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機床技◇術◇(Shù)十四大發展[Zhǎn]趨勢

發[Fā]表時間:2009-12-16      點擊次(Cì)數:4011

經(Jīng)營:加工中心,卧式◊加◊工中心(Xīn),CNC加[Jiā]工中心,高速[Sù]加工中[Zhōng]心,數控銑床,◇立◇(Lì)式加工中心
1、機床的高速◊化◊

    随着汽車、航[Háng]空航天等工業輕合▾金▾(Jīn)材料○的○[De]廣泛(Fàn)應用,高速加工已成為◊制◊(Zhì)造技術的重要發展趨勢。高速加工具有●縮●短加工[Gōng]∆時∆間、提高(Gāo)加工精度(Dù)和◊表◊面質量等優點,在模具(Jù)制造▲等▲領域的應用◊也◊[Yě]日益廣泛。機(Jī)床的高[Gāo]速(Sù)化需要(Yào)新的數控[Kòng]系統、高速電主[Zhǔ]軸和[Hé]高速伺服進給驅動,以及機▾床▾(Chuáng)結構的優化和輕量○化○。高速加工不僅是設備本身,▿而▿是機▲床▲[Chuáng]、刀具、刀柄、夾具和數控編程技術,以及人(Rén)員素質的集成。高速化的zui終目的是化,機(Jī)床僅是實現的關鍵之一,絕非全部,生∆産∆(Chǎn)效▾率▾和效益在刀尖上。 

   2、機[Jī]床的精密化
    按照◆加◆[Jiā]工精(Jīng)度,機床可分○為○普通機床(Chuáng)、精密機床和超精機床,加工[Gōng]精度大約每8年提高一倍。數控機床的定位精度(Dù)即将告◈别◈微米時代而進入亞微米(Mǐ)時代,超精密數控◆機◆床正在向納[Nà]米進軍。在未來10年,精密化與高速化、智能∇化∇和微⋄型⋄化彙合(Hé)而成新一(Yī)代機床。機床的精密化不僅(Jǐn)是[Shì]汽車(Chē)、電子、醫療器⋄械⋄等工業的迫切[Qiē]需求,還直[Zhí]接關系到航空航天、導彈衛星、新型[Xíng]武器等國防工業的現代化。 

   3、從工序[Xù]複合到完整加工
    70年(Nián)代出現的加工中心開▽多▽(Duō)工序集成[Chéng]之先河,現已發展到[Dào]完整加工,即在一台機床上完[Wán]成複雜零件的(De)全部加工工序[Xù]。完整∇加∇工通過工藝過程集成,一次裝卡就把一▲個▲零件加工過程全部完成。由于減◈少◈裝卡次數,◊提◊高了加[Jiā]工精度,易于保證過程的高可靠性和(Hé)實現*生産。此外,○完○整加[Jiā]工縮短了加工過程鍊和▿輔▿助時間,減少了◈機◈床台數,簡(Jiǎn)化了物料流,提高◈了◈(Le)生産設備的(De)柔性,生産總占▾地▾面積小[Xiǎo],使[Shǐ]投▾資▾更加有效。 

   4、機床(Chuáng)的信息化
    機床[Chuáng]信息化的[De]典型案例是Mazak410H,該機床配(Pèi)∆備∆(Bèi)有信息塔,實現了工作地的自主管理。信息塔具有語音、文本和視像等通訊功能。與生産計劃調度系[Xì]統聯○網○,下載工作⋄指⋄令和加工程序。工件(Jiàn)試切時,可在屏幕上觀察[Chá]加工過程。信息塔▾實▾時反映機床工作狀态和(Hé)加工進度[Dù],并◆可◆以通過手機查詢。⋄信⋄息塔[Tǎ]同時進行工作地(Dì)數據統計(Jì)分析和刀具壽命[Mìng]管▾理▾[Lǐ],以及故障報警顯▽示▽、在(Zài)線幫助排除。機床操作權限[Xiàn]需經指紋(Wén)确認。 

   5、機床的智能化-測量、監控[Kòng]和補償
    機床智能化包括在線測量、監控和補償。數[Shù]控(Kòng)機床的[De]位置檢測及其閉環控制就是簡單的◊應◊(Yīng)用案例。為了進一步[Bù]提高加工精度,機床[Chuáng]的圓周運動精度和刀頭點▿的▿[De]空間位置,可以通過球杆儀和激光測量後,輸入數控系統加以補償[Cháng]。未來的(De)數控[Kòng]機床将會配備各種微型傳感器,以監控切削力、振動、◆熱◆變形等所産生的誤(Wù)差,并自○動○加以補償或▿調▿(Diào)整機床工◈作◈狀态,以提高機床的工作精度▾和▾穩定性。 

   6、機床的微(Wēi)型化
    随着納米技術和微機電系統的迅速進展,開發●加●(Jiā)工▲微▲型零件的機床已經提[Tí]到日程[Chéng]上▽來▽了。微型機床(Chuáng)同時[Shí]具有高速和精密的(De)特點,zui小的(De)微型機床可以[Yǐ]放在掌(Zhǎng)心之中,一個微型工廠可以(Yǐ)放在手提(Tí)箱中。操作者通過手柄和監視屏幕控制整個[Gè]◈工◈廠的運作。 

