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浙江宝 宇数控机床有限公司 技术文章自动化 数控车床未来发展变化

自动化 数控车床未来发展变化

发布日期:2018-07-02
   目前,自动化数控车床的发展日新月异,高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化 已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作 为一个制造大国,主要还是依靠劳动力、价格、资源等 方面的比较优势,而在产 品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的 数控产业不能安于现状,应该抓 住机会不断发展,努力发 展自己的先进技术,加大技 术创新与人才培训力度,提高企 业综合服务能力,努力缩 短与发达国家之间的差距。力争早 日实现数控机床产品从低端到高端、从初级 产品加工到高精尖产品制造的转变,实现从 中国制造到中国创造、从制造 大国到制造强国的转变。
  1、高速化
  随着汽车、国防、航空、航天等 工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用,对自动化数控车床加工的 高速化要求越来越高。
  (1)主轴转速:机床采用电主轴(内装式主轴电机),主轴转速达200000r/min;
  (2)进给率:在分辨率为0.01μm时,进给率达到240m/min且可获 得复杂型面的精确加工;
  (3)运算速度:微处理 器的迅速发展为数控系统向高速、高精度 方向发展提供了保障,开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统,频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运 算速度的极大提高,使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24~240m/min的进给速度;
  (4)换刀速度:目前国 外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右,高的已达0.5s。德国Chiron公司将 刀库设计成篮子样式,以主轴为轴心,刀具在圆周布置,其刀到 刀的换刀时间仅0.9s。
  2、高精度化
  自动化数控车床精度的 要求现在已经不局限于静态的几何精度,机床的运动精度、热变形 以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。
  (1)提高CNC系统控制精度:采用高速插补技术,以微小 程序段实现连续进给,使CNC控制单位精细化,并采用 高分辨率位置检测装置,提高位置检测精度(日本已开发装有106脉冲/转的内 藏位置检测器的交流伺服电机,其位置 检测精度可达到0.01μm/脉冲),位置伺 服系统采用前馈控制与非线性控制等方法;
  (2)采用误差补偿技术:采用反向间隙补偿、丝杆螺 距误差补偿和刀具误差补偿等技术,对设备 的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明,综合误 差补偿技术的应用可将加工误差减少60%~80%;
  (3)自动化数控车床采用网 格检查和提高加工中心的运动轨迹精度,并通过 仿真预测机床的加工精度,以保证 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 不同运行条件下完成多种加工任务,并保证 零件的加工质量。

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