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第四讲先进制造技术(之制造自动化技术).ppt

发布:2020-02-27约7千字共52页下载文档
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第四讲 制造自动化技术;第一节 制造自动化技术概述 4.1.1 制造自动化技术内涵 4.1.2 制造自动化技术的发展及现状 4.1.3 制造自动化技术发展趋势;自动化:自动去完成特定的作业。 制造自动化(狭义):生产车间内产品机械加工和装配检验过程的自动化; 制造自动化(广义):包含产品设计、企业管理、加工过程和质量控制等产品制造全过程综合集成自动化。 制造自动化意义:显著提高劳动生产率、提高产品质量、降低制造成本、提高经济效益,改善劳动条件、提高劳动者的素质、有利于产品更新、带动相关技术的发展、提高企业的市场竞争能力。 ?;刚性自动化 设备--自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线; 对象--单一品种大批量生产自动化; 特点--生产效率高、加工品种单一。 柔性自动化 设备--NC、CNC、FMC、FMS等。 对象--多品种小批量甚至单件生产自动化; 综合自动化 经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化,CIMS、CE、LP、AM等。?;当前制造自动化技术研究领域和方向 集成技术和系统技术研究 自动化系统中人因作用的研究 数控单元系统的研究 制造过程的计划和调度研究 柔性制造技术的研究 现代生产模式制造环境的研究 底层加工系统的智能化和集成化研究 ?; 制造敏捷化 使企业面临市场竞争作出快速响应; 制造网络化 实现制造过程的集成,实现异地制造、远程协调作业; 制造虚拟化 保证产品和制造过程一次成功,发现设计与生产中可避免的缺陷和错误; 制造智能化 扩大、延伸、部分取代人类专家在制造过程中的脑力劳动,以实现优化的制造过程。 制造全球化 市场国际化,产品制造跨国化,制造资源跨国家的协调、共享和优化利用; 制造绿色化 使产品从设计、制造、使用到报废处理全生命周期中,对环境影响最小,资源利用率最高。;第二节 机床数控技术 4.2.1 机床数控系统 4.2.2 机床伺服系统 4.2.3 数控加工编程技术 4.2.4 机床数控技术发展趋势;数控技术的发展 硬件数控阶段NC(1952-1970) 第一代:电子管; 第二代:晶体管; 第三代:小规模集成电路; 计算机数控阶段CNC(1970-现在) 第四代:小型计算机; 第五代:微处理器; 第六代:PC微机(PCNC);? ? ? ? ? ;CNC数控系统组成原理 ;数控系统的硬件结构 单CPU结构 通过总线使CPU与存储器和各种接口相连接,集中控制、分时处理工作方式。 多CPU结构 多个CPU通过公用地址和数据总线互连,各自完成功能,系统速度高、处理能力强。 PC微机CNC系统 具有微机丰富的软硬件资源、友好的人机界面、拥有多媒体和网络功能,是当前数控系统的发展方向。;基于PC微机和PMAC的CNC系统结构;?数控系统的软件组成;开放式数控系统 开放性:满足CNC系统快速发展和用户自主开发需要 PC微机型开放式CNC系统形式: 专用数控嵌入PC主板 是专用数控系统商提供的形式,仅限于PC部分开放,其专用数控部分仍处于封闭状态。 PC机+运动控制卡 提供底层数控接口,支持二次开发和扩展,有上下两级开放性,如PMAC运动控制器。 纯PC软件型 尚未形成商品,代表数控系统发展方向。 ?;组成:位置控制单元、速度控制单元、伺服电机、 检测反馈单元4部分组成。 分类: 按检测系统分 开环系统、闭环系统、 半闭环系统、混合闭环系统。 按有控制电机分 步进伺服、直流伺服、交流伺服。;数控系统性能方面 高速高精高效化 进给速度80-120m/min,加速度1-2g,主轴dn=(1-3)*106,换刀小于1s;加工精度0.1μm,甚至0.01μm。 柔性化 功能覆盖面大,便于不同用户的需求;物料流和信息流自动动态调整。 工艺复合化和多轴化 如FANUC15可控轴数和联动轴数均达到24轴。 实时智能化 配置编程专家系统、故障诊断专家系统,实现自适应控制和模糊控制。;数控系统功能方面 用户界面图形化 方便了用户,便于编程和图形模拟; 科学计算可视化 可视化技术可用于自动编程、参数自动设定、刀具补偿和管理、加工过程仿真演示; 插补和补偿方式多样化 插补:直线、圆弧、椭圆、螺纹、NURBS、多项式插补; 补偿:反向间隙、垂直度、螺距、温度补偿等; 内置高性能PLC 可用梯形图或高级语言编程,具有在线调试和在线帮助功能; 多媒体技术应用 在实时监控和故障诊断、生产过程监测方面有重大应用价值。?;体系结构的发展 集成化 高度集成化芯片,提高数控系统集成度; 模块化 通过积木方
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