   7、新的并聯機構原理
    傳統機(Jī)床是按笛(Dí)卡⋄爾⋄坐标将沿3個坐标軸線的移動XYZ和繞3個坐标軸線∇轉∇[Zhuǎn]動ABC依次▽串▽聯疊[Dié]加,形▿成▿所需的刀具運動軌迹(Jì)。并聯運動機床是○采○用各[Gè]種類型[Xíng]的杆機構在空間◊移◊(Yí)轉主◈軸◈部件,形成所需(Xū)的刀具運動軌⋄迹⋄。并聯運動(Dòng)機床具有結構簡(Jiǎn)單緊湊、剛度高、動态[Tài]性能好等一系(Xì)列優點,應用前◆景◆廣闊。 

   8、新的工(Gōng)藝過程
    除了金屬切削和鍛壓成形外,新的加工工藝方法和過程[Chéng]層出不窮,機床的(De)概念正在變化。激光加工∇領∇(Lǐng)域日⋄益⋄擴大(Dà),除激光切割、激光焊接外,激(Jī)光孔加工、激光三維(Wéi)加工(Gōng)、激[Jī]光熱處理、激光直接◆金◆屬制造等應用日益廣泛。電加(Jiā)工、超聲波加工、疊層銑削、快速成型技術、三維[Wéi]打印技術各顯(Xiǎn)神通。
    9、新[Xīn]結構和新材料
    機床高速化和精密化要求▲機▲床的結構[Gòu]簡化和輕量化,以減少(Shǎo)機床部件(Jiàn)運動慣◊量◊∆對∆加工精度的負面[Miàn]影響,大幅度提高機(Jī)床的動态(Tài)性能。例如,借助有限元分析對機床構件進行拓撲優化,設計箱中箱結構,以[Yǐ]及采用空▿心▿[Xīn]焊接[Jiē]結構或鉛合金材料已經▾開▾始從實驗室走向實用。 

   10、新的設(Shè)計方法和手段[Duàn]
    我國機[Jī]床設計和開發手段◈要◈(Yào)盡快從甩●圖●闆的二維CAD向[Xiàng]三維CAD過渡(Dù)。三維[Wéi]建模和仿真是●現●代設計的基礎,是(Shì)企◇業◇技術優勢的源泉。在此三維設[Shè]計基礎上進行CAD/CAM/CAE/PDM的集成,▲加▲[Jiā]快新(Xīn)産品(Pǐn)的開發速度,保(Bǎo)證▾新▾産品的順利投産,并(Bìng)逐步實現産品生命周期(Qī)管理。 

   11、直接(Jiē)驅動技[Jì]術
    在傳統[Tǒng]○機○床中,電動機和機床部件是借助耦合元件,如皮帶、◊齒◊輪和聯軸節等加[Jiā]以連接,實現部件[Jiàn]所需的移動(Dòng)或旋轉,機和◊電◊是分家(Jiā)的。直接驅動(Dòng)技術(Shù)是将電動機與機械部件集成為一體,成為機電一(Yī)體化的功[Gōng]能部件,如[Rú]直線電動(Dòng)機、電主軸、電滾珠絲杆和力矩電動機(Jī)等[Děng]。直接驅動技術簡化了機床結構,提高了[Le]∇機∇床的剛度和[Hé]動∆态∆性能,運動速度和加(Jiā)工精度。 

   12、開放式數控系▽統▽[Tǒng]
    數控系統的開放是大勢所趨(Qū)。目前開放式數◊控◊系[Xì]統有三種形式:1)全開放系統,即基于(Yú)微機●的●數控系統,以微機作為(Wéi)平台,采用(Yòng)實時操作系統,開發(Fā)數控◇系◇統的各種功能,通過伺服卡傳◈送◈數◈據◈,控制坐标(Biāo)軸電(Diàn)動機的運動。2)嵌入系統,即[Jí]CNC+PCCNC控制坐标軸電動◇機◇(Jī)的運動(Dòng),PC作為人機[Jī]界[Jiè]面和網絡通信。3)融合系統,在CNC的基礎上增加PC主闆,提供鍵盤操作,提高人機界面功[Gōng]能,如Siemens840DiFanuc210i。 

   13、可重組制造系統
    随∇着∇産品更新換代速度的加快,機床的(De)可[Kě]重構▲性▲[Xìng]和制造系統的可重組◇性◇日益[Yì]重要。通過數控加工單元和功(Gōng)能部件的模塊化,可以對制◇造◇系統進行快速重組和配(Pèi)置,以适應變型[Xíng]産品的[De]生産需要。機械、電氣和電子、液和氣、以及控制軟件的接口(Kǒu)▽規▽範[Fàn]化和标準化是(Shì)實(Shí)▲現▲可重組性的關鍵。 

   14、虛拟機床(Chuáng)和虛拟制(Zhì)造
    為了加快(Kuài)新機床的開◇發◇速度和質量,在設(Shè)計階段借助虛[Xū]拟現實[Shí]技術,可以在機床還沒有制造出來以前,就◈能◈夠評價機[Jī]床◈設◈計的正确性和使用性能,在早期發現(Xiàn)設[Shè]計過程的各種(Zhǒng)失誤,減少損失,提高[Gāo]新機床開發的質量。