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智能制造時代數(shù)控機床的發(fā)展趨勢
閱讀：309 發(fā)布時間：2016-6-1數(shù)控機床zui早誕生于美國。1948年，美國帕森斯公司在研制加工直升機葉片輪廓檢查用樣板的機床時，提出了數(shù)控機床的設(shè)想，后受美國*委托與麻省理工學(xué)院合作，于1952年試制了世界上*臺三坐標數(shù)控立式銑床，其數(shù)控系統(tǒng)采用電子管。
1960年開始，德國、日本、中國等都陸續(xù)地開發(fā)、生產(chǎn)及使用數(shù)控機床，中國于1968年由北京*機床廠研制出*臺數(shù)控機床。
1974年微處理器直接用于數(shù)控機床，進一步促進了數(shù)控機床的普及應(yīng)用和飛速發(fā)展。
1高速化
隨著汽車、國防、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(yīng)用，對數(shù)控機床加工的高速化要求越來越高。
(1)主軸轉(zhuǎn)速：機床采用電主軸(內(nèi)裝式主軸電機)，主軸zui gao轉(zhuǎn)速達200000r/min;
(2)進給率：在分辨率為0.01μm時，zui da進給率達到240m/min且可獲得復(fù)雜型面的加工;
(3)運算速度：微處理器的迅速發(fā)展為數(shù)控系統(tǒng)向高速、高精度方向發(fā)展提供了保障，開發(fā)出CPU已發(fā)展到32位以及64位的數(shù)控系統(tǒng)，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運算速度的ji da提高，使得當(dāng)分辨率為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24～240m/min的進給速度;
(4)換刀速度：目前*加工中心的刀具交換時間普遍已在1s左右，高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設(shè)計成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時間僅0.9s。
2高精度化
數(shù)控機床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視。
近10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)。
(1)提高CNC系統(tǒng)控制精度：采用高速插補技術(shù)，以微小程序段實現(xiàn)連續(xù)進給，使CNC控制單位精細化，并采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測精度(日本已開發(fā)裝有106脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)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(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法;
(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?shù)燃夹g(shù)，對設(shè)備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結(jié)果表明，綜合誤差補償技術(shù)的應(yīng)用可將加工誤差減少60%～80%;
(3)采用網(wǎng)格檢查和提高加工中心的運動軌跡精度，并通過仿真預(yù)測機床的加工精度，以保證機床的定位精度和重復(fù)定位精度，使其性能長期穩(wěn)定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務(wù)，并保證零件的加工質(zhì)量。
加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副、靜壓導(dǎo)軌、直線滾動導(dǎo)軌、磁浮導(dǎo)軌等部件，提高了CNC系統(tǒng)的控制精度，應(yīng)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(shù)，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?shù)取?/span>