詳細(xì)參數(shù) | |||
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品牌 | 西門(mén)子 | 型號(hào) | 6ES7221-1BF32-0XB0 |
結(jié)構(gòu)形式 | 模塊式 | 安裝方式 | 控制室安裝 |
LD指令處理器 | 其他 | 加工定制 | 否 |
西門(mén)子CPU模塊6ES7221-1BF32-0XB0
用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號(hào)模塊 (SM)。
用于連接總線和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的通信處理器 (CP)。
用于高速計(jì)數(shù)、定位(開(kāi)環(huán)/閉環(huán))及 PID 控制的功能模塊(FM)。
根據(jù)要求,也可使用下列模塊:
用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負(fù)載電源模塊(PS)。
接口模塊 (IM),用于多層配置時(shí)連接*控制器 (CC) 和擴(kuò)展裝置 (EU)。
通過(guò)分布式*控制器 (CC) 和 3 個(gè)擴(kuò)展裝置 (EU),SIMATIC S7-300 可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。所有模塊均在外殼中運(yùn)行,并且無(wú)需風(fēng)扇。
SIPLUS 模塊可用于擴(kuò)展的環(huán)境條件:
適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺,在防護(hù)等級(jí)為 IP20 機(jī)柜內(nèi)使用時(shí),可直接在汽車(chē)或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機(jī)柜和 IP65 外殼。
設(shè)計(jì)
簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護(hù):
安裝模塊:
只需簡(jiǎn)單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上,轉(zhuǎn)動(dòng)到位然后鎖緊螺釘。
集成的背板總線:
背板總線集成到模塊里。模塊通過(guò)總線連接器相連,總線連接器插在外殼的背面。
模塊采用機(jī)械編碼,更換極為容易:
更換模塊時(shí),必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機(jī)構(gòu),可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯(cuò)插到其他的模塊上。
現(xiàn)場(chǎng)證明可靠的連接:
對(duì)于信號(hào)模塊,可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
TOP 連接:
為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號(hào)模塊上接線。
規(guī)定的安裝深度:
所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi),并有前蓋保護(hù)。因此,所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。
無(wú)插槽規(guī)則:
信號(hào)模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。
擴(kuò)展
若用戶的自動(dòng)化任務(wù)需要 8 個(gè)以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時(shí),則可對(duì) S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)進(jìn)行擴(kuò)展:
*控制器和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架多可連接32個(gè)模塊:
總共可將 3 個(gè)擴(kuò)展裝置(EU)連接到*控制器(CC)。每個(gè) CC/EU 可以連接八個(gè)模塊。
通過(guò)接口模板連接:
每個(gè) CC / EU 都有自己的接口模塊。在*控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中,并自動(dòng)處理與擴(kuò)展裝置的通信。
通過(guò) IM 365 擴(kuò)展:
1 個(gè)擴(kuò)展裝置遠(yuǎn)擴(kuò)展距離為 1 米;電源電壓也通過(guò)擴(kuò)展裝置提供。
通過(guò) IM 360/361 擴(kuò)展:
3 個(gè)擴(kuò)展裝置, CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠(yuǎn)距離為 10m。
單獨(dú)安裝:
對(duì)于單獨(dú)的 CC/EU,也能夠以更遠(yuǎn)的距離安裝。兩個(gè)相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離:長(zhǎng)達(dá) 10m。
靈活的安裝選項(xiàng):
CC/EU 既可以水平安裝,也可以垂直安裝。這樣可以限度滿足空間要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。
用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器
多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中;
是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案,可以同時(shí)連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動(dòng)化系統(tǒng)。
PROFIBUS DP進(jìn)行過(guò)程通信
SIMATIC S7-300 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過(guò)帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng),并且使得操作大大簡(jiǎn)化。
從用戶的角度來(lái)看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒(méi)有區(qū)別(相同的組態(tài),編址及編程)。
