柔性制造系統(tǒng)主機(jī)介紹

1、柔性制造系統(tǒng)主機(jī)介紹典型的典型的FMSFMS主要由以下三個(gè)子系統(tǒng)組成：主要由以下三個(gè)子系統(tǒng)組成：（1 1）加工系統(tǒng)（）加工系統(tǒng)（主機(jī)主機(jī)，即數(shù)控機(jī)床，即數(shù)控機(jī)床NCNC）（2 2） 運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng) （物流系統(tǒng)）（物流系統(tǒng)）（3 3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及特點(diǎn)一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及特點(diǎn)1 1、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生最早出現(xiàn)于二十世紀(jì)四十年代初期的美國北密執(zhí)安的一個(gè)小公司，在制造飛機(jī)框架和直升 機(jī)葉片時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對葉片輪廓的加工路徑精確地控制1952年研制成功了世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床直線插補(bǔ)連續(xù)控制的三坐標(biāo)立式銑床 數(shù)控（數(shù)控（NCNC）階段（）階段（1

2、952195219701970）第一代：1952至1959年，采用電子管、繼電器元件；第二代：1959年開始，采用了晶體管分立元件；第三代：1965年開始，采用集成電路；計(jì)算機(jī)數(shù)控（計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNCCNC）階段（）階段（19701970年以后）年以后）第四代：1970年開始，采用大規(guī)模集成電路及小型計(jì)算機(jī)；第五代：1974年開始，采用微型計(jì)算機(jī)；第六代：基于PC。二、數(shù)控和數(shù)控機(jī)床的概念二、數(shù)控和數(shù)控機(jī)床的概念1 1、數(shù)控、數(shù)控 數(shù)字控制（Numerical control）NC.簡稱數(shù)控。是指利用數(shù)字化的代碼構(gòu)成的程序或?qū)υO(shè)備的工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種方法。 數(shù)控系統(tǒng)利用數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3、的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能的系統(tǒng)。2 2、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床用數(shù)字指令進(jìn)行控制的機(jī)床。3 3、數(shù)控技術(shù)、數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)用數(shù)字量及字符發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。三、數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)1）數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)柔性好加工精度高能加工復(fù)雜型面生產(chǎn)效率高勞動(dòng)條件好有利于生產(chǎn)管理易于建立計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)2）數(shù)控加工的不足之處數(shù)控機(jī)床價(jià)格較貴，加工成本高，提高了起始階段的投資。技術(shù)復(fù)雜，增加了電子設(shè)備的維護(hù)，維修困難。對工藝和編程要求較高，加工中難以調(diào)整，對操作人員的技術(shù)水平要求高。四、數(shù)控機(jī)床的組成 從仿生學(xué)的觀點(diǎn)來看，數(shù)控機(jī)床的組成類似于人的構(gòu)造及功能頭腦內(nèi)臟骨骼五

4、官手腳數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置檢測裝置伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)床傳動(dòng)鏈（一）、對應(yīng)關(guān)系（一）、對應(yīng)關(guān)系 內(nèi)臟：建立了用能量來維持人的生命和活動(dòng)的條件（動(dòng)力） 數(shù)控機(jī)床中的驅(qū)動(dòng)裝置和電源 五官：接受外界的信息（傳感器） 數(shù)控機(jī)床中位置和速度檢測裝置及壓力、溫度傳感器 骨骼：用來把人體連成一體并規(guī)定其運(yùn)動(dòng)（機(jī)構(gòu)） 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)鏈，如滾珠絲杠螺母副、導(dǎo)軌副、齒 輪副及聯(lián)軸器等 手腳：作用于外界（執(zhí)行器） 數(shù)控機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)及各種液壓缸和 汽缸等 頭腦：集中處理全部信息，并對其他要素和它們間的連接 進(jìn)行 有機(jī)的統(tǒng)一控制（計(jì)算機(jī)） 數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng) （二）、數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理（二）、數(shù)控機(jī)床

