数控机 床的发展趋势是什么

发布日期:2018-12-03浏览量:211次

数控技 术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造 业成为工业化的象征,而且随 着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对国 计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展 起着越来越重要的作用,因为这 些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。当前数 控车床呈现以下发展趋势。

1高速、高精密化

高速、精密是 机床发展永恒的目标。随着科 学技术突飞猛进的发展,机电产 品更新换代速度加快,对零件 加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足 这个复杂多变市场的需求,当前机 床正向高速切削、干切削 和准干切削方向发展,加工精 度也在不断地提高。另一方面,电主轴 和直线电机的成功应用,陶瓷滚珠轴承、高精度 大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市,也为机床向高速、精密发展创造了条件。数控车床采用电主轴,取消了皮带、带轮和齿轮等环节,大大减 少了主传动的转动惯量,提高了 主轴动态响应速度和工作精度,彻底解 决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。采用电 主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。直线电机驱动速度高,加减速特性好,有优越 的响应特性和跟随精度。用直线 电机作伺服驱动,省去了 滚珠丝杠这一中间传动环节,消除了传动间隙(包括反向间隙),运动惯量小,系统刚性好,在高速下能精密定位,从而极 大地提高了伺服精度。直线滚动导轨副,由于其 具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦,磨损小,发热可忽略不计,有非常好的热稳定性,提高了 全程的定位精度和重复定位精度。通过直 线电机和直线滚动导轨副的应用,可使机 床的快速移动速度由原来的10~20m/min提高到60~80m/min,甚至高达120m/min。

2高可靠性

数控机 床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。数控机 床能否发挥其高性能、高精度和高效率,并获得良好的效益,关键取 决于其可靠性的高低。

3数控车床设计CAD化、结构设计模块化

随着计 算机应用的普及及软件技术的发展,CAD技术得到了广泛发展。CAD不仅可 以替代人工完成繁琐的绘图工作,更重要 的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计,可以对 整机各工作部件进行动态模拟仿真。在模块 化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。采用CAD,还可以 大大提高工作效率,提高设 计的一次成功率,从而缩短试制周期,降低设计成本,提高市场竞争能力。通过对 机床部件进行模块化设计,不仅能 减少重复性劳动,而且可 以快速响应市场,缩短产 品开发设计周期。

4功能复合化

功能复 合化的目的是进一步提高机床的生产效率,使用于 非加工辅助时间减至最少。通过功能的复合化,可以扩 大机床的使用范围、提高效率,实现一机多用、一机多能,即一台 数控车床既可以实现车削功能,也可以实现铣削加工;或在以 铣为主的机床上也可以实现磨削加工。宝鸡机 床厂已经研制成功的CX25Y数控车铣复合中心,该机床同时具有X、Z轴以及C轴和Y轴。通过C轴和Y轴,可以实 现平面铣削和偏孔、槽的加工。该机床 还配置有强动力刀架和副主轴。副主轴 采用内藏式电主轴结构,通过数 控系统可直接实现主、副主轴转速同步。该机床 工件一次装夹即可完成全部加工,极大地提高了效率。

5智能化、网络化、柔性化和集成化

21世纪的 数控装备将是具有一定智能化的系统。智能化 的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求 加工效率和加工质量方面的智能化,如加工 过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高 驱动性能及使用连接方面的智能化,如前馈控制、电机参 数的自适应运算、自动识 别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操 作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监 控等方面的内容,以方便 系统的诊断及维修等。网络化 数控装备是近年来机床发展的一个热点。数控装 备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企 业对信息集成的需求,也是实 现新的制造模式,如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。数控机 床向柔性自动化系统发展的趋势是:从点(数控单机、加工中 心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式 网络集成制造系统)的方向发展,另一方 面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自 动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段,是各国 制造业发展的主流趋势,是先进 制造领域的基础技术。其重点 是以提高系统的可靠性、实用化为前提,以易于 联网和集成为目标,注重加 强单元技术的开拓和完善。CNC单机向高精度、高速度 和高柔性方向发展。数控机 床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP及MTS等联结,向信息集成方向发展。网络系统向开放、集成和 智能化方向发展。

 
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