數(shù)控裝備是以計算機數(shù)控階段的國內外各類型的數(shù)控系統(tǒng)為平臺舆绎， 通過微處理器、可編程序控制器和外圍電路等裝置的彼此交互胞锰，經(jīng)數(shù)字化電信號對工作母機的運行過程進行自動控制的裝備。它是以工業(yè)革命4.0后第7代數(shù)控技術為代表的新技術裝備兢榨，是現(xiàn)有制造產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)相互滲透而形成的機電一體化產(chǎn)品即所謂的數(shù)字化裝備嗅榕。

在以創(chuàng)新突破和供給側改革為特征的“ 新常態(tài)” 時期，我國正處于由數(shù)控化模具生產(chǎn)大國快步向模具制造強國邁進的征程中吵聪。眾多模具企業(yè)直面改革凌那， 追蹤政策利好， 把握發(fā)展機遇圾框， 在互聯(lián)網(wǎng)平臺下營建“ 平臺+ 創(chuàng)客” 的企業(yè)協(xié)同制造模式窘吟， 在“ 精、專残团、強” 路線下擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應蠕蹋。同時也在不斷加大資金投入， 全面普及模具CAD/CAM/CAE技術画眯，全面應用快速經(jīng)濟模具制造技術阔渔，實施智能化制造并構建模具智能工廠。模具行業(yè)這種“加快信息驅動灌当、提高制造柔性您风，促進系統(tǒng)化集成”的發(fā)展趨勢，對行業(yè)內國產(chǎn)數(shù)控裝備的研制和應用提出了新的發(fā)展要求：一是做到模具加工精細化;二是力求全程運行自動化;三是響應用戶信息化要求;四是采取機械京球、電氣参攻、液壓和氣動等模塊的一體化設計與裝配。

1. 數(shù)控裝備要做到模具加工精細化

模具用戶已不僅僅要求其表面質量和尺寸精度怎晰，更追求制件成形結果的安全穩(wěn)定性以及成形曲線危險區(qū)和安全區(qū)的直觀分析髓绽。基于三維設計的深入普及妆绞，現(xiàn)代模具的型腔更多地采用一模幾百腔或上千腔結構顺呕，型腔工作面曲線趨于更加復雜平滑，分型面的優(yōu)化設計更加合理括饶，模具精度更多的是微米級精密化要求株茶、個別的已接近于亞微米級甚至深亞微米級的精密化， 模具推陳出新的設計周期愈來愈短图焰，模具數(shù)控加工仿真擬合度越來越接近真實化启盛。所以說，模具用數(shù)控裝備只有裝用強大運算能力的高性能數(shù)控系統(tǒng)技羔，并積極采用主軸高速驰徊、位置檢測高分辨率及誤差補償全方位等技術手段，才能達到對現(xiàn)代模具3D曲面的高精度堕阔、高速度和高穩(wěn)定性加工棍厂。

裝用高性能數(shù)控系統(tǒng)颗味。數(shù)控系統(tǒng)是現(xiàn)代數(shù)控裝備的神經(jīng)中樞，其運算能力通常與直線插補牺弹、PLC/PMC處理鹃改、輔助程序調出、宏運算和輔助功能等指標有著密切關系砸新。這就要求模具裝備的數(shù)控系統(tǒng)不僅要配置高性能極快運算速度的32位甚至64位多核微處理器侦萍，還要通過加減速控制技術獲得高速平穩(wěn)狀態(tài)下最優(yōu)的控制性能。例如拿奥，FANUC 31i等系統(tǒng)在最小設定單位1μm下的最高快速進給速度達240m/min均壳，其一個程序段的處理時間可縮短至0.5ms，在連續(xù)1mm微小程序段的移動指令下的最大進給速度達120m/min母滤。

采用內裝式主軸電機實現(xiàn)主軸高速化拔翠。在模具裝備高速化進程中，提高主軸轉速占有重要地位城砖。主軸高速化的手段是采用內裝式電主軸翅窥，使主軸驅動不必通過變速箱，而是直接把電動機與主軸連接成一體后裝入主軸部件廷诺。例如没惶，F(xiàn)ANUC公司βiI-B型內裝主軸電動機轉速達30 000r/min，SIEMENS公司2SP120型電主軸轉速達120 000r/min簇抵。

采用直線電動機縮短傳動鏈為零庆杜。數(shù)控裝備進給部分的幾何精度、傳動精度碟摆、靈敏性和穩(wěn)定性等因素晃财，直接關系著模具工件的輪廓形狀精度和加工質量。鑒于間接獲得直線運動的滾珠絲杠副傳動和齒輪齒條副傳動不能滿足超高速焦履、超精密數(shù)控裝備的精度要求，進給部分宜采用直線電動機進行磁懸浮列車般無接觸式直接傳遞雏逾，以取消易磨損且運行不平穩(wěn)的滾珠絲杠嘉裤、聯(lián)軸器或傳動帶等中間機械變換部件，使進給傳動鏈縮短至零栖博，從而獲得很高的動態(tài)性能和極高的控制精度屑宠。例如，SIEMENS公司1FN1系列直線電動機的最大速度達96m/min仇让，1FN3系列直線電動機的最大速度達370m/min典奉，1FN6系列自冷型直線電動機與水冷型直線電動機的最大速度分別為1 280m/min和852m/min，如圖4所示丧叽。

