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第4章 制造自动化技术;*; 制造自动化系统的定义 1936年，通用公司D. S. Harder提出自动化的概念。 狭义：用机器代替人的体力和脑力劳动 广义：制造自动化系统是由一定范围的被加工对象、一定柔性和自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体，它接受外部信息、能源、资金、配套件和原材料等，在人和计算机控制系统的共同作用下，实现一定程度的柔性制造自动化;2.制造自动化的内涵 1.形式方面具有三个方面的含义 代替人的体力劳动； 代替或辅助人的脑力劳动； 制造系统中人、机及整个系统的协调、管理、控制和优化。 2. 在功能方面 代替人的体力和脑力劳动是制造业自动化功能的一部分。目前，其完整的目标体系模型为TQCSE： T—时间，表明采用自动化技术可以缩短产品制造周期，提高生产率； Q—质量； C—成本； S—服务，一是为市场服务，一是通过减轻劳动强度的方式为员工服务； E—环境，资源利用充分，环境污染少，绿色制造;*;*;*;*;*;*;*;1.?数控系统 数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。主要由输人 装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输人／输出接口等组成。主控制系 统主要由?CPU?、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、 速度等机械量，以及温度、压力、流量等物理量．其控制方式又可分为数据运算处理 控制和时序逻辑控制两大类。其中主控制器内的擂补模块就是根据所读入的零件程序， 通过译码、编译等处理后，进行相应的刀具轨迹插补运算，并通过与各坐标伺服系统 的位置、速度反馈信号的比较，从而控制机床各坐标轴的位移。而时序逻辑控制通常 由可编程控制器?PI?尤来完成，它根据机床加工过程中各个动作要求进行协调，按各 检测信号进行逻辑判别，从而控制机床各个部件有条不紊地按顺序工作。;4. 强电控制装置 强电控制柜主要用来安装机床强电控制的各种电气元器件，除了提供数控、伺服等 一类弱电控制系统的输入电源，以及各种短路、过载、欠压等电气保护外，主要在?PLC ?的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元件之间起桥梁连接作用，控制机床辅助装 置的各种交流电动机、液压系统电磁阀或电磁离合器等。此外．它也与机床操作台有关 手动按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触器、变压器、电源开关、接线端子 和各类电气保护元器件等构成．它与一般普通机床的电气类似，但为了提高对弱电控制 系统的抗干扰性，要求各类频繁启动或切换的电动机、接触器等电磁感应器件中均必须 并接?RC?阻容吸收器；对各种检测信号的输人均要求用屏蔽电缆连接。? ;⑹?机床本体? 数控机床的本体指其机械结构实体．它与传统的普通机床相比较，同样由主传动 系统、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成，但数控机床的整休布局、 外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。为了满足数 控技术的要求和充分发挥数控机床的特点，归纳起来包括以下几个方面的变化。 采用高性能主传动及主轴部件 ，进给传动采用高效传动件 ，具有完善的刀具自动交 换和管理系统 ，在加工中心上一般具有工件自动交换、工件夹紧和放松机构 ，机床本 身具有很高的动、静刚度 ，采用全封闭罩壳 。;4.2.2 数控机床的种类及应用范围;2、按数控机床的运动轨迹分类 按照能够控制的刀具与工件间相对运动的轨迹，可将数控机床分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床、轮廓控制数控机床等。 （1） 点位控制数控机床。 这类机床的数控装置只能控制机床移动部件从一个位置 ( 点 ) 精确地移动到另一个位置 ( 点 ) ，即仅控制行程终点的坐标值，在移动过程中不进行任何切削加工，至于两相关点之间的移动速度及路线则取决于生产率。为了在精确定位的基础上有尽可能高的生产率，所以两相关点之间的移动先是以快速移动到接近新的位置，然后降速 1-3 级，使之慢速趋近定位点，以保证其定位精度。 这类机床主要 数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床和数控测量机等，其相应的数控装置称之为点位控制装置。 （2） 点位直线控制数控机床。 这类机床工作时，不仅要控制两相关点之间的位置 (即距离)，还要控制两相关点之间的移动速度和路线(即轨迹)。其路线一般都由和各轴线平行的直线段组成。它和点位控制数控机床的区别在于：当机床的移动部件移动时，可以沿一个坐标轴的方向(一般地也可以沿45°斜线进行切削，但不能沿任意斜率的直线切削)进行切削加工，而且其辅助功能比点位控制的数控机床多，例如，要增加主轴转速控制、循环进给加工、刀具选择等功能。 这类机床主要有简易数控车床、数控镗铣床和数控加工中心等。相应的数