制造技術(shù)为狸,微電子技術(shù)歼郭、自動(dòng)控制技術(shù)遗契、計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和普及,推動(dòng)和促進(jìn)了數(shù)控設(shè)備的發(fā)展盆扳,數(shù)控機(jī)床和數(shù)控裝置在功能和品種上展現(xiàn)出極為廣闊的前景膊编,主體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面;
〖笳(1)高可靠性尸钢,數(shù)控機(jī)床能發(fā)揮其高性能高精度、高效率妄由,并獲得良好的效益苇硫,關(guān)鍵取決于可靠性。衡量可靠性的制造技術(shù)颓蛀,微電子技術(shù)境薪、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和普及鹰坐,推動(dòng)和促進(jìn)了數(shù)控設(shè)備的發(fā)展好啸,數(shù)控機(jī)床和數(shù)控裝置在功能和品種上展現(xiàn)出極為廣闊的前景,主體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面迷啄;
≡尽(1)高可靠性,數(shù)控機(jī)床能發(fā)揮其高性能高精度罚渐、高效率却汉,并獲得良好的效益,關(guān)鍵取決于可靠性荷并。衡量可靠性的重要的量化指標(biāo)是平均無故障工作時(shí)間(MTBF)合砂,數(shù)控系統(tǒng)的MTBF值已由70年代的大于3000h、80年代的10000h源织、提高到90年代初的30000~36000h翩伪。
數(shù)控機(jī)床整機(jī)的可靠性水平也有顯著提高。整機(jī)的MTBF值由80年代初期的100~200h提高到現(xiàn)在的500~800h谈息。
≡狄佟(2)高柔性化,數(shù)控機(jī)床對(duì)于滿足加工對(duì)象的變化侠仇,已經(jīng)具備了很強(qiáng)的適應(yīng)能力轻姿。目前,在進(jìn)一步提高單機(jī)柔性化方向發(fā)展逻炊。體現(xiàn)系統(tǒng)柔性化的FMC和FMS發(fā)展迅速祷骂。美國(guó)FMC的安裝平均增長(zhǎng)率達(dá)到72.85%,日本FMS的安裝平均增長(zhǎng)率為24.26%。
近些年來觅氢,不僅中宝辛、小批量生產(chǎn)方式在努力提高柔行化能力。在大批量生產(chǎn)方式中虐恋,也積極向柔性化方面轉(zhuǎn)向枕泽。如出現(xiàn)PLC控制的可調(diào)組合機(jī)床、數(shù)控多軸加工中心馒符、換刀換箱式加工中心掰站,數(shù)控三坐標(biāo)動(dòng)力單元等具有柔性化的高效加工設(shè)備和介于傳統(tǒng)自動(dòng)線與FMS之間的柔性化自動(dòng)線(FTL)
(3)高精度化淘砌、高速度花涧谓、數(shù)控機(jī)床配備的高級(jí)型數(shù)控系統(tǒng)都具有更高的分辨力和更高的進(jìn)給速度,如分辨力為0.1μm時(shí)進(jìn)給速度為24m/min厦浦,分辨力為1μm時(shí)進(jìn)給速度為100~240m/min瑟捺,在某些超精密數(shù)據(jù)機(jī)床上分辨力可達(dá)0.01μm。數(shù)控系統(tǒng)中的主控計(jì)算機(jī)普遍采用32位機(jī)棺榔,并已有采用64位機(jī)的瓶堕。頻率由5MHz、10HMz提高到16HNz症歇、20HMz郎笆,高級(jí)型數(shù)控系統(tǒng)已采用精簡(jiǎn)指令集運(yùn)算的RISC芯片作為主CPU,進(jìn)一步提高運(yùn)算速度忘晤。伺服系統(tǒng)采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng)宛蚓,位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化控制设塔,因而可獲得不受機(jī)械載荷變動(dòng)影響的高速響應(yīng)的伺服性能凄吏。此外,還采用可前饋控制壹置,以減少伺服系統(tǒng)的跟蹤滯后誤差竞思;采用高分辨力的位置編碼器,以及位置環(huán)和速度環(huán)的軟件控制钞护,具有學(xué)習(xí)控制功能,還有各種補(bǔ)償功能等技術(shù)爆办,從而保證了數(shù)控機(jī)床的高速度和高精度這兩項(xiàng)指標(biāo)兼容揩臊。
