数字控制技术现状及发展趋势课件.ppt
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1、数控技术的现状及发展趋势数控技术的现状及发展趋势机械工程学院数控技术的概述数控技术的概述数控技术的现状数控技术的现状数控技术的发展趋势数控技术的发展趋势一、数控技术的概述一、数控技术的概述(一)数控技术的发展历程一)数控技术的发展历程1.国外发展历程国外发展历程 (1)硬件时代)硬件时代 1952年,美国美国帕森斯公司与麻省理工学院:空军螺年,美国美国帕森斯公司与麻省理工学院:空军螺旋桨自动生产技术,三轴数铣旋桨自动生产技术,三轴数铣 简简 第一代电子管:体大价第一代电子管:体大价贵贵 1959年,美国杜列克公司开发带刀库,自动进行刀具交年,美国杜列克公司开发带刀库,自动进行刀具交换,一次装夹
2、中即能进行铣、钻、镗、攻丝等多种加工功能换,一次装夹中即能进行铣、钻、镗、攻丝等多种加工功能的数控机床,这就是数控机床的新种类的数控机床,这就是数控机床的新种类加工中心。简称加工中心。简称 第二代晶体管:体小价降第二代晶体管:体小价降 1965年,第三代集成电路:体小、功耗小、可知高、价降年,第三代集成电路:体小、功耗小、可知高、价降一、数控技术的概述一、数控技术的概述(一)数控技术的发展历程一)数控技术的发展历程1.国外发展历程国外发展历程 (2)软件时代)软件时代 1968年英国,多台数机、无人小车和自动仓库、计算年英国,多台数机、无人小车和自动仓库、计算机控制。柔性制造系统。由一计算机直
3、控多台机床的机控制。柔性制造系统。由一计算机直控多台机床的 ,简;简;小型计算机控制的小型计算机控制的 ,简第四代:软件化简第四代:软件化 1974年年 ,简第五代:体小价低简第五代:体小价低 90年代、第六代计算机集成制造:功能集成化年代、第六代计算机集成制造:功能集成化 90年后第七代智能化数控:功能智能化系统开放化年后第七代智能化数控:功能智能化系统开放化通讯网络化通讯网络化一、数控技术的概述一、数控技术的概述(一)数控技术的发展历程一)数控技术的发展历程2.我国发展历程我国发展历程 我国在我国在19581958年开始研制数控机床,因历史原因,没有取得实质性成果。年开始研制数控机床,因历
4、史原因,没有取得实质性成果。2020世世纪纪7070年代初掀起研制数控机床的热潮,但采用分立元件,性能不稳,可靠性差。年代初掀起研制数控机床的热潮,但采用分立元件,性能不稳,可靠性差。19801980年北京机床研究所引进日本年北京机床研究所引进日本5 5、7 7、3 3、6 6数控系统,上海机床研究所引进美国数控系统,上海机床研究所引进美国公司的公司的1 1数控系统。在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上,北京机床研数控系统。在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上,北京机床研究所又开发出究所又开发出0303经济型数控和经济型数控和0404全功能数控系统,航天部全功能数控系统,航天部706706
5、所研制出所研制出864864数控系数控系统。统。“八五八五”期间国家又组织近百个单位进行以发展自主版权为目标的期间国家又组织近百个单位进行以发展自主版权为目标的“数控技数控技术攻关术攻关”。2020世纪世纪9090年代末,华中数控自主开发出基于的数控系统,达到了国际年代末,华中数控自主开发出基于的数控系统,达到了国际先进水平。先进水平。一、数控技术的概述一、数控技术的概述(一)数控技术的发展历程一)数控技术的发展历程2.我国发展历程我国发展历程 我国数控机床的发展已经由成长期进入成熟期。我国数控机床的发展已经由成长期进入成熟期。20082008年年产已达年年产已达125000125000台。台
6、。航空工业集团公司航空工业集团公司8080的数控机床采购了国产品牌,兵器的数控机床采购了国产品牌,兵器工业集团目前有工业集团目前有9090机床产品采购了国产产品。我国可供市场的机床产品采购了国产产品。我国可供市场的15001500种种数控机床,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、数控机床,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域。数控企业如华中数控、广州数控充当量产主力,前沿高技术机床等领域。数控企业如华中数控、广州数控充当量产主力,航天、蓝天高精、四开、北京精雕、广泰、凯奇、帝特马、凯恩帝、大航天、蓝天高精、四开、北京精雕、广泰、凯奇、帝特马、