PLC的系統(tǒng)硬件、配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間,因此,工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí),應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求,明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作,然后根據(jù)控制要求,估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等,后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?,通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù),再增加10%~20%的可擴(kuò)展余量后。作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí),商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn),對(duì)輸入輸出點(diǎn)。
S7-1200系列主機(jī)型號(hào):
1211C型CPU:6ES7211-1BE31-0XB0(繼電器);6ES7211-1AE31-0XB0(晶體管)
6ES7211-1HE31-0XB0(繼電器)
1212C型CPU:6ES7212-1BE31-0XB0(繼電器);6ES7212-1AE31-0XB0(晶體管)
6ES7212-1HE31-0XB0(繼電器)
1214C型CPU:6ES7214-1BG31-0XB0(繼電器);6ES7214-1AG31-0XB0(晶體管)
6ES7214-1HG31-0XB0(繼電器)
1215C型CPU:6ES7215-1BG31-0XB0(繼電器);6ES7215-1AG31-0XB0(晶體管)
6ES7215-1HG31-0XB0(繼電器)
標(biāo)配:
1以太網(wǎng)口2路模擬量輸入(電壓型)
4軸100kHz脈沖輸出(晶體管型)
1215C型帶2路模擬量輸出(電壓型)
S7-1200系列可用擴(kuò)展型號(hào):
數(shù)字量:
6ES7221-1BF30-0XB0(8點(diǎn)輸入);6ES7221-1BH30-0XB0(16點(diǎn)輸)
6ES7222-1XF30-0XB0(8個(gè)切換繼電器);6ES7222-1HF30-0XB0(8點(diǎn)繼電器輸出)
6ES7222-1BF30-0XB0(8點(diǎn)晶體管輸出);6ES7222-1HH30-0XB0(16點(diǎn)繼電器輸出)
6ES7222-1BH30-0XB0(16點(diǎn)晶體管輸出);6ES7223-1PH30-0XB0(8點(diǎn)輸入/8點(diǎn)繼電器輸出)
6ES7223-1BH30-0XB0(8點(diǎn)輸入/8點(diǎn)晶體管輸出):
6ES7223-1PL30-0XB0(16點(diǎn)輸入/16點(diǎn)繼電器輸出)
6ES7223-1BL30-0XB0(16點(diǎn)輸入/16點(diǎn)晶體管輸出)
6ES7223-1QH30-0XB0(8點(diǎn)輸入(AC)/8點(diǎn)繼電器輸出)
模擬量:西門(mén)子PLC模塊6ES7221-1BF32-0XB0
6ES7231-4HD30-0XB0(4路模擬量輸入);6ES7231-4HF30-0XB0(8路模擬量輸入)
6ES7232-4HB30-0XB0(2路模擬量輸出);6ES7232-4HD30-0XB0(4路模擬量輸出)
6ES7234-4HE30-0XB0(4路模擬量輸入/2路模擬量輸出)
6ES7231-5ND30-0XB0(4路熱電阻溫度輸入);6ES7231-5PD30-0XB0(4路熱電阻溫度輸入)
6ES7231-5QD30-0XB0(4路熱電偶溫度輸入);6ES7231-5PF30-0XB0(8路熱電阻溫度輸入)
6ES7231-5QF30-0XB0(8路熱電偶溫度輸入)
信號(hào)板數(shù)字量:
6ES7221-3BD30-0XB0(DC 200kHz,4點(diǎn)輸入);6ES7221-3AD30-0XB0(DC 200kHz,4點(diǎn)輸入)
6ES7223-0BD30-0XB0(2點(diǎn)輸入/2點(diǎn)輸出)
6ES7222-1BD30-0XB0(DC 200kHz,4點(diǎn)輸出,0.1A)
6ES7222-1AD30-0XB0(DC 200kHz,4點(diǎn)輸出,0.1A)
6ES7223-3BD30-0XB0(2點(diǎn)24V輸入/2點(diǎn)24V輸出,0.1A)
6ES7223-3AD30-0XB0(2點(diǎn)5V輸入/2點(diǎn)5V輸出,0.1A)
信號(hào)板模擬量:
6ES7231-4HA30-0XB0(1路模擬量輸入);6ES7232-4HA30-0XB0(1路模擬量輸出)
6ES7231-5PA30-0XB0(1路熱電阻溫度輸入);6ES7231-5QA30-0XB0(1路熱電偶溫度輸入)
通訊板:
6ES7241-1CH31-0XB0(RS485/422);6ES7241-1AH30-0XB0(RS232)
6ES7241-1CH30-1XB0(RS485)
通訊模塊:
6GK7243-5DX30-0XE0(Profibus-DP主站模塊)
6GK7242-5DX30-0XE0(Profibus-DP從站模塊);6GK7242-7KX30-0XE0(GPRS模塊)
TS模塊:
6ES7972-0EB00-0XA0(TS Adapter IE Basic);6ES7972-0MM00-0XA0(TS Module Modem)
6ES7972-0MD00-0XA0(TS Module ISDN);6ES7972-0MS00-0XA0(TS Module RS232)
模擬器:
6ES7274 1XH30 0XA0(1214C模擬器(14位)
6ES7274 1XF30 0XA0(1211C/1212C模擬器(8位))
存儲(chǔ)卡:西門(mén)子PLC模塊6ES7221-1BF32-0XB0
6ES7954-8LB01-0AA0(SIMATIC MC 2MB);6ES7954-8LE01-0AA0(SIMATIC MC 12MB)
6ES7954-8LF01-0AA0(SIMATIC MC 24MB)
其他:
6EP1332-1SH71(PM 1207,DC24V,2.5 CPU電源)
6ES7290-6AA30-0XA0(I/O擴(kuò)展電纜,2米);6ES7297-0AX30-0XA0(S7-1200電池板)
