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第五章 數(shù)控機(jī)床及工業(yè)機(jī)器人

第一節(jié)　數(shù)控機(jī)床

一、什么是數(shù)控機(jī)床

計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)是指用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)部分或全部基本數(shù)控功能。數(shù)控機(jī)床是一種采用計(jì)算機(jī)，利用數(shù)字化信息進(jìn)行控制，具有高附加值的技術(shù)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)品。

二、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展

1952年，世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在美國(guó)問(wèn)世;數(shù)控機(jī)床自20世紀(jì)50年代問(wèn)世以來(lái)，得到了迅速發(fā)展，不斷地更新?lián)Q代。

我國(guó)的數(shù)控機(jī)床起步于1958年，到目前為止，在開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)及制造具有自主版權(quán)的中、高檔CNC系統(tǒng)方面取得了可喜的成果。目前中、低檔計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到小批量生產(chǎn)能力。我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)品覆蓋了車、銑(包括仿型銑)、鏜銑、鉆、磨、加工中心及齒輪機(jī)床、折彎?rùn)C(jī)、火焰切割機(jī)、柔性制造單元等，品種達(dá)300多種。中、低檔CNC系統(tǒng)已達(dá)到小批量生產(chǎn)。

三、數(shù)控機(jī)床是如何加工零件的

1、在數(shù)控機(jī)床上加工零件是將加工過(guò)程所需的各種操作以及零件的形狀、尺寸按規(guī)定的編碼方式寫(xiě)成數(shù)控加工程序，輸入到數(shù)控裝置中。再由數(shù)控裝置對(duì)這些輸入的信息進(jìn)行處理和運(yùn)算，并控制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使坐標(biāo)軸協(xié)調(diào)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成零件加工。當(dāng)被加工工件改變時(shí)，除了重新裝夾工件和更換刀具外，只要更換零件加工程序。

2、為了能夠加工出符合要求的零件輪廓，數(shù)控裝置必須具有插補(bǔ)功能。插補(bǔ)功能是在進(jìn)行曲線輪廓加工時(shí)，只要知道曲線的種類、起點(diǎn)、終點(diǎn)以及速度等信息后，就可以根據(jù)給定的數(shù)字函數(shù)，在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間確定一些中間點(diǎn)，以達(dá)到數(shù)據(jù)點(diǎn)密化的功能。

3、處理插補(bǔ)的算法就是插補(bǔ)運(yùn)算。

插補(bǔ)算法是數(shù)控加工技術(shù)中的一個(gè)基本問(wèn)題。

目前常用的插補(bǔ)算法有兩大類：

(1)以脈沖形式輸出的脈沖增量法，它適合于以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件的開(kāi)環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);

(2)以數(shù)字量形式輸出的數(shù)字增量法，它適合于以交、直流伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件的閉環(huán)(或半閉環(huán))伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

4、要實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工，數(shù)控機(jī)床必須包括：

(1)具有一個(gè)既能接受零件圖樣加工要求信息，又能按照一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，實(shí)時(shí)地向各坐標(biāo)軸發(fā)出速度控制指令的數(shù)字計(jì)算機(jī)，即控制裝置;

(2)具有能夠快速響應(yīng)，并具有足夠功率的伺服驅(qū)動(dòng)裝置;

(3)具有能夠滿足上述加工方式的機(jī)床主機(jī)，輔助裝置和刀具。

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