7、凯恩帝、大森、高金等数控系统厂家均己具备提供具有不同特性的五轴联动高档产森、高金等数控系统厂家均己具备提供具有不同特性的五轴联动高档产品的能力。品的能力。一、数控技术的概述一、数控技术的概述(二)数控技术的基本概念二)数控技术的基本概念 1.1.数字控制数字控制 ,是用数字、字母或符号对某工作过程进行编程控制,是用数字、字母或符号对某工作过程进行编程控制的自动化方法。的自动化方法。2.2.数控技术数控技术 ,采用数字控制的方法对工作过程实现自动控制的,采用数字控制的方法对工作过程实现自动控制的技术。主要用于:机床、自动线、机器人、火炮、雷达跟踪等自动化设技术。主要用于:机床、自动线、机器人、火
8、炮、雷达跟踪等自动化设备。备。3.3.数控设备数控设备 ,是采用数字控制技术对设备的运动过程进行自动,是采用数字控制技术对设备的运动过程进行自动控制的设备。数控机床为典例。控制的设备。数控机床为典例。一、数控技术的概述一、数控技术的概述(三)数控技术的特点三)数控技术的特点优点:优点:1.加工对象改型的适应性强加工对象改型的适应性强 2.加工精度高加工精度高3.生产效率高生产效率高 4.自动化程度高自动化程度高5.良好的经济效益良好的经济效益 6.有利于生产管理的现代化有利于生产管理的现代化一、数控技术的概述一、数控技术的概述(三)数控技术的特点三)数控技术的特点缺点:缺点:1.由于费用高昂,
9、加工大批量零件不利。由于费用高昂,加工大批量零件不利。2.操作人员要求素质高,工资成本高。操作人员要求素质高,工资成本高。3.系统复杂,维护费用高。系统复杂,维护费用高。二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状1.1.硬件硬件 1998 1998年世界机床进口额中大部分是数控机床,美国进口机床的数控化率达年世界机床进口额中大部分是数控机床,美国进口机床的数控化率达7070,我国为,我国为60%60%。目前世界数控机床消费趋势,已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以目前世界数控机床消费趋势,已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主
10、转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主。加工中心、专用数控机床、成套设备为主。对于面临日益全球化竞争的现代制造工厂来说,第一是要大大提高机床的数控化率,即对于面临日益全球化竞争的现代制造工厂来说,第一是要大大提高机床的数控化率,即数控机床必须达到起码的数量或比例;第二就是所拥有的数控机床必须具有双向、高速的联数控机床必须达到起码的数量或比例;第二就是所拥有的数控机床必须具有双向、高速的联网通讯功能,以保证信息流在工厂、车间的底层之间及底层与上层之间通讯的畅通无阻。网通讯功能,以保证信息流在工厂、车间的底层之间及底层与上层之间通讯的畅通无阻。以和西门子为代表的数控系统生产厂商已在几年前推出了
11、具有网络功能的数控系统。在以和西门子为代表的数控系统生产厂商已在几年前推出了具有网络功能的数控系统。在这些系统中,除了传统的这些系统中,除了传统的232232接口外,还备有以太网接口,为数控机床联网提供了基本条件。接口外,还备有以太网接口,为数控机床联网提供了基本条件。由于国外企业的发展水平,数控机床的网络接口功能被定义为用于远程监控、远程诊断。由于国外企业的发展水平,数控机床的网络接口功能被定义为用于远程监控、远程诊断。二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状1.1.硬件硬件 柔性自动化成了现代制造技术发展的潮流,而机床数控技术则是发展柔性自柔性自动
12、化成了现代制造技术发展的潮流,而机床数控技术则是发展柔性自动化制造技术的基础动化制造技术的基础,从而受到所有工业发达国家的重视。如日本、德国、美国、从而受到所有工业发达国家的重视。如日本、德国、美国、英国、法国、俄罗斯、意大利、瑞士等。英国、法国、俄罗斯、意大利、瑞士等。机床数控技术包含数控系统,伺服躯动系统和伺服电机等基本部分组成,但机床数控技术包含数控系统,伺服躯动系统和伺服电机等基本部分组成,但核心是数控系统核心是数控系统.。世界上生产数控装置的厂家很多,国际上最大的数控系统生产。世界上生产数控装置的厂家很多,国际上最大的数控系统生产厂是日本公司,占世界市场约厂是日本公司,占世界市场约4
