先进制造技术-第四章课件.ppt

第四章 制造自动化技术;第一节 制造自动化技术概述 4.1.1 制造自动化技术内涵 4.1.2 制造自动化技术的发展及现状 4.1.3 制造自动化技术发展趋势;自动化：自动去完成特定的作业。 制造自动化（狭义）：生产车间内产品机械加工和装配检验过程的自动化； 制造自动化（广义）：包含产品设计、企业管理、加工过程和质量控制等产品制造全过程综合集成自动化。 制造自动化意义：显著提高劳动生产率、提高产品质量、降低制造成本、提高经济效益，改善劳动条件、提高劳动者的素质、有利于产品更新、带动相关技术的发展、提高企业的市场竞争能力。 ?;刚性自动化 设备--自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线； 对象--单一品种大批量生产自动化； 特点--生产效率高、加工品种单一。 柔性自动化 设备--NC、CNC、FMC、FMS等。 对象--多品种小批量甚至单件生产自动化； 综合自动化 经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化，CIMS、CE、LP、AM等。?;当前制造自动化技术研究领域和方向 集成技术和系统技术研究 自动化系统中人因作用的研究 数控单元系统的研究 制造过程的计划和调度研究 柔性制造技术的研究 现代生产模式制造环境的研究 底层加工系统的智能化和集成化研究 ?; 制造敏捷化 使企业面临市场竞争作出快速响应； 制造网络化 实现制造过程的集成，实现异地制造、远程协调作业； 制造虚拟化 保证产品和制造过程一次成功，发现设计与生产中可避免的缺陷和错误； 制造智能化 扩大、延伸、部分取代人类专家在制造过程中的脑力劳动，以实现优化的制造过程。 制造全球化 市场国际化，产品制造跨国化，制造资源跨国家的协调、共享和优化利用； 制造绿色化 使产品从设计、制造、使用到报废处理全生命周期中，对环境影响最小，资源利用率最高。;第二节 机床数控技术 4.2.1 机床数控系统 4.2.2 机床伺服系统 4.2.3 数控加工编程技术 4.2.4 机床数控技术发展趋势;数控技术的发展 硬件数控阶段NC(1952-1970) 第一代：电子管； 第二代：晶体管； 第三代：小规模集成电路； 计算机数控阶段CNC（1970-现在) 第四代：小型计算机； 第五代：微处理器； 第六代：PC微机(PCNC);? ? ? ? ? ;CNC数控系统组成原理 ;数控系统的硬件结构 单CPU结构 通过总线使CPU与存储器和各种接口相连接，集中控制、分时处理工作方式。 多CPU结构 多个CPU通过公用地址和数据总线互连，各自完成功能，系统速度高、处理能力强。 PC微机CNC系统 具有微机丰富的软硬件资源、友好的人机界面、拥有多媒体和网络功能，是当前数控系统的发展方向。;基于PC微机和PMAC的CNC系统结构;?数控系统的软件组成;开放式数控系统 开放性：满足CNC系统快速发展和用户自主开发需要 PC微机型开放式CNC系统形式： 专用数控嵌入PC主板 是专用数控系统商提供的形式，仅限于PC部分开放，其专用数控部分仍处于封闭状态。 PC机+运动控制卡 提供底层数控接口，支持二次开发和扩展，有上下两级开放性，如PMAC运动控制器。 纯PC软件型 尚未形成商品，代表数控系统发展方向。 ?;组成：位置控制单元、速度控制单元、伺服电机、 检测反馈单元4部分组成。 分类： 按检测系统分 开环系统、闭环系统、 半闭环系统、混合闭环系统。 按有控制电机分 步进伺服、直流伺服、交流伺服。;半闭环伺服系统 ;松下交流伺服系统的总体接线图 1-交流伺服电机 2-伺服驱动器 3-控制系统 4-控制连接电缆 5-检测连接电缆 6-动力电缆 7-PLC电缆 8-PLC;交流伺服电机： 异步电动机 功率大、精度稍低、多用于主轴电机； 永磁同步电动机 精度要求高、价格贵，多用于容量 小的进给伺服电机。 交流伺服驱动器： 模拟式 工作速度快，系统频率宽，体积大、 器件多、不易调试； 数字式 控制方式改变仅需改变软件，柔性好， 结构紧凑，重复性好。 检测元件： 旋转变压器、脉冲编码器等。;数控加工手工编程一般步骤;计算机辅助数控编程;数控系统性能方面 高速高精高效化 进给速度80-120m/min，加速度1-2g，主轴dn=(1-3)*106，换刀小于1s；加工精度0.1μm，甚至0.01μm。 柔性化 功能覆盖面大，便于不同用户的需求；物料流和信息流自动动态调整。 工艺复合化和多轴化 如FANUC15可控轴数和联动轴数均达到2