ob体育智能制作概论-CH4-智能加工本事

　　（2）高功率CO2激光器:在常温下，CO2分子大部分处于 基态，在电激励条件下，主要是通过电子碰撞直接激 发和共振转移激发。下图是商用轴流2.2kW CO2激光加 工系统。

　　5.操作功能：数控机床通常有单程序段执行、跳段执 行、图形模拟、暂停和急停等功能。 6.辅助功能：除基本的编程功能外，数控系统还有固 定循环、镜像、子程序等编程功能；还具有图形显示、 故障诊断报警、与外部设备的联网及通讯等功能。

　　4.1.4 CAM（计算机辅助制造）技术的发展 计算机辅助制造(CAM)主要是指利用计算机辅助完

　　泵浦源的作用是对激光工作物质进行激励，产生粒子数反转。不同的激光工作物 质往往采用不同的泵浦源。

　　光学谐振腔的作用主要有以下两个方面。产生和维持激光振荡、改善输出激光的 光学谐振腔 质量。谐振腔由放置在激光工作物质两边的两个反射镜组成，其中之一是全反射

　　（1）激光材料去除加工 （2）激光材料增长加工 （3）激光材料改性 （4）激光微细加工 （5）其他激光加工

　　激光器通常由三部分组成，即激光工作物质、泵 浦源及光学谐振腔，它们是产生激光的三个前提条件。 具体原理见下表。

　　包括激活粒子与基质。为了形成稳定的激光，首先必须要有能够形成粒子数反转 的发光粒子——激活粒子。它们可以是分子、原子或离子。这些激活粒子有些可 以独立存在，有些则必须依附于某些材料中。为激活粒子提供寄存场所的材料称 为基质，它们可以是固体或液体。

　　速度和位置控制外，还要完成程序中的辅助功能所规 定的动作，如主轴电机的启停和变速、刀具的选择和 交换、冷却泵的开关、工件的装夹、分度工作台的转 位等。 5.机床本体

　　机床本体即为数控机床的机械部分，主要包括主 传动装置、进给传动装置、床身、工作台等。与普通 机床相比，数控机床的传动装置简单，而机床的刚度 和传动精度较高。

　　4.2.2 3D打印技术的一般原理及过程 ① 三维CAD模型设计 ② CAD模型的近似处理 ③ 对STL文件的切片处理 ④ 完成

　　4.1.2 数控机床的分类 1.按工艺用途分类 1）金属切削类：这类数控机床包括数控车床、数控铣 床、数控磨床和加工中心等。 2）金属成型类：这类数控机床包括数控板料折弯机、 数控弯管机、数控冲床等。 3）特种加工类：这类数控机床包括数控线切割机床、 数控电火花成型机床、数控激光切割机床等。

　　据统计，3D打印在航空航领域应用所占据的市场 份额就已经超过了25%，并且随着我国对于航空航天领 域建设的重视，这一数值有望进一步增加。

　　从发展趋势看，3D打印并不是传统制造业的对立 面，而是制造业创新的引领性共性技术。

　　复合加工应用机械、化学、光学、电力、磁力、流体力 学和声波等多种能量，在加工过程中同时运用两种或者多种 加工方法，通过不同的作用原理对加工部位进行改性和去除 的加工技术。它的特点如下：

　　①利用高能量密度的束流作为热源，对材料或构件进行激光 加工、电子束加工、离子束加工等加工的先进特种加工技术；

　　②高能束加工技术利用高能束热源、高能量密度、可精密控 制微焦点和高速扫描的技术特性，实现对材料和构件的深穿 透、高速加热和高速冷却的全方位加工；

　　性对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔、增材加 工及微加工等的一门加工技术。

　　程如下： 1)前期准备； 2)机床构建； 3)机床控制系统设置； 4)建立机床刀具库； 5)设置机床系统参数。

　　某产品加工为如下图所示零件，现采用Vericut软件 自带的三轴铣削机床样本可满足要求。

　　3.选择性激光烧结（SLS） 选择性激光烧结加工过程是采用铺粉棍将一层粉

　　末材料平铺在已成型零件的上表面，并加热至恰好低 于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按 照该层的截面轮廓在粉末上扫描，使粉末的温度升至 熔化点，进行烧结，并与下面已成型的部分实现粘结。

　　伺服系统包括伺服单元、驱动装置、测量反馈装 置等。数控机床的伺服系统分主轴伺服驱动系统和进 给伺服驱动系统。

　　图1所示的数控机床由数控系统和机床本体两大部分组 成，而数控系统又由输入输出设备、数控装置、伺服 系统、辅助控制装置等部分组成，图2所示为数控机床 的组成示意图。

