数控机床的发展趋势及应用价值

发布时间:2019-12-28  发布者:禹创重工机械
  进人21世纪,我国经济与接轨,进人了一个蓬勃发展的新时期。阀门机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加人世界贸易组织后激烈的市场竞争的压力,加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的进步,数控机床的应用范围还在不断扩大,并且不断发展以更适应生产加工的需要。数控机床正向高速化、化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等方面发展高速化。新一代数控机床为提高生产效率,向速方向发展,采用新型功能部件(如电主轴、直线电机、LM直线滚动系统等)主轴转速达15,000r/min以上。计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大,计算机系统及其应用软件的复杂化,带来了机床系统及其硬件结构的简化,数控机床的智能化程度日趋提高化。一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准、统计法),就是一台机床,在0.005mm(ISO标准、统计法)以下,就是精度机床。的机床,要有好的轴承、丝杠。随着电脑辅助制造(CAM)系统的发展,度已达到微米级功能复合化。工件一次装夹,能进行多种工序复合加工,可地提高生产效率和加工精度,是机床一贯追求的。由于产品周期愈来愈短,对制造速度的要求也相应提高,机床也朝能发展。机床已逐渐发展成为系统化产品,用一台电脑控制一条生产线的作业。产品对外观曲线要求的提高,机床五轴加工、六轴加工已日益普及,机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势控制智能化。
   随着人工智能在计算机领域的渗透和发展,数控系统引人了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理,不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能,而且人机界面极为友好,并具有故障诊断专家系统,使自诊断和故障监控功能更趋完善。为日本Muzak公司新推出的E-zizith型卧式加工中心,将信息技术与制造技术融为一体。在制造过程中,加工、检测一体化是实现制造、检测和响应的途径,已形成将测量、建模、加工、机器操作四者融合在一个系统中,实现信息共享,测量、建模、加工、操作一体化的4M智能系统体系开放化。计算机技术的发展,推动数控技术更快地更新换代。许多数控系统生产厂家利用Pc机丰富的软硬件资源开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有的通用性、柔性、适应性、可扩展性,并可以较容易地实现智能化、网络化。
  开放式体系结构可以大量采用通用微机技术,使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单。开放式体系结构的新一代数控系统,其硬件、软件和总线规范都是对外开放的,数控系统制造商和用户可以根据这此开放的资源进行系统集成,同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来方便,了数控系统多档次、多品种的和广泛应用,生产周期缩短。同时,这种数控系统可随CPU升级而升级,而结构可以保持不变驱动并联化。并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷,在机床主轴(一般为动平台)与机座(一般为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动,通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动,可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能,更能满足复杂特种零件的加工,具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和等优点并联三面数控镗孔机床作为一种新型的加工设备,已成为当前机床技术的一个重要研究方向,受到了机床行业的高度重视,被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。
  极端化(大型化和微型化)。、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术,需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备,所以微型机床包括微切削加工(车、铣、磨)机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大信息交互网络化。对于面临激烈竞争的企业来说,使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能,以信息流在车间各个部门间无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享,又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理,还可实现数控装备的数字化服务(数控机床故障的远程诊断、维护等)。例如,日本Muzak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔的外部设备,包括计算机、手机、机外和机内摄像头等,能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障警报展现、在线帮助排除故障等功能,是的、自主管理的制造单元新型功能部件。为了提高数控机床各方面的性能,具有和高性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括:高频电主轴:高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成,具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点,在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用;直线电动机:近年来,直线电动机的应用日益广泛,虽然其价格高于传统的伺服系统,但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用,机械传动结构简化,机床的动态性能有了提高。公司的卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机;电滚珠丝杆:电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成,可以简化数控机床的结构,具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点高性。数控机床与传统机床相比,增加了数控系统和相应的监控装置等,应用了大量的电气、液压和机电装置,易于导致出现失效的概率增大;工业电网电压的波动和干扰对数控机床的性极为不利,而数控机床加工的零件型面较为复杂,加工周期长,要求平均无故障时间在2万小时以上为了数控机床有高的性,就要设计系统、严格制造和明确性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。数控系统平均无故障时间在7一10万小时以上,国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右,整机平均无故障工作时间达500小时以上,而国内高只有300小时。
  极端化(大型化和微型化)。、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术,需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备,所以微型机床包括微切削加工(车、铣、磨)机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大信息交互网络化。对于面临激烈竞争的企业来说,使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能,以信息流在车间各个部门间无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享,又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理,还可实现数控装备的数字化服务(数控机床故障的远程诊断、维护等)。例如,日本Muzak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔的外部设备,包括计算机、手机、机外和机内摄像头等,能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障警报展现、在线帮助排除故障等功能,是的、自主管理的制造单元新型功能部件。为了提高数控机床各方面的性能,具有和高性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括:高频电主轴:高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成,具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点,在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用;直线电动机:近年来,直线电动机的应用日益广泛,虽然其价格高于传统的伺服系统,但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用,机械传动结构简化,机床的动态性能有了提高。公司的卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机;电滚珠丝杆:电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成,可以简化数控机床的结构,具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点高性。数控机床与传统机床相比,增加了数控系统和相应的监控装置等,应用了大量的电气、液压和机电装置,易于导致出现失效的概率增大;工业电网电压的波动和干扰对数控机床的性极为不利,而数控机床加工的零件型面较为复杂,加工周期长,要求平均无故障时间在2万小时以上为了数控机床有高的性,就要设计系统、严格制造和明确性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。数控系统平均无故障时间在7一10万小时以上,国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右,整机平均无故障工作时间达500小时以上,而国内高只有300小时。
  加工过程绿色化。随着日趋严格的环境与资源约束,制造加工的绿色化越来越重要,而我国的资源、环境问题尤为突出。因此,近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现,并在不断发展当中在21世纪,绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展,的世界市场。
  多媒体技术的应用。多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力,因此也对用户界面提出了图形化的要求。合理的人性化的用户界面地方便了非用户的使用,人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝咚!编程和编程、三维彩色立体动态图形、图形模拟、图形动态跟 踪和仿真、不同方向的视图和局部展现比例缩放功能的实现。除此以外,在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等,因此有着重大的应用价值。
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