13、0左右,其次是德国的西门子公司约占左右,其次是德国的西门子公司约占15以上,以上,再次是德国德汉尔,西班牙发格,意大利菲地亚,法国的,日本的三菱、安川。再次是德国德汉尔,西班牙发格,意大利菲地亚,法国的,日本的三菱、安川。二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件 (1 1)美国的计划)美国的计划 该计划的目的是使系统制造厂、机床厂和最终用户分别从缩短开发周该计划的目的是使系统制造厂、机床厂和最终用户分别从缩短开发周期、降低开发费用、便于系统集成和二次开发、简化系统使用和维护等方面受期、降低开发费用、便于系统集成和二次开发、简化系统使用和
14、维护等方面受益。益。二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件 (2 2)欧盟的计划)欧盟的计划 主要完成规范为其系统平台开发标准、通用的软件模块和通用主要完成规范为其系统平台开发标准、通用的软件模块和通用的系统平台,建立一个五轴制造系统环境,建立一个国际性的新标准的系统平台,建立一个五轴制造系统环境,建立一个国际性的新标准 。二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件 (3 3)日本的计划)日本的计划 由东芝机器公司、丰田机器厂和(马扎克)公司三家机床制造由东芝机器公司、丰田机器厂
15、和(马扎克)公司三家机床制造商和日本、三菱电子及信息系统公司共同组建。其目的是建立一个国际商和日本、三菱电子及信息系统公司共同组建。其目的是建立一个国际性的工厂自动化()控制设备标准。性的工厂自动化()控制设备标准。二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件 国外编程软件主要有:国外编程软件主要有:():():美国公司,一体化的软件。工程设计美国公司,一体化的软件。工程设计():():美国参数技术公司,软件。参数造型美国参数技术公司,软件。参数造型 8.0 8.0:美国:美国 公司,软件。造型、生成公司,软件。造型、生成 :美国公司,软件
16、。工程分析和产品建模:美国公司,软件。工程分析和产品建模 :法国达索飞机公司,。特征造型、参数造型:法国达索飞机公司,。特征造型、参数造型:美国加州公司,数控编程系统。生成曲面程序美国加州公司,数控编程系统。生成曲面程序:加拿大安大略省加拿大安大略省 公司,软件。公司,软件。二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件():():美国公司,美国公司,一体化的软件。一体化的软件。工程设计工程设计二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件():():美国公司,美国公司,一体化的软件。一体化
17、的软件。工程设计工程设计二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件():():美国公司,美国公司,一体化的软件。一体化的软件。工程设计工程设计二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件():():美国公司,美国公司,一体化的软件。一体化的软件。工程设计工程设计二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件():():美国公司,美国公司,一体化的软件。一体化的软件。工程设计工程设计二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术
18、的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件():():美国公司,美国公司,一体化的软件。一体化的软件。工程设计工程设计二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件():():美国公司,美国公司,一体化的软件。一体化的软件。工程设计工程设计二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件():():美国公司,美国公司,一体化的软件。一体化的软件。工程设计工程设计二、数控技术的现状二、数控技术的现状(一)国外数控技术的现状一)国外数控技术的现状2.2.软件软件():美国参数技术公司,美国参数技
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