近年來,普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由原來的±10μm提高到±5μm鬼痹,精密級(jí)從±5μm提高到±1.5μm預(yù)計(jì)到2000年落余,普通加工個(gè)精密加工的精度還將提高幾倍,而超精密加工已進(jìn)入納米(nm)時(shí)代。
提高主軸轉(zhuǎn)速是提高切削速度的最有效的方法幔私。近十年來涎舔,數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速?gòu)?000~2000r/min提高到5000~7000r/min,數(shù)控高速磨削的砂輪線速度從50~60m/s提高到100~120m/s菠山,快速移動(dòng)速度由8~12m/min提高到18~24m/min.30~40m/min的機(jī)床也穩(wěn)定用于生產(chǎn)哮互,提高移動(dòng)速度達(dá)到100m/min,因而大大減少了非切削時(shí)間乙错。
在縮短換刀時(shí)間的工作臺(tái)交換時(shí)間方面也取得了較大的進(jìn)展题晌。數(shù)控車床刀架的轉(zhuǎn)位時(shí)間已經(jīng)從過去的1~3s減少到0.4~0.6s。
〖中(4)復(fù)合化儡皮。復(fù)合化包括工序復(fù)合化和功能復(fù)合化,數(shù)控機(jī)床的發(fā)展模糊了粗哪自、精加工工序的概念丰包。打破了傳統(tǒng)的工序界限和分工加工的工藝規(guī)程,使一臺(tái)機(jī)床能完成多種工序的復(fù)合加工壤巷,相應(yīng)配置了刀具自動(dòng)交換位置(ATC)烫沙、工件自動(dòng)交換位置(APC)等配套技術(shù)。近年來隙笆,又相繼出現(xiàn)了許多跨度更大的锌蓄、功能集中的復(fù)合化數(shù)控機(jī)床。如美國(guó)CINCINNATIMILACRON公司的車撑柔、銑瘸爽、鏜型多用途制造中心;意大利SAFOP的車铅忿、銑剪决、鏜、磨復(fù)合機(jī)床檀训;瑞士RASKIN公司的沖孔柑潦、成形與激光切削復(fù)合機(jī)床;WHITNEY公司的等離子加工與沖壓復(fù)合機(jī)床等阅窝。
√莘(5)制造系統(tǒng)自動(dòng)化,自80年代中期以來坞龙,以數(shù)控機(jī)床為主體的加工自動(dòng)化已從單臺(tái)數(shù)控機(jī)床發(fā)展到柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元霎挚,結(jié)合信息管理系統(tǒng)的自動(dòng)化,逐步形成整個(gè)工廠的自動(dòng)化蚀稻,在國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)自動(dòng)化工廠和計(jì)算機(jī)輔助制造工廠的雛形實(shí)體骗早。盡管這種高自動(dòng)化的技術(shù)還不夠完備,投資過大,回收期較長(zhǎng)爪撤,但數(shù)控機(jī)床的高自動(dòng)化以及向FMC绿捶、FMS系統(tǒng)集成方向發(fā)展的總趨勢(shì)仍是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的主流。除進(jìn)一步提高其自動(dòng)編程网燃,自動(dòng)換刀婆精、自動(dòng)上下料、自動(dòng)加工等自動(dòng)化程度外盒苛,在自動(dòng)測(cè)量怜俐、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)診斷邓尤、自動(dòng)對(duì)刀拍鲤,自動(dòng)傳輸、自動(dòng)調(diào)度汞扎、自動(dòng)管理等方面也得到進(jìn)一步發(fā)展季稳。
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