未来数控机床12大发展趋势!
中国数控产业不能固步自封。要抓住继续发展的机遇,努力发展先进技术,加大技术创新和人才培养力度,提高企业综合服务能力,努力缩短与发达国家的差距。力争尽快实现数控机床产品从低端向高端、从初级产品加工向高精度产品制造转变,实现从中国制造到中国创造、从制造强国到制造强国的转变。
高速
随着汽车、国防、航空、航天等行业的快速发展以及铝合金等新材料的应用,对数控机床的高速加工要求越来越高。
(1)主轴转速:机床采用电主轴(内置主轴电机),主轴最高转速达到200000r/min;
(2)进给速度:分辨率为0.01μm时,最大进给速度达到240m/min,可以获得复杂型材的精密加工;
(3)运算速度:微处理器的快速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保证。 CPU选择了32位和64位数控系统,频率也提高到数百兆赫、数千兆赫。由于运算速度大幅提升,分辨率为0.1μm或0.01μm时,进给速度仍可高达24-240m/min;
(4)换刀速度:目前国外先进加工中心的换刀时间一般在1s左右,高的已达到0.5s。德国Chiron公司设计的刀库为篮式,以主轴为轴心,刀具呈圆形排列,刀具到刀具的换刀时间仅为0.9s。
高精准度
数控机床的精度要求现在已不仅仅局限于静态几何精度,越来越关注机床的运动精度、热变形、振动监测与补偿。
①提高数控系统的控制精度:采用高速插补技术,实现小程序段连续进给,细化数控控制单元,采用高分辨率位置检测装置,提高位置检测精度(日本已开发出内置位置检测器的106脉冲/转交流伺服电机,其位置检测精度可达0.01μm/脉冲),位置伺服系统采用前馈控制和非线性控制方法;
②采用误差补偿技术:采用反向间隙补偿、丝杠螺距误差补偿、刀具误差补偿等技术,综合补偿设备的热变形误差和空间误差。研究结果表明,综合误差补偿技术的应用可使加工误差降低60%~80%;
③利用网格校核和提高加工中心的运动轨迹精度,通过仿真预测机床的加工精度,保证机床的定位精度和重复定位精度,使其性能长期稳定,能够在不同工况下完成多项任务。完成各种加工任务,保证零件的加工质量。
复合功能
复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯到成品的各种要素的加工。按其结构特点可分为工艺复合型和工艺复合型两种。镗铣钻复合加工中心、车铣复合车削中心、铣镗钻车复合复合加工中心等工艺复合机床;加工复合机床如多面多轴联动加工复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工,减少了装卸工件、换刀、调整刀具的辅助时间以及中间工序的误差,提高了零件的加工精度,缩短了产品制造周期,提高了生产效率和制造商的市场反应能力。与分散流程的传统生产方式相比,具有明显的优势。
加工工艺的复合化也带动了机床模块化、多轴化的发展。