數(shù)控機床和數(shù)控技術的發(fā)展
文章作者：臺翰機械 發(fā)布時間： 瀏覽次數(shù)：1920次
摘要：
制造技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術等相關技術的發(fā)展和普及，促進了數(shù)控設備的發(fā)展。數(shù)控機床和數(shù)控設備在功能和品種上都有很廣闊的前景。
(1)可靠性高。數(shù)控機床能夠充分發(fā)揮其高性能、高精度和高效率的特點，獲得良好的效益，這取決于其可靠性。衡量可靠性的一個重要定量指標是平均無故障工作時間(MTBF)。數(shù)控系統(tǒng)的MTBF值從20世紀70年代的3000h和80年代的10000h增加到90年代早期的30,000-36000h。
整機的可靠性水平也得到了顯著提高。整機的MTBF值從20世紀80年代初的100~200h增加到現(xiàn)在的500~800h。
(2)靈活性高。數(shù)控機床對加工對象的變化具有較強的適應性。目前，它正朝著進一步提高單機柔性的方向發(fā)展。FMC和FMS反映了系統(tǒng)的靈活性，發(fā)展迅速。美國FMC的平均安裝率為72.85%，日本FMS的平均安裝率為24.26%。
近年來，不僅中小批量生產(chǎn)方法也在努力提高靈活性。在大規(guī)模生產(chǎn)模式下，也積極轉向靈活性。如PLC控制可調(diào)組合機床、數(shù)控多軸加工中心、換刀換盒加工中心、數(shù)控三坐標電源等柔性高效加工設備、傳統(tǒng)自動生產(chǎn)線與FMS (FTL)之間的柔性自動生產(chǎn)線
(3)先進的數(shù)控系統(tǒng)。具有高精度、高速度成本、數(shù)控機床分辨率高、進給速度快等特點。例如，當分辨率為0.1 m時，進料速度為24m/min，當分辨率為1時，進料速度為100~240m/min。32位機廣泛應用于數(shù)控系統(tǒng)的主控計算機中，64位機已得到廣泛應用。頻率已從5MHz和10HMz增加到16HNz和20HMz。先進的數(shù)控系統(tǒng)采用精簡指令集操作的RISC芯片作為主CPU，進一步提高操作速度。伺服系統(tǒng)采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)均實現(xiàn)數(shù)字控制，高速響應的伺服性能不受機械負載變化的影響。此外，采用前饋控制，減少了伺服系統(tǒng)的跟蹤滯后誤差。高分辨率的位置編碼器，以及位置環(huán)和速度環(huán)的軟件控制，具有學習控制功能，以及各種補償功能等技術，保證了數(shù)控機床高速、高精度的兼容性。
(4)化合物。數(shù)控機床的發(fā)展模糊了粗加工和精加工的概念。它打破了傳統(tǒng)的工藝邊界和分工的工藝規(guī)則，使機床能夠完成多工序復合加工，并具有自動刀具交換位置(ATC)、自動工件交換位置(APC)等配套技術。近年來出現(xiàn)了多臺跨度較大、功能集中的復合數(shù)控機床。如美國欣欣納斯公司的汽車、銑削、鏜孔多用途制造中心;汽車、銑床、鏜床、磨床復合機床;瑞士拉斯金沖孔、成形和激光切割復合機床;惠特尼等離子加工和沖壓復合機床。
(5)自動化制造系統(tǒng)。自80年代中期以來,以數(shù)控機床為主體的過程自動化開發(fā)了從一個數(shù)控機床柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元,結合信息管理系統(tǒng)的自動化,逐漸形成整個工廠自動化,在國外已被自動計算機輔助制造工廠實體的工廠和原型。雖然這種高自動化技術還不完善，投資規(guī)模大，回收期長，但是數(shù)控機床的高自動化程度以及FMC和FMS系統(tǒng)集成的總體趨勢仍然是機械制造業(yè)發(fā)展的主流。除了進一步完善其自動編程、自動換刀、自動進給、自動加工等自動化、自動測量、自動監(jiān)控、自動診斷、自動配刀、自動變速箱、自動調(diào)度、自動管理等方面也得到了進一步的發(fā)展。
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