智能创修加工工夫课件第2章ob体育 智能创修加工根源

　　2.1概述人工智能的目的是为了用技术系统来突破人的自然智力的局限性，达到对人脑的部分代替、延伸和加强的目的，使那些单靠人的天然智能无法进行或带有危险性的工作得以完成，从而使人类的智慧能集中到那些更富于创造性的工作中智能制造加工技术是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。其具体表现为：智能设计、智能加工、机器人操作、智能控制、智能工艺规划、智能调度与管理、智能装配、智能测量与诊断等。它强调通过“智能设备”和“自主控制”来构造新一代的智能制造系统模式。2.1.1智能制造的物质基础及理论基础1.智能制造系统的物质基础1)数控机床和加工中心2)计算机辅助设计与制造3)工业控制技术、微电子技术与机械工业的结合4)制造系统5)智能制造系统和计算机集成制造系统2.1.1智能制造的物质基础及理论基础2.智能制造技术的理论基础制造技术发展到今天，已经由一种技术发展成为包括系统论、信息论和控制论为核心的、贯穿在整个制造过程各个环节的一门新型的工程学科，即制造科学。制造系统集成与调度的关键是信息的传递与交换。从信息与控制的观点来看，智能制造系统是一个信息处理系统，由输入、处理、输出和反馈等部分组成。输入有物质(原料、设备、资金、人员)、能量与信息；输出有产品与服务；处理包括物料的处理与信息处理；反馈有产品品质回馈与顾客反馈。2.1.2智能制造系统的特征及框架结构1.智能制造加工技术的特征一个系统既具有人类智能(或部分地)，又具有与人类实现其智能相似的过程与途径。(1)多信息感知与融合；(2)知识表达、获取、存储和处理(主要是识别、设计、计算、优化、推理与决策)；(3)具有联想记忆与智能控制功能；(4)自治性自相似、自学习、自适应、自组织、自维护；(5)机器智能的演绎(分解)与归纳(集成)；(6)具有较强的容错能力。2.1.2智能制造系统的特征及框架结构2.智能制造系统模式的框架结构中心层、管理层、计划层和生产层2.2切削机床的分类和型号数控车床与普通车床结构差别数控系统；数控系统；床身稳固床身稳固装有防护门；装有防护门；保留主轴箱、尾座；保留主轴箱、尾座；取消挂轮箱、进给箱、取消挂轮箱、进给箱、配备配备自动刀架自动刀架\\对刀仪\\自动排屑等辅助设备。自动排屑等辅助设备。伺服系统；伺服系统；各种机床简介各种机床简介1、车床可装60把刀的刀具库快速换刀装置可装20把刀的刀具库车床的加工范围：其他车床：仿形车床2、刨床摇臂钻床3、钻床4、镗床•卧式镗床坐标镗床：属高精度机床，具有坐标位置精密测量装置、实现工件和刀具精确定位，用于镗削精密孔和位置精度较高的孔系。例如钻模板上的孔加工切削速度高，切削深度和进给量小，用于成批生产中的精加工。例如活塞、连杆、气缸5、磨床无心外圆磨床6、齿轮加工机床滚齿机7、拉床一、金属切削机床的分类按加工方式分：12大类按通用程度分：齿轮加工机床螺纹加工机床电加工机床切断机床其它机通用机床（万能机床）：加工范围较广、结构复杂，主要适用于单件、小批量生产。如卧式车床、卧式铣镗床等。专门化机床（专能机床）：加工某一类或几类零件的某一种（或几种）特定工序。如精密丝杠车床、凸轮轴车床、曲轴车床等。专用机床：加工某一种（或几种）零件的特定工序。如制造主轴箱的专用镗床、制造车床床身导轨的专用龙门磨床等等。ob体育重庆邮电大学移通学院按照加工精度：普通精度机床、精密机床、高精度机床。按照自动化程度：手动、机动、半自动和自动机床。按照机床质量：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量达10t）、重型机床(大于30t)和超重型机床(大于100t)。按照机床主要工作部件的数目：其它特性代号重大改进顺序主轴数或第二主参数主参数或设计顺序号系代号组代号通用特性、结构特性代号类代号分类代号二、机床型号的编制方法按GB/T15375-94《金属切削机床型号编制方法》规定（一）通用机床型号磨床齿轮加工机床螺纹加工机床电加工机床切断机床其它机2M3M机床类别代号（车床类）机床特性代号（结构特性）机床组别代号（落地及卧式车床组）机床系别代号（卧式车床系）机床主参数代号（最大车削直径400mm）机床的特性代号（1）通用特性代号通用特性代号通用特性代号高精度（2）结构特性代号区别主参数相同而结构不同的机床，在型号中用汉语拼音区分。通用特性代号已用的字母及字母“I”、“O”不能用。例：CA6140型普通车床3、机床的组别和系别代号每类机床分10组（从0～9组），每组又分10系（从0～9型）4、主要参数代号代表机床规格大小的一种参数，用阿拉伯数字表示，常用主参数的折算值（1/10或1/100或1/1）来表示。5、机床重大改进序号用字母“A、B、C25主参数（最大钻孔直径25mm）组：立式钻床钻床重大改进序号主参数（最大工件直径500mm）系代号（1）组：滚齿机齿轮加工机床主参数（主轴直径20mm）组：卧式升降台铣床铣床（二）专用机床型号型号表示方法：（三）组合机床及自动线北京第一机床厂第三组第100种专用机床（专用铣床）组合机床及自动线分类代号大型组合机床自动线UX小型组合机床自动线HX自换刀数控自动线）传动精度是指机床内部联系传动链两端件之间运动关系的准确性。（3）位置精度是机床运动部件（如工作台、刀架和主轴箱等），从某一起始位置运动到预期的另一位置时所到达的实际位置的准确程度。（1）几何精度车身导轨的直线度、工作台台面的平面度、主轴的回转精度、刀架和工作台等移动的直线度、车床刀架移动方向与主轴线的平行度等。二、机床的精度和技术性能重庆邮电大学移通学院机床的工艺范围：可以完成的工序种类、能加工的零件类型、毛坯和材料种类以及适应的生产规模等。机床的技术规格：反映机床尺寸大小和工作性能的各种技术数据。包括尺寸参数、运动参数和动力参数。