數(shù)控機(jī)床和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展
文章作者：臺(tái)翰機(jī)械 發(fā)布時(shí)間： 瀏覽次數(shù)：1887次
摘要：
制造技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和普及，促進(jìn)了數(shù)控設(shè)備的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床和數(shù)控設(shè)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(jī)床能夠充分發(fā)揮其高性能、高精度和高效率的特點(diǎn)，獲得良好的效益，這取決于其可靠性。衡量可靠性的一個(gè)重要定量指標(biāo)是平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)。數(shù)控系統(tǒng)的MTBF值從20世紀(jì)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(jī)的可靠性水平也得到了顯著提高。整機(jī)的MTBF值從20世紀(jì)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(jī)床對(duì)加工對(duì)象的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。目前，它正朝著進(jìn)一步提高單機(jī)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(guó)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(lái)，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(zhuǎn)向靈活性。如PLC控制可調(diào)組合機(jī)床、數(shù)控多軸加工中心、換刀換盒加工中心、數(shù)控三坐標(biāo)電源等柔性高效加工設(shè)備、傳統(tǒng)自動(dòng)生產(chǎn)線與FMS (FTL)之間的柔性自動(dòng)生產(chǎn)線
(3)先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)。具有高精度、高速度成本、數(shù)控機(jī)床分辨率高、進(jìn)給速度快等特點(diǎn)。例如，當(dāng)分辨率為0.1 m時(shí)，進(jìn)料速度為24m/min，當(dāng)分辨率為1時(shí)，進(jìn)料速度為100~240m/min。32位機(jī)廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)的主控計(jì)算機(jī)中，64位機(jī)已得到廣泛應(yīng)用。頻率已從5MHz和10HMz增加到16HNz和20HMz。先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)采用精簡(jiǎn)指令集操作的RISC芯片作為主CPU，進(jìn)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(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，高速響應(yīng)的伺服性能不受機(jī)械負(fù)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(xué)習(xí)控制功能，以及各種補(bǔ)償功能等技術(shù)，保證了數(shù)控機(jī)床高速、高精度的兼容性。
(4)化合物。數(shù)控機(jī)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(jī)床能夠完成多工序復(fù)合加工，并具有自動(dòng)刀具交換位置(ATC)、自動(dòng)工件交換位置(APC)等配套技術(shù)。近年來(lái)出現(xiàn)了多臺(tái)跨度較大、功能集中的復(fù)合數(shù)控機(jī)床。如美國(guó)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(fù)合機(jī)床;瑞士拉斯金沖孔、成形和激光切割復(fù)合機(jī)床;惠特尼等離子加工和沖壓復(fù)合機(jī)床。
(5)自動(dòng)化制造系統(tǒng)。自80年代中期以來(lái),以數(shù)控機(jī)床為主體的過(guò)程自動(dòng)化開發(fā)了從一個(gè)數(shù)控機(jī)床柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元,結(jié)合信息管理系統(tǒng)的自動(dòng)化,逐漸形成整個(gè)工廠自動(dòng)化,在國(guó)外已被自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助制造工廠實(shí)體的工廠和原型。雖然這種高自動(dòng)化技術(shù)還不完善，投資規(guī)模大，回收期長(zhǎng)，但是數(shù)控機(jī)床的高自動(dòng)化程度以及FMC和FMS系統(tǒng)集成的總體趨勢(shì)仍然是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的主流。除了進(jìn)一步完善其自動(dòng)編程、自動(dòng)換刀、自動(dòng)進(jìn)給、自動(dòng)加工等自動(dòng)化、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)診斷、自動(dòng)配刀、自動(dòng)變速箱、自動(dòng)調(diào)度、自動(dòng)管理等方面也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。
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