1.機(jī)床的高速化

　　隨著汽車、航空航天等工業(yè)輕合金材料的廣泛應(yīng)用，高速加工已成為制造技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)糕伐。高速加工具有縮短加工時(shí)間、提高加工精度和表面質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)蘸嘶，在模具制造等領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛良瞧。機(jī)床的高速化需要新的數(shù)控系統(tǒng)、高速電主軸和高速伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)训唱，以及機(jī)床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和輕量化褥蚯。高速加工不僅是設(shè)備本身，而是機(jī)床况增、刀具赞庶、刀柄、夾具和數(shù)控編程技術(shù)澳骤，以及人員素質(zhì)的集成歧强。高速化的最終目的是高效化，機(jī)床僅是實(shí)現(xiàn)高效的關(guān)鍵之一为肮，絕非全部摊册，生產(chǎn)效率和效益在" 刀尖"上。

　　2.機(jī)床的精密化

　　按照加工精度果喊，機(jī)床可分為普通機(jī)床找骏、精密機(jī)床和超精機(jī)床，加工精度大約每8年提高一倍实朗。數(shù)控機(jī)床的定位精度即將告別微米時(shí)代而進(jìn)入亞微米時(shí)代测捐，超精密數(shù)控機(jī)床正在向納米進(jìn)軍。在未來(lái)10年晒躺，精密化與高速化、智能化和微型化匯合而成新一代機(jī)床倘秸。機(jī)床的精密化不僅是汽車挑胯、電子、醫(yī)療器械等工業(yè)的迫切需求轨皮，還直接關(guān)系到航空航天伪滤、導(dǎo)彈衛(wèi)星方秤、新型武器等國(guó)防工業(yè)的現(xiàn)代化。

　　3.從工序復(fù)合到完整加工

　　70年代出現(xiàn)的加工中心開(kāi)多工序集成之先河薇硬，現(xiàn)已發(fā)展到" 
完整加工"益锻，即在一臺(tái)機(jī)床上完成復(fù)雜零件的全部加工工序。完整加工通過(guò)工藝過(guò)程集成啊终，一次裝卡就把一個(gè)零件加工過(guò)程全部完成镜豹。由于減少裝卡次數(shù)，提高了加工精度蓝牲，易于保證過(guò)程的高可靠性和實(shí)現(xiàn)零缺陷生產(chǎn)趟脂。此外，完整加工縮短了加工過(guò)程鏈和輔助時(shí)間例衍，減少了機(jī)床臺(tái)數(shù)昔期，簡(jiǎn)化了物料流，提高了生產(chǎn)設(shè)備的柔性佛玄，生產(chǎn)總占地面積小硼一，使投資更加有效。

　　4.機(jī)床的信息化

　　機(jī)床信息化的典型案例是Mazak 410H梦抢，該機(jī)床配備有信息塔般贼，實(shí)現(xiàn)了工作地的自主管理。信息塔具有語(yǔ)音惑申、文本和視像等通訊功能具伍。與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，下載工作指令和加工程序镇纳。工件試切時(shí)枉俗，可在屏幕上觀察加工過(guò)程。信息塔實(shí)時(shí)反映機(jī)床工作狀態(tài)和加工進(jìn)度仍枕，并可以通過(guò)手機(jī)查詢营俘。信息塔同時(shí)進(jìn)行工作地?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和刀具壽命管理，以及故障報(bào)警顯示尚蔗、在線幫助排除毛凶。機(jī)床操作權(quán)限需經(jīng)指紋確認(rèn)。

　　5.機(jī)床的智能化-測(cè)量篡搓、監(jiān)控和補(bǔ)償

　　機(jī)床智能化包括在線測(cè)量帘圣、監(jiān)控和補(bǔ)償。數(shù)控機(jī)床的位置檢測(cè)及其閉環(huán)控制就是簡(jiǎn)單的應(yīng)用案例页镜。為了進(jìn)一步提高加工精度饼酱，機(jī)床的圓周運(yùn)動(dòng)精度和刀頭點(diǎn)的空間位置，可以通過(guò)球桿儀和激光測(cè)量后纸牌，輸入數(shù)控系統(tǒng)加以補(bǔ)償瘾显。未來(lái)的數(shù)控機(jī)床將會(huì)配備各種微型傳感器愧杯，以監(jiān)控切削力、振動(dòng)鞋既、熱變形等所產(chǎn)生的誤差力九，并自動(dòng)加以補(bǔ)償或調(diào)整機(jī)床工作狀態(tài)，以提高機(jī)床的工作精度和穩(wěn)定性

　　6.機(jī)床的微型化

　　隨著納米技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)的迅速進(jìn)展邑闺，開(kāi)發(fā)加工微型零件的機(jī)床已經(jīng)提到日程上來(lái)了跌前。微型機(jī)床同時(shí)具有高速和精密的特點(diǎn)，最小的微型機(jī)床可以放在掌心之中检吆，一個(gè)微型工廠可以放在手提箱中舒萎。操作者通過(guò)手柄和監(jiān)視屏幕控制整個(gè)工廠的運(yùn)作。

