機床技術(shù)十四大發(fā)展趨勢

飛虎119

機床技術(shù)十四大發(fā)展趨勢
. d9 H. C/ z+ r* `$ N5 Q# a% x1、機床的高速化
3 V" L1 R8 B" D* ]) f- Y# Z5 w                                   
( M0 _" l* K4 _! Q- {隨著汽車,、航空航天等工業(yè)輕合金材料的廣泛應(yīng)用,，高速加工已成為制造技術(shù)的重要發(fā)展趨勢,。高速加工具有縮短加工時間,、提高加工精度和表面質(zhì)量等優(yōu)點，在模具制造等領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛,。機床的高速化需要新的數(shù)控系統(tǒng),、高速電主軸和高速伺服進給驅(qū)動，以及機床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和輕量化,。高速加工不僅是設(shè)備本身,，而是機床、刀具,、刀柄,、夾具和數(shù)控編程技術(shù)，以及人員素質(zhì)的集成,。高速化的最終目的是高效化,，機床僅是實現(xiàn)高效的關(guān)鍵之一，絕非全部,，生產(chǎn)效率和效益在“刀尖”上,。
2 ]2 s0 j4 H* S) a                 
2、機床的精密化
, e' h5 W! W( p                  
4 N" t$ P$ @; }4 i/ G按照加工精度,，機床可分為普通機床,、精密機床和超精機床，加工精度大約每8年提高一倍,。數(shù)控機床的定位精度即將告別微米時代而進入亞微米時代,，超精密數(shù)控機床正在向納米進軍。在未來10年,，精密化與高速化,、智能化和微型化匯合而成新一代機床。機床的精密化不僅是汽車,、電子,、醫(yī)療器械等工業(yè)的迫切需求，還直接關(guān)系到航空航天,、導(dǎo)彈衛(wèi)星,、新型武器等國防工業(yè)的現(xiàn)代化,。
                 
3,、從工序復(fù)合到完整加工
                 
- C; J0 @6 K) b/ t6 ]70年代出現(xiàn)的加工中心開多工序集成之先河，現(xiàn)已發(fā)展到完整加工,，即在一臺機床上完成復(fù)雜零件的全部加工工序,。完整加工通過工藝過程集成,，一次裝卡就把一個零件加工過程全部完成,。由于減少裝卡次數(shù)，提高了加工精度，易于保證過程的高可靠性和實現(xiàn)零缺陷生產(chǎn),。此外，完整加工縮短了加工過程鏈和輔助時間,，減少了機床臺數(shù),，簡化了物料流，提高了生產(chǎn)設(shè)備的柔性,，生產(chǎn)總占地面積小,，使投資更加有效。
$ f0 L3 M" ]2 M/ r 4,、機床的信息化
+ d2 D! P* o# y! c+ n0 @" G                  
機床信息化的典型案例是Mazak410H,，該機床配備有信息塔，實現(xiàn)了工作地的自主管理,。信息塔具有語音,、文本和視像等通訊功能。與生產(chǎn)計劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),，下載工作指令和加工程序,。工件試切時，可在屏幕上觀察加工過程,。信息塔實時反映機床工作狀態(tài)和加工進度,，并可以通過手機查詢。信息塔同時進行工作地數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和刀具壽命管理,，以及故障報警顯示,、在線幫助排除。機床操作權(quán)限需經(jīng)指紋確認,。
5,、機床的智能化-測量、監(jiān)控和補償
0 A4 j& E3 `& O  o- S$ ^機床智能化包括在線測量,、監(jiān)控和補償,。數(shù)控機床的位置檢測及其閉環(huán)控制就是簡單的應(yīng)用案例。為了進一步提高加工精度,，機床的圓周運動精度和刀頭點的空間位置,，可以通過球桿儀和激光測量后，輸入數(shù)控系統(tǒng)加以補償,。未來的數(shù)控機床將會配備各種微型傳感器,，以監(jiān)控切削力、振動,、熱變形等所產(chǎn)生的誤差,，并自動加以補償或調(diào)整機床工作狀態(tài),，以提高機床的工作精度和穩(wěn)定性。
" Q  ~' s2 Z; o  {, f8 |; ]8 t6,、機床的微型化
9 A6 n: i) F3 L. d# N0 j                  
( T' f  P( U! V/ j- A  r; I+ I, C隨著納米技術(shù)和微機電系統(tǒng)的迅速進展,，開發(fā)加工微型零件的機床已經(jīng)提到日程上來了。微型機床同時具有高速和精密的特點,，最小的微型機床可以放在掌心之中,，一個微型工廠可以放在手提箱中。操作者通過手柄和監(jiān)視屏幕控制整個工廠的運作,。
8 o' Y/ F$ ?# H" T               
7,、新的并聯(lián)機構(gòu)原理
                                    
