制造自动化技术.ppt

4.2.4数控机床的发展历程*当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上。高可靠性高精度普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm；精密级加工中心的加工精度则从±3~5μm，提高到±1~1.5μm，甚至更高；超精密加工精度进入纳米级(0.001微米)，主轴回转精度要求达到0.01~0.05微米，加工圆度为0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。4.2.4数控机床的发展历程*◆复合化◆多轴化5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，最近，国外还在研究6轴联动控制使用非旋转刀具的加工中心。机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。◆智能化智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动，以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。4.2.5并联运动机床*以机床框架为固定平台的若干杆件组成空间并联机构，主轴部件安装在并联机构的动平台上，改变杆件的长度或移动杆件的支点，按照并联运动学原理形成刀头点的加工表面轨迹。并联机床的基本结构◆布局特点◆基本结构形式它的结构完全不同于传统机床，看不到明显的床身、导轨、立柱和横梁等结构，它的基本结构是一个活动平台。有六杆、三杆、立式、卧式并联机床，结构形式为并联、串联和混合结构，可采用直线电机和电主轴。并联机床HexaM简图4.2.5并联运动机床*并联机床结构示意简图（6SPS机构）该机床的运动路线为:6个伺服电机的运动通过丝杠(驱动轴)、螺母和连杆传给装有电主轴的刀具夹板，从而带动刀具作任意空间曲线运动。该并联机床由运动平台、固定平台以及能伸缩的若干驱动杆组成，运动平台与固定平台由6根驱动杆（伸缩杆）相连，每个驱动杆两端都是球铰副，中间有一个移动副。驱动器驱动移动副作相对运动，改变伸缩杆的长度，便可改变运动平台的位姿，若将刀具安装在运动平台上，则通过控制六杆长度的变化，便可改变刀具在空间的位置与姿态，满足加工要求.◆传统机床：以床身、立柱、横梁等作为支撑部件，主轴部件和工作台沿支撑部件上的直线导轨移动，按照XYZ坐标运动叠加的串联运动学原理，形成刀具相对于加工工件的运动轨迹。4.2.5并联运动机床并联机床与传统机床的比较ZXY图4-5传统机床4.2.5并联运动机床*并联运动机床：以机床框架为固定平台的若干个杆件组成空间并联机构，主轴部件安装在并联机构的动平台上，工作台与机床框架连接在一起，改变杆件的长度或移动杆件的支点，按照并联运动学原理形成刀具相对于加工零件的运动轨迹。1机床框架2杆件3动平台4图4-6并联机床5*并联机床的优点4.2.5并联运动机床运动精度高：有效地减少了运动链的长度，将支撑与传动功能集成一体可实现高速加工：运动部件少，质量轻，有利于获得高的进给速度机床刚性好：消除了悬臂结构，没有横梁、立柱等承受弯曲的载荷部件结构简单P800M型并联运动机床第4章制造自动化技术ManufacturingAutomationTechnology4.3工业机器人技术IndustrialRoboticTechnology4.3.1概述*生命系统（平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等）造型解质（关节能自由运动的金属覆盖体，一种盔甲人造肌肉（在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态人造皮肤（含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等机器人的起源◆1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”（android），它由4部分组成：◆1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克的科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》中的主人公“Robota”（在捷克语中是奴隶的意思）是一个具有人的外表、特征与功能，并为人服务的机器人。英语的“Robot”由此而来。4.3.1概述*森政弘与合田周平：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。加藤一郎提出，机器人具有：①具有脑、手、脚等三要素的个体；②具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器；③具有平衡觉和固有觉的传感器。机器人的定义◆1967年日本召开的第一届机器人学术会议上