數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序,并將其譯碼,用代碼化的數(shù)字表示,通過信息載體輸入數(shù)控裝置。數(shù)控機(jī)床能夠更具圖紙的要求,自動地將零件加工出來,較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。在現(xiàn)代工業(yè)中已經(jīng)被大范圍的使用,極大的提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟,對數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求,那么數(shù)控機(jī)床行業(yè)有什么發(fā)展趨勢呢?
1、多功能化
配有自動換刀機(jī)構(gòu)(刀庫容量可達(dá)100把以上)的各類加工中心,能在同一臺機(jī)床上同時(shí)實(shí)現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴(kuò)孔、攻螺紋等多種工序加工,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床還采用了多主軸、多面體切削加工。數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床之間的數(shù)據(jù)通信,也可以直接對多臺數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。
2、高速度、高精度化
速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo),它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前,數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的處理器,以提高系統(tǒng)的基本運(yùn)算速度。同時(shí),采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu),以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力,即提高插補(bǔ)運(yùn)算的速度和精度。并采用直線電動機(jī)直接驅(qū)動機(jī)床工作臺的直線伺服進(jìn)給方式,其高速度和動態(tài)響應(yīng)特性相當(dāng)優(yōu)越。采用前饋控制技術(shù),使追蹤滯后誤差大大減小,從而改善拐角切削的加工精度。
3、智能化
現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床將引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù),根據(jù)切削條件的變化,自動調(diào)節(jié)工作參數(shù),使加工過程中能保持最佳工作狀態(tài),從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度,同時(shí)也能提高**的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。具有自診斷、自修復(fù)功能,在整個(gè)工作狀態(tài)中,系統(tǒng)隨時(shí)對CNC系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、檢查。一旦出現(xiàn)故障時(shí),立即采用停機(jī)等措施,并進(jìn)行故障報(bào)警,提示發(fā)生故障的部位、原因等。還可以自動使故障模塊脫機(jī),而接通備用模塊,以確保無人化工作環(huán)境的要求。為實(shí)現(xiàn)更高的故障診斷要求,其發(fā)展趨勢是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。
4、數(shù)控編程自動化
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,目前CAD/CAM圖形交互式自動編程已得到較多的應(yīng)用,是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣,再經(jīng)計(jì)算機(jī)內(nèi)的**軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和后置處理,從而自動生成NC零件加工程序,以實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)前又出現(xiàn)了CAD/CAPP/CAM集成的全自動編程方式,它與CAD/CAM系統(tǒng)編程的最大區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與,直接從系統(tǒng)內(nèi)的CAPP數(shù)據(jù)庫獲得。
5、可靠性最大化
數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片,利用大規(guī)模或超大規(guī)模的專用及混合式集成電路,以減少元器件的數(shù)量,來提高可靠性。通過硬件功能軟件化,以適應(yīng)各種控制功能的要求,同時(shí)采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及系列化,使得既提高硬件生產(chǎn)批量,又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。還通過自動運(yùn)行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。利用報(bào)警提示,及時(shí)排除故障;利用容錯(cuò)技術(shù),對重要部件采用“冗余”設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù);利用各種測試、監(jiān)控技術(shù),當(dāng)生產(chǎn)超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時(shí),自動進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。
6、控制系統(tǒng)小型化
數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機(jī)、電裝置結(jié)合為一體。目前主要采用超大規(guī)模集成元件、多層印刷電路板,采用三維安裝方法,使電子元器件得以高密度安裝,較大規(guī)??s小系統(tǒng)的占有空間。而利用新型的彩色液晶薄型顯示器替代傳統(tǒng)的陰極射線管,將使數(shù)控操作系統(tǒng)進(jìn)一步小型化。這樣可以方便地將它安裝在機(jī)床設(shè)備上,更便于對數(shù)控機(jī)床的操作使用。
除了這些以外,中國數(shù)控機(jī)床還向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展、向驅(qū)動并聯(lián)化方向發(fā)展、向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。目前中國數(shù)控機(jī)床消費(fèi)總額占全球比例高達(dá)42%,機(jī)床保有量不斷提高。伴隨中國機(jī)床行業(yè)的快速增長、結(jié)構(gòu)調(diào)整以及專業(yè)化分工深化,具有多方面技術(shù)和性能優(yōu)勢的電主軸將受益于下游機(jī)床工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。而進(jìn)口電主軸價(jià)格高、交貨期長、維修困難,國內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)口替代空間廣闊。此外,電主軸常因操作不當(dāng)、部件磨損等原因?qū)е鹿收?,也會因長期使用精度下降而需要維護(hù)檢修。