高速沖床的發(fā)展歷程己經(jīng)有九十的歷史,早在二十世紀二十年代,閥門(mén)機床采用的是低重心下傳動(dòng)機構,雖然它的傳動(dòng)機構產(chǎn)生時(shí)間早,但是他便于操作,并且它的基本傳動(dòng)機構是現代高速沖床的經(jīng)典機構之一。
從1950年開(kāi)始,由于家用電器的發(fā)展,如洗衣機、電熨斗、電冰箱、收音機等,歐美等國的幾家機床生產(chǎn)廠(chǎng)家為了提高生產(chǎn)效率獲得的市場(chǎng)份額,投入的資金用于新的沖壓設備,這使得高速沖壓機床更新?lián)Q代。當時(shí)的沖床不僅能自送料,而且可以實(shí)現自動(dòng)沖壓?;瑝K沖壓次數可達到300~400min,生產(chǎn)效率提高。二十世紀六、七十年代,由于電子行業(yè)和通訊行業(yè)的迅猛發(fā)展,使得對集成電路、微型機械元件、半導體等產(chǎn)品需求越來(lái)越大,從而進(jìn)一步推動(dòng)了高速沖床的發(fā)展。在當時(shí)高速沖床滑塊沖壓次數己達到1500min,除此以外,沖床結構和其他性能也取得了很大的進(jìn)步。八十年代至今,百分之九十的高速沖床制造企業(yè)己經(jīng)不只注重沖床滑塊沖壓次數的提高,的是注重高速沖床的動(dòng)態(tài)補償和傳動(dòng)系統精度的提高。日本的一家公司通過(guò)引進(jìn)瑞士企業(yè)EAAD的核心技術(shù),出一種的高速沖床,它的較大沖壓力為750KN,較高沖壓次數為2000min。不僅如此,高速沖床沖壓滑塊的較高行程次數也在不斷提高,其中德業(yè)EWARI研制出的速沖床,在較大沖裁力為200kN,沖程為7mm條件下,滑塊的較高沖壓次數可達到4000min,由此得出高速沖床己經(jīng)發(fā)展到了速階段。
由于我國閥門(mén)機床的基礎薄弱,因此主要采用先引進(jìn)的相關(guān)技術(shù)之后再消化吸收,從而自己的產(chǎn)品。1980年初,我國研制出一臺高速沖床,它的較大沖壓力為700kN,較高行程次數為500min,這是由北京低壓電器廠(chǎng)與濟南鑄鍛所聯(lián)合的。2005年,國內一臺公稱(chēng)壓力為3000kN的高速沖床訂單被揚州鍛壓機床集團有限公司拿下,該公司依靠積累的和制造技術(shù)經(jīng)驗,較終研制出滿(mǎn)足客戶(hù)要求的沖床,客戶(hù)的好評。之后,具有水平的雙點(diǎn)閉式高速沖床也被揚州鍛壓機床集團有限公司自主研制成功,它的較大沖壓力為900kN較高行程次數為700min。盡管我國高速沖床在近些年發(fā)展迅猛,但與一些高速沖床相比,我國當前的技術(shù)水平還需要進(jìn)一步提高,如沖床精度比較低、精度補償不足、產(chǎn)量比較小和產(chǎn)品質(zhì)量比較差等。
通過(guò)引進(jìn)德國疏勒公司的高速沖床的設計和制造關(guān)鍵技術(shù),齊齊哈爾機床廠(chǎng)消化吸收之后,獨自研制出自己的高速沖床;另外,通過(guò)引進(jìn)和消化吸收德國奧力克一羅斯公司高速沖床的設計等關(guān)鍵技術(shù),上海鍛壓機床廠(chǎng)成功研制出具有自主知識產(chǎn)權的高速沖床。步入21世紀后,通過(guò)不斷吸收技術(shù),再加上企業(yè)自身資金的不斷投入,徐州鍛壓機床廠(chǎng)生產(chǎn)的高速沖床開(kāi)始形成規模,首先成功研制出JY75G系列閉式高速沖床,它的沖壓速度為700min,之后又成功研制出YH45開(kāi)式高速沖床,它的沖壓速度為1300min??偟膩?lái)說(shuō),在中端高速沖床的上,我國的高速沖床產(chǎn)品,己經(jīng)接近歐美等工業(yè)發(fā)達的水平,但是沖床的上,和他們還有一段不小的差距。
