制造基础课件1

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1、第五讲数控技术及其它新技术第一节数控技术第二节成组技术第三节快速响应制造技术第四节纳米技术简介返回第一节数控技术一、概念数控机床---能按照加工要求预先编制的程序，由控制系统发出数字信息指令进行工作的机床。数控---用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。3.数控系统---对机床运动及其加工过程进行控制的装置（系统）。二、工作过程和工作原理早期数控机床工作过程是：根据零件图纸数据和工艺过程内容，用数控装置规定的指令代码和程序格式编制程序单；根据编好的程序单制作穿孔带；穿孔带上的代码信息经光电阅读机输入到数控装置；数控装置对纸带上的信息进

2、行运算和处理，转换为驱动伺服机构的指令信号；由伺服机构控制机床的工作。二、现代数控机床工作原理现代数控机床工作过程是：根据零件图纸数据和工艺过程内容，用数控装置规定的指令代码和程序格式编制程序单；根据编好的程序单直接输入（通过键盘、磁盘等）到数控装置；数控装置根据程序指令进行运算和处理，转换为驱动伺服机构的指令信号；由伺服机构控制机床的工作。三、数控机床分类1.按数控装置的控制形式分为：点位控制、直线控制和轮廓控制三类。1）点位控制：其特点是只要求控制刀具或机床工作台从一点移动到另一点的准确定位，点和点之间移动的轨迹原则上不加控制。只两个坐标值的准确

3、控制。且在移动过程中刀具不进行切削。常用点位控制的机床有钻床、冲床、镗床等。2）直线控制：其特点是除了控制点和点之间的准确定位外，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够按照指定的进给速度进行切削。要实现1个坐标方向的连续控制。常用直线控制的机床有车床、铣床、磨床等。3）轮廓控制：其特点是能够对两个或两个以上坐标方向同时进行严格的不间断的运动控制，并且在运动过程中，刀具对工件表面连续进行切削。能实现≥2个坐标方向的连续控制。常用轮廓控制的机床有车床、铣床、磨床、齿轮加工机床等。2.按伺服机构控制方式分数控机床按伺服机

4、构控制方式分可以分为：开环控制、闭环控制和半闭环控制三种。1）开环控制数控装置根据程序指令向伺服机构发出脉冲信号，控制机床工作台或刀具移动一定距离，它没有位置测量装置，不能将被控制量的实际值反馈回去和指令值进行比较。这类机床的定位精度主要取决于伺服驱动元件和传动机构的精度，优点是控制系统简单，成本低。缺点是精度低。2）闭环控制闭环控制不仅要控制机床的运动，而且还要通过测量装置测量出机床工作台或刀具（执行元件）的实际位移量，经过反馈送回数控装置，与指令值进行比较，再用比较差值进行控制，直到差值消除时机床才停止运动。这类机床的定位精度精度高、速度快，但系

5、统复杂，成本高。高精度数控机床才采用闭环控制系统。3）半闭环：检测装置装在丝杠上（伺服机构）。数控装置丝杠伺服机构工作台检测装置2；3；4；5轴控制3.按控制轴数分4.按功能与配置分低档中档高档分辨率（μm）1010.1进给量（M/min)8-1515-2415-100检测装置开环半闭环半闭环、闭环步进电机交（直）流伺服电机控制轴数2-32-43-5主CPU81632-64位PC无有且有控制的扩展功能经济型标准型四、特点（与机械控制方式比较）——柔性高，生产准备时间较短当加工对象改变时，除了装夹工件和更换刀具外，只需改变加工程序，比设计制造机床或调整

6、自动机床上的凸轮或靠模所花时间少得多。——机床利用率高——生产效率高——加工精度高五、应用——中小批量零件的自动加工——复杂形面的加工——加工质量稳定（IT↑—尺寸、形状）1.单件、小批量生产的比重大、产量高、生产水平低生产类型成批、大量生产单件、小批量生产比重15-25%75-85%产量33%67%雇员、人力20%80%2.传统的小批量生产方式的主要问题⑴生产计划、组织管理复杂，生产过程难以控制⑵零件的生产周期长⑶生产准备工作量极大⑷生产水平、效益低第二节成组技术一、引出二、概念成组技术（GT----GroupTechnology）将各种产品中加工

7、工艺相似的零件集中在一起，扩大零件的批量，减少调整时间和加工时间，将大批量生产中行之有效的各种高生产率的工艺方法与设备，应用于中小批量生产，从而提高中小批量生产的生产水平和经济效益。1.技术工作的内容⑴按几何形状、结构及加工工艺的相似性进行分类和分组⑵将机床划分为相应的若干组，使零件组与机床组一一对应⑶将同组零件按共同的加工工艺过程，在同一机床组内稍加调整后加工出来2.生产组织形式⑴成组加工单机由一个工作位置构成。成组零件从开始加工至终了的整个工艺过程均在一台设备上完成。⑵成组生产单元由一个零件组的全部工艺过程所需用的一组机床，按照工艺流程原则合理布

8、置而构成的车间内的一个封闭生产系统。⑶成组流水线严格按照零件组的工艺过程组织生产。四、成组技术在机械加工方面