文档介绍：模块三先进制造技术知识及应用
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数控加工技术
快速成形技术
超精密与纳米加工技术
工业机器人
柔性制造技术
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,本章扼要介绍先进制造工程技术中的数控加工技术、快速成形技术、超精密与纳米加工技术、工业机器人、柔性制造技术的概念和应用场合。
模块三先进制造技术知识及应用
数控加工技术
数字控制与数控机床的概念
数字控制(Numerical Control )是用数字化信号对机械设备的运动及其加工过程进行控制的一种方法,简称数控(NC)。
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。
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置,对这种信息进行处理而实现自动控制的机床。
数控机床的基本组成及工作原理
工艺分析
数控加
工程序
数控加工
图样
数控装置
数控设备
图11-1 数控机床加工零件的工作过程
数控加工技术
数控机床的基本组成见图11-2所示。
加工程序
输入输出装置
数控系统
辅助控制装置
伺服驱动装置
检测反馈装置
机床本体
图11-2 数控机床的基本组成
数控机床的种类很多,从不同角度对其进行考查,就有不同的分类方法,通常有以下几种不同的分类方法:
数控加工技术
数控机床的分类
按工艺用途分类
切削加工类:数控镗铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等。
成型加工类:数控折弯机、数控冲裁机等。
特种加工类:数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等。
其它类型:数控装配机、数控测量机、机器人等。
按运动轨迹分类
点位控制系统:如图11-3a所示
点位直线控制控制系统:如图11-3b所示
轮廓控制系统:如图11-3c所示
数控加工技术
数控加工技术
开环控制系统
闭环控制系统
按控制方式分类
半闭环控制系统
全闭环控制系统
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。这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点,在精度和速度要求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。一般用于经济型数控机床。
电机
机械执行部件
A相、B相
C相、…
f、n
CNC
插补指令
脉冲频率f
脉冲个数n
换算
脉冲环形分配变换
功率放大
图11-4 开环控制系统原理图
数控加工技术
数控加工技术
全闭环数控系统
全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示,直接对运动部件的实际位置进行检测。
位置控制调节器
速度控制
调节与驱动
检测与反馈单元
位置控制单元
速度控制单元
+
+
-
-
电机
机械执行部件
CNC插补
指令
实际位置反馈
实际速度反馈
图11-5 闭环系统控制原理图
数控加工技术
半闭环数控系统
半闭环数控系统的位置采样点如图所示,是从驱动装置(常用伺服电机)或丝杠引出,采样旋转角度进行检测,不是直接检测运动部件的实际位置。
位置控制调节器
速度控制
调节与驱动
位置控制单元
速度控制单元
+
+
-
-
电机
机械执行部件
CNC插补
指令
实际速度反馈
检测与反馈单元
实际位置反馈
实际速度反馈
图11-6 半闭环控制系统原理图