6ES7298-2DS23-0XA0(SIMATIC/SINAMICS V60接線電纜)
6GK7277-1AA10-0AA0(CSM 1277以太網(wǎng)交換機(jī),4端口)
訂貨號(hào) | 注釋 |
CPU | |
6ES72111AD300XB0 | CPU 1211C,緊湊型 CPU,DC/DC/DC,板載 I/O: 6 DI 24V DC;4 DO 24 V DC;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,電源: DC 20.4 - 28.8 V DC,程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器: 25 KB |
6ES72111BD300XB0 | CPU 1211C,緊湊型 CPU,AC/DC/繼電器,板載 I/O: 6 DI 24V DC;4 DO 繼電器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,電源: AC 85 - 264 V AC @ 47 - 63 HZ,程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器: 25 KB |
6ES72111HD300XB0 | CPU 1211C,緊湊型 CPU,DC/DC/繼電器,板載 I/O: 6 DI 24V DC;4 DO 繼電器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,電源: AC 20.4 - 28.8 V DC,程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器: 25 KB |
6ES72121AD300XB0 | CPU 1212C,緊湊型 CPU,DC/DC/DC,板載 I/O: 8 DI 24V DC;6 DO 24 V DC;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,電源: DC 20.4 - 28.8 V DC,程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器: 25 KB |
6ES72121BD300XB0 | CPU 1212C,緊湊型 CPU,AC/DC/繼電器,板載 I/O: 8 DI 24V DC;6 DO 繼電器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,電源: AC 85 - 264 V AC @ 47 - 63 HZ,程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器: 25 KB |
6ES72121HD300XB0 | CPU 1212C,緊湊型 CPU,DC/DC/繼電器,板載 I/O: 8 DI 24V DC;6 DO 繼電器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,電源: AC 20.4 - 28.8 V DC,程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器: 25 KB |
6ES72141AE300XB0 | CPU 1214C,緊湊型 CPU,DC/DC/DC,板載 I/O: 14 DI 24V DC;10 DO 24 V DC;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,電源: DC 20.4 - 28.8 V DC,程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器: 50 KB |
6ES72141BE300XB0 | CPU 1214C,緊湊型 CPU,AC/DC/繼電器,板載 I/O: 14 DI 24V DC;10 DO 繼電器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,電源: AC 85 - 264 V AC @ 47 - 63 HZ,程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器: 50 KB |
6ES72141HE300XB0 | CPU 1214C,緊湊型 CPU,DC/DC/繼電器,板載 I/O: 14 DI 24V DC;10 DO 繼電器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,電源: AC 20.4 - 28.8 V DC,程序/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器: 50 KB |
DI/DO | |
6ES72211BF300XB0 | SM 1221 數(shù)字量輸入模板,8 點(diǎn)數(shù)字量輸入,直流 24 V,漏/源輸入 |
6ES72211BH300XB0 | SM 1221 數(shù)字量輸入模板,16 點(diǎn)數(shù)字量輸入,直流 24 V,漏/源輸入 |
6ES72221BF300XB0 | SM 1222 數(shù)字量輸出模板,8 點(diǎn)數(shù)字量輸出,直流 24V,晶體管 |
6ES72221BH300XB0 | SM 1222 數(shù)字量輸出模板,16 點(diǎn)數(shù)字量輸出,直流 24V,晶體管 0.5A |
6ES72221HF300XB0 | SM 1222 數(shù)字量輸出模板,8 點(diǎn)數(shù)字量輸出,繼電器 2A |
6ES72221HH300XB0 | SM 1222 數(shù)字量輸出模板,16 點(diǎn)數(shù)字量輸出,繼電器 2A |
6ES72231BL300XB0 | SM 1223 數(shù)字量 I/O 模板,16 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出,16 點(diǎn)數(shù)字量輸入 DC 24 V,漏/源,16 點(diǎn)數(shù)字量輸出,晶體管 0.5A |
6ES72231PH300XB0 | SM 1223 數(shù)字量 I/O 模板,8 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出,8 點(diǎn)數(shù)字量輸入 DC 24 V,漏/源,8 點(diǎn)數(shù)字量輸出,繼電器 2A |
6ES72231PL300XB0 | SM 1223 數(shù)字量 I/O 模板,16 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出,16 點(diǎn)數(shù)字量輸入 DC 24 V,漏/源,16 點(diǎn)數(shù)字量輸出,繼電器 2A |
