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什么是整台数控机床的基础和框架

发布时间: 2021-03-06 16:20:39

① 对数控机床的基础认识

最早是在20世纪40年代初提出的.1949年,美国帕森公司(Parsons Co)正式接受美国空军委托,在麻绳理工学院司服机构试验课的协助下,开始从事数控机床的研制工作.其目的是为了制造出飞机框架及直升机叶片轮廓等形状复杂加工精度高的零件.
经过3年的研究,于1952年试制成功世界第一台3坐标连续控制数控洗床,便是数控机床的第一代.
1959年计算机行业研究出晶体管元器件,因而数控装置中广泛采用晶体管和印制电路板,从而跨入第二代数控时代.
1965年出现了小规模集成电路,其体积小,耗能低,使数控的系统的可靠性得以进一步提高,数控系统发展到第三代.
以上3代,都是专用控制计算机的硬逻辑数控系统.装有这累数控系统的数控机床为普通数控机床(简称NC机床).
1967年,英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统,这就是最初的FMS(柔性制造系统),此后,美,欧,日也相继进行了开发于应用.
随著计算机的发展,小型计算机开始取代专用数控计算机,数控的许多功能开始由软件程序实现.称谓计算机数控系统(CNC)称谓第四代数控机床.而由计算机直接对许多机床进行控制的控制系统,称谓直接数控系统(DNC).
1970年前后,美国英特尔公司开发和使用了微处理器,1974年,美日等国首先研制出了以微处理器为核心的数控系统.近20年来,微处理机数控系统的数控机床得到了飞速发展和广泛应用.此为第5代数控系统(MNC)
20世纪80年代初,国际上又出现了柔性制造单元FMC.FMC和FMS被认为CIMS(计算机集成制造系统)的必经阶段和基础.

② 什么是数控

[编辑本段]什么是数控技术?
数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年,穿孔的金属薄片互换式数据载体问世;19世纪末,以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明;1938年,香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输,奠定了现代计算机,包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年,第一台数控机床问世,成为世界机械工业史上一件划时代的事件,推动了自动化的发展。
现在,数控技术也叫计算机数控技术,目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。
[编辑本段]数控技术的发展趋势
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,他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。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面。
1.高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
2. 5轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
3. 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
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便的智能化,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、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。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。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProction Center”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
4. 重视新技术标准、规范的建立
(1) 关于数控系统设计开发规范
如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
(2) 关于数控标准
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。
STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。
目前,欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。

http://ke..com/view/87747.htm

这个说的比较全面

③ 学会数控机床要具备哪些基本知识

学会数控机床要具备的基本知识:

1、数控基础知识,编程代码修改,工件坐标系,看加工图纸等。

2、机床电气知识,数控系统操作,机床电路安装维修等。

3、机床运动原理,机床传动部分工作原理、机床装配知识。

4、基本的几何知识(高中以上即可)和机械制图基础。

5、室内线路、架空线路和电缆线路的安装敷设和使用维护,常用导线种类、选用与联接方法。

6、交流异步电动机类型、用途和运行控制、维护、安装检修。

7、常用变配电设备及控制低压电器,变配电所安全运行操作。

(3)什么是整台数控机床的基础和框架扩展阅读

随着生产和科学技术的飞速发展,社会对机械产品多样化的要求日益强烈,产品更新越来越快,多品种、中小批量生产的比重明显增加,同时随着汽车工业和轻工业消费品的高速增长,机械产品的结构日趋复杂,其精度日趋提高,性能不断改善。

数控机床发展趋势:

1、高精度化 普通级数控机床加工精度已由原来的±10μm,提高到±5μm和±2μm,精密级从±5μm提高到±1.5μm。

2、高速度化 提高主轴转速是提高切削速度的最直接方法,现在主轴最高转速可达50000r/min,进给运动快速移动速度达30-40m/min。

3、高柔性化 由单机化发展到单元柔性化和系统柔性化,相继出现柔性制造单元(FMC),柔性制造系统(FMS),和介于二者之间的柔性制造线(FTL)。

4、高自动化 数控机床除自动编程,上下料、加工等自动化外,还在自动检索、监控、诊断、自动对刀、自动传输的方面发展。

5、复合化 包含工序复合化,功能复合化,在一台数控设备上完成多工序切削加工(车、铣、镗、钻)

