先进制造系统 第5章 先进制造装备及技术.pptVIP

第 5 章 先进制造装备及技术 5.1 制造自动化简述 5.2 数控机床及技术 5.3 加工中心 5.4 虚拟轴机床 5.5 工业机器人 5.6 装配线 5.7 自动导向车 5.9 柔性制造系统（FMS） 5.1 制造自动化简述 5.1.1 制造自动化技术的发展 5.1.2 制造自动化技术的内容 5.1.1 制造自动化技术的发展 自动化是减轻、强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段 5.1.2 制造自动化技术的内容 制造自动化 用机电设备工具取代或放大人的体力，甚至取代和延伸人的智力，自动完成特定的作业，实现人机系统的协调和优化。 包括:物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化 任务:研究制造过程的规划、管理、组织、控制与操作等的自动化 5.1.2 制造自动化技术的内容 制造自动化按对象可以分为 : 单机自动化 制造过程自动化 制造系统管理自动化 制造自动化技术包括： 数控技术 工业机器人 柔性制造系统（FMS） 自动检测及信号识别技术 过程设备工况监测与控制 5.2 数控机床及技术 5.2.1 数控技术的发展 5.2.2 数控机床的组成 5.2.3 数控机床的分类与特点 5.2.4 数控加工原理 5.2.5 数控加工编程技术 数字控制（Numerical Control NC） 借助数字、字符或其它符号(数字化信号)对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。 数控技术（Numerical Control Technology） 采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。 数控机床（Numerical Control Machine Tools） 采用数字控制技术对机床的运行及加工过程进行自动控制的一类机床。它是数控技术典型应用的例子。即：利用数字化信号对机床的运行及加工过程进行自动控制的机床。 数控系统（Numerical Control System）实现数字控制的装置。 计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为核心的数控系统。 数控加工与传统加工的比较 N100 G50 X270.0 Z430.0； T0200； G00 M42； G50 S2800； G96 S150.0 M03； G00 X150.0 Z200.0； T0201； X85.0 Z110.0 M08； G01 X-1.6 F0.2； G00 X82.0 W1.0； Z110.0； G71 P101 Q107 U0.3 W0.2 D4000 F0.25； N101 G00 X31； 5.2.1 数控技术的发展 第一代数控系统：1952年 MIT研制出一台二坐标联动、利用脉冲乘法器原理的数控铣床（硬接线），使用的电子元件为电子管 第二代数控系统： 1959年，晶体管元件出现，数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板 。1959年3月， Kenney ＆ Trecker Corp．发明了带有自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（Machining Center，MC） 第三代数控系统： 1965年，出现体积小，功耗低德的小规模集成电路，使数控系统的可靠性大大提高 第四代数控系统 ： 1970年前后，大规模集成电路及小型计算机 第五代数控系统 ：1974年，以微处理器为核心的数控系统 第六代数控系统 ：1990年，基于PC(微机)的数控系统 5.2.2 数控机床的组成 数控装置：用来接受并处理输入信息，并将代码加以识别、存储、运算，并输出相应的控制命令脉冲。 CNC:刀具等数值运算及PLC控制（刀具轨迹控制） PLC：开关量运算控制（辅助操作控制） 伺服系统：接收数控装置发出的控制信号，对其进行放大等处理，并将其转化为运动。 驱动装置（伺服驱动电路） 执行机构（伺服电机） 回转电机 步进电机 直流伺服电机 交流伺服电机 直线电机 辅助控制： 接收开关量控制信号，执行相应的辅助运动操作。 换刀、切削液、冷却液、照明等的控制 检测装置：由检测元件和相应的电路组成，对实际的运动信号进行检测，作为反馈信号，修正系统的运动，从而保证加工精度。 脉冲编码器 光栅 感应同步器 测速发电机 5.2.3 数控机床的分类与特点 加工中心的分类 （1）按工艺用途分为： 镗铣加工中心 车削加工中心 钻削加工中心 （2）按主轴特征分 立式镗铣加工中心 卧式镗铣加工中心 按控制运动方式分类 按伺服系统的不同分类 开环数控系统 没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统），故系统稳定性好。 无位置反馈，精度相对