5、的組成及工作原理（三）、數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)（三）、數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1 1、床身（導(dǎo)軌）、床身（導(dǎo)軌）床身：車床有直斜床身； 銑床有倒Y直柱等。導(dǎo)軌：線軌 硬軌 塑料軌2 2、主軸、主軸BT30BT40BT50BT30BT40BT50主軸調(diào)速主軸調(diào)速3 3、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用滾珠絲杠直接與伺服電機(jī)直連4 4、輔助裝置、輔助裝置（1）工作臺(tái)各種類型的工作臺(tái)數(shù)控分度頭數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)（2）液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)（3）潤滑系統(tǒng)（4）冷卻系統(tǒng)（5）排屑系統(tǒng)（6）自動(dòng)換刀4 4、輔助裝置、輔助裝置垂直轉(zhuǎn)塔式立式加工中心五、數(shù)控機(jī)床的加工過程加工信息（加工程序）信息輸入（輸入裝置）信息處理（數(shù)控系統(tǒng)）伺服執(zhí)行（

6、伺服系統(tǒng)）機(jī)床切削（機(jī)床）輔助控制裝置信息反饋（反饋系統(tǒng)）（1）加工程序：加工一個(gè)零件所需的數(shù)據(jù)及操作命令構(gòu)成的零件加工程序。（2）輸入裝置：在零件加工前，由操作人員輸入數(shù)控機(jī)床加工程序才能根據(jù)加工程序進(jìn)行加工控制，從而加工出所需的零件。輸入時(shí)需借助于鍵盤、（顯示器）輸出等，是進(jìn)行手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入（MDIManual Data Input）的主要設(shè)備。此外，如：磁盤、磁帶和穿孔紙帶（存儲(chǔ)程序的介質(zhì)）也可輸入；還可用串行通信的方式輸入磁帶閱讀機(jī)、紙帶閱讀機(jī)。（3）數(shù)控系統(tǒng)：主功能是將輸入裝置傳送的 數(shù)據(jù) 加工程序，經(jīng)數(shù)控裝置系統(tǒng)軟件進(jìn)行譯碼、插補(bǔ)運(yùn)算和速度預(yù)處理等。譯碼時(shí)將程序區(qū)分為：幾何數(shù)據(jù)：刀具

7、相對工件運(yùn)動(dòng)路徑的數(shù)據(jù)；利用它 可加工出要求的幾何形狀。工藝數(shù)據(jù)：主軸轉(zhuǎn)速S和進(jìn)給速度F等輔助功能的數(shù) 據(jù)。開關(guān)功能：對機(jī)床電器的開關(guān)命令；如：主軸啟 停、刀具選擇交換、切削液的開關(guān)、潤滑液的啟 停等。插補(bǔ)器：根據(jù)曲線已知的幾何數(shù)據(jù)以及相關(guān)的工藝 數(shù)據(jù)中速度信息，計(jì)算出曲線起、終點(diǎn)間的一系列 中間點(diǎn)，通過各個(gè)軸運(yùn)動(dòng)的合成，形成符合數(shù)控加 工程序要求的工件輪廓的刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。（4）伺服系統(tǒng)：作用是接收數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)的速度和位移的數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)后控制伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度（機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）方向。一般由“驅(qū)動(dòng)電路伺服電機(jī)”組成，并與機(jī) 床的機(jī)械傳動(dòng)部件組成數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)。 每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的

8、執(zhí)行部件都配有一套伺服驅(qū)動(dòng) 裝置：開、閉、半閉環(huán)之分）常用的伺服電動(dòng) 機(jī)有：功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、寬調(diào)速直流伺服電動(dòng) 機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)等。（5）反饋系統(tǒng)：它與伺服系統(tǒng)配套組成閉環(huán)和半閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；通過直接或間接測量將執(zhí)行部件的實(shí)際進(jìn)給位移檢測出來，反饋到數(shù)控系統(tǒng)并與指令位移比較，將其誤差轉(zhuǎn)換放大后控制執(zhí)行部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以提高系統(tǒng)精度。（6）機(jī)床：執(zhí)行部件。如：機(jī)床工作臺(tái)、刀具等。六、數(shù)控機(jī)床的分類六、數(shù)控機(jī)床的分類1 1、按工藝用途分類、按工藝用途分類（1）金屬切削類數(shù)控機(jī)床（2）金屬成型類數(shù)控機(jī)床（3）數(shù)控特種加工機(jī)床（4）其它類型的數(shù)控機(jī)床2 2、按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類、按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類（1）點(diǎn)位控制類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)