　　7.新的并聯(lián)機(jī)構(gòu)原理

　　傳統(tǒng)機(jī)床是按笛卡爾坐標(biāo)將沿3個(gè)坐標(biāo)軸線的移動(dòng)X蹭沛、Y臂寝、Z和繞3個(gè)坐標(biāo)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)A、B摊灭、C依次串聯(lián)疊加咆贬，形成所需的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床是采用各種類型的桿機(jī)構(gòu)在空間移轉(zhuǎn)主軸部件帚呼，形成所需的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡呆逼。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、剛度高皮向、動(dòng)態(tài)性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)嘲陋，應(yīng)用前景廣闊。

　　8.新的工藝過(guò)程

　　除了金屬切削和鍛壓成形外盘荸，新的加工工藝方法和過(guò)程層出不窮铸烈，機(jī)床的概念正在變化。激光加工領(lǐng)域日益擴(kuò)大售检，除激光切割砰吻、激光焊接外，激光孔加工彤擒、激光三維加工且险、激光熱處理、激光直接金屬制造等應(yīng)用日益廣泛锯叮。電加工敛旗、超聲波加工、疊層銑削坦报、快速成型技術(shù)库说、三維打印技術(shù)各顯神通。

　　9.新結(jié)構(gòu)和新材料

　　機(jī)床高速化和精密化要求機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和輕量化燎竖，以減少機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)慣量對(duì)加工精度的負(fù)面影響璃弄，大幅度提高機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能。例如构回，借助有限元分析對(duì)機(jī)床構(gòu)件進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化夏块，設(shè)計(jì)"箱中箱"結(jié)構(gòu)，以及采用空心焊接結(jié)構(gòu)或鉛合金材料已經(jīng)開(kāi)始從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱谩?

　　10.新的設(shè)計(jì)方法和手段

　　我國(guó)機(jī)床設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)手段要盡快從"甩圖板"的二維CAD向三維CAD過(guò)渡纤掸。三維建模和仿真是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)脐供，是企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的源泉。在此三維設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行CAD/CAM/CAE/PDM的集成借跪，加快新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度政己，保證新產(chǎn)品的順利投產(chǎn)，并逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理掏愁。

　　11.直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)

　　在傳統(tǒng)機(jī)床中歇由，電動(dòng)機(jī)和機(jī)床部件是借助耦合元件，如皮帶果港、齒輪和聯(lián)軸節(jié)等加以連接桌懊，實(shí)現(xiàn)部件所需的移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，"機(jī)"和"電"是分家的潘谴。直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)是將電動(dòng)機(jī)與機(jī)械部件集成為一體英嬉，成為機(jī)電一體化的功能部件，如直線電動(dòng)機(jī)哆沽、電主軸份肠、電滾珠絲桿和力矩電動(dòng)機(jī)等。直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡(jiǎn)化了機(jī)床結(jié)構(gòu)贬嚷，提高了機(jī)床的剛度和動(dòng)態(tài)性能僧少，運(yùn)動(dòng)速度和加工精度。

　　12.開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)

　　數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)放是大勢(shì)所趨魁济。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有三種形式：1)全開(kāi)放系統(tǒng)逞翰，即基于微機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，以微機(jī)作為平臺(tái)孙已，采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)吝都，開(kāi)發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的各種功能，通過(guò)伺服卡傳送數(shù)據(jù)淋袖，控制坐標(biāo)軸電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)鸿市。2)嵌入系統(tǒng)，即CNC+PC即碗，CNC控制坐標(biāo)軸電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)焰情，PC作為人機(jī)界面和網(wǎng)絡(luò)通信。3)融合系統(tǒng)剥懒，在CNC 的基礎(chǔ)上增加PC主板内舟，提供鍵盤操作合敦，提高人機(jī)界面功能，如Siemens 840Di和Fanuc 210i验游。

　　13.可重組制造系統(tǒng)

　　隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快充岛，專用機(jī)床的可重構(gòu)性和制造系統(tǒng)的可重組性日益重要。通過(guò)數(shù)控加工單元和功能部件的模塊化耕蝉，可以對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行快速重組和配置崔梗，以適應(yīng)變型產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。機(jī)械垒在、電氣和電子蒜魄、液和氣、以及控制軟件的接口規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)可重組性的關(guān)鍵愚贩。

　　14.虛擬機(jī)床和虛擬制造

　　為了加快新機(jī)床的開(kāi)發(fā)速度和質(zhì)量盯辅，在設(shè)計(jì)階段借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在機(jī)床還沒(méi)有制造出來(lái)以前米搭，就能夠評(píng)價(jià)機(jī)床設(shè)計(jì)的正確性和使用性能驱宴，在早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的各種失誤，減少損失拌艳，提高新機(jī)床開(kāi)發(fā)的質(zhì)量歧衡。

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