數(shù)控加工工藝及設(shè)備基礎(chǔ)

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1、數(shù)控加工工藝與設(shè)備數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展1．數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展歷程1949年美國Parson公司與麻省理工學院開始合作歷時三年研制出能進行三軸控制的數(shù)控銑床樣機，取名“NumericalControl”。1953年麻省理工學院開發(fā)出只需確定零件輪廓、指定切削路線，即可生成NC程序的自動編程語言。1959年美國Keaney&Trecker公司開發(fā)成功了帶刀庫，能自動進行刀具交換，一次裝夾中即能進行銑、鉆、鏜、攻絲等多種加工功能的數(shù)控機床，這就是數(shù)控機床的新種類——加工中心。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展1968年英國首次將多臺數(shù)控機床、無人化搬運小車和自動倉

2、庫在計算機控制下連接成自動加工系統(tǒng)，這就是柔性制造系統(tǒng)FMS。1974年微處理器開始用于機床的數(shù)控系統(tǒng)中，從此CNC(計算機數(shù)控系統(tǒng))軟線數(shù)控技術(shù)隨著計算機技術(shù)的發(fā)展得以快速發(fā)展。1976年美國Lockhead公司開始使用圖像編程。利用CAD(it算機輔助設(shè)計)繪出加工零件的模型，在顯示器上“指點”被加工的部位，輸入所需的工藝參數(shù)，即可由計算機自動計算刀具路徑，模擬加工狀態(tài)，獲得NC程序。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展DNC(直接數(shù)控)技術(shù)始于20世紀60年代末期。它是使用一臺通用計算機，直接控制和管理一群數(shù)控機床及數(shù)控加工中心，進行多品種、多工序的自

3、動加工。DNC群控技術(shù)是FMS柔性制造技術(shù)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代數(shù)控機床上的DNC接口就是機床數(shù)控裝置與通用計算機之間進行數(shù)據(jù)傳送及通訊控制用的，也是數(shù)控機床之間實現(xiàn)通訊用的接口。隨著DNC數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床已成為無人控制工廠的基本組成單元。20世紀90年代，出現(xiàn)了包括市場預(yù)測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計與制造和銷售等全過程均由計算機集成管理和控制的計算機集成制造系統(tǒng)CIMS。其中，數(shù)控是其基本控制單元。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展20世紀90年代，基于PC—NC的智能數(shù)控系統(tǒng)開始得到發(fā)展，它打破了原數(shù)控廠家各自為政的封閉式專用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，提供開放式基礎(chǔ)，使升

4、級換代變得非常容易。充分利用現(xiàn)有PC機的軟硬件資源，使遠程控制、遠程檢測診斷能夠得以實現(xiàn)。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展我國雖然早在1958年就開始研制數(shù)控機床，但由于歷史原因，一直沒有取得實質(zhì)性成果。20世紀70年代初期，曾掀起研制數(shù)控機床的熱潮，但當時是采用分立元件，性能不穩(wěn)定，可靠性差。1980年北京機床研究所引進日本FANUC5、7、3、6數(shù)控系統(tǒng)，上海機床研究所引進美國GE公司的MTC一1數(shù)控系統(tǒng)，遼寧精密儀器廠引進美國Bendix公司的DynapthLTDl0數(shù)控系統(tǒng)。在引進、消化、吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，北京機床研究所又開發(fā)出BS03經(jīng)

5、濟型數(shù)控和BS04全功能數(shù)控系統(tǒng)，航天部706所研制出MNC864數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展“八五”期間國家又組織近百個單位進行以發(fā)展自主版權(quán)為目標的“數(shù)控技術(shù)攻關(guān)”，從而為數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)化建立了基礎(chǔ)。20世紀90年代末，華中數(shù)控自主開發(fā)出基于PC-NC的I-INC數(shù)控系統(tǒng)，達到了國際先進水平，加大了我國數(shù)控機床在國際上的競爭力度。數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展據(jù)1997年不完全統(tǒng)計，全國共擁有數(shù)控機床12萬臺。目前，我國數(shù)控機床生產(chǎn)企業(yè)有100多家，年產(chǎn)量增加到1萬多臺，品種滿足率達80％，并在有些企業(yè)實施了FMS和CIMS工程，數(shù)控機床及其加工技術(shù)

6、進入了實用階段。第一章數(shù)控加工工藝及設(shè)備基礎(chǔ)第一節(jié)機床數(shù)控技術(shù)與數(shù)控加工設(shè)備概述一、機床中有關(guān)數(shù)控的基本概念1．數(shù)字控制(數(shù)控)及數(shù)控技術(shù)機床中的數(shù)字控制專指用數(shù)字化信號對機床的工作過程進行的可編程自動控制，簡稱為數(shù)控(Nc)。這種用數(shù)字化信息進行自動控制的技術(shù)就叫數(shù)控技術(shù)。第一節(jié)機床數(shù)控技術(shù)與數(shù)控加工設(shè)備概述2．數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)相關(guān)功能的軟硬件模塊的有機集成系統(tǒng)，是數(shù)控技術(shù)的載體。能自動閱讀程序，譯碼，使機床按指令運動并加工零件硬件數(shù)控系統(tǒng)和計算機數(shù)控系統(tǒng)兩類第一節(jié)機床數(shù)控技術(shù)與數(shù)控加工設(shè)備概述3．計算機數(shù)控系統(tǒng)計算機數(shù)控系

7、統(tǒng)是以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)，由裝有數(shù)控系統(tǒng)程序的專用計算機、輸入輸出設(shè)備、可編程邏輯控制器(PLC)、存儲器、主軸驅(qū)動及進給驅(qū)動裝置等部分組成，習慣上又稱為CNC系統(tǒng)第一節(jié)機床數(shù)控技術(shù)與數(shù)控加工設(shè)備概述4．開放式CNC系統(tǒng)定義：一個開放式CNC系統(tǒng)，應(yīng)保證使開發(fā)的應(yīng)用軟件能在不同廠商提供的不同的軟硬件平臺上運行，且能與其他應(yīng)用軟件系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作第一節(jié)機床數(shù)控技術(shù)與數(shù)控加工設(shè)備概述五個特征：(1)對使用者是開放的：可采用先進的圖形交互方式支持下的簡易編程方法，使得數(shù)控機床的操作更加容易(2)對機床制造商是開放的：應(yīng)允許機床制造商在開放式CNC

8、系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上開發(fā)專用的功能模塊及用戶操作界面。(3)對硬件的選擇是開放的：即一個開放式CNC系統(tǒng)應(yīng)能在不同的硬件平臺上運行。(4)對主軸及進給驅(qū)動系統(tǒng)是開放的：即能控制不同廠