山崎匠德加工中心发展趋势分析
2021-07-06数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。能够根据已编好的程序,逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作并加工零件,综合了机械、自动化、计算机、微电子等技术,解决了复杂、精密、小批量零件的加工问题,是一种柔性的、高效能的通用设备制造业金属加工机械制造机器。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.001μm)。加工精度的提高不仅在于采用了滚珠丝杠副、静压导轨、直线滚动导轨、磁浮导轨等部件,提高了CNC系统的控制精度,应用了高分辨率位置检测装置,而且也在于使用了各种误差补偿技术,如丝杠螺距误差补偿、刀具误差补偿、热变形误差补偿、空间误差综合补偿等。
在加工速度方面,高速加工源于20世纪90年代初,以电主轴和直线电机的应用为特征,使主轴转速大大提高,进给速度达60m/min以上,进给加速度和减速度达到1~2g以上,主轴转速达100000r/min以上。高速进给要求数控系统的运算速度快、采样周期短,还要求数控系统具有足够的超前路径加(减)速优化预处理能力(前瞻处理),有些系统可提前处理5000个程序段。为保证加工速度,高档数控系统可在每秒内进行2000~10000次进给速度的改变。
1)向综合方向发展
随着数控机床向功能集成化发展,更多地体现在:工件自动装卸,工件自动定位,刀具自动对刀,工件自动测量与补偿,集钻、车、镗、铣、磨为一体的“万能加工”和集装卸、加工、测量为一体的“完整加工”等。
2)向智能方向发展
随着人工智能在计算机领域不断渗透和发展,数控系统向智能化方向发展。在新一代的数控系统中,由于采用“进化计算”(Evolutionary Computation)、“模糊系统”(Fuzzy System)和“神经网络”(Neural Network)等控制机理,性能大大提高,具有加工过程的自适应控制、负载自动识别、工艺参数自生成、运动参数动态补偿、智能诊断、智能监控等功能。
3)向网络化方向发展
目前先进的数控系统为用户提供了强大的联网能力,除了具有RS232C接口外,还带有远程缓冲功能的DNC接口,可以实现多台数控机床间的数据通信和直接对多台数控机床进行控制。有的已配备与工业局域网通信的功能以及网络接口,促进了系统集成化和信息综合化,使远程在线编程、远程仿真、远程操作、远程监控及远程故障诊断成为可能。
4)向驱动并联化方向发展
并联机床结构简单但数学复杂,整个平台的运动牵涉到相当庞大的数学运算,因此并联机床是一种知识密集型机构。并联机床与传统串联式机床相比具有高刚度、高承载能力、高速度、高精度、重量轻、机械结构简单、制造成本低、标准化程度高等优点,在许多领域都得到了成功的应用。