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數(shù)控機(jī)床-第一章數(shù)控機(jī)床概論ppt-全文預(yù)覽

  

【正文】 62 3. PC + CNC (融合系統(tǒng)) 專(zhuān)業(yè)廠家認(rèn)為 CNC系統(tǒng)最主要功能是高速、高精加工和可靠性,向 PC在的死機(jī)現(xiàn)象是不允許的。 61 ?目前開(kāi)放的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PC的 CNC系統(tǒng)(軟數(shù)控 : Soft CNC) 以 PC機(jī)為平臺(tái),數(shù)控功能由軟件模塊實(shí)現(xiàn),但要決實(shí)時(shí)性的問(wèn)題。 ② 可擴(kuò)展性:不同的模塊能運(yùn)行于一個(gè)平臺(tái),而不出現(xiàn)沖突。 ? 一個(gè)開(kāi)放式的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)能夠使供應(yīng)商為實(shí)現(xiàn)專(zhuān)門(mén)的最佳方案去定制控制系統(tǒng)。升級(jí)困難,各廠家產(chǎn)品不兼容,成本高。 數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì) 58 ?開(kāi)放式系統(tǒng)產(chǎn)生的原因 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜,暴露出許多自身固有的缺陷。 1~ 高可靠性 當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的可靠性指標(biāo),平均無(wú)故障間隔時(shí)間( MTBF)已達(dá)6000小時(shí)以上,驅(qū)動(dòng)裝置達(dá) 30000小時(shí)以上。為了滿足用戶(hù)的需要, 近 10多年來(lái),普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 177。新材料及新零件的出現(xiàn),更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝,發(fā)展新型超精密加工機(jī)床,完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù),以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。 48 167。所謂最佳狀態(tài),指的是最高生產(chǎn)率、最低加工成本、最好的加工質(zhì)量等。其中各個(gè)制造單元相對(duì)獨(dú)立,能適時(shí)地平衡資源的利用。 FMS是一種在批量加工條件下,高柔性和高自動(dòng)化程度的制造系統(tǒng)。 42 柔性制造系統(tǒng) ( FMSFlexible Manufacturing System) 柔性制造系統(tǒng)是在柔性制造單元 ( FMCFlexible Manufacturing Cell) 基礎(chǔ)上研制和發(fā)展起來(lái)的 。圖 14為兩種不同類(lèi)型的四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。 系統(tǒng)復(fù)雜并且成本高 , 故適用于精度要求很高的數(shù)控機(jī)床 ,如精密數(shù)控鏜銑床 、 超精密數(shù)控車(chē)床等 。 中檔數(shù)控機(jī)床廣泛采用半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 。 如圖 ,部件的移動(dòng)速度和位移量是由輸入脈沖的頻率和脈沖數(shù)決定的 。 2) 具有輪廓控制功能的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車(chē)床 、 數(shù)控銑床 、數(shù)控磨床 、 加工中心等 。 2) 對(duì)移動(dòng)的速度也要進(jìn)行控制 , 因?yàn)檫@類(lèi)數(shù)控機(jī)床在兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)要進(jìn)行切削加工 , 如圖 。 加工示意圖可以參看動(dòng)畫(huà) 31 2. 按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類(lèi) ( 1) 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 1)點(diǎn)位控制只要求控制機(jī)床的移動(dòng)部件從某一位置移動(dòng)到另一位置的準(zhǔn)確定位 , 對(duì)于兩位置之間的運(yùn)動(dòng)軌跡不作嚴(yán)格要求 , 在移動(dòng)過(guò)程中刀具不進(jìn)行切削加工 , 如圖所示 。 復(fù)合加工中心 主要是指在一臺(tái)加工中心上有立、臥兩個(gè)主軸或主軸可 90176。與數(shù)控銑床的最大區(qū)別在于加工中心具有自動(dòng)交換加工刀具的能力,通過(guò)在刀庫(kù)上安裝不同用途的刀具,可在一次裝夾中通過(guò)自動(dòng)換刀裝置改變主軸上的加工刀具,實(shí)現(xiàn)多種加工功能。 工藝集中原則 27 加工中心 數(shù)控機(jī)床的基本概念 加工中心 能實(shí)現(xiàn)三軸或三軸以上的聯(lián)動(dòng)控制,以保證刀具進(jìn)行復(fù)雜表面的加工。這類(lèi)機(jī)床起步晚,但目前發(fā)展很快。 數(shù)控機(jī)床分類(lèi) 數(shù)控機(jī)床品種已經(jīng)基本齊全,規(guī)格繁多,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已有400多個(gè)品種規(guī)格。 4. 精密檢測(cè)與傳感技術(shù) 是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,是閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心技術(shù)。 21 數(shù)控機(jī)床的基本概念 數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)基本技術(shù) 1. 精密機(jī)械技術(shù) 是數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ),包括精密機(jī)械設(shè)計(jì)和精密機(jī)械加工兩大方面。因而后來(lái)在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí),采用了許多新的加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施,使得數(shù)控機(jī)床的外部造型、整體布局、傳動(dòng)系統(tǒng)以及刀具系統(tǒng)等方面都已發(fā)生了很大的變化。 機(jī)床本體 :是數(shù)控機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部分,主要包括支承部件(床身、立柱等)、主運(yùn)動(dòng)部件(主軸箱)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件(工作臺(tái)滑板、刀架)等。在計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床中,由于計(jì)算機(jī)本身即含有運(yùn)算器、控制器等上述單元,因此其數(shù)控裝置的作用由一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。 