第五章 柔性自动化加工系统ppt课件.ppt

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1、第五章柔性自动化加工系统第一节数控加工第二节柔性制造单元第三节柔性制造系统第四节计算机集成制造系统第一节数控加工一、数控加工数字控制(NumericalControl)可编程序自动化的一种形式，通过数字、字母和符号来控制加工过程,也就是说，NC是用数字来描述一个待加工工件的指令程序的。在金属切削加工领域里，数字控制机床的出现是机械加工自动化发展史上的一个重要里程碑。自1949年美国麻省工学院与Parsons公司共同开展机床数控化技术研究以来，数控技术经历了多次重大的技术革新。第一代商品化的数控机床产生于1954年，采用的是电子管元件和模拟电路；第二代产生

2、于1959年，采用的是晶体管分立元件构成的数字电路；第三代产生于1965年，应用了集成电路；第四代数控机床的主要特征是在数控系统本身采用了小型计算机，虽然在1964年就出现了这类机床，但受当时的技术和经济等因素的影响，直至1970年，这一时代才真正到来。1974年后，人们开始把微处理器用于数控机床，使数控技术得到了飞跃发展，并成为当代机床技术发展的一个重要支柱。2.数控机床的基本类型数控机床的品种较多，根据其工作方式的不同，大体可按下述三个原则来分类：(1)按刀具相对零件移动的轨迹分类(2)按随动装置类型分类(3)按控制坐标数分类(1)按刀具相对零件移动

3、的轨迹分类A.点位控制系统这类控制系统的特点是只控制定位点的位置精度，对定位点之间的运动轨迹无严格要求，且在移动的过程中刀具不进行切削。采用点位控制系统的机床主要有数控坐标镗床、数控钻床等。B.直线控制系统这类控制系统的特点是除了控制定位点的位置精度外，还要保证被控制的两个坐标点间移动的轨迹是一条直线，且在移动的过程中刀具能以指定的进给速度进行切削。采用直线控制系统的机床主要有简易数控车床、数控镗铣床等。C.轮廓控制系统这类控制系统的特点是能够对两个或两个以上坐标方向的同时运动进行严格的不间断控制，又称为连续控制系统。采用轮廓控制系统的机床有数控铣床、车

4、床、磨床及齿轮加工机床和加工中心机床等。(2)按随动装置类型分类A.开环控制系统在此系统中,通常不带有位置测量装置，也不对被控制量的实际值进行反馈和比较，机床的定位精度主要取决于驱动元件和机床传动机构的精度。它的特点是系统简单，工作稳定，调试和维修方便，成本低，但控制精度和控制速度受到限制。B.闭环控制系统在闭环控制系统中，通过机床上的位置测量装置检测出机床工作台的实际位置，经反馈与指令值进行比较，用差值进行控制，直到差值消除时工作台才停止移动。这种控制系统的优点是精度高，速度快，但调试和维修比较复杂，成本高。一般高精度的数控机床大多采用这种控制系统。C

5、.半闭环控制系统这种控制系统对工作台的实际位置不进行检查测量，而是通过与伺服电机有联系的测量元件，间接测量出伺服电机的转角，推算出工作台实际位移量，用此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。这种控制系统介于开环和闭环之间，精度没有闭环高，但调试比闭环方便。(3)按控制坐标数分类（根据机床同时控制坐标数的多少分）2坐标数控机床3坐标数控机床多坐标数控机床3.数控机床的优点与普通机床相比，数控机床具有如下优点：(1)提高生产效率。在自动加工循环中采用合理的切削用量，缩短了加工时间。自动完成全部加工循环，在加工过程中不用工人检验工件，缩短了辅助时间，使机床的加

6、工能力得到充分的发挥；(2)提高加工精度和一批工件的程度一致性；(3)减少了对复杂工具的需要，降低消耗，缩短了生产准备时间，简化工具管理；(4)能够加工用传统方法难以加工的复杂零件，为合理设计提供了条件；(5)降低劳动强度，对工人的熟练程度要求较低。二、加工中心加工中心MC(MachiningCenter)实质上是一种装有自动换刀装置的数控机床。加工中心是数控机床发展的一个重要方向，是实现柔性加工的主要硬件基础。按机床的主要功能可分为镗铣加工中心、车削加工中心、磨削加工中心、冲压加工中心以及能自动更换主轴箱(或成组刀具)的多轴加工中心等。加工中心的主要结

7、构特征是增加了一套自动换刀装置ATC(AutomaticToolChanger)，包括一定容量的机床刀库和换刀装置。按照自动换刀装置的结构，加工中心又可分为：(1)多主轴转塔头加工中心，(2)带有刀库及主轴换刀的加工中心，(3)带有刀库、机械手及主轴换刀的加工中心，(4)带有刀库、机械手和双主轴转塔头的加工中心，(5)自动更换刀库的加工中心。加工中心中使用的刀库形式很多，其主要的几种类型如表所示。第二节柔性制造单元柔性制造单元FMC(FlexibleManufacturingCell)是由单台计算机控制的数控机床或加工中心、输送装置或工业机器人组成，采用

8、切削监控系统实现无人操作，并能不停机转换品种进行连续生产。柔性制造单元可作为独立