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时间:2019-04-19
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1、基础篇课题一数控机床基础教学目标1.了解数控机床的产生和发展。2.了解数控机床的概念和组成。3.了解数控机床的种类与应用。4.了解数控机床加工的特点及应用。1.1数控机床的产生与发展随着社会生产和科学技术的不断进步,各类工业新产品层出不穷。机械制造产业作为国民工业的基础,其产品更是日趋精密复杂,特别是宇航、航海、军事等领域所需的机械零件,精度要求更高、形状更为复杂且往往批量较小,加工这类产品需要经常改装或调整设备,普通机床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时,随着市场竞争的日益加剧
2、,生产企业也迫切需要进一步提高生产效率,提高产品质量及降低生产成本。在这种背景下,一种新型的生产设备——数控机床就应运而生了,它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量及新型机械结构等多方面的技术成果,形成了今后机械工业的基础并指明了机械制造工业设备的发展方向。1.数控机床的产生数控机床的研制最早是从美国开始的。1948年,美国帕森斯公司(ParsonsCo.)在完成研制加工直升机浆叶轮廓用检查样板的加工机床任务时,提出了研制数控机床的初步设想。1949年,在美国空军后勤部的支持下,帕森
3、斯公司正式接受委托,与麻省理工学院伺服机构实验室(ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology)合作,开始数控机床的研制工作。经过3年的研究,世界上第一台数控机床试验样机于1952年试制成功。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制系统铣床,其数控系统全部采用电子管元件,其数控装置体积比机床本体还要大。后来经过3年的改进和自动编程研究,该机床于1955年进入试用阶段。此后,其他一些国家(如德国、英国、日本、
4、前苏联和瑞典等)也相继开展数控机床的研制开发和生产。1959年,美国克耐·杜列克公司(Keaney&Trecker)首次成功开发了加工中心(MachiningCenter),这是一种有自动换刀装置和回转工作台的数控机床,可以在一次装夹中对工件的多个平面进行多工序的加工。但是,直到20世纪50年代末,由于价格和其他因素的影响,数控机床仅限于航空、军事工业应用,品种也多为连续控制系统。直到20世纪60年代,由于晶体管的应用,数控系统进一步提高了可靠性且价格下降,一些民用工业开始发展数控机床,其中多数为
5、钻床、冲床等点定位控制的机床。数控技术不仅在机床上得到实际应用,而且逐步推广到焊接机、火焰切割机等,使数控技术应用范围不断地得到扩展。2.数控机床的发展概况自1952年美国研制成功第一台数控机床以来,随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量等技术的发展,数控机床也在迅速地发展和不断地更新换代,先后经历了5个发展阶段。第1代数控机床:1952—1959年采用电子管元件构成的专用数控装置(NumericalControl,NC)。第2代数控机床:从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。第3代数控
6、机床:从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。第4代数控机床:从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统(ComputerNumericalControl,CNC)。第5代数控机床:从1974年开始采用微型计算机控制的系统(MicrocomputerNumericalControl,MNC)。近年来,微电子和计算机技术日益成熟,其成果正不断渗透到机械制造的各个领域中,先后出现了计算机直接数控(DNC)系统、柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)。这些
7、高级的自动化生产系统均以数控机床为基础,它们代表着数控机床今后的发展趋势。(1)计算机直接数控系统所谓计算机直接数控(DirectNumericalControl,DNC)系统,即使用一台计算机为数台数控机床进行自动编程,编程结果直接通过数据线输送到各台数控机床的控制箱。中央计算机具有足够的内存容量,因此可统一存储、管理与控制大量的零件程序。利用分时操作系统,中央计算机可以同时完成一群数控机床的管理与控制,因此也称它为计算机群控系统。目前DNC系统中的各台数控机床都有各自独立的数控系统,并与中央计
8、算机连成网络,实现分级控制,而不再考虑让一台计算机去分时完成所有数控装置的功能。随着DNC技术的发展,中央计算机不仅用于编制零件的程序以控制数控机床的加工过程,而且进一步控制工件与刀具的输送,形成了一条由计算机控制的数控机床自动生产线,它为柔性制造系统的发展提供了有利条件。(2)柔性制造系统柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem,FMS)也叫做计算机群控自动线,它是将一群数控机床用自动传送系统连接起来,并置于一台计算机的统一控制之下,形成一个用于制造的
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