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中國數(shù)控機床發(fā)展日新月異
數(shù)控機床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度,機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視。
(1)提高CNC系統(tǒng)控制精度:采用高速插補技術(shù),以微小程序段實現(xiàn)連續(xù)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(fā)裝有106脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)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(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法;
(2)采用誤差補償技術(shù):采用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償?shù)燃夹g(shù),對設備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結(jié)果表明,綜合誤差補償技術(shù)的應用可將加工誤差減少60%~80%;
(3)采用網(wǎng)格檢查和提高加工中心的運動軌跡精度,并通過仿1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(wěn)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(zhì)量。
9、新型功能部件
為了提高數(shù)控機床各方面的性能,具有和高可靠性的新型功能部件的應用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括:
(1)高頻電主軸:高頻電主軸是高頻電動機與主軸部件的集成,具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無級調(diào)速等一系列優(yōu)點,在各種新型數(shù)控機床中已經(jīng)獲得廣泛的應用;
(2)直線電動機:近年來,直線電動機的應用日益廣泛,雖然其價格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng),但由于負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關(guān)鍵技術(shù)的應用,機械傳動結(jié)構(gòu)得到簡化,機床的動態(tài)性能有了提高。并采用直線電動機直接驅(qū)動機床工作臺的直線伺服進給方式,其高速度和動態(tài)響應特性相當優(yōu)越。如:西門子公司生產(chǎn)的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機床以及動態(tài)性能和運動精度要求高的機床等;德國EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅(qū)動均采用兩個直線電動機;
(3)電滾珠絲桿:電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成,可以大大簡化數(shù)控機床的結(jié)構(gòu),具有傳動環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點。
數(shù)控機床制造業(yè)將朝著6個方向發(fā)展
2.控制系統(tǒng)小型化
數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機、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。近幾年中國機床消費市場結(jié)構(gòu)升級加快,突出表現(xiàn)是非數(shù)控機床需求快速萎縮。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)進一步小型化。這樣可以方便地將它安裝在機床設備上,更便于對數(shù)控機床的操作使用。
3.智能化
現(xiàn)代數(shù)控機床將引進自適應控制技術(shù),根據(jù)切削條件的變化,自動調(diào)節(jié)工作參數(shù),使加工過程中能保持1佳工作狀態(tài),從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度,同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產(chǎn)效率。具有自診斷、自修復功能,在整個工作狀態(tài)中,系統(tǒng)隨時對CNC系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、檢查。三,機械制造技術(shù)具有統(tǒng)一性特點:即在市場經(jīng)濟發(fā)展不斷發(fā)展的過程當中,相關(guān)企業(yè)為了能夠贏取在參與市場競爭過程中的優(yōu)勢,最需要解決的一點問題是:將發(fā)展的重點從對勞動生產(chǎn)率的提升,轉(zhuǎn)變成為以時間、成本、和質(zhì)量為中心的提升。一旦出現(xiàn)故障時,立即采用停機等措施,并進行故障報警,提示發(fā)生故障的部位、原因等。還可以自動使故障模塊脫機,而接通備用模塊,以確保無人化工作環(huán)境的要求。為實現(xiàn)更高的故障診斷要求,其發(fā)展趨勢是采用人工智能診斷系統(tǒng)。