伺服控制裝置 :接受來(lái)自數(shù)控裝置的位置控制信息,轉(zhuǎn)換為相應(yīng)坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和精確定位運(yùn)動(dòng)。其寬為 ,厚 ,每行除了必須有一個(gè) 步孔外,最多可以有 8個(gè) 的信息孔。 NCU就是數(shù)控裝置的英文縮寫(xiě)。整個(gè)系統(tǒng)包括信息輸入、運(yùn)算和控制、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)以及機(jī)電接口等。 采用數(shù)控技術(shù)對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床。稱(chēng)這種方法為數(shù)字控制,簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控。 常州機(jī)床廠 五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床;秦川機(jī)床廠 六軸五聯(lián)動(dòng)全數(shù)控螺旋齒錐齒輪切齒機(jī)。 3。 ? 目前我國(guó)已經(jīng)有自主版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng),但絕大多數(shù)全功能數(shù)控機(jī)床還是采用國(guó)外的 CNC系統(tǒng)。 1966年誕生了第一臺(tái)用于直線 —— 圓弧插補(bǔ)的晶體管數(shù)控系統(tǒng)。 ? 1980年后, FMS、 FMC、 CIMS、開(kāi)放式數(shù)控( open NC)系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)( IMS)大發(fā)展。 1967英國(guó)最初的 FMS 電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展一致 8 ?第 4代數(shù)控機(jī)床:從 1970年開(kāi)始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)( CNC)。 1959,晶體管元件的出現(xiàn)使電子設(shè)備的體積大大減小,數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路板, Kamp。 1955年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn); 1959年,美國(guó)克耐 數(shù)控機(jī)床的基本概念 3 ? 普通機(jī)床或?qū)I(yè)化程度高的自動(dòng)化機(jī)床顯然無(wú)法適應(yīng)這些要求。機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民工業(yè)的基礎(chǔ),其產(chǎn)品更是日趨精密復(fù)雜,特別是在宇航、航海、軍事等領(lǐng)域所需的機(jī)械零件,精度要求更高,形狀更為復(fù)雜且往往批量較小,加工這類(lèi)產(chǎn)品需要經(jīng)常改裝或調(diào)整設(shè)備 . ? 單件,小批量機(jī)加工零件的總量占機(jī)械加工總量的80%左右。 數(shù)控機(jī)床的基本概念 數(shù)控機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控沖剪機(jī)、數(shù)控肋骨冷彎?rùn)C(jī)等都是屬于這個(gè)范圍的自動(dòng)化設(shè)備 規(guī)模化效益 4 普通車(chē)床操作 數(shù)控車(chē)床 5 帕森斯公司正式接受委托,與麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室( Servo Mechanism Laboratory of the Massachusetts Institute of Technology)合作,于 1952年試制成功世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床試驗(yàn)性樣機(jī)。 1952, Parsons Corp.,MIT,美空軍后勤司令部合作,第一臺(tái)立式銑 ? 第 2代數(shù)控機(jī)床:從 1959年開(kāi)始采用晶體管電路的 NC系統(tǒng)。 1965,由于它體積小、功耗低,使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高,這是第三代數(shù)控系統(tǒng)。 開(kāi)始出現(xiàn)的以微處理器為核心的數(shù)控系統(tǒng)被人們譽(yù)為第五代數(shù)控系統(tǒng),近 30年來(lái),裝備微處理機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床得到飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。 9 我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展概況 ? 我國(guó)數(shù)控機(jī)床的研制始于 1958年,由清華大學(xué)研制出 了最早的樣機(jī)。 數(shù)控機(jī)床的基本概念 ? 80年代前期,在引入了日本數(shù)控技術(shù)后,我國(guó)的數(shù)控機(jī)床才真正進(jìn)入小批量生產(chǎn)的商品化時(shí)代。 2022年產(chǎn)量 36000臺(tái),產(chǎn)值 295億元。北京一機(jī)床 五坐標(biāo)數(shù)控螺旋槳銑床,加工直徑達(dá) 6米,可加工 10萬(wàn)噸級(jí)遠(yuǎn)洋海輪用螺旋槳葉輪面; 武漢重型機(jī)床廠 數(shù)控立車(chē),可加工 30萬(wàn) KW水輪機(jī),直徑達(dá)16米,精度 。 12 數(shù)控機(jī)床組成與工作原理 需要澄清的幾個(gè)概念 1. 數(shù)控技術(shù) (Numerical ControlNC ) 用 數(shù)字化信號(hào) 對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程中進(jìn)行控制的一種方法。它由程序輸入、輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、伺服裝置、反饋裝置、輔助驅(qū)動(dòng)裝置組成。數(shù)控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是完成了手工加工中操作者的部分工作 15 ?計(jì)算機(jī)數(shù)控 CNC 控制系統(tǒng),它自動(dòng)讀入載體上的數(shù)字信息,經(jīng)過(guò)譯碼,控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。數(shù)控裝置有時(shí)也簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控系統(tǒng)。 常用的控制介質(zhì)是 8單位的標(biāo)準(zhǔn)穿孔帶,且常用的穿孔帶是紙質(zhì)的,所以又稱(chēng)紙帶。 指令集 18 數(shù)控裝置 :數(shù)控機(jī)床的 關(guān)鍵環(huán)節(jié) 、核心,一般
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