數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展ppt課件

.,1,第一節(jié)數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展,第二節(jié)數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍,第三節(jié)數(shù)控機床的組成和工作原理,第四節(jié)數(shù)控機床的分類,第一章數(shù)控機床概述,.,2,一、數(shù)控機床的產(chǎn)生,科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求，迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機床。數(shù)字控制(NumericalControl，簡稱NC或數(shù)控)機床，就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它極其有效地解決了上述一系列矛盾，為單件、小批生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動化加工手段。,第一節(jié)數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展,數(shù)控機床,.,3,計算機數(shù)控(ComputerNumericalControl，簡稱CNC)系統(tǒng)有許多優(yōu)點：(1)柔性好(2)功能強(3)可靠性高(4)易于實現(xiàn)機電一體化,二、計算機數(shù)控,.,4,三、數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展,現(xiàn)代數(shù)控機床及其數(shù)控系統(tǒng)，目前大致向以下幾個方面發(fā)展。(一)高速、高精度化(二)提高數(shù)控系統(tǒng)的可靠性(三)CNC系統(tǒng)的智能化(四)具有更高的通信功能,.,5,四、機械制造系統(tǒng)的發(fā)展,(一)柔性制造單元(FMC)1配有機器人的FMC圖11中，加工中心3上的工件2，由機器人1來裝卸，加工完畢的工件放在工件架上。監(jiān)控器4協(xié)調(diào)加工中心和機器人的動作。,1機器人2工件3加工中心4監(jiān)控器,.,6,2配有托盤交換系統(tǒng)構(gòu)成的FMC圖12是由加工中心和托盤交換系統(tǒng)構(gòu)成的FMC。,.,7,(二)柔性制造系統(tǒng)(FMS)柔性制造系統(tǒng)是一個由中央計算機控制的自動化制造系統(tǒng)，是由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備(通常是具有換刀裝置的數(shù)控機床或加工中心)。柔性制造系統(tǒng)由加工系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)和信息系統(tǒng)組成?，F(xiàn)分別介紹如下：,.,8,1加工系統(tǒng)加工系統(tǒng)中的自動化加工設(shè)備通常由510臺數(shù)控機床和加工中心組成，它們都帶有刀具庫，并具有自動換刀裝置。2物料輸送系統(tǒng)物料輸送系統(tǒng)主要是工件和刀具的輸送。3信息系統(tǒng)信息控制系統(tǒng)的主要功能是：識別進入系統(tǒng)的工件，選擇相應(yīng)的數(shù)控加工程序，根據(jù)不同工件和不同的加工內(nèi)容，使工件按不同順序通過相應(yīng)的機床進行加工；當(dāng)工件改變時，上述內(nèi)容又能自動地作相應(yīng)地改變。,.,9,(三)計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)計算機集成制造系統(tǒng)就是用計算機通過信息集成實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造，以求得企業(yè)的總體效益。CIMS通常由管理信息系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計與制造工程設(shè)計自動化系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)以及計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等六個分系統(tǒng)組成，它們之間的關(guān)系，如圖13所示。,.,10,.,11,一、數(shù)控機床的優(yōu)點,1對加工對象改型的適應(yīng)性強2加工精度高3加工生產(chǎn)率高4減輕操作者的勞動強度5良好的經(jīng)濟效益6有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化,第二節(jié)數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍,.,12,二、數(shù)控機床的應(yīng)用范圍,數(shù)控機床通常最適合加工具有以下特點的零件：(1)多品種小批量生產(chǎn)的零件(2)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件(3)需要頻繁改型的零件(4)價值昂貴、不允許報廢的關(guān)鍵零件(5)需要最短生產(chǎn)周期的急需零件,.,13,數(shù)控機床是一種利用數(shù)控技術(shù)，按照事先編好的程序?qū)崿F(xiàn)動作的機床。它由程序載體、輸入裝置、CNC單元、伺服系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)和機床機械部件構(gòu)成(圖16、圖17)。,第三節(jié)數(shù)控機床的組成和工作原理,一、數(shù)控機床的組成,.,14,.,15,.,16,二、數(shù)控機床的工作原理,在數(shù)控機床上加工零件通常經(jīng)過以下幾個步驟：1)根據(jù)加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫程序單，并把它記錄在載體上；2)把程序載體上的程序通過輸入裝置輸入到CNC單元中去；3)CNC單元將輸入的程序經(jīng)過處理之后，向機床各個坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出信號；,.,17,4)伺服系統(tǒng)根據(jù)CNC單元發(fā)出的信號，驅(qū)動機床的運動部件，并控制必要的輔助操作；5)通過機床機械部件帶動刀具與工件的相對運動，加工出要求的工件；6)檢測機床的運動，并通過反饋裝置反饋給CNC單元，以減小加工誤差。,.,18,三、數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程,數(shù)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是進行刀具和工件之間相對運動的控制，圖18初步描繪了數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程。,.,19,一、按控制系統(tǒng)的特點分類,1點位控制數(shù)控機床對于一些孔加工用數(shù)控機床，只要求獲得精確的孔系坐標(biāo)定位精度(圖19)，而不管從一個孔到另外一個孔是按照什么軌跡運動。,第四節(jié)數(shù)控機床的分類,.,20,2直線控制數(shù)控機床某些數(shù)控機床不僅要求具有準(zhǔn)確定位的功能，而且要求從一點到另一點之間按直線移動，并能控制位移的速度(圖110)。,.,21,3輪廓控制的數(shù)控機床更多的數(shù)控機床具有輪廓控制的功能(圖111)，即可以加工具有曲線或者曲面的零件。,.,22,二、按執(zhí)行機構(gòu)的伺服系統(tǒng)類型分類,1開環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床這類機床的數(shù)控系統(tǒng)將零件的程序處理后，輸出數(shù)字指令信號給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動機床運動，沒有來自位置傳感器的反饋信號，如圖115所示。,.,23,2閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床這類機床可以接受插補器的指令，而且隨時接受工作臺測得的實際位置反饋信號，根據(jù)其差值不斷進行誤差修正，如圖116所示。,.,24,3半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的數(shù)控機床這種系統(tǒng)的閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括絲杠、螺母副及工作臺，因此可以獲得穩(wěn)定的控制特性，如圖117所示。,.,25,三、按加工方式分類,(1)金屬切削類數(shù)控機床如數(shù)控車床、加工中心、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床等。(2)金屬成型類數(shù)控機床如數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等。(