文档介绍：第4章数控机床概述
数控机床的产生与发展
数控机床产生的背景
随着科学技术和社会生产的不断发展,人们对机械产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。
大批量生产
对于定型产品的大批量生产,许多生产企业(例如汽车、拖拉机、家电行业等生产厂家)都已采用了自动机床、组合机床和专用自动生产线,实行自动流水作业。
尽管初期投资大,生产准备时间长,但在大批量生产条件下,产品质量容易保证,生产效率高,平均单件成本低,经济效益非常显著。
单件、小批量、精密复杂零件的生产问题
在机械制造业中,多品种、单件、小批量生产(批量在10~100件)约占机械加工总量的80%以上,尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防等部门,其生产特点是品种多,加工批量小,改型频繁,零件的形状复杂且精度要求高,普通机床自动化程度低,生产效率和加工精度都难以提高,尤其是一些复杂曲面,甚至无法加工,而采用专用自动化加工设备,则投资大、时间长、转型难,显然不能满足竞争日益激烈的市场需要。
数控机床的产生
为了解决上述问题,满足多品种、单件、小批量、高精度、高效率的自动化生产,迫切需要一种灵活的、通用的,能适应产品频繁变化、结构复杂、加工精度要求较高的柔性自动化机床。
正是在这种需求下,在二十世纪中期,随着计算机技术、微电子技术和自动化技术的高速发展,数字控制机床(Numerical Control,简称NC或数控)便诞生并迅速发展起来,为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。
数控机床诞生的时间及其发展过程
世界上第一台数控机床于1952年诞生于美国麻省理工学院(MIT),是由美国帕森斯公司(Parsons Co.)和MIT合作研制的三坐标数控铣床,用于加工直升飞机变截面螺旋桨叶片轮廓的检测样板。机床占地面积约60m2,其数控系统是一台专用计算机,大约由2000多个电子管组成,插补装置采用“数字脉冲乘法器”,是一种直线插补器,伺服机构采用一台小型液压马达,通过改变液压马达的斜盘倾角而进行变速,实质上仍属于一台试验性的数控加工设备。
1954年,在帕森斯(Parsons)专利的基础上,由美国本迪克斯公司(Bendix Co.)所生产出来的数控机床是世界上第一台工业实用性数控机床。
1959年,开始采用晶体管元件和印刷电路板,美国克耐·杜列克公司(Keaney &Trecker)首次成功地开发了加工中心(Machining Center,简称MC),这是一种具有自动换刀装置和回转工作台的数控机床,可以在一次装夹中对工件的多个平面进行多道工序的加工。从1960年开始,其它一些国家如德国、日本等也陆续开发生产出数控机床。
1965年数控装置开始采用小规模集成电路,体积大大减小,功耗降低,可靠性提高。1967年,在英国出现了由多台数控机床连接而成的柔性加工系统,这便是最初的柔性制造系统(Flexible Manufacturing System,简称FMS)。
1970年,开始采用大规模集成电路和微型计算机,在美国芝加哥国际机床展览会上,C)。
1974年,微处理器直接用于数控系统,促进了数控机床的普及应用和数控技术的发展。
数控系统历经的四个发展时代:
随着电子技术和计算机技术的不断发展,数控系统经历了电子管(1952年)、晶体管(1958年)、小规模集成电路(1965年)、大规模集成电路和微型计算机(1970年)四个时代,直到微型计算机引入数控系统,才使它在质的方面完成了一次飞跃,利用控制软件实现多种控制功能,显著提高了系统的功能特性和可靠性,puter Numerical Control)。
目前,绝大部分的数控机床都采用微机控制,C机床。
目前国内外数控机床的现状
数控机床从1952年诞生至今,已有半个世纪,随着科学技术的飞速发展,数控机床无论从数量、品种、功能、性能、可靠性及应用等方面都有了极大的提高和发展。
目前已拥有数控车床、数控铣床、数控镗床、数控钻床、数控磨床、数控线切割机床、数控冲床、数控齿轮加工机床、数控电加工机床、数控加工中心等上百种数控加工设备