝置、輸出裝置、計算機數控裝置(CNC裝置)、可編程邏輯控製器(PLC)、主軸驅動裝置喝進給(伺服)驅動裝置(包括檢測裝置)等組成。CNC係統的核心是CNC裝置。由於使用了計算機,係統具有了軟件功能,又用PLC代替了傳統的機床電器邏輯控製裝置,使係統更小巧,其靈活性、通用性、可靠性,易於實現複雜的數控功能,使用、維護也方便,並具有與上位機連接及進行遠程通信功能。
 
 
 
      數控係統的分類
 
數控係統的種類很多,從不同角度對其進行考查,就有不同的分類方法,通常有以下幾種不同的分類方法:
(1) 按控製功能分類
1) 點位控製數控機床
在點位控製數控機床中,工件相對於刀具運動,直到到達零件程序規定的位置後停止,在運動過程中不進行任何加工。刀具在定位點處執行切削任務。點位控製數控係統隻準確控製坐標運動的終位置,而對軌跡不作控製要求。為了定位和提高生產率,係統首先高速運行,然後進行減速,使之緩慢趨近定位點以減少定位誤差。點位控製數控機床主要有數控鑽床、印刷電路板鑽孔機、數控鏜床、數控衝床、三坐標測量機等。
2) 輪廓控製數控機床
在輪廓控製(連續軌跡)數控機床中,數控係統控製幾個坐標軸同時諧調運動(坐標聯動),使工件相對於刀具按程序規定的軌跡和速度運動,在運動過程中進行連續切削加工。
可實現聯動加工是這類數控機床的本質特征。這類數控機床有數控車床、數控銑床、加工中心等用於加工曲線和曲麵形狀零件的數控機床。現代的數控機床基本上都是這種類型。若根據其聯動軸數還可細分為:2軸聯動數控機床、3軸聯動數控機床、4軸聯動數控機床、5軸聯動數控機床。
 其中聯動軸數越多,數控機床的功能越齊全,可以加工的曲麵輪廓越複雜,加工精度和效率越高,但係統控製、程序編製也越複雜,隻有使用自動編程係統來編製
 
 
 
數控係統的發展趨勢
 
從1952年美國麻省理工學院研製出台試驗性數控係統,到現在已走過了半個世紀曆程。隨著電子技術和控製技術的飛速發展,當今的數控係統功能已經強大,與此同時加工技術以及一些其他相關技術的發展對數控係統的發展和進步提出了新的要求。
 
趨勢之一:數控係統向開放式體係結構發展
 
 
20世紀90年代以來,由於計算機技術的飛速發展,推動數控技術更快的更新換代。世界上許多數控係統生產廠家利用PC機豐富的軟、硬件資源開發開放式體係結構的新一代數控係統。開放式體係結構使數控係統有的通用性、柔性、適應性、可擴展性,並可以較容易的實現智能化、網絡化。近幾年許多紛紛研究開發這種係統,如美國科學製造中心(NCMS)與空軍共同領導的“下一代工作站/機床控製器體係結構”NGC,歐共體的“自動化係統中開放式體係結構”OSACA,日本的OSEC計劃等。開放式體係結構可以大量采用通用微機技術,使編程、操作以及技術升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體係結構的新一代數控係統,其硬件、軟件和總線規範都是對外開放的,數控係統製造商和用戶可以根據這些開放的資源進行的係統集成,同時它也為用戶根據實際需要靈活配置數控係統帶來方便,促進了數控係統多檔次、多品種的開發和廣泛應用,開發生產周期大大縮短。同時,這種數控係統可隨CPU升級而升級,而結構可以保持不變。
 
趨勢之二:數控係統向軟數控方向發展
現在,實際用於工業現場的數控係統主要有以下四種類型,分別代表了數控技術的不同發展階段,對不同類型的數控係統進行分析後發現,數控係統不但從封閉體係結構向開放體係結構發展,而且正在從硬數控向軟數控方向發展的趨勢。
傳統數控係統,如FANUC 0係統、MITSUBISHI M50係統、SINUMERIK 810M/T/G係統等。這是一種專用的封閉體係結構的數控係統。目前,這類係統還是占領了製造業的大部分市場。但由於開放體係結構數控係統的發展,傳統數控係統的市場正在受到挑戰,已逐漸減小。
“PC嵌入NC”結構的開放式數控係統,如FANUC18i、16i係統、SINUMERIK 840D係統、Num1060係統、AB 9/360等數控係統。這是一些數控係統製造商將多年來積累的數控軟件技術和當今計算機豐富的軟件資源相結合開發的產品。它具有的開放性,但由於它的NC部分仍然是傳統的數控係統,用戶無法介入數控係統的核心。這類係統結構複雜、功能強大,價格昂貴。
“NC嵌入PC”結構的開放式數控係統 它由開放體係結構運動控製卡和PC機共同構成。這種運動控製卡通常選用高速DSP作為CPU,具有很強的運動控製和PLC控製能力。它本身就是一個數控係統,可以單獨使用。它開放的函數庫供用戶在WINDOWS平台下自行開發構造所需的控製係統。因而這種開放結構運動控製卡被廣泛應用於製造業自動化控製各個領域。如美國Delta Tau公司用PMAC多軸運動控製卡構造的PMAC-NC數控係統、日本MAZAK公司用三菱電機的MELDASMAGIC 64構造的MAZATROL 640 CNC等。
SOFT型開放式數控係統 這是一種開放體係結構的數控係統。它提供給用戶的選擇和靈活性,它的CNC軟件全部裝在計算機中,而硬件部分僅是計算機與伺服驅動和外部I/O之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡和相應的驅動程序一樣。用戶可以在WINDOWS NT平台上,利用開放的CNC內核,開發所需的各種功能,構成各種類型的高性能數控係統,與前幾種數控係統相比,SOFT型開放式數控係統具有的性能價格比,因而有生命力。通過軟件智能替代複雜的硬件,正在成為當代數控係統發展的重要趨勢。其典型產品有美國MDSI公司的Open CNC、德國Power Automation公司的PA8000 NT等。
趨勢之三:數控係統控製性能向智能化方向發展
智能化是21世紀製造技術發展的一個大方向。隨著人工智能在計算機領域的滲透和發展,數控係統引入了自適應控製、模糊係統和神經網絡的控製機理,不但具有自動編程、前饋控製、模糊控製、學習控製、自適應控製、工藝參數自動生成、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能,而且人機界麵極為友好,並具有故障診斷專家係統使自診斷和故障監控功能更趨完善。伺服係統智能化的主軸交流驅動和智能化進給伺服裝置,能自動識別負載並自動優化調整參數。
 
