毕业设计论文数控回转工作台设计.docx
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毕业设计论文数控回转工作台设计
图书分类号:
密级:
毕业设计(论文)
数控回转工作台设计
NCROTARYTABLEDESIGN
学生姓名
班级
学院名称
机电工程学院
专业名称
机械设计制造及其自动化
指导教师
徐州工程学院学位论文原创性声明
本人郑重声明:
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本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
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日期:
年 月 日
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导师签名:
日期:
年 月 日日期:
年 月 日
摘要
传统制造业的巨大变化来自于数控技术的广泛应用,这使制造业脱离了传统,成为工业化的象征。
并且随着数控技术应用领域的扩大和不断发展,它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着至关重要的作用,因为这些行业的数字化特征已是现代化发展的大趋势。
分析当前世界上数控技术及其装备发展的趋势,其主要研究热点有:
1、高速加工、高精加工技术及其装备的新趋势。
2、复合加工机床和5轴联动加工的迅速发展。
3、当代数控系统发展的主要趋势是智能化、开放式、网络化。
4、重视建立新标准规范。
关键词数控技术;智能化;复合加工机床;5轴联动加工机床
Abstract
Theapplicationofnumericaltechnologyhasnotonlybroughttherevolutionarychangetomanufacturingindustryofthetradition,makethemanufacturingindustrybecometheindustrializedsymbol,andwiththeconstantdevelopmentofnumericalcontroltechnologyandenlargementoftheapplication,thedevelopmentofsomeimportanttrades(IT,automation,lightindustry,medicaltreatment,etc.)tothenationaleconomyandthepeopleslivelihoodofhisplaysamoreandmoreimportantrole,becausethedigitizationthatthesetradesneededtoequiphasalreadybeenthemaintrendofmoderndevelopment.Numericalcontroltechnologyintheworldatpresentandequipingthedevelopmenttrendtosee,thereisthefollowingseveralrespectinitsmainresearchfocus.1.Ahigh-speed,highfinishmachiningtechnologyandnewtrendequipped.2.Linkandprocessandcompoundtoprocessthefastdevelopmentofthelathein5axes.3.Becomethemaintrendofsystematicofcontemporarynumericalcontrolintelligently,openly,networkedlily.4.Payattentiontothenewtechnicalstandard,normalsetting-up.
Keywords:
Numericalcontroltechnologyintelligentlycompoundtoprocess5axlegearbed
1绪论
1.1数控系统的发展
数控技术起源于美国,起因于军工发展的需要。
随着计算机技术、微电子技术和集成电路技术的迅速发展,数控系统也在不断的发展。
截止到目前数控系统已经经历了两个发展阶段,迎来了数控系统的第六代。
包括第一代电子管数控系统(1952-1959年)、第二代晶体管数控系统(1959-1965年)和第三代集成电路数控系统(1965-1970年)的NC数控系统是第一阶段数控系统。
包括第四代(1970-1974年)、第五代(始于1974年)和第六代(始于20世纪末)数控系统的CNC数控系统是第二阶段数控系统。
开创了计算机数控(CNC)时代的第四代数控系统采用了大规模集成电路及小型通用计算机,并促进了柔性制造系统(FMS)和计算机直接数控(DirectNumericalControl,DNC)的发展变化。
采用半导体存储器芯片、数控专用电路以及通用或专用微处理器芯片构成数控装置的微型计算机数控系统是第五代数控系统,基本上是通过计算机软件来实现其它的数控功能。
数控系统档次的升级根据计算机硬软件技术的发展,目前在线应用的系统基本上是属于这一代的产品。
基于PC的数控系统的是第六代数控系统,它的特点是将所采用通用型的微型计算机系统作为数控系统的硬件基础。
而且是在通用操作环境下开发并且运行的,数控功能的实现全部是通过软件。
