机械制造技术第11章先进制造技术.doc

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1、第11章先进制造技术随着现代科学技术的进步，特别是微电子技术、计算机技术、信息技术等与制造技术的深度结合，制造工业的面貌发生了深刻的变化，形成了先进(现代)制造体系。先进制造技术的内涵及范围很广，本章扼要的介绍先进制造工程加工技术屮的数控加工技术、快速成形技术、超粕密与纳米加工技术、工业机器人、柔性制造技术的概念和应用场合。11•1数控加工技术11・1.1数字控制与数控机床的概念数字控制(NumericalCoiwOl)是用数字化信号对机械设备的运动及加工过程进行控制的-种方法，简称数控(Nc)。它是一种白动控制技术。它

2、所控制的一般是位置、角度、速度等机械量，也可以控制温度、压力、流量等物理量。数控机床，就是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际信息处理联盟(1FIP)第5技术委员会，对数控机床作了如下定义：数控机床是-•个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序(定义屮所提的程序控制系统，就是所说的数控系统)。进一步说，数控机床是一•种以数字量作为指令信息形式，通过电子计算机或专用电子计算装直，对这种信息进行处理而实现白动控制的机床。数控机床是电子技术、计算机技术、自动控制

3、、精密测量、伺服驱动和精密机械结构等新技术综合应用的成果，是一种柔性好、效率高的自动机床。11・1・2数控机床的基本组成及工作原理如图11.1.1所示，数控机床加工零件的工作过程可分成以下儿个步骤实现:⑴根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序。(2)所编程序指令输入机床数控装萱屮。(3)数控装萱对程序(代码)进行•译码，运算之后，向机床各坐标轴的伺服驱动机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动部件，并控制所需的辅助动作。(4)机床加工出合格的零件。・分析数控机床的工作过程可知，数控机床的基本

4、组成包括加工程序、输入装置、数控系统、伺服系统和辅助控制装宜、检测装置及机床本体。见图11.1.2。图11.1.2的屋农俎戍1•加工程序数控机床丁•作，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。加工程序上存储着加工零件所需的全部操作信息和刀具相对工件位移信息等。加T程序可存储在控制介质（也称信息载体）上，常用的控制介质有穿孔带、磁带、磁盘等。信息是以代码的形式按规定格式存储的,代码分别表示十进制的数字（0〜9）、字母（A~Z）或符号。目前国际上通常使用EIA代码和ISO代码，我国规定使用ISO代码

5、作为标准代码。2.输入装萱输入装直的作用是将控制介质（信息载体）上的数控代码变成相应的电脉冲信号,传递并存入数控系统内。根据控制介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控加丁•程序也对通过键盘，用手工方式（MDI方式）直接输入数控系统，或者将数控加工程序由编程计算机用通讯方式传送到数控系统屮。3.数控系统数控系统是数控机床的中枢。数控系统接受输入装直送來的脉冲信息，经过数控系统的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信息和指令，控制机床的各部分进行规定有序的动作。这些控制信息屮最基本

6、的信息是：经插补运算确定的各坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移指令。其他还有主运动部件的变速、换向和启停指令；刀具的选择和交换指令；冷却、润滑装宜的启停；工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台的转位等辅助指令。4.伺服系统及检测装直伺服系统接受来自数控装置的指令信息，经功率放人后，严格按照指令信息的要求驱动机床的移动部件，以加工出符合图样要求的零件・因此，它的伺服精度和动态响应是影响数控机床的加工精度、表面质量和生产率的主要因索2—。检测装直将数控机床备坐标轴的实际位移景检测出來，经反馈系统输入到机床的数控系统中。数控

7、系统将反馈冋來的实际位移景与设定位移最进行比较，控制伺服系统按指令设定值运动。5.辅助控制装置辅助控制装宜的主要作用是接收数控装宜输出的主运动换向、变速、启停、刀具的选择与交换，以及其他辅助动作的开关最指令信息，经必要的编译、逻餡判断和运算，再经过功率放大厉驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等装置完成指令规主的动作。由于可编程逻辑控制器（PLc）具有响应快、性能可靠、易于使用、编程和修改程序，并可直接驱动机床电器，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。6.机床本体数控机床的机床本体仍然由主运动装宜、进给传动装宜、床

8、身、工作台以及辅助运动装直、液压气动系统、润滑、冷却装宜等组成。但数控机床的幣体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方而都已发生了很人变化。这种变化的日的是为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点。11・1・3数控机床的分类数控机床种类繁多，据不完全统计，□有400多个品种规格，归纳起來可以川