世界上正在進行研究的智能化切削加工係統很多,其中日本智能化數控裝置研究會針對鑽削的智能加工方案具有代表性。
 
趨勢之四:數控係統向網絡化方向發展
數控係統的網絡化,主要指數控係統與外部的其它控製係統或上位計算機進行網絡連接和網絡控製。數控係統一般首先麵向生產現場和企業內部的局域網,然後再經由因特網通向企業外部,這就是所謂Internet/Intranet技術。 
 
隨著網絡技術的成熟和發展,近業界又提出了數字製造的概念。數字製造,又稱“e-製造”,是機械製造企業現代化的標誌之一,也是先進機床製造商當今標準配置的供貨方式。隨著信息化技術的大量采用,越來越多的國內用戶在進口數控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。
 
數控係統的網絡化進一步促進了柔性自動化製造技術的發展,現代柔性製造係統從點(數控單機、加工中心和數控複合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向麵(工段車間獨立製造島、FA)、體(CIMS、分布式網絡集成製造係統)的方向發展。柔性自動化技術以易於聯網和集成為目標,同時注重加強單元技術的開拓、完善,數控機床及其構成柔性製造係統能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯結,向信息集成方向發展,網絡係統向開放、集成和智能化方向發展。
 
趨勢之五:數控係統向高可靠性方向發展
 
 
隨著數控機床網絡化應用的日趨廣泛,數控係統的高可靠性已經成為數控係統製造商追求的目標。對於每天工作兩班的無人工廠而言,如果要求在16小時內連續正常工作,無故障率在P(t)=99%以上,則數控機床的平均無故障運行時間MTBF就大於3000小時。鼎博六合隻對某一台數控機床而言,如主機與數控係統的失效率之比為10:1(數控的可靠比主機高一個數量級)。此時數控係統的MTBF就要大於33333.3小時,而其中的數控裝置、主軸及驅動等的MTBF就大於10萬小時。如果對整條生產線而言,可靠性要求還要更高。
 
當前國外數控裝置的MTBF值已達6000小時以上,驅動裝置達30000小時以上,但是,可以看到距理想的目標還有差距。
 
趨勢之六:數控係統向複合化方向發展
 
 
在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升、降速上,為了盡可能降低這些無用時間,人們希望將不同的加工功能整合在同一台機床上,因此,複合功能的機床成為近年來發展很快的機種。 
 
柔性製造範疇的機床複合加工概念是指將工件一次裝夾後,機床便能按照數控加工程序,自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工,以完成一個複雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鑽、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。
 
普通的數控係統軟件針對不同類型的機床使用不同的軟件版本,比如Siemens的810M係統和802D係統就有車床版本和銑床版本之分。複合化的要求促使數控係統功能的整合。目前,主流的數控係統開發商都能提供高性能的複合機床數控係統。 
 
趨勢之七:數控係統向多軸聯動化方向發展
 
 
由於在加工自由曲麵時,3軸聯動控製的機床無法避免切速接近於零的球頭銑刀端部參予切削,進而對工件的加工質量造成破壞性影響,而5軸聯動控製對球頭銑刀的數控編程比較簡單,並且能使球頭銑刀在銑削3維曲麵的過程中始終保持合理的切速,從而顯著改善加工表麵的粗糙度和大幅度提高加工效率,因此,各大係統開發商不遺餘力地開發5軸、6軸聯動數控係統,隨著5軸聯動數控係統和編程軟件的成熟和日益普及,5軸聯動控製的加工中心和數控銑床已經成為當前的一個開發熱點。
 
近,國外主要的係統開發商在6軸聯動控製係統的研究上已經取得和很大進展,在6軸聯動加工中心上可以使用非旋轉刀具加工任意形狀的三維曲麵,且切深可以很薄,但加工效率太低一時尚難實用化。
 
電子技術、信息技術、網絡技術、模糊控製技術的發展使新一代數控係統技術水平大大提高,促進了數控機床產業的蓬勃發展,也促進了現代製造技術的快速發展。數控機床性能在高速度、高精度、高可靠性和複合化、網絡化、智能化、柔性化、綠色化方麵取得了長足的進步。現代製造業正在迎來一場新的技術革命。


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