工程技术基础第六章机械制造3Word格式文档下载.docx

1、 第六章 机械制造31第三节第三节 先进制造技术先进制造技术 第六章 机械制造32一、机电一体化一、机电一体化 第六章 机械制造33 （一一）概述概述机电一体化定义机电一体化定义机电一体化技术机电一体化技术机电一体化产品 机电一体化产品 第六章 机械制造34机电一体化产品的类型机电一体化产品的类型在原有的机械本体上应用电子控制设备在原有的机械本体上应用电子控制设备用电子设备置换机械控制系统用电子设备置换机械控制系统在信息机器中采用电子设备在信息机器中采用电子设备在信息处理机中，用电子设备全面置换机械在信息处理机中，用电子设备全面置换机械装置装置在检测系统中采用电子设备在检测系统中采用电子设备用

2、电子设备代替机械本体 用电子设备代替机械本体 第六章 机械制造35机电一体化产品的设计方式机电一体化产品的设计方式机电互补法机电互补法融合法融合法组合法组合法 第六章 机械制造36 机电一体化设计类型机电一体化设计类型开发性设计开发性设计适应性设计适应性设计变异性设计变异性设计 第六章 机械制造37（二二）机电一体化系统的主要组成及功能机电一体化系统的主要组成及功能 机械本体部分机械本体部分动力部分动力部分传感部分传感部分驱动部分驱动部分执行部分执行部分控制及信息部分控制及信息部分 第六章 机械制造38（三三）机电一体化的技术体系机电一体化的技术体系 机电一体化的相关学科机电一体化的相关学科机

3、械学机械学电子学电子学微电子学微电子学控制论控制论 第六章 机械制造39机电一体化的相关技术机电一体化的相关技术机械技术机械技术计算机与信息处理技术计算机与信息处理技术系统技术系统技术自动控制技术自动控制技术传感与检测技术传感与检测技术伺服传动技术伺服传动技术 第六章 机械制造310（四四）机电一体化的技术、经济和社会效机电一体化的技术、经济和社会效益益提高精度提高精度增强功能增强功能提高生产效率，降低成本提高生产效率，降低成本节约能源，降低消耗节约能源，降低消耗提高安全性、可靠性提高安全性、可靠性改善操作性和使用性改善操作性和使用性减轻劳动强度，改善劳动条件减轻劳动强度，改善劳动条件简化结构

4、，减轻重量简化结构，减轻重量降低价格降低价格增强柔性应用功能增强柔性应用功能 第六章 机械制造311二、二、CAD/CAMCAD/CAM计算机辅助设计计算机辅助设计与计算机辅助制与计算机辅助制造（造（CADCAD CAMCAM）系统系统 第六章 机械制造312（一一）概述概述计算机辅助设计计算机辅助设计（CAD）CAD）和计算机辅和计算机辅助制造助制造（CAM）CAM）是指是指以计算机作为主要以计算机作为主要技术手段来生成和技术手段来生成和处理各种数字信息处理各种数字信息和图形信息，以进和图形信息，以进行产品的设计和制行产品的设计和制造。#造。#第六章 机械制造313CAD/CAMCAD/CA

5、M 技术的产生技术的产生19591959 年美国麻省理工学院年美国麻省理工学院（MIT）MIT）制定的制定的 CADCAD 计划标志着计算机辅计划标志着计算机辅助设计技术的诞生助设计技术的诞生 第六章 机械制造314CAD/CAMCAD/CAM 技术的发展技术的发展系统功能丰富、灵活、实用和可靠系统功能丰富、灵活、实用和可靠系统可扩充性好系统可扩充性好系统的开放性好系统的开放性好系统的集成度高系统的集成度高 第六章 机械制造315CAD/CAMCAD/CAM 系统应用系统应用用于设计方案的动态修改用于设计方案的动态修改用于机械制造工艺过程用于机械制造工艺过程用于企业管理用于企业管理 第六章 机

