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第3章数控机床的典型机构

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第3章数控机床的典型机构第三章 数控机床第一节 数控机床的产生和特点第二节 数控的工作原理第三节 数控机床的伺服系统第四节 数控机床的程序编制第五节 加工中心第一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第一节 数控机床的产生和特点一、柔性生产自动化和数字控制二、数控机床的特点和用途第二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。一、柔性生产自动化和数字控制生产过程的自动化是工业现代化的重要标志之一,它对提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件和降低生产成本都有非常重要的意义。在大批大量生产中,采用自动机床、组合机床和专用自动线就可以较好地解决自动化...

第3章数控机床的典型机构
第三章 数控机床第一节 数控机床的产生和特点第二节 数控的工作原理第三节 数控机床的伺服系统第四节 数控机床的程序编制第五节 加工中心第一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第一节 数控机床的产生和特点一、柔性生产自动化和数字控制二、数控机床的特点和用途第二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。一、柔性生产自动化和数字控制生产过程的自动化是工业现代化的重要标志之一,它对提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件和降低生产成本都有非常重要的意义。在大批大量生产中,采用自动机床、组合机床和专用自动线就可以较好地解决自动化生产问题。但这种设备的第一次投资费用大,生产准备时间长,在更改工艺装备时,需要很多的安装调整时间。如果工件的生产批量不大,均分到单个工件的时间和费用就很大;同时,若经常改装与调整设备,对于专用生产线来说甚至是不可能的。因此,这种“刚性”的自动生产线是不适应单件小批量生产的。第三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、数控机床的特点和用途(一)数控机床的特点(二)数控机床的用途第四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(一)数控机床的特点1.具有较强的适应性和广泛的通用性2.获得更高的加工精度和稳定的加工质量3.具有较高的生产率4.改善劳动条件,减轻工人的劳动强度5.便于现代化的生产管理第五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(二)数控机床的用途目前,数控机床的价格还较贵,设备首次投资也较大。由于综合应用了机、电、液和计算机技术等,对操作和维修技术要求也高。但是数控机床作为具有高科技含量的现代化“工作母机”,已经成为当代机械制造业的主流设备,应用范围越来越广,在先进制造技术中,在国民经济各部门的技术改造和为其提供优质装备过程中,起着日益显赫的作用。第六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第二节 数控的工作原理一、信息的输入二、信息的处理三、信息的输出和对机床的控制第七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第二节 数控的工作原理图3-1 数控机床加工零件的过程第八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。一、信息的输入图3-2 穿孔带实例第九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、信息的处理图3-3 数控装置的信息处理过程第十页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、信息的处理图3-4 CNC系统框图第十一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。三、信息的输出和对机床的控制图3-5 微机对机床的控制原理框图第十二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第三节 数控机床的伺服系统一、开环控制二、闭环控制三、半闭环控制第十三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。一、开环控制图3-6 开环伺服系统的原理图第十四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、闭环控制图3-7 闭环伺服系统第十五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。三、半闭环控制图3-8 半闭环系统第十六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第四节 数控机床的程序编制一、程序编制的基本概念二、手工编程三、自动编程第十七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。