第一章 概论
第一节: 数控机床的基本概念
解决的重要措施之一:
机械加工工艺工程的自动化
出现刚性生产线--专用机床
刚性不容易调整。
大批量 生产 采用“刚性”自动化设备
小批量 生产 采用“柔性”自动化设备
数字控制机床等灵活通用的、能适应产品频繁变化的柔性自动化机床
Numerical Control Tools
NC 数字控制的简称。
数控机床:将加工过程所需要的各种操作(
主轴的变速、松夹工件、进刀与退刀、开车与停车、
选择道具、供给冷却液等)和步骤以及道具和工件之间的相对位移
量都用数字化的代码标示。
通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机,计算机对输入的信息
进行处理与运算,发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使
机床自动加工出所需要的工件
数控机床 形(图形)--数字---型(工件)
1948年 开始有数控机床
数控机床的四个步骤:
1.根据图纸和工艺方案,用规定的代码和程序格式编写程序单。
2.根据程序单,制作穿孔带。磁带,磁盘。
3.通过阅读装置将穿孔带的代码逐段输入到数控装置。
4.数控装置将代码进行译码,寄存和预算之后,向机床伺服机构发出讯号 ,
以驱动机床的各个运动部件,并控制其他必要的辅助操作,如变速、开关冷却液、
松夹工件及道具转位等,最后加工出合格的零件。
数控机床主要有四部分组成:
1.程序载体
2.数控装置
3.伺服系统
4.机床部分
图示的机床组成方式为-----开环系统 没有反馈
机床部分+测量装置。将机床所得到的检测结果再反馈到数控装置中去。
数控装置加了检测反馈
数控机床的基本组成如下所示:
程序载体----输入装置----数控装置-----伺服驱动系统+强电控制装置---机床
(主运动、进给运动、辅助操作)
形-数-电-形
其中检测装置还反馈到数控装置
八位标准穿孔带。信息孔有ISO标准和EIA标准
最早使用光电阅读机阅读穿孔带
输入装置和载体是紧密相关的
MDI方式,控制面板直接输入,也可用通信方式
数控机床涉及的基本技术:精密机械、计算机及信息处理、自动控制及伺服驱动、精密检测
及传感和网络通讯等技术。
网络通讯技术为无人加工 FMS 网络
核心为微电子技术向精密机械技术渗透所形成的机电一体化技术。
1.机密机械技术
机密机械设计和机密机械加工。机械结构和传功站了很大的比例
新的设计计算方法和新型结构,采用新型材料和新工艺,以使数控机床高精度。
2.计算机信息处理
计算机软件和计算机硬件。信息处理为信息的存取、运算、判断、决策和交换。
当前数控还引进人工智能、专家系统、模糊控制、人工神经网络和仿真技术等
人工智能为故障诊断,专家系统也是。
模糊控制和人工神经网络为机床控制:切削参数的控制。
仿真技术为加工前数控程序校验,校验过程在电脑上仿真看一下。
3.自动控制理论和伺服驱动技术
对于具体的控制装置,自动控制理论具有重要的知道作用
伺服速度环控制,比位置环控制滞后改善
位置环和速度环都采用软件控制
交流伺服电机代替其他伺服驱动,与之配套的是电力电子技术
4.精密检测和传感技术
是闭环和半闭环控制系统中的关键技术。反馈工作台的实际位置量。
精密检测的关键器件是传感器,并能在各种各样的工作环境下可靠运行
精确的获取信息。传感与检测技术发展的相对滞后。数控机床的发展很受制于这个发展。
5.网络和通信技术
FMC 柔性制造单元
FMS 柔性制造系统
CIMS 计算机集成制造系统
和可以实现信息资源的共享。异地加工、装配和调试。
第二章 数控机床的分类与应用
1.按工艺用途分类
2.按运动方式分类
3.按控制方式分类
4.数控机床的精度与应用范围
1.按工艺用途分裂
钻床 车床、镗床 磨床和齿轮加工机等金属切削类机构
2.非“金属切削” 压力机、数控冲床、弯管机、折弯机、线切割击穿、焊接机、
火焰切割机、等离子切割机、激光切割机、和高压水切割机。
3.在非加工设备 自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人。
不对材料进行处理。 数控机器人的关节运动。