【正文】 術(shù) 新材料技術(shù) 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵、層次及其技術(shù)構(gòu)成示意圖 概論 21 2023年 3月 15日 先進(jìn)制造技術(shù) 概論 1 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床 柔性制造系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 5 2 3 22 2023年 3月 15日 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床 23 2023年 3月 15日 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床 4 數(shù)控技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 1 2 3 5 數(shù)字控制與數(shù)控技術(shù)定義 按工藝用途分類 數(shù)控加工的優(yōu)缺點(diǎn) 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 24 2023年 3月 15日 1952年， Parsons公司和 研制了世界上第一臺(tái)三座標(biāo)數(shù)控機(jī)床。 1955年，第一臺(tái)工業(yè)用數(shù)控機(jī)床由美國(guó) Bendix公司生產(chǎn)出來。 數(shù)控技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 25 2023年 3月 15日 第一代： 1955年 NC系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大。 第二代： 1959年 NC系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電 路板。 第三代： 1965年 NC系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路作為硬件， 其特點(diǎn)是體積小，功耗低，可靠性進(jìn)一步提高。 數(shù)控技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 26 2023年 3月 15日 第四代： 1970年 NC系統(tǒng)采用小型計(jì)算機(jī)取代專用計(jì)算機(jī)， 其部分功能由軟件實(shí)現(xiàn)，它具有價(jià)格低，可靠性高和功能多 等特點(diǎn)。 第五代： 1974年 NC系統(tǒng)以微處理器為核心，不僅價(jià)格進(jìn)一 步降低，體積進(jìn)一步縮小，使實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)電一體化 成為可能。這一代又可分為六個(gè)發(fā)展階段： 數(shù)控技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 27 2023年 3月 15日 1974年：系統(tǒng)以位片微處理器為核心，有字符顯示，自診斷功能。 1979年：系統(tǒng)采用 CRT顯示，大容量磁泡存儲(chǔ)器，可編程接口和 遙控接口等。 1981年：具有人機(jī)對(duì)話、動(dòng)態(tài)圖形顯示、實(shí)時(shí)精度補(bǔ)償功能。 1986年：數(shù)字伺服控制誕生，大慣量的交直流電機(jī)進(jìn)入實(shí)用階段。 1988年：采用高性能 32位機(jī)為主機(jī)的主從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 1994年：基于 PC的 NC系統(tǒng)誕生，使 NC系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)入了開放型、 柔性化的新時(shí)代，新型 NC系統(tǒng)的開發(fā)周期日益縮短。它 是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)里程碑。 數(shù)控技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 28 2023年 3月 15日 數(shù)字控制與數(shù)控技術(shù)定義 數(shù)字控制 （ Numerical Control NC） 是一種借助數(shù)字、 字符或其它符號(hào)對(duì)某一工作過程（如加工、測(cè)量、裝配等）進(jìn)行可編程控制的自動(dòng)化方法。 數(shù)控技術(shù) （ Numerical Control Technology） 采用數(shù)字控制的方法對(duì)某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。 29 2023年 3月 15日 數(shù)控系統(tǒng)（ Numerical Control System） 實(shí)現(xiàn)數(shù)字 控制的裝置。 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（ Computer Numerical Control CNC ） 以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。 數(shù)字控制與數(shù)控技術(shù)定義 數(shù)控機(jī)床（ Numerical Control Machine Tools） 是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。 30 2023年 3月 15日 切削加工類 成型加工類 特種加工類 其它類型 數(shù)控鏜銑床 、 數(shù)控車床 、數(shù)控磨床、 加工中心 、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、 FMC等 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)等 數(shù)控線切割機(jī)、電火花加工機(jī)、 激光加工機(jī) 等 數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)、機(jī)器人等 按工藝用途分類 31 2023年 3月 15日 ?優(yōu)點(diǎn) 數(shù)控加工的優(yōu)缺點(diǎn) 自動(dòng)化程度高，可以減輕工人的體力勞動(dòng)強(qiáng)度 加工的零件一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定 生產(chǎn)效率較高 便于產(chǎn)品研制 便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造 32 2023年 3月 15日 單位加工成本較高 多品種小批量或中批量生產(chǎn) 加工中的調(diào)整相對(duì)復(fù)雜 維修難度大 ?