一、程序编制的基本概念(一)程序格式和结构(二)数控机床的坐标系第十八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(一)程序格式和结构(1)程序段序号 程序段序号字一般由字母N和三位数字组成,例如N001、N002等。(2)准备功能G 它是使机床准备好某种加工方式的指令,如插补、刀具补偿等。(3)尺寸字 尺寸字是给定机床各坐标轴位移量的方向和数值的。(4)进给功能F 进给功能字由进给地址符F及数字组成,数字表示所选定的进给速度。(5)主轴转速功能S 主轴转速功能字由地址符S和数字组成,数字表示所选定的主轴转速。(6)刀具功能T 刀具功能字由地址符T和数字组成,数字表示指定刀具的号码。(7)辅助功能M 它是控制机床开、关功能的指令。(8)程序段结束符 它列在程序段的最后一个有用的字符之后。第十九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(二)数控机床的坐标系1.坐标轴的设定2.M90~M99可指定为特殊用途。2.坐标系统的原点设定第二十页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.坐标轴的设定按照ISO841和我国JB/T3051-1999数控 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,数控机床的坐标系采用右手直角笛卡儿坐标系。它规定直角坐标X、Y、Z三者的关系及其正方向用右手定则来判定,围绕X、Y、Z各轴的回转运动A、B、C及其正方向分别用右手螺旋法则判定,如图3-9所示。第二十一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.M90~M99可指定为特殊用途。图3-9 右手坐标系第二十二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.M90~M99可指定为特殊用途。图3-10 数控车床、铣床和龙门刨床的坐标系a)数控车床坐标系 b)数控铣床坐标系 c)龙门刨床坐标系第二十三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.坐标系统的原点设定(1)绝对坐标与增量坐标 描述数控机床坐标系中点的位置有两种坐标:绝对坐标与增量(相对)坐标。(2)工件坐标系 当用绝对尺寸编程时,必须首先设定坐标系,即确定零件的绝对坐标原点(又称程序原点或编程原点)设定在距刀具现在位置多远的地方。(3)机床坐标系 机床坐标系是机床的基本坐标系。第二十四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(1)绝对坐标与增量坐标图3-11 绝对坐标及增量坐标第二十五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(2)工件坐标系 图3-12 数控车床的坐标系设定实例第二十六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(3)机床坐标系图3-13 立式加工中心机械原点示意图第二十七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、手工编程1.工艺分析2.坐标计算3.编写加工程序单4.制备信息载体第二十八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.工艺分析图3-15 车削零件图第二十九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.坐标计算该机床有刀具补偿功能,可直接按零件图的几何尺寸编程,此处采用绝对坐标和增量坐标混合编程的方法,绝对值用X、Z地址,增量值用U、W地址(不采用G90和G91代码)。各几何元素的起点、终点等坐标计算比较简单,现对圆弧段程序和坐标计算加以说明。第三十页,编辑于星期日:二十三点五十八分。3.编写加工程序单在工艺分析和坐标计算的基础上,编写加工程序单见表3-3。表3-3中,主轴转速代码S31、S23分别表示630r/min、315r/min。进给量也用脉冲数表示,如F15为0.15mm/r。T功能字用两位数字表示,如T11为Ⅰ号刀具用1号刀补,T10为Ⅰ号刀注销刀补,T22与T11类同。对刀误差由数控面板上的键盘输入。辅助功能字M的意义与表3-2规定相同。第三十一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。4.制备信息载体按照规定的代码,将程序单的内容记录在信息载体(如穿孔带)上,也可直接通过键盘输入数控装置。第三十二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。三、自动编程图3-17 自动编程的过程第三十三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第五节 加工中心一、加工中心概述二、BV75型立式加工中心三、加工中心的发展动向第三十四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。一、加工中心概述(1)工序集中 工件一次装夹后可以实现多表面、多工序的连续加工,将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能集成在一台机床上,集中完成铣削和不同直径的孔加工工序。(2)自动换刀 装有刀库和换刀机械手等,可以按预定的加工程序自动选刀,并把各种刀具从刀库换到主轴上去,把用过的刀具从主轴上换下来,送回到刀库。(3)加工精度高 各孔的中心距全靠各坐标的定位精度保证,不用钻、镗模。