第6章現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)

1、.第六章第六章 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù) 6.1 數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù) 一、數(shù)控機(jī)床一、數(shù)控機(jī)床1.數(shù)控機(jī)床工作原理數(shù)控機(jī)床工作原理 數(shù)控機(jī)床加工從 準(zhǔn)備到加工需經(jīng)四次 轉(zhuǎn)換： 指令形式轉(zhuǎn)換 圖樣設(shè)計(jì)指令穿孔紙帶加工指令 信息形式轉(zhuǎn)換 穿孔帶指令信息電脈沖信號(hào) 能量形式轉(zhuǎn)換 電脈沖信號(hào)能驅(qū)動(dòng)機(jī)床機(jī)械能 運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換 伺服系統(tǒng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)床加工運(yùn)動(dòng).2數(shù)控機(jī)床加工插補(bǔ)原理數(shù)控機(jī)床加工插補(bǔ)原理 脈沖當(dāng)量 脈沖當(dāng)量是指數(shù)控裝置每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給脈沖，移 動(dòng)部件所移動(dòng)的相應(yīng)距離。 一般數(shù)控機(jī)床脈沖當(dāng)量:0.01mm； 小型精密數(shù)控機(jī)床脈沖當(dāng)量:0.0050.001mm。 插補(bǔ)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(dāng)F(x,y) 0:需在相應(yīng)坐標(biāo)方向進(jìn)給； 當(dāng)F(x,y)=0：運(yùn)動(dòng)點(diǎn)雖在曲線上，仍需作相應(yīng)進(jìn)給，才 能圍繞曲線連續(xù)插補(bǔ)。. 斜線插補(bǔ) 圓孤插補(bǔ).3數(shù)控機(jī)床的分類數(shù)控機(jī)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(jī)床等； 線切割機(jī)床、激光切割機(jī)床、點(diǎn)焊機(jī)等。2) 按運(yùn)動(dòng)控制加工方式分類按運(yùn)動(dòng)控制加工方式分類 點(diǎn)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(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)：目前幾乎全是CNC型。 開(kāi)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(zhì)分類按數(shù)控裝置性質(zhì)分類 普通數(shù)控(NC)：目前已少生產(chǎn).4計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床(CNC) 1) 與普通數(shù)控機(jī)床的區(qū)別與普通數(shù)控機(jī)床的區(qū)別 用小型或微型計(jì)算機(jī)代替專用計(jì)算機(jī)，用可編程邏輯電 路代替固定邏輯電路。 儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 儲(chǔ)存容量大?？赏瑫r(shí)儲(chǔ)存許多零件的加工程序 靈活性強(qiáng)?？蓪?duì)零件已有的加工程序進(jìn)行直接修改和編輯， 而無(wú)需重新制備穿孔紙帶或其他控制介質(zhì)。 控制功能強(qiáng)?？煽刂七\(yùn)動(dòng)數(shù)目十多個(gè)，可圖形顯示，可診 斷和監(jiān)測(cè)故障。.5加工

4、中心加工中心(MC) 說(shuō)明：說(shuō)明： 加工中心是具有回轉(zhuǎn)刀具庫(kù)的多功能數(shù)控機(jī)床，在工件一 次裝夾后可自動(dòng)轉(zhuǎn)位、自動(dòng)換刀、自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量、 自動(dòng)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(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)多功能的自動(dòng)化和多種加工，大大簡(jiǎn)化工 藝設(shè)計(jì)，減少零件運(yùn)輸量，提高設(shè)備的利用率和生產(chǎn)率。.6數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)和應(yīng)用范圍數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 2) 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍 數(shù)控機(jī)床最適宜多品種 小批量生產(chǎn)中加工結(jié)構(gòu)較為 復(fù)雜的零件，其中加工中心 適宜加工更

