什麼是整台數控機床的基礎和框架
① 對數控機床的基礎認識
最早是在20世紀40年代初提出的.1949年,美國帕森公司(Parsons Co)正式接受美國空軍委託,在麻繩理工學院司服機構試驗課的協助下,開始從事數控機床的研製工作.其目的是為了製造出飛機框架及直升機葉片輪廓等形狀復雜加工精度高的零件.
經過3年的研究,於1952年試製成功世界第一台3坐標連續控制數控洗床,便是數控機床的第一代.
1959年計算機行業研究出晶體管元器件,因而數控裝置中廣泛採用晶體管和印製電路板,從而跨入第二代數控時代.
1965年出現了小規模集成電路,其體積小,耗能低,使數控的系統的可靠性得以進一步提高,數控系統發展到第三代.
以上3代,都是專用控制計算機的硬邏輯數控系統.裝有這累數控系統的數控機床為普通數控機床(簡稱NC機床).
1967年,英國首先把幾台數控機床連接成具有柔性的加工系統,這就是最初的FMS(柔性製造系統),此後,美,歐,日也相繼進行了開發於應用.
隨著計算機的發展,小型計算機開始取代專用數控計算機,數控的許多功能開始由軟體程序實現.稱謂計算機數控系統(CNC)稱謂第四代數控機床.而由計算機直接對許多機床進行控制的控制系統,稱謂直接數控系統(DNC).
1970年前後,美國英特爾公司開發和使用了微處理器,1974年,美日等國首先研製出了以微處理器為核心的數控系統.近20年來,微處理機數控系統的數控機床得到了飛速發展和廣泛應用.此為第5代數控系統(MNC)
20世紀80年代初,國際上又出現了柔性製造單元FMC.FMC和FMS被認為CIMS(計算機集成製造系統)的必經階段和基礎.
② 什麼是數控
[編輯本段]什麼是數控技術?
數控技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴於數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年,穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世;19世紀末,以紙為數據載體並具有輔助功能的控制系統被發明;1938年,香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸,奠定了現代計算機,包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發展起來的。1952年,第一台數控機床問世,成為世界機械工業史上一件劃時代的事件,推動了自動化的發展。
現在,數控技術也叫計算機數控技術,目前它是採用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控製程序來執行對設備的控制功能。由於採用計算機替代原先用硬體邏輯電路組成的數控裝置,使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現,均可通過計算機軟體來完成。
[編輯本段]數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化,使製造業成為工業化的象徵,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面。
1.高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一,國際生產工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進給速度可達80m/min,甚至更高,空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數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,並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上,伺服系統的MTBF值達到30000h以上,表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展,應用領域進一步擴大。
2. 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。
當前由於電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其製造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。
在EMO2001展會上,新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。
3. 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟體的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究,如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平台上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,並可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平台、數控系統功能庫以及數控系統功能軟體開發工具等是當前研究的核心。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求,也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的「CyberProction Center」(智能生產控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機床公司展出「IT plaza」(信息技術廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(開放製造環境,簡稱OME)等,反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。
4. 重視新技術標准、規范的建立
(1) 關於數控系統設計開發規范
如前所述,開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性,美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃,並進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定,預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。
