模块一数控机床概述

数控机床原理与结构,模块一 数控机床概述,数控技术的发展趋势,3,1,数控机床的分类与特点,2,数控机床的产生与开展,教学目标（,Objectives,）,了解数控机床的产生与开展,熟悉数控机床的特点及分类,清楚数控技术将来的开展方向,1.1,数控机床的产生与开展,1.1.1,社会需求背景,从工业化革命（瓦特 蒸汽机）以来人们实现机械加工自动化的手段：,1,、自动机床,(automatic machine tool),2,、组合机床,(modular machine tool),1.1,数控机床的产生与开展,1.1.1,社会需求背景,从工业化革命（瓦特 蒸汽机）以来人们实现机械加工自动化的手段：,3,、专用,自动生产线,(automatic production line),这些设备的使用大大地提高了机械加工自动化地程度，提高了劳动生产率，促进了制造业地开展。但它也存在固有的缺点：,初始投资大,准备周期长,产品类型变更困难,1.1,数控机床的产生与开展,市场竞争日趋剧烈,产品更新换代加快,大批量产品越来越少，小批量产品生产的比重越来越大,迫切需要一种精度高、柔性好加工设备来满足上述需求。,加之,The effects of World War II were significant in the development of NC machinery.(Courtesy U.S.Air Force.),1948,年，,（,二战期间）空 后勤司令部与,帕森,斯,（,Parsons,）公司在研制加工直升机螺旋桨叶片轮廓用检查样板的机床时，首先提出计算机操作机床的设想，在麻省理工学院（,MIT,）的协助下，于,1952,年研制成功了世界上第一台三坐标直线插补且连续操作的立式数控铣床。,1.1.2,诞生的时代背景,1.1,数控机床的产生与开展,当时的数控装置采用的是电子管元件。,The Servo Mechanism Laboratory at MIT.(Courtesy MIT Musem Library.),麻省理工学院伺服机构实验室,The first NC machine producing identical parts.(Courtesy MIT Musem Library.),1.1,数控机床的产生与开展,1.1,数控机床的产生,原中捷友谊厂生产中国第一台数控机床,我国于,1958,年由清华大学和北京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床。,1.1,数控机床的产生与开展,1.1,数控机床的产生与开展,1.1.3,数控技术的开展阶段,1955,年 数控机床进入有用化阶段,-,复杂曲面加工,数控系统采用,电子管元件,1958,年,采用,晶体管和印制板电路,1965,年,出现,小规模集成电路,1970,年,出现,小型计算机,代替专用硬接线装置,1974,年,以,微处理为核心,的数控系统,1.1,数控机床的产生与开展,自数控机床产生至今，随着科技，特别是微电子技术、计算机技术的进步而不断开展，其数控系统的开展主要表现在以下几个阶段：,NC,系统的开展经历的五代,第一代：电子管时代,第二代：晶体管时代,第三代：小规模集成电路时代,：小型计算机时代,第五代：微处理器时代,1.1,数控机床的产生与开展,伺 服 驱 动 技 术,传 感 器 技 术,软 件 技 术,信 息 技 术,数控机床所覆盖的技术领域,自 动 控 制 技 术,1.2,数控机床的分类,1.2.1,按加工工艺方法分类,1,、一般数控机床,与一般机床的区别：加工复杂形状的零件,2,、数控加工中心,数控加工中心：带有刀库和自动换刀装置的数控机床。,与一般数控机床的区别：,减少机床台数，便于管理。,减少定位误差,工序集中，减少辅助时间，提高生产率,减少专用工夹具数量,1.2,数控机床的分类,3,、多坐标数控机床,4,、计算机群控（,DNC,）,读带机,通用计算机,接口装置,数控装置,1,机床,1,数控装置,2,数控装置,m,机床,2,机床,m,存储装置,CRT,显示及打印机,特点：数控装置操作的轴数较多，机床结构也比较复杂。,1.2,数控机床的分类,五轴数控铣床,1.2,数控机床的分类,1.2.2,按操作运动方式分类,特点：,数控装置只能操作点与点的精确定位,两相关位置之间的移动是先快后慢,使用于钻床、冲床、坐标镗床,Z,Y,X,1,、点位操作数控机床,1.2,数控机床的分类,数控摇臂钻床,坐标镗床,2,、直线操作数控机床,特点：,操作两相关点的位置，还要操作两相关点之间的,移动速度和路线,路线由与各个轴线平行的直线段组成,使用于简易数控车、数控镗铣床、数控加工中心,1.2,数控机床的分类,数控车,龙门刨床,1.2,数控机床的分类,3,、轮廓操作数控机床,特点：,数控装置能够同时对两个或两个以上的坐标,轴进行连续操作,加工复杂形状零件,使用于数控车床、数控铣床、数控磨床,1.2,数控机床的分类,1.2,数控机床的分类,