第三十五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、BV75型立式加工中心(一)机床布局(二)机床的运动和传动原理图(三)传动系统(四)主轴组件(五)进给机构(六)自动换刀装置第三十六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(一)机床布局图3-18 BV75型立式加工中心外形图a)机床外观  b)机床布局1—床身2—滑座3—工作台4—盘式刀库5—框式立柱6—主轴箱7—电控柜8—操作面板9—防护罩第三十七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(二)机床的运动和传动原理图1.表面成形运动2.辅助运动第三十八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.表面成形运动(1)刀具的旋转运动 这是加工中心的主运动。(2)工作台的移动 当需要工作台纵向(X向)移动时,由数控装置向工作台纵向伺服电动机M2发出电信号(17—20),伺服电动机的转速由数控装置来控制。(3)主轴箱升降移动主轴箱升降移动也是由数控装置控制的。第三十九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.表面成形运动图3-19 立式加工中心传动原理图第四十页,编辑于星期日:二十三点五十八分。图3-20 BV75型立式加工中心传动系统图第四十一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.辅助运动加工中心是高度自动化的机床,除装卸工件外,一切辅助运动(如切入运动,快进和快退)都在计算机控制下自动完成。本机床装有刀库,换刀循环全部自动化。第四十二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(三)传动系统1.主运动传动链2.伺服进给传动链3.刀库圆盘旋转传动链第四十三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.主运动传动链主运动电动机采用FANUC交流伺服电动机,连续额定输出功率为11kW,最大功率为15kW,但工作时间不得超过30min,称为30min过载功率。电动机无级调速,相当于传动原理图3-19中uv1(2—3),转速范围为60~8000r/min。电动机的运动经传动比为1∶1的同步齿形带轮,驱动主轴进行正、反向运转,使主轴完成主运动(B1),获得60~8000r/min变速范围的无级调速。有的加工中心用两级带轮变速,使主轴获得高、低两挡调速,对应于传动原理图3-19中uv2(5—6)。主轴旋转运动由计算机控制,对应于传动原理图3-19中1—4。电动机的额定转速为750r/min,从额定转速至最高转速范围内为恒功率调速。从最高转速开始,随着转速的下降,最大输出转矩递增,保持最大输出功率为额定功率不变。最低转速为60r/min,从额定转速至最低转速,为恒转矩调速。电动机的最大输出转矩,维持为额定转速时的转矩不变,不随转速的下降而上升。第四十四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.伺服进给传动链机床三个轴各有一套基本相同的伺服进给系统。纵向(X)、横向(y)和垂向(Z)都用伺服电动机拖动,可以三轴联动,任意两轴也可以联动。每个伺服电动机经联轴器直接带动滚珠丝杠。伺服电动机功率均为3kW,无级调速。X、Y、Z轴的进给速度均为3~15000mm/min;快速移动速度均为24m/min,分别由数控指令通过计算机控制,相当于传动原理图中的uc1、uc2和uc3第四十五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。3.刀库圆盘旋转传动链刀库电动机也采用伺服电动机,经联轴器、蜗杆副驱动盘式刀库。刀库是个圆盘,刀具装在标准刀柄上,置于圆盘的周边,刀库旋转的角度由数控指令控制。第四十六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(四)主轴组件1.主轴内的刀柄自动夹紧机构和切屑清除装置2.主轴定向准停机构第四十七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.主轴内的刀柄自动夹紧机构和切屑清除装置WB1.eps第四十八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.主轴定向准停机构图3-22 主轴定向准停机构工作原理图1—带轮2—磁传感器3—发磁体4—垫片第四十九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(五)进给机构WB2.eps第五十页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(五)进给机构图3-24 横向(Y轴)滚珠丝杠副结构图1—伺服电动机2—联轴器3—角接触球轴承(左支承)4—滚珠丝杠5—角接触球轴承(右支承)6—联轴器外套7—锁紧环8—压环第五十一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(六)自动换刀装置1.无机械手换刀2.机械手换刀第五十二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.无机械手换刀图3-25 无机械手换刀过程a)做好换刀准备b)刀库向右运动c)主轴箱上升d)刀库转位e)主轴箱下降f)刀库向左返回第五十三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.