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          德州匠友數控機械設備有限公司

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          淺談數控機床的發展趨勢!

          2020-01-03 14:40:41

            1、向高速度、高精度方向發展

            速度和精度是數控機床的兩個重要指標,直接關系到產品的質量和檔次、產品的生產周期和在市場上的競爭能力。

            在加工精度方面,近10年來,普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3——5μm提高到1——1.5μm,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.001μm)。加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副、靜壓導軌、直線滾動導軌、磁浮導軌等部件,提高了CNC系統的控制精度,應用了高分辨率位置檢測裝置,而且也在于使用了各種誤差補償技術,如絲杠螺距誤差補償、刀具誤差補償、熱變形誤差補償、空間誤差綜合補償等。

            在加工速度方面,高速加工源于20世紀90年代初,以電主軸和直線電機的應用為特征,使主軸轉速大大提高,進給速度達60m/min以上,進給加速度和減速度達到1——2g以上,主軸轉速達100000r/min以上。高速進給要求數控系統的運算速度快、采樣周期短,還要求數控系統具有足夠的超前路徑加(減)速優化預處理能力(前瞻處理),有些系統可提前處理5000個程序段。為保證加工速度,高檔數控系統可在每秒內進行2000——10000次進給速度的改變。

            2、向柔性化、功能集成化方向發展

            數控機床在提高單機柔性化的同時,朝單元柔性化和系統化方向發展,如出現了數控多軸加工中心、換刀換箱式加工中心等具有柔性的高效加工設備;出現了由多臺數控機床組成底層加工設備的柔性制造單元(FlexibleManufacturingCell,FMC)、柔性制造系統(FlexibleManufacturingSystem,FMS)、柔性加工線(FlexibleManufacturingLine,FML)。

            在現代數控機床上,自動換刀裝置、自動工作臺交換裝置等已成為基本裝置。隨著數控機床向柔性化方向的發展,功能集成化更多地體現在:工件自動裝卸,工件自動定位,刀具自動對刀,工件自動測量與補償,集鉆、車、鏜、銑、磨為一體的“ 加工”和集裝卸、加工、測量為一體的“完整加工”等。

            3、向智能化方向發展

            隨著人工智能在計算機領域不斷滲透和發展,數控系統向智能化方向發展。在新一代的數控系統中,由于采用“進化計算”(EvolutionaryComputation)、“模糊系統”(FuzzySystem)和“神經網絡”(NeuralNetwork)等控制機理,性能大大提高,具有加工過程的自適應控制、負載自動識別、工藝參數自生成、運動參數動態補償、智能診斷、智能監控等功能。

            (1)引進自適應控制技術由于在實際加工過程中,影響加工精度因素較多,如工件余量不均勻、材料硬度不均勻、刀具磨損、工件變形、機床熱變形等。這些因素事先難以預知,以致在實際加工中,很難用 參數進行切削。引進自適應控制技術的目的是使加工系統能根據切削條件的變化自動調節切削用量等參數,使加工過程保持 工作狀態,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效率。

            (2)故障自診斷、自修復功能在系統整個工作狀態中,利用數控系統內裝程序 對數控系統本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、自檢查。一旦出現故障,立即采用停機等措施,并進行故障報警,提示發生故障的部位和原因等,并利用“冗余”技術,自動使故障模塊脫機,接通備用模塊。

            (3)刀具壽命自動檢測和自動換刀功能利用紅外、聲發射、激光等檢測手段,對刀具和工件進行檢測。發現工件超差、刀具磨損和破損等,及時進行報警、自動補償或更換刀具,確保產品質量。

            (4)模式識別技術應用圖像識別和聲控技術,使機床自己辨識圖樣,按照自然語言命令進行加工。

            (5)智能化交流伺服驅動技術目前已研究能自動識別負載并自動調整參數的智能化伺服系統,包括智能化主軸交流驅動裝置和進給伺服驅動裝置,使驅動系統獲得 運行。


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