1组合机床的简介解析

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1、第一章组合机床的简介1.1组合机床的发展历程为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术， 把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化 结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提 高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。在中小批量生产中组合机床是如何应用的？组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自 动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工

2、位同时加工 的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系 列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低 成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动 生产线。组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不 旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、 锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组 合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转 体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在

3、专用机床中某些部件 因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各 机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换 性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机 床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间 的联系尺寸，但对部件结构未作规定。通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅 助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动 力箱、切削头和动力滑台。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应

4、用成组技术， 把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简 化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以 提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。1.2组合机床部件分类通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助 部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力 箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件， 有侧底座、中间底座、支架、可调支架、

5、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工 作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和 操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。1.3组合机床的发展二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检 测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面 的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达 2.50.63微米; 镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达 0.030.02微米。最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零

6、件。初期， 各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的 互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定 各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。在我国，组合机床发展已有 28年的历史，其科研和生产都具有相当的 基础，应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新，进行技 术改造，提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超 高速和超高精度加工技术

7、装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢 迎。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速1000020000r/min，最高进给速度可达2060m/min ;复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看 好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复 杂。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动， 以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系 统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术， 把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。 这类机床常见的有两种，

8、可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化 结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提 高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。1.4 在中小生产批量中组合机床是如何应用的组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专 用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。它一般采用多轴、多刀、多工 序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由 于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周 期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广

9、 泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般 不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩 孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有 的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些 回转体类零件（如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部 件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。最早的组合机床是 1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初 期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂

10、的通用部件 的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与 美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各 部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和 辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有 动力箱、切削头和动力滑台。为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技 术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用 率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠

11、等传动，以简化 结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提 高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。第二章可编程控制器的概述2.1可编程控制器的由来1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（ GM）,为了适应汽车型号 不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新 型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技 术要求，即：1）编程简单方便，可在现场修改程序；2）硬件维护方便，最好是插件式结构；3）可靠性要高于继电器控制装置；4）体积小于继电器控制装置；5）可将数据直接送入管理计算机；6）成本上可与继电器柜竞争；7）输入可以

12、是交流115V ；8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀；9）扩展时，原有系统只需做很小的改动；10）用户程序存储器容量至少可以扩展到 4KB。根据招标要求， 1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC（ PDP-14 型），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业 控制新时期。2.2可编程控制器的应用领域目前，可编程控制器在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建 材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情 况大致可归纳为如下几类。开关量的逻辑控制这是可编程控制器最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电 路

13、，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控 及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产 线、电镀流水线等。模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。运动控制可编程控制器可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来 说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用 专用的运动控制

14、模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模 块。世界上各主要 PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机 械、机床、机器人、电梯等场合。过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计 算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶 金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。数据处理现代可编程控制器具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数 据传送、数据转换、

15、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析 及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操 作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理 一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统 ；也可用于过程控制系统， 如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。通信及联网可编程控制器通信含可编程控制器间的通信及可编程控制器与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。21世纪，可编程控制器会有更大的发展。从技术上看

16、，计算机技术的新成 果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容 量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方 向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机 界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个 品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控 制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Co ntrolSystem）中已有大量的可编程控制器应用。伴