采用高分辨率的位置檢測裝置提高全閉環(huán)控制精度卫玖。位置檢測裝置是保證數(shù)控裝備實現(xiàn)精確定位和高精度加工的前提條件真葱。在全閉環(huán)控制策略下，電動機內裝型編碼器作為第1測量系統(tǒng)辐胆， 用以測量速度和識別轉子位置;直線光柵尺作為第2測量系統(tǒng)讨砍， 用以測量工作臺的直線位移。目前卸研， 日本產(chǎn)內裝型編碼器的檢測精度達到0.01μm/脈沖佩讨，德國HEIDENHAIN公司LIP型直線光柵尺的檢測精度達到± 0 . 5 μ m， 個別型號的已達±1nm多盅。

2. 數(shù)控裝備要力求全程運行自動化

對于現(xiàn)代模具把毒，高精度加工離不開工序的集成復合化，高速度加工離不開上/下料勤右、切削和測量等功能的集成自動化徽捶，高穩(wěn)定性加工離不開刀具、夾具掷栋、輔具和裝備的高端化端制。因此，模具用數(shù)控裝備一是集合車削邦鲫、銑削灸叼、鉆削和鏜削等工序，實現(xiàn)單機一次裝夾下孔庆捺、面古今、槽等多部位的切削加工;二是增強數(shù)控系統(tǒng)的聯(lián)動軸數(shù)和總控制軸數(shù)，實現(xiàn)單機的多軸滔以、多路徑控制;三是配置大容量的自動化刀庫或多個主軸頭捉腥，實現(xiàn)單機加工程序下目標刀具的自動切換，并可根據(jù)刀具的磨損和溫升自我補償;四是配置懸臂機械手或智能機器人你画，實現(xiàn)單機的自動上/下料乃至柔性制造線中機群的裝/卸料控制;五是研制應用智能機床抵碟，使機床具備振動防止控制、熱位移控制坏匪、干涉防止拟逮、潤滑油量自動調節(jié)及信息智能判斷等機能，以對機床運用一段時間后變化的幾何精度或關鍵零部件的位移偏移自行修正等适滓。

3. 數(shù)控裝備要響應用戶信息化要求

隨著模具制造全程數(shù)字化的推進敦迄，在未來的模具智能工廠中，總控平臺接收用戶平臺反饋的需求信息后番恭，既會根據(jù)個性化訂單向設計平臺下達設計指令奖岛，也會根據(jù)普遍性訂單向倉庫平臺傳送模具出庫指令，還會根據(jù)倉庫平臺反饋信息向制造平臺下達生產(chǎn)命令。設計平臺下的創(chuàng)客會運用CAD/CAM/CAE技術淑储，對模具進行三維設計帘缤、仿真分析及CNC程序生成等，并將樣模數(shù)據(jù)和程序傳至制造平臺祸麸。倉庫平臺下的創(chuàng)客既會歸集庫內模具的規(guī)格吉挎、數(shù)量、材質和需求者椭斜，也會統(tǒng)計標準件和原料氨固、輔料的出入庫信息，還會反饋物料數(shù)據(jù)給財務平臺揣煤。生產(chǎn)平臺會分解出模具制造計劃解瀑、坯料和刀輔具等供應詳單，會根據(jù)各生產(chǎn)子平臺反饋的設備運行狀態(tài)凉适、生產(chǎn)進度等自動做出決定蛛蒙。生產(chǎn)平臺會分解出模具制造計劃。

這就要求數(shù)控裝備具有雙向渤愁、更高速的聯(lián)網(wǎng)通信功能牵祟，以保證信息流在部門間暢通無阻，進而使得機床抖格、加工程序诺苹、刀具夾具、生產(chǎn)計劃表及CAM廠家協(xié)作等信息共享雹拄，經(jīng)軟件實現(xiàn)企業(yè)的實時管理;數(shù)控裝備的二次開發(fā)具有方便性和開放性收奔，便于模具廠家新產(chǎn)品的加工設計，并通過網(wǎng)絡導入模具三維設計的仿真程序滓玖。FANUC 5軸加工機床的硬件鏈路如圖6所示坪哄。

4. 數(shù)控裝備要機電液氣模塊一體化

日益發(fā)展的機電一體化技術對數(shù)控裝備的發(fā)展提出了模塊化、小型化和集成化的要求势篡，以便將機械翩肌、電氣、液壓和氣動等裝置揉為一體禁悠。這樣既能適應不同用戶的快速需求念祭，又可節(jié)省裝備制造廠家的制造成本;既能滿足柔性制造線有限空間內的隨意布置，又可提高整機裝配的效率和精度;既能增強用戶維護保養(yǎng)的集中性雌褥，又可增強裝備運行的穩(wěn)定可靠性铣啰。目前绅荒，機電液氣模塊一體化的主要措施是計算機參數(shù)化設計平臺下獨立的功能單元實施模塊化設計知祠。也就是在對數(shù)控裝備進行市場預測和功能分析的基礎上，先劃分并設計出一系列通用的功能模塊肝羊，再根據(jù)用戶需求成甫，對這些模塊進行選擇和組合伪浅，以構成不同功能、或功能相同但性能和規(guī)格不同的產(chǎn)品著正。

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