6、械制造316（二二）CAD/CAMCAD/CAM 系统组成系统组成 CAD/CAMCAD/CAM 系统由工作人员、硬件和软件系统由工作人员、硬件和软件三大部组成。#三大部组成。#电子计算机及外围设备称为电子计算机及外围设备称为 CAD/CAMCAD/CAM 的硬的硬件系统件系统操作系统和应用软件称为操作系统和应用软件称为 CAD/CAMCAD/CAM 的软件的软件系统系统 第六章 机械制造317CAD/CAMCAD/CAM 系统和网络系统和网络计算机网络计算机网络计算机网络是指“以能够相互共享资计算机网络是指“以能够相互共享资源源（硬件、软件和数据硬件、软件和数据）的方式连接的方式连接起来，并

7、且各自具备独立功能的计算起来，并且各自具备独立功能的计算机系统之集合”机系统之集合”第六章 机械制造318计算机网络结构计算机网络结构 第六章 机械制造319CAD/CAMCAD/CAM 硬件硬件系统系统 第六章 机械制造320CAD/CAMCAD/CAM 软件系统的功能软件系统的功能雕塑曲面造型功能雕塑曲面造型功能实体造型功能实体造型功能物体质量特性计算功能物体质量特性计算功能三维运动机构的分析和仿真功能三维运动机构的分析和仿真功能二、三维图形的转换功能二、三维图形的转换功能三维几何模型的显示处理功能三维几何模型的显示处理功能有限元法网格自动生成的功能有限元法网格自动生成的功能优化设计功能优

8、化设计功能数控加工的功能数控加工的功能信息处理和信息管理功能信息处理和信息管理功能 第六章 机械制造321CAD/CAMCAD/CAM 系统概念结构系统概念结构 第六章 机械制造322（三三）CAD/CAMCAD/CAM 的发展趋势的发展趋势 集成化集成化智能化智能化网络化网络化 第六章 机械制造323三、数控技术三、数控技术 定义定义数字控制技术是综合应用了微电子技术、计数字控制技术是综合应用了微电子技术、计算机技术、自动控制和自动检测等方面的新算机技术、自动控制和自动检测等方面的新成就而发展起来的一门新技术成就而发展起来的一门新技术 应用应用数控机床、数控切割机、数控绘图仪数控机床、数控切

9、割机、数控绘图仪 第六章 机械制造324（一一）数字控制机床数字控制机床 第六章 机械制造325数字控制机床的工作原理数字控制机床的工作原理根据被加工零件的图纸与工艺方案，用根据被加工零件的图纸与工艺方案，用规定的代码和程序格式编制加工程序规定的代码和程序格式编制加工程序将数控程序输入到数控装置将数控程序输入到数控装置刀具与工件及其他辅助装置严格地按照刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作工作 第六章 机械制造3261.1.数控机床的组成数控机床的组成输入输出装置输入输出装置数控系统数控系统伺服系统伺服系统机床本体及机械部件机

10、床本体及机械部件 第六章 机械制造327 第六章 机械制造3282.2.数控机床的分类数控机床的分类 按加工工艺方法分按加工工艺方法分一般数控机床一般数控机床数控车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床数控车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床数控技术也大量用于压力机、冲床、弯管机、扩管机数控技术也大量用于压力机、冲床、弯管机、扩管机、电火花加工机床、电火花加工机床 第六章 机械制造329 第六章 机械制造330加工中心加工中心具有刀库，能自动更换刀具，对一具有刀库，能自动更换刀具，对一次装夹的工件进行多工序加工的数次装夹的工件进行多工序加工的数字控制机床字控制机床按主轴布置方式分为立式和卧式按主轴

11、布置方式分为立式和卧式加工中心的自动换刀装置由存放刀加工中心的自动换刀装置由存放刀具的刀库和换刀机构组成具的刀库和换刀机构组成 第六章 机械制造331 第六章 机械制造332按控制刀具相对工件移动轨迹分按控制刀具相对工件移动轨迹分点位控制 点位控制 直线控制直线控制连续轨迹控制连续轨迹控制 第六章 机械制造333按伺服机构分类可分按伺服机构分类可分开环伺服机构开环伺服机构半闭环伺服机构半闭环伺服机构闭环伺服机构闭环伺服机构 第六章 机械制造3343.3.计算机数控系统计算机数控系统 计算机数控系统（计算机数控系统（Computerized Computerized Numerical Cont

