中國數控機床發展日新月異 向高端化方向轉變
發表時間:2019-07-05 09:52:54 作者:雕刻機

目前,數控機床的發展日新月異,高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、并聯驅動化、網絡化、極端化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國,主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優勢,而在產品的技術創新與自主開發方面與國外同行的差距還很大。中國的數控產業不能安于現狀,應該抓住機會不斷發展,努力發展自己的先進技術,加大技術創新與人才培訓力度,提高企業綜合服務能力,努力縮短與發達國家之間的差距。中國力爭早日實現數控機床產品從低端到高端、從初級產品加工到高精尖產品制造的轉變,實現從中國制造到中國創造、從制造大國到制造強國的轉變。


1、高速化


北京pk10开奖记录隨著汽車、國防、航空、航天等工業的高速發展以及鋁合金等新材料的應用,對數控機床加工的高速化要求越來越高。


(1)主軸轉速:機床采用電主軸(內裝式主軸電機),主軸最高轉速達200000r/min;


北京pk10开奖记录(2)進給率:在分辨率為0.01μm時,最大進給率達到240m/min且可獲得復雜型面的精確加工;


(3)運算速度:微處理器的迅速發展為數控系統向高速、高精度方向發展提供了保障,開發出CPU已發展到32位以及64位的數控系統,頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運算速度的極大提高,使得當分辨率為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24~240m/min的進給速度;


北京pk10开奖记录(4)換刀速度:目前國外先進加工中心的刀具交換時間普遍已在1s左右,高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設計成籃子樣式,以主軸為軸心,刀具在圓周布置,其刀到刀的換刀時間僅0.9s。


2、高精度化


北京pk10开奖记录數控機床精度的要求現在已經不局限于靜態的幾何精度,機床的運動精度、熱變形以及對振動的監測和補償越來越獲得重視。


(1)提高CNC系統控制精度:采用高速插補技術,以微小程序段實現連續進給,使CNC控制單位精細化,并采用高分辨率位置檢測裝置,提高位置檢測精度(日本已開發裝有106脈沖/轉的內藏位置檢測器的交流伺服電機,其位置檢測精度可達到0.01μm/脈沖),位置伺服系統采用前饋控制與非線性控制等方法;


(2)采用誤差補償技術:采用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償等技術,對設備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結果表明,綜合誤差補償技術的應用可將加工誤差減少60%~80%;


北京pk10开奖记录(3)采用網格檢查和提高加工中心的運動軌跡精度,并通過仿真預測機床的加工精度,以保證機床的定位精度和重復定位精度,使其性能長期穩定,能夠在不同運行條件下完成多種加工任務,并保證零件的加工質量。


3、功能復合化


復合機床的含義是指在一臺機床上實現或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特點可分為工藝復合型和工序復合型兩類。工藝復合型機床如鏜銑鉆復合——加工中心、車銑復合——車削中心、銑鏜鉆車復合——復合加工中心等;工序復合型機床如多面多軸聯動加工的復合機床和雙主軸車削中心等。采用復合機床進行加工,減少了工件裝卸、更換和調整刀具的輔助時間以及中間過程中產生的誤差,提高了零件加工精度,縮短了產品制造周期,提高了生產效率和制造商的市場反應能力,相對于傳統的工序分散的生產方法具有明顯的優勢。


北京pk10开奖记录加工過程的復合化也導致了機床向模塊化、多軸化發展。德國Index公司最新推出的車削加工中心是模塊化結構,該加工中心能夠完成車削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序,可完成復雜零件的全部加工。隨著現代機械加工要求的不斷提高,大量的多軸聯動數控機床越來越受到各大企業的歡迎。在2005年中國國際機床展覽會(CIMT2005)上,國內外制造商展出了形式各異的多軸加工機床(包括雙主軸、雙刀架、9軸控制等)以及可實現4~5軸聯動的五軸高速門式加工中心、五軸聯動高速銑削中心等。


4、控制智能化


北京pk10开奖记录隨著人工智能技術的發展,為了滿足制造業生產柔性化、制造自動化的發展需求,數控機床的智能化程度在不斷提高。具體體現在以下幾個方面:


北京pk10开奖记录(1)加工過程自適應控制技術:通過監測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息,利用傳統的或現代的算法進行識別,以辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態及機床加工的穩定性狀態,并根據這些狀態實時調整加工參數(主軸轉速、進給速度)和加工指令,使設備處于最佳運行狀態,以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設備運行的安全性;