　　4.2.4 3D打印在智能制造中的发展趋势 在3D打印技术的推动下，传统制造业进入了新一

　　轮产业结构调整和技术升级时期。借助3D打印所能制 造的产品种类越来越多样。从珠宝、跑鞋，到房屋、 汽车，3D打印几乎无所不能，甚至人类的牙齿、心脏 等都可以被打印出来。

　　石膏3D打印 (PP) 分层实体制造（LOM） 立体光固化成型（SLA）

　　1 数控机床与CAM技术 2 3D打印技术 3 复合加工技术 4 工业机器人技术 5 机器人冲压上下料解决方案

　　智 能 制 造 （ Intelligent Manufacturing ， 简称 IM）是以智能技术为代表的先进制造，包括以智能化、 网络化、数字化和自动化为特征的先进制造技术的应 用，涉及制造过程中的设计、工艺、装备（结构设计 和优化、控制、软件、集成）和管理。

　　4.1.5 机床的智能加工技术 机床加工的智能化越来越被人们所重视，其智能

　　化表现在CAM系统自动生成产品的所有加工阶段的加工 代码且自动判断曲面自身的过切和装卡具及机床的碰 撞；自动生成所有加工阶段的工序单和工艺单。

　　3.按伺服系统的类型分类 1）开环控制：开环控制伺服系统的特点是不带反馈装 置，通常使用步进电机作为伺服执行元件。

　　2）闭环控制：闭环控制伺服系统是在移动部件上直接 装有直线位移检测装置，将测得的实际位移值反馈到 输入端，与输入信号作比较，用比较后的差值进行补 偿，实现移动部件的精确定位。

　　智能防撞功能开启时，首先读取CNC程序，然后再 检测CNC设定的原点补偿值、刀具补偿值的轴移动指令 是否存在干涉。防撞工作流程如下图所示。

　　3D打印是一种以数字模型文件为基础，ob体育运用粉末 状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来 构造物体的快速打印技术。

　　3）半闭环控制:半闭环控制伺服系统是在伺服系统中 装有角位移检测装置（如感应同步器或光电编码器）， 通过检测角位移间接检测移动部件的直线位移，然后 将角位移反馈到数控装置。

　　4.1.3 数控系统的主要功能 1.插补功能:就是在工件轮廓的起始点和终点坐标之间 进行“数据密化”，求取中间点的过程。 2.进给功能:包括快速进给、切削进给、手动连续进给、 点动进给、进给倍率修调、自动加减速等功能。 3.主轴功能:包括恒转速控制、恒线速控制、主轴定向 停止等。 4.刀具补偿功能:包括刀具位置补偿、刀具半径补偿和 刀具长度补偿。

　　1、激光束 2、光束整形 3、输出镜 4、冷却水 5、RF激励源 6、 冷却水 7、末端镜 8、RF激励交换器 9、波导电极

　　作机床时，一旦将发生碰撞时(即在发生碰撞前一瞬 间)，运动立即自行停止，这就是智能防碰撞系统起了 作用。

　　下图所示在应用防撞击系统时，操作者仅需简单 输入毛坯、刀具模型图形，系统就能够与在离线状态 下检测机床干涉的3D虚拟监视器数据联动，以稍领先 的指令，对干涉进行干预。

　　2.按可控制轴数与联动轴数分类 可控制轴数是指数控系统最多可以控制的坐标轴

　　数目，联动轴数是指数控系统按加工要求控制同时运 动的坐标轴数目。目前有2轴联动、3轴联动、4轴联动、 5轴联动等。3轴联动的数控机床可以加工空间复杂曲 面，4轴、5轴联动的数控机床可以加工更加复杂的零 件。

　　① 可采用多种材料 ② 制造工艺比较简单 ③ 高精度 ④ 无需支撑结构 ⑤ 材料利用率高 ⑥ 生产周期短 ⑦ 可实现快速铸造、快速

　　4.立体光固化成型法 立 体 光 固 化 成 型 法 （ SLA ， Stereo lithography Apparatus）技术也是目前最为成熟和广泛应用的一种 3D打印技术。其工作原理如下图所示。

　　用于材料热加工的固体激光器的工作物质主要有：红 宝石，Nd：YAG和钕玻璃。使用这三种激光物质的激光 器的性能特点见下表。