6、高可靠性 系统平均无故障时间MTBF由80年代10000h提高到现在的30000h,而整机的MTBF也从100~200h提高到500~800h。

7、在智能化 网络化方面也得到较大发展现已出现了通过网络功能进行的远程诊断服务。

④ 什么是整台数控机床的基础和框架

美国麻省理工学院于1952年成功研制了世界上第一台数控铣床。1955年用于制造航空零件的数控铣床正式问世!以后其他一些工业国家,如德国,日本,英国,俄罗斯等相继开始开发,研制和应用数控机床。

⑤ 数控机床的机械结构的基本组成部分和作用是什么

1、工程序载体:

数控机床工作时,不需要工人直接去操作机床,要对数控机床进行控制,必须编制加工程序。零件加工程序中,包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数(进给量主轴转速等)和辅助运动等。

将零件加工程序用一定的格式和代码,存储在一种程序载体上,如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等,通过数控机床的输入装置,将程序信息输入到CNC单元。

2、数控装置:

数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(Computer
Numerical
Control)形式,这种CNC装置一般使用多个微处理器,以程序化的软件形式实现数控功能,因此又称软件数控(Software
NC)。

3、伺服与测量反馈系统:

伺服系统用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。

伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。

4、机床主体:

机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。

5、数控机床辅助装置:

辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置,常用的辅助装置包括:气动、液压装置,排屑装置,冷却、润滑装置,回转工作台和数控分度头,防护,照明等各种辅助装置。

(5)什么是整台数控机床的基础和框架扩展阅读

传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的,加工时用手摇动机械刀具切削金属,靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。

现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了,数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。这就是所说的数控加工。

数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域,更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。

数控车床自五十年代问世以来,由于在单件生产、小批量生产中,使用数控车床加工复杂形状的零件,不仅提高了劳动生产率和加工质量,而且缩短了生产准备周期和降低了对工人技术熟练程度的要求。

因此它成了单件、小批量生产中实现技术革新和技术革命的一个重要的发展方向。世界各国也都在大力发展这种技术。

⑥ 数控铣床设备的结构组成是什么样的

数控铣床就是用电子计数字化信号控制的铣床,它是在一般铣床的基础上发展起来的一种自动设备,两者的工艺基本相同,结构也有些相似。目前迅速发展起来的数控中心、柔性加工单元等都是在数控铣床、数控镗床的基础上的,两者都离不开铣削方式。由于数控铣削工艺最复杂,需要解决的技术问题也最多,下面简单介绍下数控铣床设备的组成结构:
一、数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成。
(1)控制系统数控铣床运动控制的中心,执行数控程序控制机床进行。
(2)辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
(3)主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统,用于装夹刀具并带动刀具旋转,主轴转速范围和输出扭矩对有直接的影响。
(4)进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成,按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动,包括直线进给运动和旋转运动。
(5)机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等,它是整个机床的基础和框架。
典型数控铣床的机械结构主要由基础件、主传动系统、进给传动系统、回转工作台及其他机械功能附件等几部分组成。
二、数控铣床的机械结构
(1)数字控制由于效控机床采用了伺服电机,应用数字技术实现了对机床执行部件工作顺序和运动位移的直接控制。
(2)传动系统传统机床的变速箱结构被取消或部分取消了,因而机械结构也就大大简化了。数字控制系统还要求机械系统有较高的传动刚度和无传动间隙,以确保控制指令的执行和控制品质的实现。
(3)辅助系统由于计算机水平和控制能力的不断提高,同一台机床上允许更多功能部件的同时执行所需要的各种辅助功能已成为可能,因而数控铣床的机械结构比传统机床具有更高的集成化功能要求。
(4)驱动系统与传统机床基础上发展起来的数控机床相比,数控机床的驱动系统精度要求更高,驱动功率更快,机械机构的动静、热态刚度更好,能实现长时间的连续运行和尽可能少的停机时间。
从制造技术的发展要求看,伴随着各种新材料和新工艺的出现,金属切削正朝着切削速度和精度越来越高、效率越来越高和系统越来越可靠的方向发展。