當前,由于國內水平和材料技術(shù)落后于,使得國內高速沖床的受到了很大制約。與歐美等發(fā)達的高速沖床差距有以下幾點(diǎn):1)高速沖床的性和沖壓件的加工精度上,在市場(chǎng)上缺乏競爭力;2)對于自動(dòng)控制和補償技術(shù),沒(méi)能很好的運用到高速沖床中,故產(chǎn)品精度相對較低;3)我國大部分高速沖床是通過(guò)購買(mǎi)歐美日等發(fā)達的,資金投入不足,從而使得國內沖床規格,高速沖床發(fā)展緩慢。
這說(shuō)明誤差補償理論和技術(shù)還有很大余地可。目前,數控機床誤差補償技術(shù)的主要不足和難點(diǎn)如下:
(1)誤差補償運動(dòng)控制的實(shí)現。誤差補償是通過(guò)移動(dòng)(對于四軸以上還需轉動(dòng))三面車(chē)床的運動(dòng)副以使刀具和工件在機床空間誤差的逆方向上產(chǎn)生相對運動(dòng)而實(shí)現。誤差補償運動(dòng)控制的實(shí)現除了要滿(mǎn)足補償精度外,還要滿(mǎn)足實(shí)際應用的方便性和市場(chǎng)經(jīng)濟的經(jīng)濟性。再則,考慮到機床的動(dòng)態(tài)誤差,還需補償的實(shí)時(shí)性,所以,對誤差補償運動(dòng)控制實(shí)現的要求是性、實(shí)時(shí)性、經(jīng)濟性和方便性。從目前來(lái)看,補償運動(dòng)控制的實(shí)現可通過(guò):a.修改代碼補償法,但實(shí)時(shí)性差;b.壓電陶瓷制動(dòng)補償法。但反應慢、剛度低;c.開(kāi)放式數控系統補償法,但絕大多數數控系統還未到開(kāi)放程度;d.數控系統內部參數調整補償法,如螺距補償、齒隙補償、刀補等,但僅靜態(tài)補償;e.原點(diǎn)偏移補償法,但受限于數控系統。
(2)數控機床誤差的綜合建模和補償問(wèn)題。目前,絕大多數的補償將幾何誤差和熱誤差分開(kāi)補償,由于機床誤差的復雜性,如定位誤差等實(shí)質(zhì)上既是幾何誤差(與機床坐標位置有關(guān))又是熱誤差(與機床溫度有關(guān)),一般將這些誤差作為幾何誤差進(jìn)行補償,但實(shí)際上,這些誤差在不同的溫度下是變化的,故對這種既是幾何誤差又是熱誤差的復合誤差(嚴格說(shuō)機床上的誤差都和溫度有關(guān))要進(jìn)行幾何誤差和熱誤差的綜合建模和補償。
(3)雙面數控鏜孔機床誤差檢測和辨識時(shí)間過(guò)長(cháng)問(wèn)題。由于機床誤差特別是熱誤差取決于諸如室溫、機床工況(主軸轉速和進(jìn)給速度等)、切削參數、冷卻液、加工周期等多種因素,而且機床熱誤差呈現非線(xiàn)性及交互作用,因此,這種檢測和辨識通常需要很長(cháng)時(shí)間。另外,由于機床上的誤差元素眾多,一般的激光測量?jì)x測量,一次調整僅測得一項誤差元素,如何地測量,也是個(gè)解決的問(wèn)題。
(4)五軸數控機床多誤差實(shí)時(shí)補償問(wèn)題。目前五軸數控機床補償主要局限于幾何誤差建模及補償。而且在理論上討論的比較多,實(shí)際的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補償的實(shí)施和應用的實(shí)例還是不多。而隨著(zhù)五軸數控機床的普遍使用,為獲得的加工精度或補償效果,五軸機床的多誤差動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補償及其應用。