(2) 關於數控標准
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於ISO6983標准,即採用G,M代碼描述如何(how)加工,其本質特徵是面向加工過程,顯然,他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此,國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制,能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型,從而實現整個製造過程,乃至各個工業領域產品信息的標准化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命,對於數控技術的發展乃至整個製造業,將產生深遠的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的製造理念,傳統的製造理念中,NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下,NC程序可以分散在互聯網上,這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次,STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時間(約35%)和加工時間(約50%)。
目前,歐美國家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者,他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model),其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。
http://ke..com/view/87747.htm
這個說的比較全面
③ 學會數控機床要具備哪些基本知識
學會數控機床要具備的基本知識:
1、數控基礎知識,編程代碼修改,工件坐標系,看加工圖紙等。
2、機床電氣知識,數控系統操作,機床電路安裝維修等。
3、機床運動原理,機床傳動部分工作原理、機床裝配知識。
4、基本的幾何知識(高中以上即可)和機械制圖基礎。
5、室內線路、架空線路和電纜線路的安裝敷設和使用維護,常用導線種類、選用與聯接方法。
6、交流非同步電動機類型、用途和運行控制、維護、安裝檢修。
7、常用變配電設備及控制低壓電器,變配電所安全運行操作。
(3)什麼是整台數控機床的基礎和框架擴展閱讀
隨著生產和科學技術的飛速發展,社會對機械產品多樣化的要求日益強烈,產品更新越來越快,多品種、中小批量生產的比重明顯增加,同時隨著汽車工業和輕工業消費品的高速增長,機械產品的結構日趨復雜,其精度日趨提高,性能不斷改善。
數控機床發展趨勢:
1、高精度化 普通級數控機床加工精度已由原來的±10μm,提高到±5μm和±2μm,精密級從±5μm提高到±1.5μm。
2、高速度化 提高主軸轉速是提高切削速度的最直接方法,現在主軸最高轉速可達50000r/min,進給運動快速移動速度達30-40m/min。
3、高柔性化 由單機化發展到單元柔性化和系統柔性化,相繼出現柔性製造單元(FMC),柔性製造系統(FMS),和介於二者之間的柔性製造線(FTL)。
4、高自動化 數控機床除自動編程,上下料、加工等自動化外,還在自動檢索、監控、診斷、自動對刀、自動傳輸的方面發展。
5、復合化 包含工序復合化,功能復合化,在一台數控設備上完成多工序切削加工(車、銑、鏜、鑽)
6、高可靠性 系統平均無故障時間MTBF由80年代10000h提高到現在的30000h,而整機的MTBF也從100~200h提高到500~800h。
7、在智能化 網路化方面也得到較大發展現已出現了通過網路功能進行的遠程診斷服務。
④ 什麼是整台數控機床的基礎和框架
美國麻省理工學院於1952年成功研製了世界上第一台數控銑床。1955年用於製造航空零件的數控銑床正式問世!以後其他一些工業國家,如德國,日本,英國,俄羅斯等相繼開始開發,研製和應用數控機床。
⑤ 數控機床的機械結構的基本組成部分和作用是什麼
1、工程序載體:
數控機床工作時,不需要工人直接去操作機床,要對數控機床進行控制,必須編制加工程序。零件加工程序中,包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數(進給量主軸轉速等)和輔助運動等。
將零件加工程序用一定的格式和代碼,存儲在一種程序載體上,如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁碟等,通過數控機床的輸入裝置,將程序信息輸入到CNC單元。
2、數控裝置:
數控裝置是數控機床的核心。現代數控裝置均採用CNC(Computer
Numerical
Control)形式,這種CNC裝置一般使用多個微處理器,以程序化的軟體形式實現數控功能,因此又稱軟體數控(Software
NC)。
3、伺服與測量反饋系統:
伺服系統用於實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息,經功率放大、整形處理後,轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。
伺服系統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。
4、機床主體:
機床主機是數控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在數控機床上自動地完成各種切削加工的機械部分。
5、數控機床輔助裝置:
輔助裝置是保證充分發揮數控機床功能所必需的配套裝置,常用的輔助裝置包括:氣動、液壓裝置,排屑裝置,冷卻、潤滑裝置,回轉工作台和數控分度頭,防護,照明等各種輔助裝置。
(5)什麼是整台數控機床的基礎和框架擴展閱讀
傳統的機械加工都是用手工操作普通機床作業的,加工時用手搖動機械刀具切削金屬,靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。
現代工業早已使用電腦數字化控制的機床進行作業了,數控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產品和零部件直接進行加工了。這就是所說的數控加工。
