数控机械床基础

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1、基础篇课题一数控机床基础g仝教学目标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，各类工业新产殆层出不穷。机械制造产业作为国民工业的基础，其产品更是口趋粘密复杂，特别是宇航、航海、军事等领域所需的机械零件，精度耍求更高、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H益加剧，牛产企业也迫切需要进一

2、步提高牛产效率，提高产吊质量及降低牛产成本。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，它综合应川了电子计算机、自动控制、伺服驱动、粘密测暈及新型机械结构等多方而的技术成果，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丿郭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，帕森斯公司正式接受委托，与麻省理工学院伺服机构实验室(

3、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丿京理的直线插补三朋标连续控制系统铳床，其数控系统全部采用电子管元件，其数控装置体积比机床木体还要大。后来经过3年的改进和白动编程研究，该机床于1955年进入试用阶段。此后，其他一些国家(如徳国、英国、H本、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

4、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冋转工作台的数控机床，可以在一次装夹中对工件的多个平而进行多工序的加工。但是，直到20世纪50年代末，rfl于价格和其他因素的彩响，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，市于晶体管的应用，数控系统进一步提高了可靠性且价格下降，-•些民用工业开始发展数控机床，其中多数为钻床、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H逐步推广到焊接机、火焰切割机等

5、，使数控技术应用范围不断地得到扩展。1.数控机床的发展概况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、自动控制和粘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)o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

6、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)o近年来，微电子和计算机技术H益成熟，其成果止不断渗透到机械制造的各个领域中，先后出现了计算机丸接数控(DNC)系统、柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(C1MS)O这些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玄接数控(DirectNumericalCont

7、rol,DNC)系统，即使川-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。屮央计算机具有足够的内存容量，因此可统一存储、管理与控制人量的零件程序。利用分时操作系统，中央汁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

8、具的输送，形成了-•条山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)也叫做计算机群控口动线，它是将一群数控机床用自动传送系统连接起來，并置于一台计算机的统一•控制之下，