数控加工技术基础
电子管(1952年)、晶体管和印刷电路
No 板(1960年)、小规模集成电路(1965年)、
前三代数控系统是属于采用专用控制计算机的 硬 逻 辑 ( 硬 线 ) 数 控 系 统 , 简 称 NC (Numerical Control),目前已被淘汰。
Image 小型计算机(1970年)、微处理器或微型
第一、二章 数控加工技术基础
No 第一节 数控设备简介
一、数控设备的产生与发展 现代制造业的水平和现代化程度决
定着整个国民经济的水平和现代化程度
Image “ 各种经济时代的区别,不在于生
产什么,而在于怎样生产,用什么劳 动资料生产。”
——马克思
1.数控设备的产生 机械产品日趋精密、复杂,而且改
No 型频繁,因此对加工机械产品的生产
样板用手工操作的方法来加工,加工精度 和生产效率受到很大的限制。特别对空间 的复杂曲线曲面,在普通机床上根本无法
Image 实现。 数字程序控制机床的产生,有效地解 决了上述一系列矛盾,为单件、小批量生 产,特别是复杂型面零件提供了自动化加 工手段,使机械制造业的发展进入了一个 新的阶段。
2.数控设备的发展
计算机集成制造系统CIMS:将市场预测、生 产决策、产品设计、产品制造直到产品销售的全过
No 程均由计算机集成管理和控制,由此构成的完整的
自动生产制造系统,称为计算机集成制造系统 (Computer Integrated Manufacturing System)
CIMS将一个更长的生产、经营活动进行了有机
No 柔性加工单元FMC(Flexible Manufacturing
Cell)在加工中心的基础上,通过增加多工作台 (托盘)自动交换装置(Auto Pallet Changer— APC)以及其他相关装置,组成的加工单元称为柔
Image 性加工单元。 FMC不仅是实现了工序的集中和工艺的复合, 而且通过工作台(托盘)的自动交换和较完善的自 动监测、监控功能,可以进行一定时间的无人化加 工,从而进一步提高了设备的加工效率。
计算机(1974年)和基于PC-NC的智能数控系 统(90年代后)。这种数控系统又称为软线数 控 , 即 计 算 机 数 控 系 统 , 简 称 CNC (Computer Numerical Control)。
基于PC-NC的第六代数控系统,它充分
No 利用现有PC机的软硬件资源,规范设计新
一代数控。第六代数控的优势在于:
No 计算机辅助制造CAM(Computer Aided Manufacturing)、
计算机辅助检验CAT(Computer Aided Testing)
Image 计算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing System),
加工中心MC(Machining Center)
FMC构成分两大类:
No 1、加工中心配上自动托ห้องสมุดไป่ตู้系统(APC);
2、数控机床配机器人。
FMC既是柔性制造系统FMS(Flexible
Image Manufacturing System)的基础,又可以作为独
立的自动化加工设备使用,因此其发展速度较快。
柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing
Image 的集成,实现了更高效益、更高柔性的智能化生产,
是当今自动化制造技术发展的最高阶段。在CIMS 中,不仅是生产设备的集成,更主要的是以信息为 特征的技术集成和功能集成
二、数控设备的工作原理、组成与特点 1.数控设备的工作原理
Image 字、字符或其它符号对某一工作过程(如加工、
测量、装配等)进行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) 是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自
No System)。 在FMC和加工中心的基础上,通过增加物流系 统、工业机器人以及相关设备,并由中央控制系统 进行集中、统一控制和管理,这样的制造系统称为
Image 柔性制造系统FMS。FMS不仅可以进行长时间的
无人化加工,而且可以实现多品种零件的全部加工 和部件装配,实现了车间制造过程的自动化,它是 一种高度自动化的先进制造系统。
解决高产优质的问题,也可采用专用机床、 组合机床、专用自动化机床以及专用自动生产
Image 线和自动化车间进行生产。但是应用这些专用
生产设备,生产周期长,产品改型不易,因而 使新产品的开发周期增长,生产设备使用的柔 性很差。
精密复杂,加工批量小,改型频繁, 显然不能在专用机床或组合机床上加工。
No 而借助靠模和仿形机床,或者借助划线和
设备提出了三高(高性能、高精度和 高自动化)的要求。
Image 通用机床上是由人工操作,劳动强
度大,而且难以提高生产效率和保证 质量,实现这类产品生产的自动化成 为了机械制造业中长期未能解决的难 题。
仿形加工部分地解决了小批量、复杂零件
No 的加工,但有两个缺点:一是必须制造相应的
靠模或样件;二是靠模和样件的制造误差和磨 损影响加工精度。很难达到高精度。
No 动控制的一类机床。它是数控技术典型应用的
例子。
数控系统(Numerical Control System)实现
Image 数字控制的装置。
计算机数控系统(Computer Numerical Control CNC )以计算机为控制核心的数字控 制系统。
计算机辅助设计CAD( Computer Aided Design)、
(1)元器件集成度高、可靠性好;
Image (2)技术进步快、升级换代容易;
(3)提供了开放式的基础,可供利用的软、 硬件资源极为丰实。
数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必 不可少的物质手段;国家战略技术和体现国家
No 综合国力水平重要标志。
专家们预言: 二十一世纪机械制造业的竞争,其 实质是数控技术的竞争。 数字控制与数控技术 数字控制(Numerical Control NC)是一种借助数