机械手换刀图3-26 刀座的结构1—滚轮 2—转轴 3—刀具 4—刀座第五十四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.机械手换刀图3-27 机械手的手臂和手爪1、3—弹簧2—锁紧销4—活动销5—固定爪第五十五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。三、加工中心的发展动向1.高速度2.高精度3.高自动化第五十六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.高速度(1)提高主轴转速 这是提高加工效率的基本 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ,近些年来,加工中心的主轴转速普遍提高。(2)提高进给速度 一般的加工中心机床在加工过程中,进给速度可达1~2m/min,快速进给速度已达100m/min,逐步靠近200m/min。(3)缩短辅助时间 缩短辅助时间包括换刀时间、刀具移近或离开工件的时间、工件装卸时间等。第五十七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.高精度在工厂的一般环境下,加工中心的加工精度可达IT7级,经过努力可以达到IT6级。镗孔加工时,如提高主轴部件的刚度和精度,其加工孔径公差可达IT4级。提高加工中心精度的主要措施是提高编程时的圆弧补偿精度、机床定位精度和精度补偿技术。世界许多国家都在进行机床运动和负载变形误差以及机床热误差的软件补偿技术的研究,有的可消除此类误差的60%。第五十八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。3.高自动化提高加工中心的自动化强度不仅可以改善操作条件,减轻工人的劳动强度,而且可以明显提高加工效率。第五十九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第六节 数控车床和车削中心一、数控车床二、车削中心第六十页,编辑于星期日:二十三点五十八分。一、数控车床(一)机床布局(二)机床的运动和传动系统(三)主轴箱第六十一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(一)机床布局图3-28 HTC32系列数控车床的外形图a)部件布局b)数控车床的外观1—床身2—滑动导轨3—尾座4—溜板5—滚动导轨6—转塔刀架7—主轴箱8—电控柜9—防护罩10—显示器及操作面板第六十二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(二)机床的运动和传动系统1.主运动传动链2.进给传动链第六十三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(二)机床的运动和传动系统图3-29 数控车床传动系统图第六十四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.主运动传动链两末端件是主电动机与数控车床的主轴,它的功用是把动力源(电动机)的运动及动力传给主轴,使主轴带动工件旋转实现主运动,并满足主轴变速的要求。机床主轴由交流调速电动机驱动,电动机连续额定输出功率为11kW,最大功率为15kW,但工作时间不得超过30min,称为30min过载功率。也可用变频电动机驱动主轴。电动机无级调速,转速范围为50~6000r/min。电动机的额定转速为750r/min,从额定转速至最高转速范围内为恒功率调速。第六十五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.进给传动链进给传动链的功用是实现刀具纵向(Z向)或横向(X向)的进给运动。Z轴交流伺服电动机通过滚珠丝杠驱动纵向溜板,沿床身在Z轴方向移动。X轴交流伺服电动机通过滚珠丝杠驱动横向溜板上的刀架,在纵向溜板上沿X轴方向移动。Z轴、X轴伺服电动机通过联轴器直接连接到每一个滚珠丝杠上。编码器装在伺服电动机后端,所以本数控车床属于半闭环控制。第六十六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(三)主轴箱图3-30 HTC32型数控车床主轴箱的展开图1—带轮2—同步齿形带3—主轴脉冲发生器4—主轴第六十七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、车削中心(一)车削中心的工艺范围(二)车削中心的特点第六十八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(一)车削中心的工艺范围图3-31 车削外的其他工序a)铣端面槽b)端面钻孔,攻螺纹c)铣扁方d)端面分度钻孔、攻螺纹e)横向钻孔f)横向攻螺纹g)斜面上钻孔、铣槽、攻螺纹第六十九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(二)车削中心的特点1.自驱动刀具2.主轴的分度与伺服控制第七十页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.自驱动刀具图3-32 自驱动刀具传动装置1—带轮2—被动锥齿轮3—锥环4—轴5—传动箱6—伺服电动机7—空心轴8—中央锥齿轮第七十一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.