文档介绍：第一章数控铣床概述第一节数控铣床分类一、数控机床的产生与发展随着科学技术和社会生产力的不断发展,各类机械产品更趋复杂,社会对机械产品的质量和生产效率也提出了越来越高的要求。特别是在航空航天、军工、计算机等工业领域中,零件精度高、形状复杂、批量小、加工困难、劳动强度大,同时质量又难以保证。为了解决以上种种问题,一种具有灵活、通用、高精度、高效率的自动化生产设备——数控机床便通过多方协作开发研制出来了。数字控制( Numerical Control ), 简称 NC 。数控机床就是用数字化的信息将***移动轨迹信息记录在程序介质上, 然后送入数控系统经过译码和运算, 从而控制机床***与工件的相对运动(如主轴变速、松夹工件、开车和停车、进刀和退刀、切削液的开关等) ,最终加工出合格工件的一类机床。数控加工的基本过程如图 1-1 所示。图 1-1 数控加工的基本过程 1. 数控机床的产生数控机床的最初设想是 1948 年由美国巴森兹公司提出的, 1949 年该公司与麻省理工学院( MIT )合作,开始了三坐标铣床的数控化研究工作。 1952 年3 月终于开发研制出一台数控铣床,这也是世界上公认的第一台数控机床。它可作直线插补。不过当时用的是电子管。经过 3 年的试用、改进和提高,数控机床于 195 5 年进入实用化阶段。 1958 年, 晶体管元件和印刷电路板开始应用于数控机床中。 1959 年美国 Keaney-Treckr e 公司成功开发了具有刀库、***交换装置和回转工作台的数控机床, 即加工中心( Machining Center ,简称 MC )。从 1960 年起,其他一些国家,如原联邦德国、日本、英国和苏联等国都开始了数控机床的研发,其中日本发展得最快。当今世界上著名的数控系统厂家有日本的 FANUC 公司, 德国的 SIEMENS 公司、美国的 A-B 公司、意大利的 A-BOSZA 公司等。 1965 年,数控装置中运用了小规模集成电路,但以上均属于硬件 NC 系统。 1967 年,英国将几台数控机床连接成为最初的柔性制造系统( Flexible Manufacturing System ,简称 FMS )。 1974 年,世界上生产出第一台运用小型计算机控制的数控机床( Computer Numerical Control ,C )。 1974 年,随着数控装置中微处理器的使用,更加促进了数控机床的普及应用的数控技术的发展。 20 世纪 80 年代后期, 出现了以加工中心为主体, 再加上工件自动检测与装卸装置的柔性制造单元( Flexible Manufacturing Cell ,简称 FMC )。 FMC 和 FMS 是实现计算机集成制造系统( Computer Integrated Manufacturing System , 简称 CIMS )的重要基础。 2. 数控机床的发展数控技术已经成为衡量现代制造技术水平高低的重要标志。它的拥有量代表着一个国家工业的整体实力。随着社会产品需求的复杂化、多样化和计算机、传感器等技术的迅速发展, 数控机床将会向更广泛的领域和更高的层次不断发展和完善。(1 )高速度、高精度、高效率速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。目前采用的 32位、 64 位中央处理单元( CPU )新型数控系统,增强了插补运算功能、快速进给功能,从而实现了高速加工、多轴控制功能,如 FANUC15 系统可控轴数和联动轴数为 2~15 轴, SIEMENS880 系统可控轴数为 24 轴。高分辨率检测元件在伺服系统中的应用,以及采取了改善机床动态特性和静态特性的多项有效措施, 使得数控机床的高速度、高精度、高效率得到了不断提高。如加工中心的直线坐标的定位精度由 mm/5μ± 提高到 mm/15 .0μ± ,重复定位精度由 mm/2μ± 提高到 mm/1μ± 。(2 )多功能现代数控机床基本上都具有多种监控、检测和补偿功能。具有***磨损检测、系统精度检测和热变形检测等, 还具有***长度补偿, ***半径补偿和刀尖补偿等功能。同时采用了 CRT 显示,可以进行二维图形的轨迹显示,有的还可以进行三维彩色动态图形显示。现代数控机床也具有硬件、软件及故障自诊断功能。(3 )人工智能化目前, 人工智能化控制正沿着自适应控制、专家控制、模糊控制、学****控制等几个主要方向发展。如自适应控制( Adaptive Control , 简称 AC ) 技术能在加工过程中调节实际测得的工作状态和特性, 并且能使加工过程达到和维持在最佳状态。又如将机械加工的一般规律、特殊规律和加工经验存入一个系统, 一工艺参数所形成的数据库作为支撑, 就建立了专家系统。(4 )柔性化和自动化数控机床在单机柔性化的同时, 单元和系统也成为了