缺點(diǎn) 數(shù)控加工的優(yōu)缺點(diǎn) 33 2023年 3月 15日 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 ?發(fā)展趨勢(shì) ? 運(yùn)行高速化 ? 加工高精化 ? 功能復(fù)合化 ? 控制智能化 ? 體系開放化 ? 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化 ? 交互網(wǎng)絡(luò)化 34 2023年 3月 15日 在分辨率為 1?m時(shí)， Fmax=240 m/min。在 Fmax下可獲得復(fù)雜型 面的精確加工。 進(jìn)給率高速化 ● 運(yùn)行高速化 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 35 2023年 3月 15日 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 采用電主軸（內(nèi)裝式主軸電機(jī)）， 即主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸就是主軸部件。 主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá) 202300r/min。 主軸轉(zhuǎn)速的最高加（減）速為 ， 即僅需 0提速到 15000r/min。 主軸高速化 36 2023年 3月 15日 換刀速度 （刀到刀） （切削到切削） 工作臺(tái)（托盤）交換速度 。 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 37 2023年 3月 15日 采用高速插補(bǔ)技術(shù)，以微小程序段實(shí)現(xiàn) 連續(xù)進(jìn)給，使 CNC控制單位精細(xì)化，采用 高分辨率位置檢測(cè)裝置，提高位置檢測(cè) 精度；位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非 線性控制等方法。 ● 加工高精化 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 38 2023年 3月 15日 車銑復(fù)合 鏜銑鉆復(fù)合 銑鏜鉆車復(fù)合 銑鏜鉆磨復(fù)合 更換主軸箱 車削中心 復(fù)合加工中心 加工中心、五面加工中心 復(fù)合加工中心 組合加工中心 ● 功能復(fù)合化 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 39 2023年 3月 15日 智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置 智能故障診斷與自修復(fù)技術(shù) 加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 ● 控制智能化 40 2023年 3月 15日 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 ● 體系開放化 在不同的工作平臺(tái)上均能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能、 且可以與其他的系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行互操作的系統(tǒng)。 系統(tǒng)構(gòu)件（軟件和硬件）具有標(biāo)準(zhǔn)化與多樣化 和互換性的特征，允許通過對(duì)構(gòu)件的增減來構(gòu) 造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“積木式”的集成。 定義 特點(diǎn) 41 2023年 3月 15日 ●驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 42 2023年 3月 15日 網(wǎng)絡(luò)資源共享 01 數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制 02 數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程培訓(xùn)與教學(xué) 03 數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù) 04 ●交互網(wǎng)絡(luò)化 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 43 2023年 3月 15日 先進(jìn)制造技術(shù) 概論 1 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床 柔性制造系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 5 2 3 44 2023年 3月 15日 FMS產(chǎn)生的背景條件 FMS的產(chǎn)生過程 FMS的定義 FMS的發(fā)展?fàn)顩r FMS的主要特點(diǎn) FMS的基本組成 柔性制造系統(tǒng) 45 2023年 3月 15日 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和消費(fèi)水平的提高，人們更注重產(chǎn)品的不斷更新和多樣化，中小批量、多品種生產(chǎn)已成為機(jī)械制造業(yè)的一個(gè)重要特征。 科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展推動(dòng)了自動(dòng)化程度和制造水平的提高。 FMS產(chǎn)生的背景條件 46 2023年 3月 15日 1950年，美國(guó) MIT誕生了第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床以后， 機(jī)電一體化及數(shù)控（ NC）的概念出現(xiàn)了。機(jī)電一體 化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CN）、計(jì) 算機(jī)直接控制（又稱群控）（ DNC）、計(jì)算機(jī)輔助 制造（ CAM）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）、成組技 術(shù)（ GT）、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程（ CAPP）、工業(yè) 機(jī)器人技術(shù)（ ROBOT）