5、復(fù)雜的零件。1) 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn) 加工的適應(yīng)性強(qiáng) 加工質(zhì)量穩(wěn)定、精度高。 機(jī)床的啟動(dòng)率和生產(chǎn)率高。.二、計(jì)算機(jī)直接數(shù)控二、計(jì)算機(jī)直接數(shù)控(DNC) 說(shuō)明：說(shuō)明： 計(jì)算機(jī)直接數(shù)控(DNC)又稱群控，是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)向一群 數(shù)控機(jī)床輸出加工信息數(shù)據(jù)以控制各臺(tái)機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)加工 的數(shù)控系統(tǒng)。 DNC系統(tǒng)由中心計(jì)算機(jī)、外存儲(chǔ)器、接口電路和遠(yuǎn)距離傳 輸線、控制裝置和機(jī)床等主要部分組成。 DNC系統(tǒng)中的數(shù)控機(jī) 床可各自獨(dú)立加工， 亦可順序加工。 DNC系統(tǒng)可進(jìn)一步 提高數(shù)控機(jī)床的啟 動(dòng)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(shuō)明：說(shuō)明： FMC是在加工

6、中心基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。一般由1臺(tái)計(jì)算機(jī)控 制，由1-2臺(tái)加工中心和自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)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(shuō)明：說(shuō)明： FMS可視為由若干個(gè)FMC聯(lián)接而成。它由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、 物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)控機(jī)床組成。它無(wú)固定加工順序和 節(jié)拍，在不停機(jī)狀態(tài)下也能適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)化生 產(chǎn)系統(tǒng)。 FMS具有自動(dòng)變換加工程序、自動(dòng)變換加工對(duì)象、自動(dòng)適 應(yīng)不同加工順序和生產(chǎn)節(jié) 拍、高效率自動(dòng)加工和自 動(dòng)換刀、自動(dòng)監(jiān)控加工質(zhì) 量和自動(dòng)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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)五、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS) 說(shuō)明：說(shuō)明：1) CIMS是一個(gè)從市場(chǎng)分析、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、 工夾具設(shè)計(jì)制造、物料儲(chǔ)運(yùn)、產(chǎn)品制造到產(chǎn)品裝運(yùn)，由多 級(jí)計(jì)算機(jī)控制的具有柔性化、集成化、最佳化的自動(dòng)化生 產(chǎn)系統(tǒng)。2) CIMS的核心是擁有一個(gè)與生產(chǎn)的各子系統(tǒng)連接的集成數(shù)據(jù) 庫(kù)，保證各子系統(tǒng)所有信息數(shù)據(jù)的共享性、一致性、準(zhǔn)確 性和及時(shí)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(chǎng)需求進(jìn)行生產(chǎn)決策，制定生產(chǎn)計(jì) 劃和設(shè)備物資供應(yīng)計(jì)劃及成本核算等。 計(jì)算機(jī)輔助工程系統(tǒng)：進(jìn)行產(chǎn)品計(jì)算和輔助設(shè)計(jì)(C

8、AD)， 零件的計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)與制造等。 生產(chǎn)控制與管理系統(tǒng)；進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)動(dòng)、對(duì)CNC、MC、 FMC、FMS以及產(chǎn)品裝配和檢驗(yàn)進(jìn)行自動(dòng)控制。 物資儲(chǔ)運(yùn)、保障系統(tǒng)；進(jìn)行物資供應(yīng)、檢驗(yàn)、倉(cāng)庫(kù)管理、 毛坯、零件、工夾具的自動(dòng)運(yùn)輸以及產(chǎn)品的自動(dòng)包裝和儲(chǔ) 運(yùn)等。.4) CIMS可按預(yù)定程序全面控制和指揮整個(gè)工廠的生產(chǎn)和管 理， 無(wú)需工作人員過(guò)多參予，是一種無(wú)人自動(dòng)化工廠 (或車間)。5) CIMS的效益十分明顯：產(chǎn)品質(zhì)量提高200500%，生產(chǎn)率 提高4070%，設(shè)備利用率提高200300%，生產(chǎn)周期縮短 3060%，在制品減少3060%，工程設(shè)計(jì)費(fèi)減少1530%等。.六、智能制造系統(tǒng)六、智能制造系統(tǒng)(IMS) 說(shuō)明：說(shuō)明： IMS是綜合運(yùn)用智能制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、 并行工程和系統(tǒng)工程技術(shù)，使制造大系統(tǒng)中的經(jīng)營(yíng)決策、 生產(chǎn)規(guī)劃、制造加工和質(zhì)量控制等各個(gè)相關(guān)系統(tǒng)分別智能 化，成為網(wǎng)絡(luò)集成的高度自動(dòng)化系統(tǒng)。 IMS具有自組織能力、自律能力、自學(xué)習(xí)能力和自維護(hù)能 力