数控机床结构与系统的发展.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,数 控 技 术,第 三 讲,主讲教师：仇晓黎,东南大学远程教育,数控机床结构与系统的发展,第1页,第一节 数控机床基本概念,第二节 数控机床分类与应用,第三节 数控机床发展,第一章 概论,将机床数字控制向机电一体化方向发展。高等院校机制工艺学生必须学好这门课。,此次课主要介绍：,数控机床概论第二部分,。,希望同学们认真学习！,数控机床结构与系统的发展,第2页,数控机床是综合应用了微电子、计算机、自动检测及精密机械等多学科最新技术结果而发展起来完全新型机床，标志着机械制造业进入了数字化时代。,数控系统经历了从硬件数控到计算机数控两个阶段；,从电子管到基于个人计算机平台数控六代发展；,控制轴数已由单轴点位控制，两轴联动发展到五轴以上联动。,数控机床正向高速化、高精度化和高智能化方向发展，数控系统必须能够高速计算和处理伺服系统位移量并做出快速对应。,第一章第三节,数控机床发展,数控机床结构与系统的发展,第3页,一、机床结构发展,二、数控系统发展,三、伺服系统执行机构发展,四、自适应控制应用,五、以数控机床为基础自动化生产系统,本节内容安排以下：,数控机床结构与系统的发展,第4页,60年代初，在普通机床基础上又开发了数控机床加工中心机床，如图。,一、机床结构发展,60年代之前，普遍采取普通机床。,数控机床结构与系统的发展,第5页,如图所表示为带两个交换工作台卧式镗铣加工中心机床。,数控机床结构与系统的发展,第6页,如图，它设计思想是为了在一次装夹中完成除了安装底面以外全部表面和精密孔系加工。,20世纪70年代后期在数控加工中心机床基础上又发展了五面体加工中心,数控机床结构与系统的发展,第7页,如图所表示即为可调整轴线位置万能主轴部件。,上图中，其主轴部件能够自动更换为立式或卧式布局，以满足工件不一样表面加工需要。,数控机床结构与系统的发展,第8页,带有工业机器人和工件交换系统车削加工中心和带有工件交换系统数控齿轮加工机床已被广泛采取，如图所表示。,在数控加工中心出现以后，加工工序深入集中，依然是数控机床发展趋势。,数控机床结构与系统的发展,第9页,六杆数控机床（又称虚拟轴机床）是20世纪最具革命性机床运动结构突破，如图所表示。,在计算机数控多轴联动技术和复杂坐标快速变换运算方法发展基础上，20世纪60年代出现Stewart平台概念，到20世纪90年代初应用在数控机床上成为可能。,数控机床结构与系统的发展,第10页,数控机床结构与系统的发展,第11页,六杆数控机床现有采取滚珠丝杠驱动，又有采取滚珠螺母驱动。,六杆数控机床关键技术之一是六对球面支承设计与制造，球面支承将对运动平台运动精度和定位精度产生直接影响。,六杆数控机床采取运动聚合原理，改变传统机床结构和布局。,六杆数控机床还防止了传统机床几何结构误差，六杆结构使误差平均化，因而能够到达很高重复定位精度。,六杆数控机床结构较简单，而且由六套完全相同功效部件组成，使成本下降。,数控机床结构与系统的发展,第12页,70年代出现由一台计算机直接控制几台数控机床加工过程控制方式，形成所谓计算机直接控制系统(DNC)。,在此基础上发展成为由几台数控机床组成、有工件自动运输系统和其它管理功效柔性制造系统（FMC）。,二、数控系统发展,数控装置采取元器件：最初为电子管以后为半导体晶体管今天为超大规模集成电路,当前，数控系统大都采取多个（CPU）组成计算机作为数控装置（CNC）关键。,数控机床结构与系统的发展,第13页,70年代，美国盖梯茨企业首先研制成功了大惯量直流伺服电机即通常指宽调速直流伺服电机。,80年代早期由美国通用电气企业研制成功了采取鼠笼式异步交流伺服电机交流伺服系统。,86年之后推出并采取了数字伺服系统数控机床。数字伺服系统出现初进了高进度数控机床发展。,三、伺服系统执行机构发展,60年代早期与中期，欧美一些国家采取液压伺服系统。（这种液压系统与传统伺服电机相比，响应时间短，驱动部件外形尺寸小。）,数控机床结构与系统的发展,第14页,四、自适应控制应用,自适应控制技术是自控技术一个分支。数控机床采取自适应控制之后，在提升生产效率、延长刀具使用寿命和改进表面质量等方面都有显著效果。,数控机床结构与系统的发展,第15页,五、以数控机床为基础自动化生产系统,1、计算机直接数控（DNC）,即使用一台计算机为数台数控机床进行自动编程，编程结果直接送给各台数控机床数控箱。,也称为计算机群控系统,数控机床结构与系统的发展,第16页,FMS是一个在批量加工条件下高柔性和高自动化程度制造系统。其特点：,采取DNC控制方式，,采取交换工作台或工业机器人，,各台机床间有工件自动输送系统，,配有管理信息系统，,含有动态平衡功效，,能进行最正确化调度。,2、柔性制造系统（FMS）,数控机床结构与系统的发展,第17页,数控机床结构与系统的发展,第18页,数控机床结构与系统的发展,第19页,CIMS关键是一个公用数据库，对信息进行存放与管理，并与各计算机系统进行通讯。同时它需要：,CAD/CAM系统,CAP/CAC系统,加工自动化系统,3、计算机集成制造系统（CIMS）,数控机床结构与系统的发展,第20页,五轴联动数控机床图例,Mazak柔性制造系统图例,Mazak板材加工柔性生产系统图例,自动加工生产线图例,数控机床结构与系统的发展,第21页,