數(shù)控機(jī)床概論(參考版)
2025-01-03 10:46本頁(yè)面
【正文】 了解數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程及趨勢(shì)。在理解的基礎(chǔ)上牢記數(shù)控機(jī)床的組成及分類(lèi) 。一般來(lái)說(shuō)，性能越高的數(shù)控裝置，價(jià)格也越貴，所以對(duì)用戶來(lái)說(shuō)并不一定一味地追求高性能，而應(yīng)該根據(jù)自己的實(shí)際需要，綜合考慮性能和價(jià)格，作出最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇?，F(xiàn)在的問(wèn)題是，如何把這些信息從計(jì)算機(jī) “ 下載 ” 到生產(chǎn)線，在生產(chǎn)過(guò)程中利用這些信息控制機(jī)器，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品；這個(gè)全過(guò)程就是數(shù)字制造。在計(jì)算機(jī)世界里，可以產(chǎn)生各種各樣的信息，并把物理過(guò)程虛擬化； DNC還可以對(duì)CAD/CAPP/CAM以及 CNC的程序進(jìn)行傳送和分級(jí)管理。 6） 數(shù)字制造 1995年 12月，美國(guó) SME主席 ， “ 數(shù)字制造 ” （ “ digital manufacturing”）將會(huì)是我們的主要工作。此外，應(yīng)注意增強(qiáng)監(jiān)控和保護(hù)功能，例如有的系統(tǒng)設(shè)有刀具破損檢測(cè)、行程范圍保護(hù)和斷電保護(hù)等功能，以避免損壞機(jī)床或報(bào)廢工件。由于元器件失效、編程及人為操作失誤等原因，數(shù)控系統(tǒng)完全可能出現(xiàn)故障。例如采取防電源干擾，輸入輸出隔離；使數(shù)控系統(tǒng)模塊化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化，以便組織批量生產(chǎn)和維修；在安裝制造時(shí)注意嚴(yán)格篩選元器件；對(duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行全面檢查考核等。采用大規(guī)模集成電路、專(zhuān)用芯片及混合式集成電路，以減少元器件數(shù)量，精簡(jiǎn)外部連線和降低功耗。 數(shù)控機(jī)床作為車(chē)間的基本設(shè)備 ， 它的通訊范圍是： （ 1） 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的 CNC裝置與數(shù)字伺服間的 通信 ， 主要通過(guò) SERCOS鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)字伺服控制信息； （ 2） 數(shù)控系統(tǒng)與上級(jí)主計(jì)算機(jī)間的通信； （ 3） 與車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及 I/O裝置的通信 ， 主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線 ， 如 PROFIBUS等進(jìn)行通訊； （ 4） 通過(guò)因特網(wǎng)與服務(wù)中心的通信 ， 傳遞維修數(shù)據(jù)； （ 5） 通過(guò)因特網(wǎng)與另一個(gè)工廠交換制造數(shù)據(jù) 。由于這樣一個(gè)富有哲理的概念作為 NGC計(jì)劃的奠基石， NGC代表了下一代控制技術(shù)。這個(gè)概念最早見(jiàn)于 1987年美國(guó)的 NGC(Next Generation Controller)計(jì)劃， NGC控制技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)基于相互操作和分級(jí)式的軟件模塊的 “ 開(kāi)放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（ SOSAS） ” 找到解決問(wèn)題的辦法。最大的問(wèn)題是，這些數(shù)控系統(tǒng)都是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，它們具有不同的編程語(yǔ)言、非標(biāo)準(zhǔn)的人機(jī)接口、多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、非標(biāo)準(zhǔn)的硬件接口等，這些缺陷造成了數(shù)控系統(tǒng)使用和維護(hù)的不便，也限制了數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。 3~5μ m，提高到 177。 10μ m提高到 177。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和對(duì)機(jī)電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提高，機(jī)床用戶對(duì)機(jī)床加工精度的要求也越來(lái)越高。 當(dāng)前，機(jī)械加工高精度的要求如下：普通的加工精度提高了一倍，達(dá)到 5微米；精密加工精度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，超精密加工精度進(jìn)入納米級(jí)（ ），主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到 ~，加工圓度為 ，加工表面粗糙度 Ra=。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 1)高速高精度 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)超精密加工技術(shù)不斷提出了新的要求。 依靠快速、準(zhǔn)確的數(shù)字量傳遞技術(shù)對(duì)高性能的機(jī)床執(zhí)行部件進(jìn)行高精密度、高響應(yīng)速度的實(shí)時(shí)處理，由于采用了新型刀具，車(chē)削和銑削的切削速度已達(dá)到 5000米~8000米 /分以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在 30000轉(zhuǎn) /分 (有的高達(dá) 10萬(wàn)轉(zhuǎn) /分 )以上；工作臺(tái)的移動(dòng)速度：（進(jìn)給速度），在分辨率為 1微米時(shí)，在 100米 /分（有的到 200米 /分）以上，在分辨率為 ，在 24米 /分以上；自動(dòng)換刀速度在 1秒以內(nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到 12米 /分。 90年代以來(lái)，歐、美、日各國(guó)爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 提高切削速度，不但可以提高加工效率、而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。 高主軸轉(zhuǎn)速可減少切削力，有利于克服機(jī)床振動(dòng)，傳入零件中的熱量大大降低，排屑加快，熱變形減小，加工精度和表面質(zhì)量可得到顯著改善。 20世紀(jì) 80年代初，出現(xiàn)了以加工中心或車(chē)削中心為主體，配備工件自動(dòng)裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元(Flexible Manufacturing Cell， FMC) 。 1967年，英國(guó)出現(xiàn)了由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接而成的柔性加工系統(tǒng)，即現(xiàn)在的 柔性制造系統(tǒng) (Flexible Manufacturing System， FMS)的前身。杜列克(Keaney Trecker)首次研制開(kāi)發(fā)了具有自動(dòng)換刀裝置和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的加工中心 (Machining Center， MC)。 ? 落后國(guó)外 510年 數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)和發(fā)展 1952年 3月，世界上第一臺(tái)三坐標(biāo) 數(shù)控銑床 試制成功，可作直線插補(bǔ)，由美國(guó)的巴森茲 (Parsons)公司和麻省理工學(xué)院 (MIT)合作研發(fā)。 8) 存在問(wèn)題 ：（中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技部， 2023/3） ? 缺少關(guān)鍵功能部件生產(chǎn)廠家和社會(huì)配套體系； ? 中高檔數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展緩慢； ? 中高檔數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平與國(guó)外有較大差距。 北京機(jī)電院 定位精度 +3um 立式加工中心；寧江機(jī)床廠 +8um臥式加工 中心。 6） 2023年 112月 ， 全國(guó) 數(shù)控金屬切削機(jī)床 的產(chǎn)量達(dá) 7） 2023數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量為 中國(guó)的數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床 6). 重要數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家： 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 。 3). 2023年
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