数控机床发展现状与网络复合化前景探析
仪器信息网 · 2009-05-20 21:40 · 12218 次点击
摘要:随着数控机床在国防、机械、汽车、航天航空等领域的应用愈加广泛,数控机床的发展也突飞猛进。本文在介绍数控机床现状的基础上简要分析未来数控机床在联网复合化方面的发展前景。
关键词:数控机床;数控机床联网化;数控机床复合化
1引言
进入二十一世纪,世界科学技术发展势头愈发迅猛。数控机床作为一种高度机电一体化的产品,近年来也在设备本身的优化和加工技术的革新方面做了很多努力,并且在高速高精智能化加工方面取得了重大突破。目前的数控机床主轴的转数已经达到了3000r/s,加工精度也达到了0.004mm,而且对于一些结构十分复杂的难加工件,数控机床也能通过多轴联动的方式完成加工。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围还在不断扩大。未来的数控机床,既要保证高速化、高精化、智能化、多轴化,又要在网络化、复合化方面产生新的变革。
2数控机床目前的发展现状
2.1高速化
现在的数控机床由于在汽车、国防、航空、航天等工业的广泛应用,数控机床加工的高速化业发展很快。主轴最高转数已经达到了3000r/s.此外,数控机床的高速化还体现在进给率和运算速度上,在加工复杂型面时,既能保持较高的进给速度又能保证一定的加工精度。
2.2高精化
当前,在机械加工高精度的要求下,世界各工业强国已经不能满足于精密加工了,而是把超精密加工作为数控机床的未来发展方向。其精度已经从微米级发展到亚微米级,甚至纳米级。
提高数控系统的控制精度:利用高速插补以及微小程序段实现连续进给,使CNC控制单位精细化,提高位置检测精度,位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法;
采用误差补偿技术:利用逆向间隙补偿、刀具误差补偿和丝杆螺距误差补偿等技术,对设备的热变形和空间等误差进行综合补偿。综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少65%~80%;
采用网格解码器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。
2.3智能化
智能化是21世纪制造技术发展的一个总的方向,所谓智能加工就是基于网络技术,数字技术,电子技术和模糊控制的一种加工的更高级形式。智能加工是为了在加工过程中模拟人类智能的活动,以解决加工过程中许多不确定性因素,并利用人类智能进行预见及干预这些不确定性,使加工过程实现高速安全化。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量的智能化,如自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作的智能化,如智能化的自动编程,智能化的人机界面等;智能诊断、智能监控,方便系统的诊断及维修等。世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多,其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。
3我国现阶段数控机床技术所处的现状
近来CAD/CAM技术和局域网技术的发展越来越快,我国的很多企业也在产品的设计开发,生产流程管理,数控系统程序编制等很多方面应用这些技术和手段,大大的促进和提高了生产效率和生产质量。我国自己研制的数控系统目前和国际先进水平还有很大的差距,主要体现在数控系统的性能、功能、可靠性和适用性等方面.数控机床市场完全被国外垄断。另外,我们的加工手段和生产管理上也存在着诸多不足,我国的绝大部分企业的绝大部分机床还处在人工操作和人工监控维修的阶段。诸如数控机床刀具磨损更换等问题,很多都是依靠老师傅的经验,这也成为制约我国企业现代化管理水平和生产效率水平提高的瓶颈。针对机械加工车间数控加工设备日益增加的现状,如何对大量机床进行有效管理,提高数控机床的使用效率,从而提高整个企业现代化管理水平成为企业发展所面临的新的课题。就目前情况来看,数控机床联网已经成为数控机床未来发展一个新的突破口。
4数控联网技术的应用前景
4.1数控联网技术发展现状分析
现在国外已经广泛使用了数控机床联网的技术,我国也已经有一小部分企业采用数控机床联网技术。所谓数控机床联网就是把机床用网络连接起来,实现机床管理的统一化和程序传输的便捷化。现阶段的数控机床联网一般具有以下几个功能:将程序从办公室送到每台机床,并实现实时监控;采集每台机床的性能指标到计算机备份;实现机床与机床之间的程序互相转移;将每台机床的生产数据及时传送到计算机处理;数控机床的刀具磨损寿命情况及时反馈到计算机,实现电脑监控换刀程序。
4.2数控联网技术的发展前景
一般的数控机床联网系统包括:网络服务器、局域网线、CAD/CAM计算机、机床与计算机连接系统、远程通讯系统、数控机床。