# z7 O7 F  b& E傳統(tǒng)機床是按笛卡爾坐標將沿3個坐標軸線的移動X、Y,、Z和繞3個坐標軸線轉(zhuǎn)動A,、B、C依次串聯(lián)疊加,，形成所需的刀具運動軌跡,。并聯(lián)運動機床是采用各種類型的桿機構(gòu)在空間移轉(zhuǎn)主軸部件，形成所需的刀具運動軌跡,。并聯(lián)運動機床具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊,、剛度高、動態(tài)性能好等一系列優(yōu)點,，應(yīng)用前景廣闊,。
! _1 m$ e+ T5 r% m/ i               
8、新的工藝過程
0 N4 s. i0 M' c) m+ y1 }5 f% @                  
; y4 _7 I2 Y' O' G8 m2 O; X1 ^! w除了金屬切削和鍛壓成形外,，新的加工工藝方法和過程層出不窮,，機床的概念正在變化。激光加工領(lǐng)域日益擴大,，除激光切割,、激光焊接外，激光孔加工,、激光三維加工,、激光熱處理、激光直接金屬制造等應(yīng)用日益廣泛,。電加工,、超聲波加工、疊層銑削,、快速成型技術(shù),、三維打印技術(shù)各顯神通。
& p* D: ~, L; y8 r1 p- F/ [                 
9 y( _% u+ [  I* m" m9、新結(jié)構(gòu)和新材料
0 h+ D: k/ {1 n# E+ M8 P% P                  
機床高速化和精密化要求機床的結(jié)構(gòu)簡化和輕量化,，以減少機床部件運動慣量對加工精度的負面影響,，大幅度提高機床的動態(tài)性能,。例如,，借助有限元分析對機床構(gòu)件進行拓撲優(yōu)化，設(shè)計箱中箱結(jié)構(gòu),，以及采用空心焊接結(jié)構(gòu)或鉛合金材料已經(jīng)開始從實驗室走向?qū)嵱谩?
2 o  |% `9 E+ e- j$ ~, I+ w; Z                 
10,、新的設(shè)計方法和手段
                 
% r0 F% r0 p' P                  
( Y( r# H# P7 x我國機床設(shè)計和開發(fā)手段要盡快從甩圖板的二維CAD向三維CAD過渡。三維建模和仿真是現(xiàn)代設(shè)計的基礎(chǔ),，是企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢的源泉,。在此三維設(shè)計基礎(chǔ)上進行CAD/CAM/CAE/PDM的集成，加快新產(chǎn)品的開發(fā)速度,，保證新產(chǎn)品的順利投產(chǎn),，并逐步實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理。
                 
4 S9 M! ~9 N- a; c' }11,、直接驅(qū)動技術(shù)
1 c$ a" H, G/ ?9 U5 `9 J                  
在傳統(tǒng)機床中,，電動機和機床部件是借助耦合元件，如皮帶,、齒輪和聯(lián)軸節(jié)等加以連接,，實現(xiàn)部件所需的移動或旋轉(zhuǎn)，機和電是分家的,。直接驅(qū)動技術(shù)是將電動機與機械部件集成為一體,，成為機電一體化的功能部件，如直線電動機,、電主軸,、電滾珠絲桿和力矩電動機等。直接驅(qū)動技術(shù)簡化了機床結(jié)構(gòu),，提高了機床的剛度和動態(tài)性能,，運動速度和加工精度。
( P4 Y6 U; r) V$ `- T) K% `               
12,、開放式數(shù)控系統(tǒng)
4 h/ |- ?- M" a& v; o                                 
  c% X& O0 m- J, Q% H' e數(shù)控系統(tǒng)的開放是大勢所趨,。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)有三種形式：1)全開放系統(tǒng)，即基于微機的數(shù)控系統(tǒng),，以微機作為平臺,，采用實時操作系統(tǒng)，開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的各種功能,，通過伺服卡傳送數(shù)據(jù),，控制坐標軸電動機的運動。2)嵌入系統(tǒng)，即CNC+PC,，CNC控制坐標軸電動機的運動,，PC作為人機界面和網(wǎng)絡(luò)通信。3)融合系統(tǒng),，在CNC的基礎(chǔ)上增加PC主板,，提供鍵盤操作，提高人機界面功能,，如Siemens840Di和Fanuc210i,。
0 O: V1 z! v* Q               
13、可重組制造系統(tǒng)
               
( R* O2 H1 t# E' |隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快,，專用機床的可重構(gòu)性和制造系統(tǒng)的可重組性日益重要,。通過數(shù)控加工單元和功能部件的模塊化，可以對制造系統(tǒng)進行快速重組和配置,，以適應(yīng)變型產(chǎn)品的生產(chǎn)需要,。機械、電氣和電子,、液和氣,、以及控制軟件的接口規(guī)范化和標準化是實現(xiàn)可重組性的關(guān)鍵。
% D+ ]) B/ \! B* u& I( r& w                 
) i8 H/ n) \; g# O  e14,、虛擬機床和虛擬制造
                                 
1 T# V2 P+ M9 s( ?1 T- N為了加快新機床的開發(fā)速度和質(zhì)量,，在設(shè)計階段借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在機床還沒有制造出來以前,，就能夠評價機床設(shè)計的正確性和使用性能,，在早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程的各種失誤，減少損失,，提高新機床開發(fā)的質(zhì)量,。

陸海洋

過來學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)     以后努力想以上的方向發(fā)展！

tianwca

謝謝lz的分享,！能夠從中知道學(xué)習(xí)的方向,。

葉海晴

進來學(xué)習(xí)一下，謝謝樓主,。
我想機床附件行業(yè)以后的發(fā)展也會有很大空間的,！

designshp

了解了解,謝謝樓主~~~~~~~~~~~~~~

zhizhuo36

過來學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)     以后努力想以上的方向發(fā)展

fan782830040

學(xué)到不少東西，謝謝樓主

yxz4538

高速和精密比較容易普及.什么網(wǎng)絡(luò)化看來還要點年頭

張佳玉

高速和精密 是今后機床發(fā)展的方向�,�,！

茂愚公移山

需要學(xué)習(xí)啊，學(xué)得精了這個行業(yè)的水準也就精了