第6章現(xiàn)代機械制造技術

1、.第六章第六章 現(xiàn)代機械制造技術現(xiàn)代機械制造技術 6.1 數(shù)控技術數(shù)控技術 一、數(shù)控機床一、數(shù)控機床1.數(shù)控機床工作原理數(shù)控機床工作原理 數(shù)控機床加工從 準備到加工需經(jīng)四次 轉換： 指令形式轉換 圖樣設計指令穿孔紙帶加工指令 信息形式轉換 穿孔帶指令信息電脈沖信號 能量形式轉換 電脈沖信號能驅動機床機械能 運動形式轉換 伺服系統(tǒng)回轉運動機床加工運動.2數(shù)控機床加工插補原理數(shù)控機床加工插補原理 脈沖當量 脈沖當量是指數(shù)控裝置每發(fā)出一個進給脈沖，移 動部件所移動的相應距離。 一般數(shù)控機床脈沖當量:0.01mm； 小型精密數(shù)控機床脈沖當量:0.0050.001mm。 插補原理判別式 曲線解析式：y=

2、f(x) 即y-f(x)=o 判別式：F(x,y)=y-f(x) 當F(x,y) 0:需在相應坐標方向進給； 當F(x,y)=0：運動點雖在曲線上，仍需作相應進給，才 能圍繞曲線連續(xù)插補。. 斜線插補 圓孤插補.3數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類 1) 按用途分類按用途分類 鉆床、車床、銑床、磨床、鏜床、齒輪機床等； 線切割機床、激光切割機床、點焊機等。2) 按運動控制加工方式分類按運動控制加工方式分類 點位控制加工方式 直線控制加工方式 輪廓控制加工方式.3) 按伺服系統(tǒng)反饋功能分類按伺服系統(tǒng)反饋功能分類 閉環(huán)伺服系統(tǒng) 計算機數(shù)控(CNC)：目前幾乎全是CNC型。 開環(huán)伺服系統(tǒng) 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)4

3、) 按數(shù)控裝置性質分類按數(shù)控裝置性質分類 普通數(shù)控(NC)：目前已少生產(chǎn).4計算機數(shù)控機床計算機數(shù)控機床(CNC) 1) 與普通數(shù)控機床的區(qū)別與普通數(shù)控機床的區(qū)別 用小型或微型計算機代替專用計算機，用可編程邏輯電 路代替固定邏輯電路。 儲存在計算機內(nèi)的控制程序是可以改變的，只要改變控 制程序，即可改變控制功能。 具有更大的通用性和靈活性。.2) 計算機數(shù)控機床的特點計算機數(shù)控機床的特點 儲存容量大。可同時儲存許多零件的加工程序 靈活性強?？蓪α慵延械募庸こ绦蜻M行直接修改和編輯， 而無需重新制備穿孔紙帶或其他控制介質。 控制功能強?？煽刂七\動數(shù)目十多個，可圖形顯示，可診 斷和監(jiān)測故障。.5加工

4、中心加工中心(MC) 說明：說明： 加工中心是具有回轉刀具庫的多功能數(shù)控機床，在工件一 次裝夾后可自動轉位、自動換刀、自動調整轉速和進給量、 自動完成多工序的加工。 加工中心的種類很多，常用的有加工箱體類零件的立式和 臥式鏜銑加工中心及用于加工回轉體零件的車削加工中心。 加工中心多用閉環(huán)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。 加工中心可實現(xiàn)多功能的自動化和多種加工，大大簡化工 藝設計，減少零件運輸量，提高設備的利用率和生產(chǎn)率。.6數(shù)控機床的加工特點和應用范圍數(shù)控機床的加工特點和應用范圍 2) 數(shù)控機床的應用范圍數(shù)控機床的應用范圍 數(shù)控機床最適宜多品種 小批量生產(chǎn)中加工結構較為 復雜的零件，其中加工中心 適宜加工更