因此数控系统的第六代柔性更好,体积更小,操作的界面越来越适宜,成本更加低廉。
通过以往的资料介绍,从1966年的集成电路数控系统(NC)到1976年的微型计算机数控系统(CNC),系统功能在10年之内是原来的两倍,而体积却减小了19/20,就连价格也降为原来的1/4,极大的提高和巩固了可靠性。
截止到目前,不断升级的数控系统第五代和更加完善和普及的数控系统第六代,在数控系统的功能和性能方面都得到了很大的提高,而且在体积和价格方面的下降幅度也在不断增大。
1.2数控机床的发展
人类历史是一部始终“有所发现、有所发明、有所创造、有所前进”的发展史,数控机床的历史也如人类历史一样,在跨越了半个多世纪的发展进步之后,一直向更高、更快、更强的的境界发展。
根据目前的发展动态,数控机床的发展趋势主要有以下几个方面。
(1)越来越高速化的数控技术。
向高速化方向发展的数控机床,充分地发挥了现代刀具材料的性能,不但大幅度提高了零件的表面加工质量和精度,而且还降低了加工成本、提高了加工效率,适应了制造业对低成本、优质、高效生产的需求。
所以,在最近的几年中各国都竟相开发出新一代的高速的数控机床,加快了高速化机床的发展进程。
目前高性能的数控和伺服系统、高速的主轴单元(电主轴,转速15,000-100,000r/min)、高速且高加/减速度的进给运动部件(快移速度达150m/min以上,加速度达2.5g以上,切削进给速度达100m/min以上)以及数控工具系统都出现了新的发现,并且都取得了意想不到的成果,提高了技术水平。
在大功率高速主轴、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具、超高速切削机理、高加/减速度直线电动机驱动进给部件以及高性能控制系统(含监控系统)和防护装置等一系列技术领域中关键技术得以解决的情况下,大量涌现了新一代高速数控机床,满足制造业快速发展的需要。
(2)越来越智能化的数控技术。
通过与快速发展的人工智能相融合的数控技术,使数控机床具备了以下的功能:
自适应控制,自动编程,运动参数动态补偿,学习控制,前馈控制,工艺参数自动生成,模糊控制,三维刀具补偿,自动识别负载并自动优化调整参数等。
并且具有非常友好的人机界面,同时具备了让系统功能更趋于完善的故障诊断专家系统和故障监控功能。
随着越来越成熟的人工智能(包括专家系统、模糊系统、神经网络控制和自适应控制等)理论与技术,也使数控机床的智能化程度得到了极大的提高,目的在于更好地实现对人类智力的延伸。
(3)越来越网络化的数控技术。
数控机床网络化的重要意义主要体现在三个方面,首先是在企业之间,敏捷制造(AM)等先进制造模式更加需要数控机床的网络化功能,大大推动了企业间的合作与资源共享;其次是对数控机床制造商和用户,数控机床的网络化使制造商能够通过计算机网络为用户提供远程故障诊断、维修、技术咨询等服务;最后是在企业内部,具有网络功能的数控机床可充分实现企业内部资源和信息的共享,使企业底层生产控制系统的集成更加简便有效。
因此,数控机床的网络化将极大地满足制造企业、制造系统、生产线对信息集成的需求,同时也是新的制造模式如、虚拟企业、敏捷制造的重要基础。
(4)越来越复合化的数控技术。
增加了数控机床的复合加工功能即为数控机床的复合化,并且进一步提高了工序的集中度,减少了多工序加工零件的上下料时间,避免了在不同机床上的零件进行的工序转换,从而增加了工序间等待和输送时间,降低了零件的生产周期,最终满足了敏捷生产的现代生产模式的需要。
可用数控屋面加工龙门铣床(加工中心)来说明复合化数控机床的效益,它可以大大缩短零件的生产周期至工序分散的非数控机床的16%,并且能够使加工过程中的切削时间比率由17%增至70%,从而提高了机床的利用率,同时减少了由于多次安装零件引起的误差,便于保证加工精度。
典型的复合化数控机床有5面加工与5轴联动数控机床。
通常由于数控机床与主机、结构复杂、编程技术难度大等原因,制约了关于5面加工与5轴联动数控机床的发展。
当前在电主轴出现的情况下,大为简化了5轴联动加工的复合主轴头结构,大幅度降低了其制造难度和成本,缩小了数控系统的价格差距,最终推动了复合加工机床(含5面加工机床)和复合主轴头类型的5轴联动机床的发展。
(5)越来越开放化的数控技术。
基于PC的CNC系统基础上发展起来的是具有开放式体系结构的数控系统,其对外开放的有硬件、软件和总线规范,并且可以大量采用通用微机的先进技术(如多媒体技术等),从而图形扫描自动编程、实现声控自动编程等功能。
由于具有开放式体系结构的数控系统可供利用的软、硬件资源十分的充足,数控系统制造商和用户进行的系统集成得到有力的支持,而且极大的方便用户的二次开发,同时使用户能够将技术诀窍和特殊应用归结到控制系统之中,从而大大的推动了数控系统多品种、多档次的开发和应用。
开放式的体系结构不仅可以通过升档或剪裁使之构成各种档次的数控系统,而且可以通过扩展从而构成不同类型的数控机床的数控系统,从而大大缩短了开发生产周期。
开放化的体系结构使数控系统具有更加良好的通用性、柔性、适应性、扩展性,而且大大方便了数控系统向网络化、智能化方向发展。
所以近几年许多国家都在纷纷研究开发这种系统,如美国的NGC、欧盟的OSACA、日本的OSEC和中国的ONC等。
(6)越来越精密化的数控技术。
为了适应高新技术发展的需要,同时也是为了达到改善普通机电产品的质量、性能和可靠性的目的,满足减少其装配时的工作量从而达到提高装配效率
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