1.2.3,按伺服系统的不同分类,1,、开环数控机床,特点：,没有位置检测反响和校正操作装置,数控装置发出信号的流程是单向的,速度和加工精度低，其精度取决于伺服系统,的性能,本钱低，适用于中、小型数控机床,数控装置,驱动电路,步进电动机,工作台,指令脉冲,齿轮箱,1.2,数控机床的分类,2,、闭环数控机床,特点：,e=0,，工作台停止,检测工作台直线位移（检测元件：感应同步器、光栅）,驱动元件：宽调速直流或交流伺服电机,加工精度高，但结构复杂，造价高，调试维修困难,适用于精度要求高的大型和精密机床,数控装置,位置比较,电路,伺服,电动机,工作台,指令脉冲,齿轮箱,速度控制,电路,测量装置,检测元件,测速元件,1.2,数控机床的分类,3,、半闭环数控机床,特点：,检测丝杠或电动机轴旋转角位移,角位移检测元件：旋转变压器、脉冲编码器、圆光栅等,精度低于闭环系统,系统调试较容易，稳定性也较好,数控装置,位置比较,电路,伺服,电动机,工作台,指令脉冲,齿轮箱,速度控制,电路,测量装置,检测元件,测速元件,1.2,数控机床的分类,1.2.4,按所用数控装置类型分类,1,、硬件式数控机床（,NC,机床）,组成：晶体管和集成电路,特点：通用性、灵活性差，制造周期长、本钱高,2,、软件式数控机床（,CNC,机床）,组成：采用小型或微型计算机，加上通用或专用大规模,集成电路,特点：很高柔性,1.2,数控机床的分类,1.2.5,按加工方式分类,1,、金属切削类数控机床,1,）数控车床（,NC Lathe,）。,2,）数控铣床（,NC Milling Machine,）。,3,）加工中心（,Machine Center,）。,4,）数控钻床（,NC Drilling Machine,）。,5,）数控镗床（,NC Boring Machine,）。,6,）数控齿轮加工机床（,NC Gear Holling Machine,）。,7,）数控平面磨床（,NC Surface Grinding Machine,）。,1.2,数控机床的分类,4,、其它类型数控机床,2,、金属成型类数控机床,1,）数控电火花加工机床（,NC Diesinking Electric Discharge Machine,）。,2,）数控线切割机床（,NC Wire Electric Discharge Machine,）。,3,）数控激光加工机床（,NC Laser Beam Machine,）。,3,、数控特种加工机床,1.2,数控机床的分类,数控剪板机,1.2,数控机床的分类,1.3.1,数控机床的特点,1,、加工精度高,脉冲当量,误差可由闭环系统加以操作,制造精度能保证,防止操作者的人为误差,2,、对加工对象改型的适应性强,加工对象,利用特殊指令实现加工,改型,为单件、小批量生产提供便利,1.3,数控机床的特点,1.3,数控机床的特点,3,、加工生产率高,主轴转速和进给量的范围大,节省机动时间,移动部件的快速移动和定位均采用加速与减速措施,快进、快退和定位时间少,更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床,节省停机安装调整时间,加工精度比较稳定,检验时间短,工序的复合化,减少半成品周转时间,零件的加工时间,=,机动时间,+,辅助时间,4,、减轻操作者的劳动强度,5,、良好的经济效益,使用数控机床,节省划线工时,不需要手工制造模型、凸轮、钻模板及其它工夹具,节省工艺装备费用,加工精度稳定,减少废品率,一机多用,减少厂房面积,减少建厂投资本钱,6,、有利于现代化管理,1.3,数控机床的特点,二、数控机床的缺乏,1,、提高了起始阶段的投资,2,、增加了电子设备的维护,3,、对操作人员的技术水平要求较高,三、数控机床的应用范围,1,、单件、多品种、小批量的生产零件,2,、形状复杂，加工精度较高的零件,3,、需进行多种工序集中加工的零件,4,、价格昂贵、不允许报废的零件,5,、需要频繁改型的零件,6,、新产品的试制零件,7,、需要最少生产周期的急需件,1.3,数控机床的特点,1,、运行高速化、加工高精化,1.4,数控机床的开展趋势,2,、,功能复合化,3,、操作智能化,4,、体系开放化,5,、驱动并联化,6,、交互网络化,Thank You!,1.4,数控机床的开展趋势,1,）镗铣钻复合,加工中心、五面加工中心（,ATC,，,主轴立卧转换,）,2,）车铣复合,车削中心（,ATC,，动力刀头）,3,）铣镗钻车复合,复合加工中心（,ATC,，可自动装卸车刀架）,4,）铣镗钻磨复合,复合加工中心（,ATC,，动力磨头）,5,）可更换主轴箱的数控机床,组合加工中心,返回,开环,全闭环,半闭环,系统结构,操作精度,稳定性,价格,1,、三种操作方式优缺点比较,课堂练习题,2,、用自己的语言简述数控机床相对于一般机床的优缺点及适用场合,谢谢观看,/,欢送下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,