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這是機(jī)電一體化概論教案ppt,包括了定義,數(shù)控技術(shù),數(shù)控系統(tǒng),數(shù)控機(jī)床,NC發(fā)展歷史,NC機(jī)床發(fā)展經(jīng)歷,NC機(jī)床發(fā)展經(jīng)歷等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。
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數(shù)控機(jī)床(Numerical Control Machine Tools )
教師:馬海燕
1.1 定義
數(shù)控技術(shù)(Numerical Control Technology)
數(shù)控系統(tǒng)(Numerical Control System)
計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(Computer Numerical Control —— CNC )
數(shù)控機(jī)床(Numerical Control Machine Tools)
1.1.1 數(shù)控技術(shù)
利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。
具體實(shí)現(xiàn):數(shù)控機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、機(jī)器人、繪圖儀、折彎?rùn)C(jī)、彎管機(jī)、切割機(jī)(線、火焰、激光)等。
1.1.2 數(shù)控系統(tǒng)
用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息控制的硬件和軟件的整體。
核心:數(shù)控裝置。
用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。
1.1.3 數(shù)控機(jī)床
采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床。
采用的技術(shù):
計(jì)算機(jī)技術(shù)
自動(dòng)控制技術(shù)
精密測(cè)量技術(shù)
機(jī)床設(shè)計(jì)技術(shù)
1.2 NC發(fā)展歷史
1、產(chǎn)生背景
單件、小批量、復(fù)雜型面(圖)
高效率、高精度、高自動(dòng)化
2、發(fā)展過(guò)程
1952年,Parsons公司和M.I.T合作研制了世界上第一臺(tái)三座標(biāo)數(shù)控機(jī)床。
1955年,第一臺(tái)工業(yè)用數(shù)控機(jī)床由美國(guó)Bendix公司生產(chǎn)出來(lái)。
從1952年至今,NC機(jī)床按NC系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷的五代。
NC機(jī)床發(fā)展經(jīng)歷
第一代:1955年 NC系統(tǒng)以電子管組成,體積大,功耗大。
第二代:1959年 NC系統(tǒng)以晶體管組成,廣泛采用印刷電路板。
第三代:1965年 NC系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路作為硬件,其特點(diǎn)是體積小,功耗低,可靠性進(jìn)一步提高。
以上三代NC系統(tǒng),由于其數(shù)控功能均由硬件實(shí)現(xiàn),故歷史上又稱其為“硬線NC”
NC機(jī)床發(fā)展經(jīng)歷
第四代:1970年 NC系統(tǒng)采用大規(guī)模集成電路,其部分功能由軟件實(shí)現(xiàn),它具有價(jià)格低,可靠性高和功能多等特點(diǎn)。
第五代:1974年 NC系統(tǒng)以微處理器為核心,不僅價(jià)格進(jìn)一步降低,體積進(jìn)一步縮小,使實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)電一體化成為可能。
NC機(jī)床發(fā)展經(jīng)歷
第五代又可分為六個(gè)發(fā)展階段:
1974年:系統(tǒng)采用CRT顯示,大容量磁泡存儲(chǔ)器,可編程接口和遙控接口等。
1979年:系統(tǒng)以位片微處理器為核心,有字符顯示,自診斷功能。
1981年:具有人機(jī)對(duì)話、動(dòng)態(tài)圖形顯示、實(shí)時(shí)精度補(bǔ)償功能。
1986年:數(shù)字伺服控制誕生,大慣量的交直流電機(jī)進(jìn)入實(shí)用階段。
1988年:采用高性能32位機(jī)為主機(jī)的主從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
1994年:基于PC的NC系統(tǒng)誕生,使NC系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)入了開(kāi)放型、柔性化的新時(shí)代,新型NC系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期日益縮短。它是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)里程碑。
1.3 NC機(jī)床特點(diǎn)
柔性高(能適應(yīng)不同零件的自動(dòng)加工)
效率高
精度高
質(zhì)量穩(wěn)定
有利于生產(chǎn)管理
1.4 NC機(jī)床控制原理及組成
1.4.1 NC機(jī)床控制原理
1.4.2 NC機(jī)床的組成
1.5 NC機(jī)床分類
1.5.1 按運(yùn)動(dòng)軌跡分類
點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床
直線控制數(shù)控機(jī)床
輪廓控制數(shù)控機(jī)床
1.5.2 按伺服系統(tǒng)分類
開(kāi)環(huán)
半閉環(huán)
閉環(huán)
點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床
直線控制數(shù)控機(jī)床
輪廓控制數(shù)控機(jī)床
平面輪廓加工數(shù)控機(jī)床
空間輪廓加工數(shù)控機(jī)床
三坐標(biāo)控制兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床使用“行切法”進(jìn)行加工
三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工
四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工