自驱动刀具图3-33 高速钻孔附件1—锥齿轮2—滚针轴承3—主轴4—球轴承5—弹簧夹头第七十二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.自驱动刀具图3-34 铣削附件1—锥齿轮2—轴3—锥齿轮副4—轴5、6—圆柱齿轮7—铣主轴第七十三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.主轴的分度与伺服控制在车削中心机床上,装夹工件的主轴也与普通数控车床不同。在主轴的尾端装有主轴分度装置,用于加工零件圆周上按某种角度分布的径向孔或零件端面上分布的轴向孔。同时主轴也可像数控车床的刀架一样,用单独的伺服电动机进行控制,按数控车床坐标系的规定,这样的主轴称为C轴,当C轴和Z轴联合控制时,可以铣零件上的螺旋槽。第七十四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第七节 车铣复合加工中心一、车铣复合加工技术(CombinedMachiningTechnologies)二、HTM63150iy型车铣复合加工中心三、车铣复合加工中心的发展趋势第七十五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。一、车铣复合加工技术(CombinedMachiningTechnologies)(1)提高工序集中度 加工任务只交给一个工作岗位,一台机床完成了多台机床的加工任务,减少了加工设备的数量和车间占地面积。(2)提高加工精度 工件在整个加工过程中只有一次装夹,减少工件安装次数,避免由于基准转换产生的安装误差,加工精度容易保证。(3)减少工装夹具数量 工序集中在一台机床上,加工过程仅需一次装夹,使工装夹具数量减少,缩短生产准备周期。(4)提高加工效率 车铣复合加工可以进行高速切削,缩短切削时间;同时避免或减少工件在不同机床间进行工序转换而增加的工序间输送和等待时间,减少多工序加工中零件的上下料装卸时间,即又可减少辅助时间。第七十六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、HTM63150iy型车铣复合加工中心(一)机床布局和用途(二)机床的运动和伺服控制轴(三)主轴箱和第二主轴箱第七十七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(一)机床布局和用途图3-35 HTM63150iy型车铣复合加工中心a)机床外观b)主要部件的布局1—上刀架2—机械手3—刀库4—Y轴滑台5—X轴滑板6—X轴伺服电动机7—Z轴床鞍 8—Z轴导轨9—第二主轴箱10—Z轴伺服电动机11—W轴伺服电动机12—W轴导轨 13—轴导轨刀架15—主轴箱16—斜平床身17—轴 18—轴伺服电动机19—C轴伺服电动机20—主电动机21—操作台22—防护罩23—排屑器第七十八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(二)机床的运动和伺服控制轴1.机床主运动2.伺服进给运动第七十九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.机床主运动本机床的主运动分为车削状态下的主运动和铣削状态下的主运动。车削状态下的主运动是机床的车削主轴带动工件旋转,机床有两个车削主轴。第一车削主轴装在床身左端的主轴箱(第一主轴箱)内,由30kW的主电动机经同步齿形带直接驱动,无级变速,主轴最高转速达3000r/min。第二车削主轴(车副主轴)为内装电动机式主轴,装在床身右端的第二主轴箱内,由23.6kW的内装电动机直接驱动,无级变速,第二主轴最高转速达3200r/min。第八十页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.伺服进给运动(1)直线移动控制轴 机床9个伺服进给控制轴中,有6个直线移动轴:Z、Z2、W、Y(YT)、X和X2轴。(2)圆周进给控制轴(回转轴) 机床9个伺服控制轴中,有3个圆周进给轴:B、C和C2轴。第八十一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(1)直线移动控制轴 机床9个伺服进给控制轴中,有6个直线移动轴:Z、Z2、W、Y(YT)、X和X2轴。图3-36 机床的6个直线轴传动系统第八十二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(1)直线移动控制轴 图3-37 X、YT、Z轴结构示意图1—床鞍 2—滑台 3—滑板第八十三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(2)圆周进给控制轴(回转轴)1)带动刀具主轴每5°转位。2)带动刀具主轴任意位置转位。3)带动刀具主轴作插补运动。第八十四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。(三)主轴箱和第二主轴箱1.主轴箱2.第二主轴箱第八十五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.主轴箱图3-38 HTM63150iy型车铣中心主轴箱的展开图1—主轴2—制动片3—前支承4—主轴箱体5—后支承6—角度编码器7—C轴分度齿轮8—带轮第八十六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.第二主轴箱图3-39 内装电动机式主轴结构示意图1—主轴2—制动片3—前支承4—进气口5—冷却水入口6—定子7—转子8—箱体9—后支承10—角度编码器11—冷却水出口12—出气口第八十七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。