數(shù)控機床的發(fā)展趨勢
為了滿足市場和科學技術發(fā)展的需要,為了達到現(xiàn)代制造技術對數(shù)控技術提出的更高的要求,數(shù)控未來仍然繼續(xù)向開放式、基于PC的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向發(fā)展。
1、開放式
為適應數(shù)控進線、聯(lián)網、普及型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求,zui重要的發(fā)展趨勢是體系結構的開放性,設計生產開放式的數(shù)控系統(tǒng),例如美國、歐共體及日本發(fā)展開放式數(shù)控的計劃等。
2、基于PC的第六代方向
基于PC所具有的開放性、低成本、軟硬件資源豐富等特點,更多的數(shù)控系統(tǒng)生產廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機,來處理人機界面、編程、聯(lián)網通信等問題,由原有的系統(tǒng)承擔數(shù)控的任務。PC機所具有的友好的人機界面,將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠程通訊,遠程診斷和維修將更加普遍。
3、高速化、化
機床向高速化方向發(fā)展,可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能,不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本,而且還可提高零件的表面加工質量和精度。超高速加工技術對制造業(yè)實現(xiàn)、、低成本生產有廣泛的適用性。90年代以來,隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具,大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機驅動進給部件以及高性能控制系統(tǒng)(含監(jiān)控系統(tǒng))和防護裝置等一系列技術領域中關鍵技術的解決,歐、美、日各國爭相開發(fā)應用新一代高速數(shù)控機床,加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元(電主軸,轉速15000-100000r/min)、高速且高加/減速度的進給運動部件(快移速度60~120m/min,切削進給速度高達60m/min)、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破,達到了新的技術水平。
根據(jù)率、大批量生產需求和電子驅動技術的飛速發(fā)展,高速直線電機的推廣應用,開發(fā)出一批高速、的高速響應的數(shù)控機床以滿足汽車、農機等行業(yè)的需求。還由于新產品更新?lián)Q代周期加快,模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復雜而且品種增多。
4、高精度化
精密化是為了適應*發(fā)展的需要,也是為了提高普通機電產品的性能、質量和可靠性,減少其裝配時的工作量從而提高裝配效率的需要。從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工),是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級,乃至納米級(<10nm),其應用范圍日趨廣泛。超精密加工主要包括超精密切削(車、銑)、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工(三束加工及微細電火花加工、微細電解加工和各種復合加工等)。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,對超精密加工技術不斷提出了新的要求。新材料及新零件的出現(xiàn),更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝,發(fā)展新型超精密加工機床,完善現(xiàn)代超精密加工技術,以適應現(xiàn)代科技的發(fā)展。
隨著*的發(fā)展和對機電產品性能與質量要求的提高,機床用戶對機床加工精度的要求也越來越高。為了滿足用戶的需要,近10多年來,普通級數(shù)控機床的加工精度已由±10μm提高到±5μm,精密級加工中心的加工精度則從±3~5μm,提高到±1~1.5μm。
5、高可靠性
數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設備的可靠性在一個數(shù)量級以上,但也不是可靠性越高越好,仍然是適度可靠,因為是商品,受性能價格比的約束。對于每天工作兩班的無人工廠而言,如果要求在16小時內連續(xù)正常工作,*率P(t)=99%以上的話,則數(shù)控機床的平均*運行時間MTBF就必須大于3000小時。MTBF大于3000小時,對于由不同數(shù)量的數(shù)控機床構成的無人化工廠差別就大多了,我們只對一臺數(shù)控機床而言,如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10:1的話(數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級)。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時,而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于10萬小時。
6、智能化
隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高,智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面。
(1)應用自適應控制技術
數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息,并自動調整系統(tǒng)的有關參數(shù),達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。
(2)引入專家系統(tǒng)指導加工
將熟練工人和專家的經驗,加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中,以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐,建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。
(3)引入故障診斷專家系統(tǒng)
(4)智能化數(shù)字伺服驅動裝置
可以通過自動識別負載,而自動調整參數(shù),使驅動系統(tǒng)獲得*的運行。
可以通過自動識別負載,而自動調整參數(shù),使驅動系統(tǒng)獲得*的運行。
綜上所述,由于數(shù)控機床不斷采納科學技術發(fā)展中的各種新技術,使得其功能日趨完善,數(shù)控技術在機械加工中的地位也顯得越來越重要,數(shù)控機床的廣泛應用是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
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