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數(shù)控機(jī)床制造業(yè)將朝著6個(gè)方向發(fā)展
作者:原創(chuàng) 瀏覽:2069 發(fā)布日期: 2021-01-23
信息摘要:
數(shù)控機(jī)床是機(jī)床制造業(yè)重要基礎(chǔ)裝備,因此它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。近年來(lái)我國(guó)機(jī)床制造業(yè)既面臨著制造裝備發(fā)展的良機(jī),也遭遇到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的...

數(shù)控機(jī)床是機(jī)床制造業(yè)重要基礎(chǔ)裝備,因此它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。近年來(lái)我國(guó)機(jī)床制造業(yè)既面臨著制造裝備發(fā)展的良機(jī),也遭遇到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力。從技術(shù)層面上來(lái)講,加速推進(jìn)數(shù)控技術(shù)將是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。目前,世界先進(jìn)制造技術(shù)不斷興起,超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用,柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的不斷成熟,對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。

1.可靠性最大化

數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片,利用大規(guī)模或超大規(guī)模的專用及混合式集成電路,以減少元器件的數(shù)量,來(lái)提高可靠性。通過(guò)硬件功能軟件化,以適應(yīng)各種控制功能的要求,同時(shí)采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及系列化,使得既提高硬件生產(chǎn)批量,又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。還通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。利用報(bào)警提示,及時(shí)排除故障;利用容錯(cuò)技術(shù),對(duì)重要部件采用“冗余”設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù);利用各種測(cè)試、監(jiān)控技術(shù),當(dāng)生產(chǎn)超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時(shí),自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。

2.控制系統(tǒng)小型化

數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機(jī)、電裝置結(jié)合為一體。目前主要采用超大規(guī)模集成元件、多層印刷電路板,采用三維安裝方法,使電子元器件得以高密度安裝,較大規(guī)??s小系統(tǒng)的占有空間。而利用新型的彩色液晶薄型顯示器替代傳統(tǒng)的陰極射線管,將使數(shù)控操作系統(tǒng)進(jìn)一步小型化。這樣可以方便地將它安裝在機(jī)床設(shè)備上,更便于對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作使用。

3.智能化

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床將引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù),根據(jù)切削條件的變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)工作參數(shù),使加工過(guò)程中能保持好的工作狀態(tài),從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度,同時(shí)也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。具有自診斷、自修復(fù)功能,在整個(gè)工作狀態(tài)中,系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)CNC系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、檢查。一旦出現(xiàn)故障時(shí),立即采用停機(jī)等措施,并進(jìn)行故障報(bào)警,提示發(fā)生故障的部位、原因等。還可以自動(dòng)使故障模塊脫機(jī),而接通備用模塊,以確保無(wú)人化工作環(huán)境的要求。為實(shí)現(xiàn)更高的故障診斷要求,其發(fā)展趨勢(shì)是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。

4.數(shù)控編程自動(dòng)化

目前CAD/CAM圖形交互式自動(dòng)編程已得到較多的應(yīng)用,是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣,再經(jīng)計(jì)算機(jī)內(nèi)的刀具軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和后置處理,從而自動(dòng)生成NC零件加工程序,以實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)前又出現(xiàn)了CAD/CAPP/CAM集成的全自動(dòng)編程方式,它與CAD/CAM系統(tǒng)編程的最大區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與,直接從系統(tǒng)內(nèi)的CAPP數(shù)據(jù)庫(kù)獲得。

5.高速度、高精度化

速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo),它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前,數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的處理器,以提高系統(tǒng)的基本運(yùn)算速度。同時(shí),采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu),以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力,即提高插補(bǔ)運(yùn)算的速度和精度。并采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的直線伺服進(jìn)給方式,其高速度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性相當(dāng)優(yōu)越。采用前饋控制技術(shù),使追蹤滯后誤差大大減小,從而改善拐角切削的加工精度。

6.多功能化

配有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)(刀庫(kù)容量可達(dá)100把以上)的各類加工中心,能在同一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)實(shí)現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴(kuò)孔、攻螺紋等多種工序加工,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床還采用了多主軸、多面體切削,即同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切削加工。數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多CPU結(jié)構(gòu)和分級(jí)中斷控制方式,即可在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)進(jìn)行零件加工和程序編制,實(shí)現(xiàn)所謂的“前臺(tái)加工,后臺(tái)編輯”。為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的要求,數(shù)控系統(tǒng)具有遠(yuǎn)距離串行接口,甚至可以聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床之間的數(shù)據(jù)通信,也可以直接對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。

為適應(yīng)超高速加工的要求,數(shù)控機(jī)床采用主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式,實(shí)現(xiàn)了變頻電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸一體化,主軸電機(jī)的軸承采用磁浮軸承、液體動(dòng)靜壓軸承或陶瓷滾動(dòng)軸承等形式。

數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動(dòng)化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目,它開(kāi)創(chuàng)了機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河,因此數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心技術(shù)。另一方面,通過(guò)持續(xù)的研究,信息技術(shù)的深化應(yīng)用促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步提升。

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