三、车铣复合加工中心的发展趋势1.复合化2.高效和高精度3.模块化4.智能化第八十八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.复合化最先进的复合加工中心除了可以进行车、铣、钻、镗、攻螺纹等加工外,还可以实现更多工序和加工工种的复合。以车削加工为主的复合加工机床,除车削加工外还装有铣削加工、磨削加工等各种功能模块,实现铣削和磨削加工,如在刀架上装有自驱动装置的回转刀具,可以在圆形工件和棒状工件上加工沟槽和平面。以铣削为主的复合加工机床,实现五轴或更多轴的控制,使所有的控制轴作连续运动,即五轴或更多轴的联动,可以对叶轮等具有外延伸曲面形状的工件进行加工。除铣削加工外,还装有一个能进行车削的动力回转工作台,是在集中车削和铣削功能基础上,与齿轮加工功能、磨削功能等复合的加工机床。以磨削为主型的磨床多轴化,在一台机床上能完成内圆、外圆、端面磨削的复合加工,在欧洲开发了综合螺纹和花键磨削功能的复合加工机床,具有不同工种加工的复合化特点,如车削与磨削、研磨的复合,用激光功能把加工后热处理、焊接、切割合并,加工和组装同时实施等。还有,装有磨削功能和激光淬火功能的复合机床等。第八十九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.高效和高精度机床复合化是当今提高数控机床效率和加工精度的主要措施,通过配置双主轴、双动力头、双刀架等功能,实现多刀同时加工。车铣复合加工中心主轴转速高达12000r/min,有的铣削主轴转速超过30000r/min。进给速度一般都是15m/min以上,最高达36m/min,提高了20%,减少了加工工时。工件一次装夹,完成大部分或全部加工部位,减少工序间运输和等待时间,大大节省辅助时间,提高了工作效率。第九十页,编辑于星期日:二十三点五十八分。3.模块化车铣中心的许多产品都已实现结构模块化 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,利用基本模块和各种功能部件灵活配置,组成各式车铣复合加工中心机床,正在向如何实现功能快速重组的方面发展,以便快速响应市场的需求。在硬件功能上,除了标准的功能模块配置外,还有一些可选模块,如副主轴模块、下刀塔模块、长镗刀轴模块和对刀尖的ATC更换模块、带径向自动进给的镗刀轴模块、角度头模块等。另一方面,在模块化、通用化的基础上,还可以按用户用途要求,剔除那些用户不需要的多余功能模块,按用户需求进行机床模块组合,实现所谓“价格任选”。第九十一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。4.智能化复合加工机床内装有储存、运输、加工一体化、工件识别、工件夹持控制、适应控制等功能模块,有些车铣复合机床实现了计算机联网,可实现远程诊断、远程服务和人机对话编程等,正在向智能化方向发展,使车铣复合加工中心成为智能化的机床。第九十二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。第八节 柔性自动化的发展一、柔性加工单元二、柔性加工系统三、计算机集成制造系统(CIMS)第九十三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。一、柔性加工单元(1)加工回转体零件的FMC 这种FMC以车削中心或数控车床为核心,配以装卸工件的机器人(Robot)和储存台。(2)加工非回转体零件的FMC 这种FMC以加工中心为核心,配以自动装卸和存储装置。(3)更换主轴箱式FMC 这种FMC的主轴箱是可以更换的。第九十四页,编辑于星期日:二十三点五十八分。图3-40 FMC的工作原理示意图第九十五页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、柔性加工系统(1)加工系统 它实施对产品零件的加工。(2)物流系统 它是指将零件从一处传送至另一处,送入仓库或下一加工车间的系统,即实现对毛坯、夹具、工件等的出入库和装卸等工作。(3)信息流系统 它实施对整个FMS的控制与监督。第九十六页,编辑于星期日:二十三点五十八分。二、柔性加工系统图3-41 柔性加工系统的组成第九十七页,编辑于星期日:二十三点五十八分。图3-42 用于FMS的三级计算机控制系统第九十八页,编辑于星期日:二十三点五十八分。三、计算机集成制造系统(CIMS)1.计算机辅助设计与计算机辅助制造系统(CAD/CAM)2.计算机辅助生产计划与计算机生产控制系统(CAPP/CAC)3.工厂自动化系统(FA)第九十九页,编辑于星期日:二十三点五十八分。三、计算机集成制造系统(CIMS)图3-43 计算机集成制造系统第一百页,编辑于星期日:二十三点五十八分。1.计算机辅助设计与计算机辅助制造系统(CAD/CAM)它用计算机进行产品设计与工艺设计,使机械制造自动化技术发展为设计、制造一体化。它可以对产品进行三维几何造型,然后进行性能分析与仿真,还可以自动绘制零件图,编制技术文件以及为零件自动编程,甚至进行工艺设计。第一百零一页,编辑于星期日:二十三点五十八分。2.计算机辅助生产计划与计算机生产控制系统(CAPP/CAC)它对加工过程进行计划、调度与控制,FMS是这个系统的主体。当它与CAD/CAM系统连接起来时,就可实现从设计到产品零件制造的无图样自动加工。第一百零二页,编辑于星期日:二十三点五十八分。3.工厂自动化系统(FA)它可以实现产品的自动装配与测试,材料的自动运输与处理等。第一百零三页,编辑于星期日:二十三点五十八分。
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