5、復雜的零件。1) 數(shù)控機床的加工特點數(shù)控機床的加工特點 加工的適應性強 加工質量穩(wěn)定、精度高。 機床的啟動率和生產(chǎn)率高。.二、計算機直接數(shù)控二、計算機直接數(shù)控(DNC) 說明：說明： 計算機直接數(shù)控(DNC)又稱群控，是用一臺計算機向一群 數(shù)控機床輸出加工信息數(shù)據(jù)以控制各臺機床進行自動加工 的數(shù)控系統(tǒng)。 DNC系統(tǒng)由中心計算機、外存儲器、接口電路和遠距離傳 輸線、控制裝置和機床等主要部分組成。 DNC系統(tǒng)中的數(shù)控機 床可各自獨立加工， 亦可順序加工。 DNC系統(tǒng)可進一步 提高數(shù)控機床的啟 動率和生產(chǎn)率，并 改善生產(chǎn)管理。.三、柔性制造單元三、柔性制造單元(FMC) 說明：說明： FMC是在加工

6、中心基礎上發(fā)展起來的。一般由1臺計算機控 制，由1-2臺加工中心和自動儲運系統(tǒng)組成。 FMC適宜加工的零件種類一般為500800種，每種零件的 年產(chǎn)量約為2050件。.四、柔性制造系統(tǒng)四、柔性制造系統(tǒng)(FMS) 說明：說明： FMS可視為由若干個FMC聯(lián)接而成。它由計算機控制系統(tǒng)、 物料儲運系統(tǒng)和一組數(shù)控機床組成。它無固定加工順序和 節(jié)拍，在不停機狀態(tài)下也能適應加工對象變換的自動化生 產(chǎn)系統(tǒng)。 FMS具有自動變換加工程序、自動變換加工對象、自動適 應不同加工順序和生產(chǎn)節(jié) 拍、高效率自動加工和自 動換刀、自動監(jiān)控加工質 量和自動診斷故障等眾多 功能。 FMS適宜加工的零件種類 一般為幾種至上百種

7、，每 種零件的年產(chǎn)量約為40 2000種。.五、計算機集成制造系統(tǒng)五、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS) 說明：說明：1) CIMS是一個從市場分析、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設計、工藝設計、 工夾具設計制造、物料儲運、產(chǎn)品制造到產(chǎn)品裝運，由多 級計算機控制的具有柔性化、集成化、最佳化的自動化生 產(chǎn)系統(tǒng)。2) CIMS的核心是擁有一個與生產(chǎn)的各子系統(tǒng)連接的集成數(shù)據(jù) 庫，保證各子系統(tǒng)所有信息數(shù)據(jù)的共享性、一致性、準確 性和及時性。.3) 各子系統(tǒng)的功能如下：各子系統(tǒng)的功能如下： 管理信息系統(tǒng)：根據(jù)市場需求進行生產(chǎn)決策，制定生產(chǎn)計 劃和設備物資供應計劃及成本核算等。 計算機輔助工程系統(tǒng)：進行產(chǎn)品計算和輔助設計(C

8、AD)， 零件的計算機輔助制定工藝(CAPP)，編制零件數(shù)控加工程 序(CNC編程)，工夾具的設計與制造等。 生產(chǎn)控制與管理系統(tǒng)；進行生產(chǎn)調動、對CNC、MC、 FMC、FMS以及產(chǎn)品裝配和檢驗進行自動控制。 物資儲運、保障系統(tǒng)；進行物資供應、檢驗、倉庫管理、 毛坯、零件、工夾具的自動運輸以及產(chǎn)品的自動包裝和儲 運等。.4) CIMS可按預定程序全面控制和指揮整個工廠的生產(chǎn)和管 理， 無需工作人員過多參予，是一種無人自動化工廠 (或車間)。5) CIMS的效益十分明顯：產(chǎn)品質量提高200500%，生產(chǎn)率 提高4070%，設備利用率提高200300%，生產(chǎn)周期縮短 3060%，在制品減少3060%，工程設計費減少1530%等。.六、智能制造系統(tǒng)六、智能制造系統(tǒng)(IMS) 說明：說明： IMS是綜合運用智能制造技術、信息技術、自動化技術、 并行工程和系統(tǒng)工程技術，使制造大系統(tǒng)中的經(jīng)營決策、 生產(chǎn)規(guī)劃、制造加工和質量控制等各個相關系統(tǒng)分別智能 化，成為網(wǎng)絡集成的高度自動化系統(tǒng)。 IMS具有自組織能力、自律能力、自學習能力和自維護能 力