数控教育讲习一课件.ppt

1、减少发热： 机床内部发热是产生热变形的主要热源，应当尽可能地将热源从主机中分离出去。 主轴部件上采用精密滚动轴承；进行油污润滑；还可采用静压轴承；避免适用摩擦离合器。 加工时的切屑是一个热源，可以在工作台或导轨上装设隔热板；适用切屑液时控制切屑液的温度。 润滑油在传动件之间流过，带走摩擦热，所以需要将油池移出机床，或对油池进行温度控制。 液压油泵及其油池也是机床上的又一热源，需选择合理的供油量；供油量变化的系统采用变量泵。 减少机床热变形的措施有： 2、控制温升： 在减少热源之后，还必须通过良好的散热和冷却来控制温升，以减少热源影响。 一种方法是在机床的发热部位进行强制冷却。但制冷系统的冷却能力必须适当。 方法二是，在机床低温部分通过加热的方法，使机床各点的温度趋于一致。 3、改善机床结构： 机床结构对热变形也有很大影响。 数控机床过去采用的单立柱结构有可能被双立柱结构所代替。 对于数控车床的主轴箱，应尽量使主轴的热变形发生在刀具切入的垂直方向上。 如图。减小主轴中心与主轴箱底面的距离（尺寸H）可以减少热变形的总量。 对于数控机床中的滚珠丝杠，可以用预拉的方法减少丝杠的热变形。 该方法是在加工滚珠丝杠时，使螺距略小于名义值，装配时对丝杠进行预拉伸，使其螺距达到名义值。 当丝杠工作而受热时，丝杠中的拉应力补偿了热应力，既减少了热伸长的影响，又提高了丝杠的刚度。 另外，还可以根据测量结果，由数控系统发出补偿脉冲加以修正。 也可以采用特殊的调节元件消除热位移，如图。 数控机床是综合应用了微电子、计算机、自动检测及精密机械等多学科的必威体育精装版技术成果而发展起来的完全新型的机床，标志着机械制造业进入了数字化的时代。 数控系统经历了从硬件数控到计算机数控两个阶段； 从电子管到基于个人计算机平台的数控六代的发展； 控制轴数已由单轴的点位控制，两轴联动发展到五轴以上联动。 数控机床正向高速化、高精度化和高智能化方向发展，数控系统必须能够高速计算和处理伺服系统的位移量并做出快速相应。 第一章第三节数控机床的发展 一、机床结构的发展 二、数控系统的发展 三、伺服系统执行机构的发展 四、自适应控制的应用 五、以数控机床为基础的自动化生产系统 本节内容安排如下： 60年代初，在一般机床的基础上又开发了数控机床加工中心机床，如图。 一、机床结构的发展 60年代之前，普遍采用一般机床。 如图所示为带两个交换工作台的卧式镗铣加工中心机床。 如图，它的设计思想是为了在一次装夹中完成除了安装底面以外的所有表面和精密孔系加工。 20世纪70年代后期在数控加工中心机床的基础上又发展了五面体加工中心 如图所示即为可调整轴线位置的万能主轴部件。 上图中，其主轴部件可以自动更换为立式或卧式布局，以满足工件不同表面的加工需要。 带有工业机器人和工件交换系统的车削加工中心和带有工件交换系统的数控齿轮加工机床已被广泛采用，如图所示。 在数控加工中心出现以后，加工工序的进一步集中，仍然是数控机床发展的趋势。 六杆数控机床（又称虚拟轴机床）是20世纪最具革命性的机床运动结构的突破，如图所示。 在计算机数控多轴联动技术和复杂坐标快速变换运算方法发展的基础上，20世纪60年代出现的Stewart平台概念，到20世纪90年代初应用在数控机床上成为可能。 六杆数控机床既有采用滚珠丝杠驱动，又有采用滚珠螺母驱动。 六杆数控机床的关键技术之一是六对球面支承的设计与制造，球面支承将对运动平台的运动精度和定位精度产生直接影响。 六杆数控机床采用运动聚合原理，改变传统的机床结构和布局。 六杆数控机床还避免了传统机床的几何结构误差，六杆结构使误差平均化，因而能够达到很高的重复定位精度。 六杆数控机床的结构较简单，而且由六套完全相同的功能部件构成，使成本下降。 70年代出现由一台计算机直接控制几台数控机床的加工过程的控制方式，形成所谓计算机直接控制系统(DNC)。 在此基础上发展成为由几台数控机床组成的、有工件自动运输系统和其它管理功能的柔性制造系统（FMC）。 二、数控系统的发展 数控装置采用的元器件：最初为电子管后来为半导体晶体管今天为超大规模集成电路 目前，数控系统大都采用多个（CPU）组成的计算机作为数控装置（CNC）的核心。 70年代，美国盖梯茨公司首先研制成功了大惯量直流伺服电机即通常指的宽调速直流伺服电机。 80年代初期由美国通用电气公司研制成功了采用鼠笼式异步交流伺服电机的交流伺服系统。 86年之后推出并采用了数字伺服系统的数控机床。数字伺服系统的出现初进了高进度数控机床的发展。 三、伺服系统执行机构的发展 60年代初期与中期，欧美一些国家采用液压伺服系统。（这种液压系统与传统的伺服电机相比，响应时间短，驱动部件的外形尺寸小。） 四、自适应控制的应用 自适应控制技术是自控技术的一个