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数控机床.ppt

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第1章 数控机床基本知识,1.1 数控机床的产生与发展 1.2 数控机床的组成结构及工作原理 1.3 数控机床的分类,1.1 数控机床的产生与发展,随着社会生产和科学技术的不断进步,各类工业新产品层出不穷。机械制造产业作为国民工业的基础,其产品更是日趋精密复杂,特别是在宇航、航海、军事等领域所需的机械零件,精度要求更高,形状更为复杂且往往批量较小,加工这类产品需要经常改装或调整设备,,普通机床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时,随着市场竞争的日益加剧,企业生产也迫切需要进一步提高其生产效率,提高产品质量及降低生产成本。 一种新型的生产设备——数控机床就应运而生了 。,1.1.1 数控机床的产生 帕森斯公司正式接受委托,与麻省理工学院伺服机构实验室(Servo Mechanism Laboratory of the Massachusetts Institute of Technology)合作,于1952年试制成功世界上第一台数控机床试验性样机。 1959年,美国克耐·杜列克公司(Keaney & Trecker)首次成功开发了加工中心(Machining Center) 。,1.1.2 数控机床的发展简况 第1代数控机床:1952年~1959年采用电子管元件构成的专用数控装置(NC)。 第2代数控机床:从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。 第3代数控机床:从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。,第4代数控机床:从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统(CNC)。 第5代数控机床:从1974年开始采用微型计算机控制的系统(MNC)。,1.计算机直接数控系统 所谓计算机直接数控(Direct Numerical Control,DNC)系统,即使用一台计算机为数台数控机床进行自动编程,编程结果直接通过数据线输送到各台数控机床的控制箱。,2.柔性制造系统 柔性制造系统(Flexible Manufacturing System,FMS)也叫做计算机群控自动线,它是将一群数控机床用自动传送系统连接起来,并置于一台计算机的统一控制之下,形成一个用于制造的整体。,3.计算机集成制造系统 计算机集成制造系统(Computer-Integrated Manufacturing System,CIMS),是指用最先进的计算机技术,控制从定货、设计、工艺、制造到销售的全过程,以实现信息系统一体化的高效率的柔性集成制造系统。,1.1.3 我国数控机床发展概况 1958年开始并试制成功第一台电子管数控机床。1965年开始研制晶体管数控系统,直到20世纪60年代末至70年代初成功。从20世纪80年代开始,先后从日本、美国、德国等国家引进先进的数控技术。如北京机床研究所从日本FANUC公司引进FANUC3、FANUC5、FANUC6、FANUC7系列产品的制造技术;上海机床研究所引进美国GE公司的MTC-1数控系统等。,1.1.4 数控机床的发展趋势 从数控机床技术水平看,高精度、高速度、高柔性、多功能和高自动化是数控机床的重要发展趋势。 数控系统都采用了16位和32位微处理器,标准总线及软件模块和硬件模块结构,内存容量扩大到1MB以上,机床分辨率可达0.1m,高速进给可达100m/min,控制轴数可达16个。,1.2 数控机床的组成结构及工作原理,1.2.1 数控机床的组成 1.控制介质 数控机床工作时,不需要操作工人直接操纵机床,但机床又必须执行人的意图,这就需要在人与机床之间建立某种联系,这种联系的中间媒介物即称为控制介质。,2.数控系统 数控装置是一种控制系统,是数控机床的中心环节。它能自动阅读输入载体上事先给定的数字,并将其译码,从而使机床进给并加工零件,数控系统通常由输入装置、控制器、运算器和输出装置4大部分组成 。,3.伺服系统 伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成,它是数控系统的执行部分。伺服系统接受数控系统的指令信息,并按照指令信息的要求带动机床的移动部件运动或使执行部分动作,以加工出符合要求的工件。每一个脉冲使机床移动部件产生的位移量叫做脉冲当量。目前所使用的数控系统脉冲当量通常为0.001mm/脉冲。,4.辅助控制系统 辅助控制系统是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的强电控制装置。 5.机床本体 机床本体是数控机床的主体,由机床的基础大件(如床身、底座)和各运动部件(如工作台、床鞍、主轴等)所组成。,1.2.2 数控机床的关键结构部件 1.伺服系统驱动电机 (1)步进电动机 步进电动机通常用于开环伺服系统机床。,(2)直流伺服电动机 ① 小惯量直流电动机 ② 宽调速直流电动机 ③ 无刷直流电动机,(3)交流伺服电动机 近年来新型功率开关器件、专用集成电路和新的
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