第6章现代机械制造技术

1、.第六章第六章 现代机械制造技术现代机械制造技术 6.1 数控技术数控技术 一、数控机床一、数控机床1.数控机床工作原理数控机床工作原理 数控机床加工从 准备到加工需经四次 转换： 指令形式转换 图样设计指令穿孔纸带加工指令 信息形式转换 穿孔带指令信息电脉冲信号 能量形式转换 电脉冲信号能驱动机床机械能 运动形式转换 伺服系统回转运动机床加工运动.2数控机床加工插补原理数控机床加工插补原理 脉冲当量 脉冲当量是指数控装置每发出一个进给脉冲，移 动部件所移动的相应距离。 一般数控机床脉冲当量:0.01mm； 小型精密数控机床脉冲当量:0.0050.001mm。 插补原理判别式 曲线解析式：y=

2、f(x) 即y-f(x)=o 判别式：F(x,y)=y-f(x) 当F(x,y) 0:需在相应坐标方向进给； 当F(x,y)=0：运动点虽在曲线上，仍需作相应进给，才 能围绕曲线连续插补。. 斜线插补 圆孤插补.3数控机床的分类数控机床的分类 1) 按用途分类按用途分类 钻床、车床、铣床、磨床、镗床、齿轮机床等； 线切割机床、激光切割机床、点焊机等。2) 按运动控制加工方式分类按运动控制加工方式分类 点位控制加工方式 直线控制加工方式 轮廓控制加工方式.3) 按伺服系统反馈功能分类按伺服系统反馈功能分类 闭环伺服系统 计算机数控(CNC)：目前几乎全是CNC型。 开环伺服系统 半闭环伺服系统4

3、) 按数控装置性质分类按数控装置性质分类 普通数控(NC)：目前已少生产.4计算机数控机床计算机数控机床(CNC) 1) 与普通数控机床的区别与普通数控机床的区别 用小型或微型计算机代替专用计算机，用可编程逻辑电 路代替固定逻辑电路。 储存在计算机内的控制程序是可以改变的，只要改变控 制程序，即可改变控制功能。 具有更大的通用性和灵活性。.2) 计算机数控机床的特点计算机数控机床的特点 储存容量大。可同时储存许多零件的加工程序 灵活性强。可对零件已有的加工程序进行直接修改和编辑， 而无需重新制备穿孔纸带或其他控制介质。 控制功能强。可控制运动数目十多个，可图形显示，可诊 断和监测故障。.5加工

4、中心加工中心(MC) 说明：说明： 加工中心是具有回转刀具库的多功能数控机床，在工件一 次装夹后可自动转位、自动换刀、自动调整转速和进给量、 自动完成多工序的加工。 加工中心的种类很多，常用的有加工箱体类零件的立式和 卧式镗铣加工中心及用于加工回转体零件的车削加工中心。 加工中心多用闭环和半闭环伺服系统。 加工中心可实现多功能的自动化和多种加工，大大简化工 艺设计，减少零件运输量，提高设备的利用率和生产率。.6数控机床的加工特点和应用范围数控机床的加工特点和应用范围 2) 数控机床的应用范围数控机床的应用范围 数控机床最适宜多品种 小批量生产中加工结构较为 复杂的零件，其中加工中心 适宜加工更

5、复杂的零件。1) 数控机床的加工特点数控机床的加工特点 加工的适应性强 加工质量稳定、精度高。 机床的启动率和生产率高。.二、计算机直接数控二、计算机直接数控(DNC) 说明：说明： 计算机直接数控(DNC)又称群控，是用一台计算机向一群 数控机床输出加工信息数据以控制各台机床进行自动加工 的数控系统。 DNC系统由中心计算机、外存储器、接口电路和远距离传 输线、控制装置和机床等主要部分组成。 DNC系统中的数控机 床可各自独立加工， 亦可顺序加工。 DNC系统可进一步 提高数控机床的启 动率和生产率，并 改善生产管理。.三、柔性制造单元三、柔性制造单元(FMC) 说明：说明： FMC是在加工

6、中心基础上发展起来的。一般由1台计算机控 制，由1-2台加工中心和自动储运系统组成。 FMC适宜加工的零件种类一般为500800种，每种零件的 年产量约为2050件。.四、柔性制造系统四、柔性制造系统(FMS) 说明：说明： FMS可视为由若干个FMC联接而成。它由计算机控制系统、 物料储运系统和一组数控机床组成。它无固定加工顺序和 节拍，在不停机状态下也能适应加工对象变换的自动化生 产系统。 FMS具有自动变换加工程序、自动变换加工对象、自动适 应不同加工顺序和生产节 拍、高效率自动加工和自 动换刀、自动监控加工质 量和自动诊断故障等众多 功能。 FMS适宜加工的零件种类 一般为几种至上百种

7、，每 种零件的年产量约为40 2000种。.五、计算机集成制造系统五、计算机集成制造系统(CIMS) 说明：说明：1) CIMS是一个从市场分析、生产决策、产品设计、工艺设计、 工夹具设计制造、物料储运、产品制造到产品装运，由多 级计算机控制的具有柔性化、集成化、最佳化的自动化生 产系统。2) CIMS的核心是拥有一个与生产的各子系统连接的集成数据 库，保证各子系统所有信息数据的共享性、一致性、准确 性和及时性。.3) 各子系统的功能如下：各子系统的功能如下： 管理信息系统：根据市场需求进行生产决策，制定生产计 划和设备物资供应计划及成本核算等。 计算机辅助工程系统：进行产品计算和辅助设计(C

8、AD)， 零件的计算机辅助制定工艺(CAPP)，编制零件数控加工程 序(CNC编程)，工夹具的设计与制造等。 生产控制与管理系统；进行生产调动、对CNC、MC、 FMC、FMS以及产品装配和检验进行自动控制。 物资储运、保障系统；进行物资供应、检验、仓库管理、 毛坯、零件、工夹具的自动运输以及产品的自动包装和储 运等。.4) CIMS可按预定程序全面控制和指挥整个工厂的生产和管 理， 无需工作人员过多参予，是一种无人自动化工厂 (或车间)。5) CIMS的效益十分明显：产品质量提高200500%，生产率 提高4070%，设备利用率提高200300%，生产周期缩短 3060%，在制品减少3060%，工程设计费减少1530%等。.六、智能制造系统六、智能制造系统(IMS) 说明：说明： IMS是综合运用智能制造技术、信息技术、自动化技术、 并行工程和系统工程技术，使制造大系统中的经营决策、 生产规划、制造加工和质量控制等各个相关系统分别智能 化，成为网络集成的高度自动化系统。 IMS具有自组织能力、自律能力、自学习能力和自维护能 力