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数控技术与数控机床;先进制造技术是经济发展的支撑;产品与生产方式:;信息已成为当今社会的主导资源;计算机控制系统;20世纪中叶数控技术和数控机床的诞生标志着生产和控制领域一个崭新时代的到来;Parsons Co.公司受美国空军委托与麻省理工学院(MIT)伺服机构研究所合作研制于1952年研制出世界上第一台三坐标立式数控铣床。
采用了自动控制、伺服驱动、精密测量、新型机械结构。;数控加工的构思与实现;计算机的出现为数控技术的出现与发展奠定了基础;第四代数控:1970~,随着微电子技术的发??,小型计算机逐渐取代数控系统中的专用计算机,使许多控制功能可以依靠编制专用程序来完成,而不必依靠硬件电路,实现软件控制,大大提高了数控系统控制的灵活性和数控设备的可靠性。1970年,美国芝加哥国际机床展览会上第一次展出了采用小型计算机控制的计算机数控(Computer Numerical Control—CNC)装置和由计算机直接控制多台机床的直接数控(Direct Numerical Control—DNC)系统 。;第五代数控:1974~,中、大规模集成电路技术所取得的成就,促使价格低廉、体积更小、集成度更高、工作可靠的微处理器芯片问世,并逐步应用于数控系统,进一步简化了CNC系统的硬件结构,降低了CNC机床的成本,由此产生了以微处理器为CNC系统核心的第五代数控系统,即采用微型电子计算机控制的数控系统(Microcomputer Numerical Control——MNC);新一代数控:进入90年代,数控系统的发展以高速度、高精度、智能化为显著特点。大规模和超大规模集成电路的进一步发展,使微处理器的性能不断提高,软件功能日益增强,CNC系统随着外围电路和接口配置的不断完善,以及软件技术在交互式人机对话和图形显示技术方面所取得的成就而得到发展。基于PC-NC的新一代数控充分利用了现有PC机的软硬件资源,使得数控系统集成度高,可靠性好,升级换代容易,易于实现开放式系统。;一 数控机床定义; 数控技术——数字控制(Numerical Control)技术(NC技术):用数字化信息(数字量及字符)发出指令并实现自动控制的技术。 ;;根据加工零件的图纸与工艺方案,用规定的代码和程序格式编写程序单。
2) 通过输入装置将程序代码逐段输入到数控装置。
3) 数控装置将代码进行译码,寄存和运算之后,向机床伺服机构发出讯号,以驱动机床的各个运动部件,并控制其它必要的辅助操作,如变速、开关冷却液、松夹工件及刀具转位等,最后加工出合格的零件。;四 数控机床通常由四部分组成;程序
载体;程序载体;输入装置;光电阅读机——穿孔带。
磁带机——磁带。
软盘驱动器——磁盘。
MDI(Manpower Data Input)方式——人工数据输入。
直接通讯方式——由计算机直接传送给数控装置。
DNC系统接口输入——分布式数字控制系统接口输入 (Distributed Numerical Control)。 ;强电控制装置;伺服系统;功率步进电动机(Stepping Motor)
直流伺服电动机(带有感应同步器、编码器等位置检测元件)。采用晶体管脉冲宽度调制( PWM—Pulse Width Modulation) 和晶闸管 (SCR—Semiconductor Control Rectifier)调速系统。
交流伺服电动机(带有感应同步器、编码器等位置检测元件)。采用正弦波PWM变频调速(SPWM—Sine PWM)和矢量控制调速(Vector Control);机床;(1)由于采用高性能的主轴和伺服系统,使得数控机床的机械传动结构得到了简化,传动链较短。
(2)具有较高的动态刚度、阻尼精度,耐磨性好,热变形较小。
(3)更多地采用高效传动部件,如滚珠丝杠副,滚动导轨。 ;六 数控机床的分类;有些复杂形状零件需要三个坐标以上的合成运动才能加工。常用的有四个、五个、六个坐标的数控机床。 ;16大类数控机床:;数控切割机床
数控齿轮加工机床
柔性制造单元
(FMC——Flexible Manufacturing Cell)
柔性制造系统
(FMS——Flexible Manufacturing System)
数控电加工机床(含电加工中心)
数控板材成形加工机床
数控管料成形加工机床
其它数控机床;2、按运动方式分类;特点是能够对两个或两个以上的坐标轴同时进行控制,它不仅能控制机床移动部件的起点和终点坐标,而且要控制整个加工过程每一点的速度与位移量。;轮廓控制(连续控制):;3、按控制方式分类;闭环控制系统:;闭环控制将机械传动链的全部环节都包括在闭环之内,因而从理论讲,闭环控制的运动精度主要取决于检测装置的精度,而与机械传动
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