數控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域,更是模具加工的發展趨勢和重要和必要的技術手段。
數控車床自五十年代問世以來,由於在單件生產、小批量生產中,使用數控車床加工復雜形狀的零件,不僅提高了勞動生產率和加工質量,而且縮短了生產准備周期和降低了對工人技術熟練程度的要求。
因此它成了單件、小批量生產中實現技術革新和技術革命的一個重要的發展方向。世界各國也都在大力發展這種技術。
⑥ 數控銑床設備的結構組成是什麼樣的
數控銑床就是用電子計數字化信號控制的銑床,它是在一般銑床的基礎上發展起來的一種自動設備,兩者的工藝基本相同,結構也有些相似。目前迅速發展起來的數控中心、柔性加工單元等都是在數控銑床、數控鏜床的基礎上的,兩者都離不開銑削方式。由於數控銑削工藝最復雜,需要解決的技術問題也最多,下面簡單介紹下數控銑床設備的組成結構:
一、數控銑床一般由數控系統、主傳動系統、進給伺服系統、冷卻潤滑系統等幾大部分組成。
(1)控制系統數控銑床運動控制的中心,執行數控程序控制機床進行。
(2)輔助裝置如液壓、氣動、潤滑、冷卻系統和排屑、防護等裝置。
(3)主軸箱包括主軸箱體和主軸傳動系統,用於裝夾刀具並帶動刀具旋轉,主軸轉速范圍和輸出扭矩對有直接的影響。
(4)進給伺服系統由進給電機和進給執行機構組成,按照程序設定的進給速度實現刀具和工件之間的相對運動,包括直線進給運動和旋轉運動。
(5)機床基礎件通常是指底座、立柱、橫梁等,它是整個機床的基礎和框架。
典型數控銑床的機械結構主要由基礎件、主傳動系統、進給傳動系統、回轉工作台及其他機械功能附件等幾部分組成。
二、數控銑床的機械結構
(1)數字控制由於效控機床採用了伺服電機,應用數字技術實現了對機床執行部件工作順序和運動位移的直接控制。
(2)傳動系統傳統機床的變速箱結構被取消或部分取消了,因而機械結構也就大大簡化了。數字控制系統還要求機械繫統有較高的傳動剛度和無傳動間隙,以確保控制指令的執行和控製品質的實現。
(3)輔助系統由於計算機水平和控制能力的不斷提高,同一台機床上允許更多功能部件的同時執行所需要的各種輔助功能已成為可能,因而數控銑床的機械結構比傳統機床具有更高的集成化功能要求。
(4)驅動系統與傳統機床基礎上發展起來的數控機床相比,數控機床的驅動系統精度要求更高,驅動功率更快,機械機構的動靜、熱態剛度更好,能實現長時間的連續運行和盡可能少的停機時間。
從製造技術的發展要求看,伴隨著各種新材料和新工藝的出現,金屬切削正朝著切削速度和精度越來越高、效率越來越高和系統越來越可靠的方向發展。
⑦ 數控機床的基礎知識『
數控機床是一個國家發展的戰略物資。我國相對技術落後,只能生版產中低檔機床,個別權也有高檔的,但和發達國家相比,總體來說差距較大。數控機床的進口數量、國產數量每年都在上升。國產較為先進的是五軸聯動加工大型汽輪機部件的數控機床。
⑧ 數控機床與傳統機床的區別在哪裡
現代機械製造中加工機械零件的方法很多,除切削加工外,還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等,但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細的零件,一般都需在機床上用切削的方法進行最終加工。傳統機床通常包括支承部件、變速機構、進給機構、主軸箱、刀架、潤滑冷卻系統等部分組成,而數控機床是在傳統機床的基礎上發展起來的,兩者的工藝和結構類似,但數控機床主要通過程序來進行生產,在加工過程中不會或很少受到人為的干預,下面簡單介紹下數控機床與傳統機床的區別有哪些:
一、數控機床的結構組成
數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置等部件組成,各部件分別由數控系統進行控制,其中包括數控系統、主傳動系統、進給伺服系統、冷卻潤滑系統等:
(1)控制系統數控機床運動控制的中心,執行數控加工程序控制機床進行加工。
(2)輔助裝置如液壓、氣動、潤滑、冷卻系統和排屑、防護等裝置。
(3)主軸箱包括主軸箱體和主軸傳動系統,用於裝夾刀具並帶動刀具旋轉,主軸轉速范圍和輸出扭矩對加工有直接的影響。
(4)進給伺服系統由進給電機和進給執行機構組成,按照程序設定的進給速度實現刀具和工件之間的相對運動,包括直線進給運動和旋轉運動。
(5)機床基礎件通常是指底座、立柱、橫梁等,它是整個機床的基礎和框架。
二、數控機床比傳統機床的優勢
(1)數控機床的結構更加簡化
部分典型數控機床機械結構主要由基礎件、主傳動系統、進給傳動系統、回轉工作台及其他機械功能附件等幾部分組成。數控機床的機械結構,首先從數字控制技術特點看由於效控機床採用了伺服電機,應用數字技術實現了對機床執行部件工作順序和運動位移的直接控制,傳統機床的變速箱結構被取消或部分取消了,因而機械結構也就大大簡化了。
(2)數控機床功能集成化
數字控制系統還要求機械繫統有較高的傳動剛度和無傳動間隙,以確保控制指令的執行和控製品質的實現。同時由於計算機水平和控制能力的不斷提高,同一台機床上允許更多功能部件的同時執行所需要的各種輔助功能已成為可能,因而數控銑床的機械結構比傳統機床具有更高的集成化功能要求。
(3)數控機床的精度效率更高
從製造技術的發展要求看,伴隨著各種新材料和新工藝的出現,以及市場競爭之間對降低成本的要求,金屬切削加工正朝著切削速度和精度越來越高、生產效率越來越高和系統越來越可靠的方向發展。這就要求在傳統機床基礎上發展起來的數控機床精度要更高.驅動功率更快,機械機構剛度更好,工作更可靠,能實現長時間的連續運行和盡可能少的停機時間。
(4)數控機床配件標准化
隨著各種機床工藝數據的不斷積累,數控機床的基礎件,包括床身、立柱、橫梁、工作台、底座等結構件,以及配套的刀具、夾具、切削油等正向著標准化、流程化方向發展,解決了機床設備通用化的難題。
以上就是數控機床與傳統機床的一些區別,根據企業自身工藝情況合理選用設備可以降低企業的生產成本。
⑨ 什麼叫數控技術
[編輯本段]什麼是數控技術?
數控技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴於數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年,穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世;19世紀末,以紙為數據載體並具有輔助功能的控制系統被發明;1938年,香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸,奠定了現代計算機,包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發展起來的。1952年,第一台數控機床問世,成為世界機械工業史上一件劃時代的事件,推動了自動化的發展。
