1、数控机床 第一章绪论 1 1数控机床的基本概念一 什么是数控机床二 为什么要发展数控机床 1 2数控机床的构成及分类一 构成二 分类 1 3数控机床的产生与发展一 数控机床的产生与发展简述二 中国数控机床发展概况三 数控机床的发展趋势 第一章绪论 1 1数控机床的基本概念一 什么是数控机床数控机床 是用数字化信号 对机床的运动及其加工过程进行控制的 高效能自动化的加工机床 二 为什么要发展数控机床机械加工的自动化的关键问题是生产批量 根据不同批量生产组织形式的不同 有柔性与刚性自动化 组合机床自动线 流水线的加工方式属于刚性自动化 更换产品及修改工艺需要较多的时间和费用 适用于大批大量生产的自
2、动化 FMS FMC MC属于柔性自动化 更换产品及修改工艺较方便 适用于中 小批生产的自动化 数控机床就是实现柔性自动化最重要的装备 是发展柔性生产的基础 1 数控机床的优点 1 能完成很多普通机床难以完成 或者根本不能加工的复杂型面的加工2 对加工对象改型的适应性强 高柔 3 加工精度高 产品质量稳定 高精 4 加工生产率高 高效 5 减轻了劳动强度 改善了劳动条件6 良好的经济效益7 有利于生产管理的现代化数控机床是计算机辅助设计 制造及管理一体化的基础 它对现代化的生产是必不可少的一环 数控机床与普通机床的性能比较表 1 多品种小批量生产的零件 通常采用数控机床加工的合理生产批量在10
3、 100件之间 2 结构比较复杂的零件3 需要频繁改型的零件 4 价格昂贵 不允许报废的关键零件5 需要最少生产周期的急需零件用于高精度 形状复杂的 中小批量零件加工机器人可以完成重活和精度要求高的工作 带有技巧性的工作还不能实现自动化 2 数控机床的应用范围 第一章绪论 1 1数控机床的基本概念 1 2数控机床的构成及分类一 构成二 分类 1 3数控机床的产生与发展一 数控机床的产生与发展简述二 中国数控机床发展概况三 数控机床的发展趋势 1 2数控机床的构成及分类 一 构成构成框图 数控机床的主机结构特点 1 机械传动结构得到了简化 传动链较短 2 数控机床结构具有较高的动态刚度 阻尼 精
4、度 而且耐磨性 热变形较小 并且传动及变速系统要便于自动控制 3 更多地采用高效传动部件 二 分类 一 按控制系统的特点分类1 点位控制的数控机床孔加工用的数控机床要求获得精确的孔系坐标定位精度 而不管从一个孔到另一个孔是按照什么轨迹运动 用于加工带有坐标孔系的零件或测量坐标位置 点位控制系统简单而价格低廉 2 直线控制的数控机床不仅要求具有准确的定位功能 而且要求从一点到另一点之间按直线移动 平行于坐标轴或与坐标轴成45 角 并能控制位移和速度 3 轮廓控制的数控机床 连续控制或坐标联动 可以加工曲线或者曲面的零件 能同时控制2 5个轴 具有插补功能 对位移和速度进行严格的不间断控制 这类机
5、床功能最齐全 一般都能进行点位 直线控制 二 按伺服系统的类型分类1 开环数控机床 最典型的系统就是步进电机伺服系统 这类机床较为经济 但速度及精度都较低 因此 目前作为一种经济型的数控机床 多用于旧机床的改造 可以消除由于传动件制造中存在的精度误差给工件加工带来的影响 可以得到很高的加工精度 所以主要用于一些精度要求很高的镗铣床 超精车床 超精铣床等 2 闭环数控机床 闭环伺服系统的位置反馈信号是从进给系统的执行件上直接测得的 3 半闭环数控机床现在大多数数控机床广泛采用这种半闭环系统 间接测量执行件的实际位置或位移 半闭环系统 其精度介于开 闭环之间 三 按数控装置类型分类1 硬线数控机床
6、 即NC机床 70年代初期以前的数控机床基本上都属于这种类型 数控装置中的输入处理 插补运算和控制功能均由专用的固定组合逻辑电路来实现 因此 通用性差 功能和灵活性也较差 制造周期长 成本高 2 软线数控机床 CNC机床 它使用计算机数控装置 CNC 即软线数控装置 主要功能几乎全由软件来实现 对于不同的数控机床只需编制不同的软件就可以了 而硬件几乎可以通用 这就为小批生产创造了条件 保证质量 缩短周期 降低成本 所以现代数控机床都采用CNC装置 四 按加工方式分类1 金属切削类数控机床2 金属成型类数控机床 3 数控特种加工 4 其它类型的数控机床 五 按功能水平分类分为高 中 低档 经济型
7、 三类 在我国把由单板机 单片机和步进电机组成的数控系统和其功能简单 价格低的系统称为经济型数控 主要用于车床 线切割机床以及老机床改造等 把功能比较齐全的数控系统 称为全功能数控或标准型数控 第一章绪论 1 1数控机床的基本概念一 什么是数控机床二 为什么要发展数控机床 1 2数控机床的构成及分类一 构成二 分类 1 3数控机床的产生与发展一 数控机床的产生与发展简述二 中国数控机床发展概况三 数控机床的发展趋势 1 3数控机床的产生与发展 一 数控机床的产生与发展简述数控机床的发展进程如表所示 第一章绪论 1 1数控机床的基本概念一 什么是数控机床二 为什么要发展数控机床 1 2数控机床的构成及分类一 构成二 分类 1 3数控机床的产生与发展一 数控机床的产生与发展简述二 中国数控机床发展概况三 数控机床的发展趋势 三 数控机床的发展趋势1 实现长时间地 连续的自动加工2 向高速度 高精度发展分辨率 两个相邻的分散细节间可以分辨的最小间隔 提高数控系统的运算速度采用新的控制理论 二 中国数控机床发展概况 3 提高数控机床的利用率及生产效率利用率 一机多能生产率 大功率 新刀具 4 提高机床可靠性关键是数控系统的可靠性 5 具有很好的操作性能 友好 的人机界面6 采用自动程序编制技术 有人机对话功能7 有强功能内装式可编程控制器 PLC 8 具有更高的通信功能
