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    數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用范圍

    發(fā)布時(shí)間:2020-01-09  發(fā)布者:禹創(chuàng)重工機(jī)械
      1引言
      從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái),數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn):加工柔性好,加工,,減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、勞動(dòng)條件,有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。閥門(mén)機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品,適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和建設(shè)發(fā)展的重要裝備。
       進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)經(jīng)濟(jì)與接軌,進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī),也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力,加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步,數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大,并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。本文簡(jiǎn)要分析了數(shù)控機(jī)床高速化、化、復(fù)合化、智能化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢(shì),并提出了我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展中存在的一些問(wèn)題。
      2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
      2.1高速化
      隨著汽車(chē)、、航空航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用,對(duì)數(shù)控機(jī)床加工的高速化要求越來(lái)越高。
      (1)主軸轉(zhuǎn)速:機(jī)床采用電主軸(內(nèi)裝式主軸電機(jī)),主軸轉(zhuǎn)速達(dá)200000r/ min;
      (2)進(jìn)給率:在分辨率為00.01μm時(shí),進(jìn)給率達(dá)到240m/min且可獲得復(fù)雜型面的加工;
      (3)運(yùn)算速度:微處理器的發(fā)展為數(shù)控系統(tǒng)向高速、方向發(fā)展提供了,出CPU已發(fā)展到32位以及64位的數(shù)控系統(tǒng),頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運(yùn)算速度的提高,使得當(dāng)分辨率為00.1μm , 00.01μm時(shí)仍能獲得高達(dá)24~240m/ min的進(jìn)給速度;
      (4)換刀速度:目前加工中心的刀具交換時(shí)間普遍已在1s左右,高的已達(dá)00.5s。德國(guó)Chiron公司將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成籃子樣式,以主軸為軸心,刀具在圓周布置,其刀到刀的換刀時(shí)間僅00.9 s。
      2.2化
      三面數(shù)控鏜孔機(jī)床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度,機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、熱變形以及對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償越來(lái)越獲得重視。
      (1)提高CNC系統(tǒng)控制精度:采用高速插補(bǔ)技術(shù),以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給,使CNC控制單位化并采用高分辨率位置檢測(cè)裝置,提高位置檢測(cè)精度(日本已裝有106脈腳轉(zhuǎn)的內(nèi)藏位置檢測(cè)器的交流伺服電機(jī),其位置檢測(cè)精度可達(dá)到0。01μm/脈沖),位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法;
      (2)采用誤差補(bǔ)償技術(shù):采用反向間隙補(bǔ)償、絲桿螺距誤差補(bǔ)償和刀具誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù),對(duì)設(shè)各的熱變形誤差和空間誤差進(jìn)行綜合補(bǔ)償。研究結(jié)果表明,綜合誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可將加工誤差減少60%一80%;
      (3)采用網(wǎng)格解碼器檢查和提高加工中心的運(yùn)動(dòng)軌跡精度,并通過(guò)仿真預(yù)測(cè)機(jī)床的加工精度,以機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度,使其性能長(zhǎng)期穩(wěn)定,能夠在不同運(yùn)行條件下完成多種加工任務(wù),并零件的加工質(zhì)量。
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