模块三单元一 数控技术 - 副本

模块三现代制造加工技术单元一数控技术现代制造技术与检测学习目标知识目标了解数控技术发展的趋势；掌握数控机床的组成部分及作用。能力目标能理解数控技术发展的历史；能阐述数控机床各部分的组成及其作用。素养目标通过本单元的学习激发学生的好奇心和求知欲，树立学生不断创新的科学精神。一、数控技术的发展历史及趋势•1946年第一台电子计算机诞生，1948年美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备，期间提出了由计算机控制机床加工零件的设想，1949年，该公司在美国麻省理工学院的协助下开始数控机床的研究，于1952年试成功第一...•1958年，北京北一德思凯机床工程技术有限公司（原北京第一机床厂）与清华大学合作，用了9个月的时间研制成功了数控系统，由它来控制机床的工作台和横向滑鞍以及立铣头进给运动，实现了三个坐标联动并试制出中国第一台数控机床——X53K1三坐标数控机...•这台数控机床的诞生，填补了中国在数控机床领域的空白，为中国机械工业开始高度自动化奠定了基础•图3-1世界第一台数控机床图3-2我国第一台数控机床图3-1世界第一台数控机床图3-2我国第一台数控机床一、数控技术的发展历史及趋势•在20世纪60年代末出现了由计算机直接控制多台机床的直接数控系统（DNC）,又称群控系统•1974年研制成功使用微处理器和半导体存储器的微型计算机数控装置使数控系统的体积大为缩小，价格也比之前降低近3/4，可靠性得到提高•数控技术给传统制造业带来了显著的变化，使制造业成为工业化的象征之一，随着国计民生的重要行业（如医疗、汽车等）中不断的深入应用数控技术，对行业的发展也起着关键性的作用，其装备的数字化发展趋势也已成为时代发展的必然•从目前全球范围的数控技术及装备发展趋势来看，现阶段的主要研究热点有以下几个方面：图3-1世界第一台数控机床图3-2我国第一台数控机床一、数控技术的发展历史及趋势•效率是提高效益的根本因素，而高速、高精加工技术可以极大的提升生产效率、提高产品的成品率，降低生产时间周期，提高产品的市场竞争力。•高速切削加工技术是21世纪的一种先进制造技术，有着强大的生命力和广阔的应用前景•高速切削加工允许使用较大的进给率，比常规切削加工提高5～10倍，单位时间材料切除率可提高3～6倍•在美国、德国、日本等工业发达国家高速切削加工技术在大部分的模具公司都得到了广泛应用，85%左右的模具电火花成形加工工序已被高速加工所替代图3-3DMG公司五轴联动加工中心图3-4北京精雕五轴联动加工中心一、数控技术的发展历史及趋势•数控系统的智能化包含了数控系统操作维护时的方便直观性和数控系统的适应性。前者指数控系统可以把不易理解的数控指令变成可视化图形，通过直观的图形来指引编程；后者指数控系统具有一定的应对环境和条件变化做出预警和调整。数控系统智能化的主要发展趋势：自动识别加工特征、带有工艺规划的编程系统；自动防止刀具和工件•随着控制技术、驱动技术和自适应技术的不断发展，数控机床不仅延伸了人的体力，并在逐步解决代替脑力劳动，将自主工艺规划、工装夹具管理、生产过程控制和维护管理等方面越来越人性化，在不远的将来，数控机床将具备更加广泛的人机交互功能，开创数控技术的新...二、数控加工技术•数控机床（ComputerNumericalControl简称CNC机床）是指机床的操作指令采用数据的形式描述，按照规定的程序执行自动的工作流程•典型的CNC设备包括数控车床、数控铣床、加工中心等•数控机床的操作者不同于传统机床操作者需要很高的操作技能水平，但是需要有较高的技术文化素质，特别十数控机床的程序员必须具有熟练的制造工艺知识和实践经验，掌握编程语言或者编程软件，熟悉CNC机床的功能和机加工过程以此编写出最合理的程序图3-5数控机床组成二、数控加工技术•数控机床基本由以下几部分组成（图3-5），•（1）输入/输出设备•数控机床在加工零件之前，需要将零件加工程序输入至机床中，通过程序控制数控机床的相应动作完成零件加工，因此，数控（系统）机床必须具备必要的交互装置来实现零件程序的输入/输出过程。早期的数控机床采用穿孔纸带、磁带、磁盘等存储介质，现代数控机床常用闪存（CF卡等）或采用通信（串行通信RS232、网络通信、二、数控加工技术•a.CF卡b.5G收发终端c.串行通信卡•图3-6常见控制介质及输入输出装置•（2）操作装置三、我国数控产业的现状及发展思路•中国机床行业用60多年的时间走完了发的国家200余年的发展历程，特别是加入世贸组织之后取得了举世瞩目的高速发展•从1949年全国生产1600台皮带简易机床，发展到2008年数控金属切削机床产量达到12.2万台，到2021年数控金属切削机床产量达到27万台•自2009年起我国的机床产值跃居世界第一，成为最大的机床生产国•目前，全球数控机床产业主要集中在亚洲、欧盟、美洲三大区域，其中中国、日本和德国是数控机床的主要生产国，2021年中国、日本和德国市场规模占比分别为32%、32%和17%，美国占比仅为6%三、我国数控产业的现状及发展思路•我国的机床工业经过高速发展已经具备相当规模，产品丰富、门类齐全，数控机床新品能在性能方面达到客户的需求，但与世界先进水平相比还存在着很大的差距，主要体现在：精确度、稳定性、可靠性等差距•机床的复合性能差距较大•数控系统的差距以及其他关键配套件的差距•《中国制造2025》将“高档数控机床”列为未来十年制造业重点发展领域之一，明确了高档数控机床未来发展目标，“到2025年，高档数控机床与基础制造装备国内市场占有率超过80%”三、我国数控产业的现状及发展思路•《“十四五”智能制造发展规划》提出，研发智能立/卧式五轴加工中心、车铣复合加工中心、高精度数控磨床等工作母机•我国制造业新一轮的产业升级将是高端制造业的升级，对高速、高效、高稳定性、智能化、多轴化、复合化等数控金属切削机床的需求大为增加•国内厂商应借助我国制造业转型、中高端数控机床需求上升、进口替代空间巨大等有利市场条件，在努力发展自身产品和技术水平的同时，通