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    数控机床的发展趋势

    来源:   发布时间:2019-08-26   点击量:114

    目前,世界先进制造技术不断兴起,超高速切削、超精密加工等技术的应用,柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟,对数控加工技术提出了更高的要求。为适应这种情况,数控机床正朝着以下几个方面发展。?高速度、高精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标,它直接关系到加工效率和产品质量。

    目前,数控系统采用位数、频率更高的处理器,以提高系统的基本运算速度。同时,采用超大规模的集成电路和多微处理器结构,以提高系统的数据处理能力,即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式,其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术,使追踪滞后误差大大减小,从而改善拐角切削的加工精度。

    为适应超高速加工的要求,数控机床采用主轴电机与机床主轴合二为一的结构形式,实现了变频电机与机床主轴一体化,主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。目前陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。

    多功能化配有自动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心配有自动换刀机构的各类加工中心可实现在同一台机床上同时进行铣削、镗削、钻削、车削、铰削、扩孔、攻螺纹等多道工序,现代数控机床可采用多主轴、多面体切削,即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多CPU(计算机中心处理装置)结构和分级中断控制方式,即可在同一台机床上同时进行加工和程序编制,实现所谓的“前台加工,后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求,数控系统具有远距离串行接口,甚至可以联网,实现数控机床之间的数据通信,也可直接对多台数控机床进行控制。

    引进自适应控制技术智能化现代数控机床将引进自适应控制技术,根据切削条件的变化,自动调节工作参数,使加工过程中能保持最佳工作状态,从而得到较高的加工精度和较好的表面粗糙度,同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能,在整个工作状态中,系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障,立即采用停机等措施,并进行故障报警,提示发生故障的部位、原因等。还可自动使故障模块脱机,而接通备用模块,以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求,其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。

    数控系统将采用更高集成度的电路芯片,利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路,以减少元器件的数量来提高可靠性。通过硬件功能软件化,以适应各种控制功能的要求,同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化、通用化及系列化,使得既提高硬件生产批量、又便于组织生产和质量把关。还可通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序,实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示,及时排除故障;利用容错技术,对重要部件采用“冗余”设计,以实现故障自恢复;利用各种测试、监控技术,当生产超程、刀具损坏、干扰、断电等各种意外发生时,自动进行相应的保护。

    CAD/CAM图形交互式自动编程已得到较多应用

    这是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样,再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理,从而自动生成NC零件加工程序,以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展,当前又出现了CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式,它与CAD/CAM系统编程的最大区别是其编程所需加工工艺参数不必由人工参与,直接从系统内的CAPP数据库获取。

    控制系统和数控系统小型化控制系统与数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成元件、多层印刷电路板,采用三维安装方法,使电子元器件得以高密度安装,较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管,将使数控操作系统进一步小型化。这样可方便地将它安装在机床设备上,更便于对数控机床的操作使用。

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