AI/AO | |
6ES72314HD300XB0 | SM 1231 模擬量輸入模板,4 點(diǎn)模擬量輸入,+/-10V、+/-5V、+/-2.5V、或 0-20 MA 12 位 + 符號(hào)位(13 位 ADC) |
6ES72324HB300XB0 | SM 1232 模擬量輸出模板,2 點(diǎn)模擬量輸出,+/-10V,14 位分辨率,或 0-20 MA,13 位分辨率 |
6ES72344HE300XB0 | SM 1234 模擬量 I/O 模板,4 點(diǎn)模擬量輸入/2 點(diǎn)模擬量輸出,+/-10V,14 位分辨率,或 0-20 MA,13 位分辨率 |
加工原則
加工路線的確定
數(shù)控車(chē)床進(jìn)給加工路線指車(chē)刀從對(duì)刀點(diǎn)(或機(jī)床固定原點(diǎn))開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起,直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過(guò)的路徑,包括切削加工的路徑及刀具切人、切出等非切削空行程路徑。
精加工的進(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的,因此,確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。
在數(shù)控車(chē)床加工中,加工路線的確定一般要遵循以下幾方面原則。
①應(yīng)能保證被加工工件的精度和表面粗糙度。
②使加工路線短,減少空行程時(shí)間,提高加工效率。
③盡量簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算的工作量,簡(jiǎn)化加工程序。
④對(duì)于某些重復(fù)使用的程序,應(yīng)使用子程序。
優(yōu)缺點(diǎn)西門(mén)子PLC模塊6ES7221-1BF32-0XB0
數(shù)控加工有下列優(yōu)點(diǎn):
①大量減少工裝數(shù)量,加工形狀復(fù)雜的零件不需要復(fù)雜的工裝。如要改變零件的形狀和尺寸,只需要修改零件加工程序,適用于新產(chǎn)品研制和改型。
②加工質(zhì)量穩(wěn)定,加工精度高,重復(fù)精度高,適應(yīng)飛行器的加工要求。
③多品種、小批量生產(chǎn)情況下生產(chǎn)效率較高,能減少生產(chǎn)準(zhǔn)備、機(jī)床調(diào)整和工序檢驗(yàn)的時(shí)間,而且由于使用切削量而減少了切削時(shí)間。
④可加工常規(guī)方法難于加工的復(fù)雜型面,甚至能加工一些無(wú)法觀測(cè)的加工部位。
數(shù)控加工的缺點(diǎn)是機(jī)床設(shè)備費(fèi)用昂貴,要求維修人員具有較高水平。
簡(jiǎn)介
它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開(kāi)關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年,穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問(wèn)世;19世紀(jì)末,以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明;1938年,香農(nóng)在美國(guó)麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸,奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī),包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。1952年臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世(由帕森斯和麻省理工學(xué)院合作),成為世界機(jī)械工業(yè)*一件劃時(shí)代的事件,推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。
數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)(CNC,Computerized Numerical Control),它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來(lái)執(zhí)行對(duì)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置,使輸入操作指令的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn),均可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成,處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。[2]技術(shù)領(lǐng)域
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,如數(shù)控機(jī)床等。其技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域:
(1)機(jī)械制造技術(shù);
(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);
(3)自動(dòng)控制技術(shù);
(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù);
(5)傳感器技術(shù);
(6)軟件技術(shù)等。
數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和*工業(yè)的使能技術(shù)和基本的裝備。世界各國(guó)信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資,不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在"高精尖"數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。
基礎(chǔ)
什么是CNC
