機床數控工藝:現在機械自動化的基礎工藝

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機床數控工藝:現在機械自動化的基礎工藝簡介
20世紀中期,隨著電子技術的發展,自動信息處理、數據處理以及電子計算機的出現,給自動化技術帶來了新的概念,用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制,推……
機床數控工藝:現在機械自動化的基礎工藝正文

20世紀中期,隨著電子技術的發展,自動信息處理、數據處理以及電子計算機的出現,給自動化技術帶來了新的概念,用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制,推動了機床自動化的發展。


採用數字技術進行機械加工,最早是在40年代初,由美國北密支安的一個小型飛機工業承包商派爾遜斯公司(ParsonsCorporation)實現的。他們在製造飛機的框架及直升飛機的轉動機翼時,利用全數字電子計算機對機翼加工路徑進行數據處理,並考慮到刀具直徑對加工路線的影響,使得加工精度達到±0.0381mm(±0.0015in),達到了當時的最高水平。


1952年,麻省理工學院在一台立式銑床上,裝上了一套試驗性的數控系統,成功地實現了同時控制三軸的運動。這台數控機床被大家稱為世界上第一台數控機床。


這台機床是一台試驗性機床,到了1954年11月,在派爾遜斯專利的基礎上,第一台工業用的數控機床由美國本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生產出來。


在此以後,從1960年開始,其他一些工業國家,如德國、日本都陸續開發、生產及使用了數控機床。


數控機床中最初出現並獲得使用的是數控銑床,因為數控機床能夠解決普通機床難於勝任的、需要進行輪廓加工的曲線或曲面零件。


然而,由於當時的數控系統採用的是電子管,體積龐大,功耗高,因此除了在軍事部門使用外,在其他行業沒有得到推廣使用。


到了1960年以後,點位控制的數控機床得到了迅速的發展。因為點位控制的數控系統比起輪廓控制的數控系統要簡單得多。因此,數控銑床、沖床、坐標鏜床大量發展,據統計資料表明,到1966年實際使用的約6000台數控機床中,85%是點位控制的機床。


數控機床的發展中,值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數控機床,它能實現工件一次裝卡而進行多工序的加工。這種產品最初是在1959年3月,由美國卡耐·特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)開發出來的。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鑽頭、鉸刀、銑刀等刀具,根據穿孔帶的指令自動選擇刀具,並通過機械手將刀具裝在主軸上,對工件進行加工。它可縮短機床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現在已經成為數控機床中一種非常重要的品種,不僅有立式、卧式等用於箱體零件加工的鏜銑類加工中心,還有用於迴轉整體零件加工的車削中心、磨削中心等。


1967年,英國首先把幾台數控機床連接成具有柔性的加工系統,這就是所謂的柔性製造系統(FlexibleManufacturingSystem——FMS)之後,美、歐、日等也相繼進行開發及應用。


1974年以後,隨著微電子技術的迅速發展,微處理器直接用於數控機床,使數控的軟體功能加強,發展成計算機數字控制機床(簡稱為CNC機床),進一步推動了數控機床的普及應用和大力發展。


80年代,國際上出現了1~4台加工中心或車削中心為主體,再配上工件自動裝卸和監控檢驗裝置的柔性製造單元(FlexibleManufacturingCell——FMC)。這種單元投資少,見效快,既可單獨長時間少人看管運行,也可集成到FMS或更高級的集成製造系統中使用。


目前,FMS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領域擴展,從中小批量加工向大批量加工發展。

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