1引言
從20世紀中葉數控技術(shù)出現以來(lái),數控機床給機械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數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)強度、勞動(dòng)條件,有利于生產(chǎn)管理的現代化以及經(jīng)濟效益的提高。閥門(mén)機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品,適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求復制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點(diǎn)及其應用范圍使其成為國民經(jīng)濟和建設發(fā)展的重要裝備。
進(jìn)入21世紀,我國經(jīng)濟與接軌,進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機床制造業(yè)既面臨著(zhù)機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機,也遭遇到加入世界貿易組織后激烈的市場(chǎng)競爭的壓力,加速推進(jìn)數控機床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著(zhù)制造業(yè)對數控機床的大量需求以及計算機技術(shù)和現代設計技術(shù)的進(jìn)步,數控機床的應用范圍還在不斷擴大,并且不斷發(fā)展以更適應生產(chǎn)加工的需要。本文簡(jiǎn)要分析了數控機床高速化、化、復合化、智能化、開(kāi)放化、網(wǎng)絡(luò )化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢,并提出了我國數控機床發(fā)展中存在的一些問(wèn)題。
2數控機床的發(fā)展趨勢
2.1高速化
隨著(zhù)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用,對數控機床加工的高速化要求越來(lái)越高。
(1)主軸轉速:機床采用電主軸(內裝式主軸電機),主軸轉速達200000r/ min;
(2)進(jìn)給率:在分辨率為00.01μm時(shí),進(jìn)給率達到240m/min且可獲得復雜型面的加工;
(3)運算速度:微處理器的發(fā)展為數控系統向高速、方向發(fā)展提供了,出CPU已發(fā)展到32位以及64位的數控系統,頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運算速度的提高,使得當分辨率為00.1μm , 00.01μm時(shí)仍能獲得高達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00.5s。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(shí)間僅00.9 s。
2.2化
三面數控鏜孔機床精度的要求現在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度,機床的運動(dòng)精度、熱變形以及對振動(dòng)的監測和補償越來(lái)越獲得重視。
(1)提高CNC系統控制精度:采用高速插補技術(shù),以微小程序段實(shí)現連續進(jìn)給,使CNC控制單位化并采用高分辨率位置檢測裝置,提高位置檢測精度(日本已裝有106脈腳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(xiàn)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等技術(shù),對設各的熱變形誤差和空間誤差進(jìn)行綜合補償。研究結果表明,綜合誤差補償技術(shù)的應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動(dòng)軌跡精度,并通過(guò)仿真預測機床的加工精度,以機床的定位精度和重復定位精度,使其性能長(cháng)期穩定,能夠在不同運行條件下完成多種加工任務(wù),并零件的加工質(zhì)量。