五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工
注:五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng),從某種意義上說(shuō),反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平狀況
平面輪廓加工數(shù)控機(jī)床
行切法加工空間輪廓
三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工
四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工
重型燃機(jī)、汽輪機(jī)等的葉片制造
葉片制造
五軸五聯(lián)動(dòng)加工中心
開(kāi)環(huán)
半閉環(huán)
閉環(huán)
按功能水平分類
高級(jí)型數(shù)控系統(tǒng)
普及型數(shù)控系統(tǒng)
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)
表1.1 數(shù)控系統(tǒng)的功能分類
存在的問(wèn)題及主要技術(shù)指標(biāo)
問(wèn)題:
造價(jià)較高,很多企業(yè)特別是小企業(yè)還無(wú)法接受;
調(diào)試和維修比較復(fù)雜,需要專門的技術(shù)人員;
對(duì)編程人員的技術(shù)水平要求較高。
數(shù)控裝置的主要技術(shù)指標(biāo)
控制軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)
脈沖當(dāng)量(控制分辨率)
定位精度和重復(fù)精度
行程
主軸轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)范圍
進(jìn)給速度和調(diào)節(jié)范圍
數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍
數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求
精度較高、壽命高、尺寸穩(wěn)定、變化小;
快速換刀;
刀柄應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)系列;
能很好地控制切屑的折斷、卷曲和排出;
具有很好的可冷卻性能。
數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
高速高精度
智能化
應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)
自動(dòng)編程技術(shù)
具有故障自動(dòng)診斷功能
應(yīng)用模式識(shí)別技術(shù)
開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)
基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控系統(tǒng)
提高數(shù)控系統(tǒng)的可靠性
數(shù)字制造
大型立式數(shù)控車床
立式銑削加工中心
臥式雙轉(zhuǎn)塔數(shù)控車床
數(shù)控加工中心
錐度電火花線切割機(jī)床
數(shù)控刀具
組合式刀具及刀桿
數(shù)控車削刀具組成
數(shù)控銑削刀具組成
立式加工中心加工葉輪
被加工出的各種工件
在車削加工中心上進(jìn)行銑削
第一代數(shù)控機(jī)床
效率高
效率(p)與單件工時(shí)(t)相關(guān)
p=1/t
t=t加工+t輔助
t加工↓ 機(jī)床功率大,可提供更大的進(jìn)給、切深;無(wú)極調(diào)速,進(jìn)給速度范圍廣,可找到合適的速度;復(fù)雜型面零件加工。
t輔助↓ 輔助設(shè)備:自動(dòng)換刀、準(zhǔn)備工作臺(tái);可實(shí)現(xiàn)工序集中
精度高
機(jī)床本身的制造精度高
采用數(shù)字量控制,不受零件形狀復(fù)雜程度影響
采用補(bǔ)償機(jī)制
間隙補(bǔ)償(齒輪側(cè)隙、絲杠螺母副間隙等)
刀具磨損補(bǔ)償
質(zhì)量穩(wěn)定
加工按照數(shù)控程序進(jìn)行,人為影響小
記憶能力
操作水平
責(zé)任心
有利于生產(chǎn)管理
能準(zhǔn)確計(jì)劃零件的加工工時(shí)
簡(jiǎn)化檢驗(yàn)工作
減輕了工夾具、半成品的管理工作
減少了因誤操作而出廢品及損壞刀具的可能
輸入/輸出裝置
作用
輸入:數(shù)控程序、加工與控制數(shù)據(jù)、機(jī)床參數(shù)
輸出:坐標(biāo)軸位置、檢測(cè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)
裝置
鍵盤(pán)、顯示器、光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器
數(shù)控裝置(MCU)
組成:輸入/輸出接口線路、控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器
作用:將輸入裝置輸入的數(shù)據(jù),通過(guò)內(nèi)部邏輯電路或控制軟件進(jìn)行編輯、運(yùn)算和處理,并輸出各種信息和指令,以控制機(jī)床的各部分進(jìn)行規(guī)定的動(dòng)作
伺服驅(qū)動(dòng)
作用
根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)來(lái)的速度和位移指令控制執(zhí)行部件的進(jìn)給速度、方向和位移
組成
伺服放大器(驅(qū)動(dòng)器、伺服單元)
伺服驅(qū)動(dòng)裝置(電機(jī))
機(jī)械部件
組成
主運(yùn)動(dòng)部件
進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件
輔助裝置
刀庫(kù)、換刀機(jī)械手(加工中心特有的)
與普通機(jī)床類似,但傳動(dòng)結(jié)構(gòu)要求更為簡(jiǎn)單,在精度、剛度、抗震性等方面要求更高,而且其傳動(dòng)和變速系統(tǒng)要便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制三角函數(shù)的概念PPT:這是三角函數(shù)的概念PPT,包括了學(xué)習(xí)目標(biāo),教學(xué)過(guò)程,鞏固練習(xí),教學(xué)過(guò)程,歸納小結(jié),作業(yè)布置等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。
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