傳統(tǒng)的機(jī)械加工都是用手工操作普通機(jī)床作業(yè)的,加工時(shí)用手搖動(dòng)機(jī)械刀具切削金屬,靠眼睛用卡尺等工具測(cè)量產(chǎn)品的精度的?,F(xiàn)代工業(yè)早已使用電腦數(shù)字化控制的機(jī)床進(jìn)行作業(yè)了,數(shù)控機(jī)床可以按照技術(shù)人員事先編好的程序自動(dòng)對(duì)任何產(chǎn)品和零部件直接進(jìn)行加工了。這就是我們說(shuō)的“數(shù)控加工”。數(shù)控加工廣泛應(yīng)用在所有機(jī)械加工的任何領(lǐng)域,更是模具加工的發(fā)展趨勢(shì)和重要和必要的技術(shù)手段。
“CNC”是英文Computerized Numerical Control(計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制)的縮寫(xiě)
數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的加工程序,自動(dòng)地對(duì)被加工零件進(jìn)行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、切削參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量、背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開(kāi)、關(guān)等),按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫(xiě)成加工程序單,再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上(如穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、磁泡存儲(chǔ)器),然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中,從而指揮機(jī)床加工零件。
這種從零件圖的分析到制成控制介質(zhì)的全部過(guò)程叫數(shù)控程序的編制。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床加工零件的區(qū)別在于數(shù)控機(jī)床是按照程序自動(dòng)加工零件,而普通機(jī)床要由人來(lái)操作,我們只要改變控制機(jī)床動(dòng)作的程序就可以達(dá)到加工不同零件的目的。因此,數(shù)控機(jī)床特別適用于加工小批量且形狀復(fù)雜要求精度高的零件
由于數(shù)控機(jī)床要按照程序來(lái)加工零件,編程人員編制好程序以后,輸入到數(shù)控裝置中來(lái)指揮機(jī)床工作。程序的輸入是通過(guò)控制介質(zhì)來(lái)的。
編程
通常數(shù)控編程可分為兩種情況:手動(dòng)編程與自動(dòng)編程。對(duì)于外形比較簡(jiǎn)單的(例如數(shù)控車(chē)床車(chē)簡(jiǎn)單內(nèi)外輪廓,數(shù)控銑床銑平面等)可用手動(dòng)編程,這種方式比較簡(jiǎn)單,很容易掌握,適應(yīng)性較大。適用于中等復(fù)雜程度程序、計(jì)算量不大的零件編程,對(duì)機(jī)床操作人員來(lái)講必須掌握。而自動(dòng)編程就比較復(fù)雜了,一般用于幾何形狀比較復(fù)雜的零件,計(jì)算量比較大,人力難以完成的零件。常用的自動(dòng)編程軟件有:UG Master CAM catia 等。
發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,對(duì)民生的一些重要行業(yè)國(guó)防、汽車(chē)等的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用,這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì),如:橋式三、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門(mén)銑床、龍門(mén)移動(dòng)式五坐標(biāo)AC擺角數(shù)控龍門(mén)銑床、龍門(mén)移動(dòng)式三坐標(biāo)數(shù)控龍門(mén)銑床等。
高速化發(fā)展
隨著數(shù)控系統(tǒng)核心處理器性能的進(jìn)步,目前高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。世界上許多汽車(chē)廠,包括我國(guó)的上海通用汽車(chē)公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時(shí),在普通銑床加工需8小時(shí)。
由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化,在專業(yè)主軸廠的開(kāi)發(fā)下,主軸高速化日益普及。過(guò)去只用于汽車(chē)工業(yè)高速化的機(jī)種(每分鐘1.5萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的機(jī)種),已成為*的機(jī)械產(chǎn)品要件。
精密化發(fā)展
隨著伺服控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步,在數(shù)控系統(tǒng)的控制下,機(jī)床可以執(zhí)行亞微米級(jí)的運(yùn)動(dòng)。在加工精度方面,普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級(jí)加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。
開(kāi)放化發(fā)展
由于計(jì)算機(jī)硬件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化,以及軟件模塊化,開(kāi)放化技術(shù)的日益成熟,數(shù)控技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入開(kāi)放化的階段。開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃,并進(jìn)行開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個(gè)大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和技術(shù)規(guī)范的制定,預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中國(guó)的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定