加工精度与表面粗糙度：是指在正常工艺条件下，机床上加工零件所能达到的尺寸精度、形状和相互位置精度以及所控制的表面粗糙度。机床生产率：通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量。机床的自动化程度：可以用机床自动工作的时间与全部工作时间的比值表机床的技术性能机床的技术性能是有关机床加工范围、使用质量和经济性的性能指标，包括工艺范围、技术规格、加工精度和表面粗糙度、生产率、自动化程度和精度保持性。2.3机床运动基础知识机床运动基础知识金属切削机床的工作原理是使金属切削刀具和工件产生一定的相对运动，以形成具有一定形状、一定尺寸精度和表面质量的零件表面。2.3.1零件表面形状与成形机械零件常用的表面形状机器零件上常用的各种典型表面工件表面可以看成是一条线沿着另一条线移动或旋转而形成的。并且我们把这两条线叫着母线和导线，统称发生线，简称生线。 若形成某一表面的母线和导线可以互 换，则称为可逆表面。 母线和导线不可以互换，则称为不可 逆表面。 2.3.2 零件表面的成形运动 组成零件轮廓的几何表面 导线 导线 导线 导线 母线 导线 母线 母线 母线 母线 母线 母线 导线 导线 导线 螺纹的生成线是由“Λ ”形线（母线）和螺旋线（导线） 直齿圆柱齿轮生成线是渐开线（母线）和直线（导线） 三.发生线）切削刃的形状为一个 切削点，形成点接触 2）切削刃的形状为一个 一段曲线，形状吻合形 成线）切削刃的形状为一个 一段曲线，形状不吻合 形成共轭关系。 本意：两头牛背上的架子称 为轭，轭使两头牛同步行走。 共轭即为按一定的规律相配 的一对。 成型法——利用成形刀具来形成发生线，对工件进行加工的方法。 形成发生线所需的运动 轨迹法——靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法。 形成发生线所需的运动 相切法——由圆周刀具上的多个切削点来共同形成所需工件表面形状的方法。 形成发生线所需的运动 展成法——利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。 形成发生线所需的运动 四、零件表面成形所需的成形运动 车削所需的表面成形运动： 母线为直线，导线为圆，因此，形成表面的 成形运动总数为一个，是一个简单成形运动。 螺纹车刀车削螺纹： 母线—成形刀刃，不需要成形运动。 导线—螺旋线，由轨迹法形成，需要一个 复合成形运动B11A12。 表面成形运动的总个数为1个，是复合成形 运动。 滚齿加工的成形运动： 母线（轮齿的渐开线）是滚刀切削刃的包络线构成。 导线事沿齿长方向的直线，由相切法形成，即需滚刀旋转 并向下的直线 滚切直齿圆柱齿轮时共需两个运动，即展成运动B11+B12 和滚刀沿工件轴向移动的直线 机床的运动联系为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须具备以下 3个基本部分： （2）动力源 它是提供运动和动力的装置。是执行件的运动来源。通常为三相异步 电动机。 （3）传动装置 它是传递运动和动力的装置，通过它把动力源的动力和运动按要求传 递给执行件。如齿轮、丝杠螺母、液压传动件等。 （1）执行件 它是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务是带 动工件或刀具完成一定形式的运动和保持准确的运动轨迹。 2.4 机床传动基础知识 机床的传动链把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件， 构成了一个传动联系，称其为传动链。 按传动链的性质不同可分为： 外联系传动链 它是联系动力源和机床执行件之间的传动链，使执行件得到运 动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行之间有 严格的传动比关系，如：车削时电机与主轴间的传动链。 内联系传动链 它是联系复合运动之间的各个分解部分，因而传动 链所联系的执行件相互之间要求有严格的传动比关系， 车削螺纹主轴与刀架间的传动链；内联系传动链中 不能用带传动、摩擦轮传动和链传动。 传动链中通常包括两类传动机构 1.定比传动机构 传动比和传动方向固定不变的传动机构，如定比齿轮副、 蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等。 换置机构根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构。如 挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。 1）传动原理图 为了便于研究机床的传动原理, 用一些简明的符号把 动力源、执行件之间的传动联系表示出来的示意图。 并不表达实际传动机构的种类和数量 传动原理图和传动系统图2）传动系统图 表示机床全部运动的传动关系的示意图，用国家标准规 定的符号表示各种传动元件，并按照运动传递的顺序，画 在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。 只表示传动关系，而不表示各零件的实际尺寸和位置 图2-14 传动原理图常用符号 一条是：电动机-1-2-u -3是公共段。这样的传动原 理图的优点是既可用于车螺纹，又可用于车削圆柱面等， 区别在于车螺纹时u 必须计算和调整得准确，而车削圆柱面时准确性要求不高。 2）传动系统图 2.4.4.机床传动计算 机床运动计算按每一传动链分别进行，一般步骤为： (1)、确定传动链的两端件，如电动机—主轴，主轴—刀 (2)、根据传动链两端件的运动关系，确定它们的计算位移，即在指定的同一时间间隔内两端件的位移量。例如， 车床螺纹进给传动链的计算位移为：主轴转一转，刀架移 动工件螺纹一个导程L(单位为mm)；