⑦ 数控机床的基础知识‘

数控机床是一个国家发展的战略物资。我国相对技术落后,只能生版产中低档机床,个别权也有高档的,但和发达国家相比,总体来说差距较大。数控机床的进口数量、国产数量每年都在上升。国产较为先进的是五轴联动加工大型汽轮机部件的数控机床。

⑧ 数控机床与传统机床的区别在哪里

现代机械制造中加工机械零件的方法很多,除切削加工外,还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等,但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件,一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。传统机床通常包括支承部件、变速机构、进给机构、主轴箱、刀架、润滑冷却系统等部分组成,而数控机床是在传统机床的基础上发展起来的,两者的工艺和结构类似,但数控机床主要通过程序来进行生产,在加工过程中不会或很少受到人为的干预,下面简单介绍下数控机床与传统机床的区别有哪些:
一、数控机床的结构组成
数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置等部件组成,各部件分别由数控系统进行控制,其中包括数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等:
(1)控制系统数控机床运动控制的中心,执行数控加工程序控制机床进行加工。
(2)辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
(3)主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统,用于装夹刀具并带动刀具旋转,主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。
(4)进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成,按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动,包括直线进给运动和旋转运动。
(5)机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等,它是整个机床的基础和框架。
二、数控机床比传统机床的优势
(1)数控机床的结构更加简化
部分典型数控机床机械结构主要由基础件、主传动系统、进给传动系统、回转工作台及其他机械功能附件等几部分组成。数控机床的机械结构,首先从数字控制技术特点看由于效控机床采用了伺服电机,应用数字技术实现了对机床执行部件工作顺序和运动位移的直接控制,传统机床的变速箱结构被取消或部分取消了,因而机械结构也就大大简化了。
(2)数控机床功能集成化
数字控制系统还要求机械系统有较高的传动刚度和无传动间隙,以确保控制指令的执行和控制品质的实现。同时由于计算机水平和控制能力的不断提高,同一台机床上允许更多功能部件的同时执行所需要的各种辅助功能已成为可能,因而数控铣床的机械结构比传统机床具有更高的集成化功能要求。
(3)数控机床的精度效率更高
从制造技术的发展要求看,伴随着各种新材料和新工艺的出现,以及市场竞争之间对降低成本的要求,金属切削加工正朝着切削速度和精度越来越高、生产效率越来越高和系统越来越可靠的方向发展。这就要求在传统机床基础上发展起来的数控机床精度要更高.驱动功率更快,机械机构刚度更好,工作更可靠,能实现长时间的连续运行和尽可能少的停机时间。
(4)数控机床配件标准化
随着各种机床工艺数据的不断积累,数控机床的基础件,包括床身、立柱、横梁、工作台、底座等结构件,以及配套的刀具、夹具、切削油等正向着标准化、流程化方向发展,解决了机床设备通用化的难题。
以上就是数控机床与传统机床的一些区别,根据企业自身工艺情况合理选用设备可以降低企业的生产成本。

⑨ 什么叫数控技术

[编辑本段]什么是数控技术?
数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年,穿孔的金属薄片互换式数据载体问世;19世纪末,以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明;1938年,香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输,奠定了现代计算机,包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年,第一台数控机床问世,成为世界机械工业史上一件划时代的事件,推动了自动化的发展。
现在,数控技术也叫计算机数控技术,目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置,使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现,均可通过计算机软件来完成。
[编辑本段]数控技术的发展趋势
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,他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。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面。
1.高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。
在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。
为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
2. 5轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。
当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。
3. 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
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便的智能化,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、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。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。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProction Center”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
4. 重视新技术标准、规范的建立
(1) 关于数控系统设计开发规范
如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。
(2) 关于数控标准
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。
STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。
目前,欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。

http://ke..com/view/87747.htm

这个说的比较全面

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