現在,數控技術也叫計算機數控技術,目前它是採用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控製程序來執行對設備的控制功能。由於採用計算機替代原先用硬體邏輯電路組成的數控裝置,使輸入數據的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現,均可通過計算機軟體來完成。
[編輯本段]數控技術的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化,使製造業成為工業化的象徵,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面。
1.高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一,國際生產工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進給速度可達80m/min,甚至更高,空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數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,並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上,伺服系統的MTBF值達到30000h以上,表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展,應用領域進一步擴大。
2. 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。
當前由於電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其製造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。
在EMO2001展會上,新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。
3. 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟體的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究,如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平台上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,並可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平台、數控系統功能庫以及數控系統功能軟體開發工具等是當前研究的核心。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求,也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的「CyberProction Center」(智能生產控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機床公司展出「IT plaza」(信息技術廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(開放製造環境,簡稱OME)等,反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。
4. 重視新技術標准、規范的建立
(1) 關於數控系統設計開發規范
如前所述,開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性,美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃,並進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定,預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。
(2) 關於數控標准
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於ISO6983標准,即採用G,M代碼描述如何(how)加工,其本質特徵是面向加工過程,顯然,他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此,國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制,能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型,從而實現整個製造過程,乃至各個工業領域產品信息的標准化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命,對於數控技術的發展乃至整個製造業,將產生深遠的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的製造理念,傳統的製造理念中,NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下,NC程序可以分散在互聯網上,這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次,STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時間(約35%)和加工時間(約50%)。
目前,歐美國家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者,他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model),其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。
http://ke..com/view/87747.htm
這個說的比較全面