12、rolNumerical Control，编写为编写为 CNCCNC）是一是一种用计算机通过执行其存储器内的程序种用计算机通过执行其存储器内的程序来实现部分或全部数控功能，并配有接来实现部分或全部数控功能，并配有接口电路和伺服装置的专用计算机系统口电路和伺服装置的专用计算机系统 第六章 机械制造335基本控制流程基本控制流程输入译码，预处理插补位输入译码，预处理插补位置控制电机置控制电机 第六章 机械制造336CNCCNC 装置组成装置组成 硬件硬件CPUCPU、存储器、输入输出接口存储器、输入输出接口数控要求的专用接口和部件数控要求的专用接口和部件位置控制器、纸带阅读机和接口，手动数据输入接

13、口和显位置控制器、纸带阅读机和接口，手动数据输入接口和显示（示（CRTCRT）接口接口软件软件为了为了 CNCCNC 系统各项功能而编制的专用软件系统各项功能而编制的专用软件管理软件包括零件加工程序的输入和输出、管理软件包括零件加工程序的输入和输出、I/OI/O 处理、系处理、系统的显示和诊断能力统的显示和诊断能力控制软件可完成从译码、刀具补偿、速度处理到插补运算控制软件可完成从译码、刀具补偿、速度处理到插补运算和位置控制等方面的工作和位置控制等方面的工作 第六章 机械制造337四、柔性制造系统四、柔性制造系统 FMSFMS 第六章 机械制造338 第六章 机械制造339 （一一）概述概述 第

14、六章 机械制造3401.1.柔性制造系统柔性制造系统（FMS）FMS）定义定义柔性制造系统是一组数控机床和其他自柔性制造系统是一组数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算机信息控制系动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体统和物料自动储运系统有机结合的整体 第六章 机械制造3412.FMS2.FMS 的产生的产生为了进一步提高劳动生产率，缩短零件生产周为了进一步提高劳动生产率，缩短零件生产周期，充分提高机床利用率，必须在中小批量生期，充分提高机床利用率，必须在中小批量生产领域里进一步提高自动化程度，即在上述各产领域里进一步提高自动化程度，即在上述各个环节尽量实现自动化

15、个环节尽量实现自动化 FMSFMS 自自 2020 世纪世纪 6060 年代问世年代问世国际上以柔性生产方式生产的产品产值，已占国际上以柔性生产方式生产的产品产值，已占制造总产值的制造总产值的 7575 以上，其中在美国以上，其中在美国 7878，日本占日本占 8080 第六章 机械制造3423.FMS3.FMS 的柔性的柔性设备柔性设备柔性工艺柔性工艺柔性产品柔性产品柔性工序柔性工序柔性运行柔性运行柔性批量柔性批量柔性扩展柔性扩展柔性生产柔性生产柔性 第六章 机械制造3434.FMS4.FMS 的效益的效益提高劳动生产率提高劳动生产率缩短生产周期缩短生产周期提高产品质量提高产品质量充分提高机

16、床利用率充分提高机床利用率较大地减少操作人员较大地减少操作人员较大地降低成本较大地降低成本减少在制品数量和库存容量减少在制品数量和库存容量 第六章 机械制造344（二二）FMSFMS 的组成的组成 加工系统加工系统（数控加工设备，一般是加工中心数控加工设备，一般是加工中心）物料系统物料系统（工件和刀具的运输和存储工件和刀具的运输和存储）计算机控制系统计算机控制系统（中央计算机及其网络中央计算机及其网络）第六章 机械制造3451.1.加工系统加工系统以加工箱体类零件为主的以加工箱体类零件为主的 FMSFMS以加工回转体类零件为主的以加工回转体类零件为主的 FMSFMS适于混合零件加工的适于混合零件加工的 FMSFMS用于专门零件加工的用于专门零件加工的 FMSFMS 第六章 机械制造346 第六章 机械制造3472.2.物料系统物料系统工件的输送工件的输送工件的存储工件的存储 第六章 机械制造3483.3.计算机控制系统计算机控制系统三三级分布式计算机控制系统级分布式计算机控制系统第三级为设备层控制系统第三级为设备层控制系统第二级是工作站层控制系统第二级是工作站层控制系统第一级为单元级控制系统第