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数控磨床数控技术的展望

发表日期:2020-03-25 11:19文章编辑:sanfengcnc浏览次数: 标签:    

数控磨床超高速切削、超精密加工等技术的应用,以及柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟,对数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展。

(1)高速度、高精度化。速度和精度是数控机床的两个重要指标,在高速度下实现高精度,直接关系到加工效率和产品质量。数控系统正朝着高位数、高频率的处理器的方向发展,光纤通信技术的大量运用,可提高系统的基本运算速度。数控磨床同时,采用超大规模的集成电路和多微处理器结构,以提高系统的数据处理能力,即提高插补运算的速度和精度。为适应超高速加工的要求,数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式(电主轴),实现了变频电动机与机床主轴一体化,主轴电动机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。目前,陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。

(2)多功能化。配有自动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心,能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工,从而实现zui大的柔性加工。现代数控磨床还采用了多主轴、多面体切削,即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式,即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制,实现所谓的“前台加工,后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求,数控系统具有远距离串行接口,甚至可以联网,实现数控机床之间的数据通信,也可以直接对多台数控机床进行控制。

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(3)智能化。现代数控机床将引进自适应控制技术,根据切削条件的变化,自动调节工作参数,使加工过程能保持zui佳工作状态,从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度,同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。数控磨床具有自诊断、自修复功能,在整个工作状态中,系统随时对CNC数控系统本身,以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障,立即采用停机等措施,并进行故障报警,提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机,并接通备用模块,以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求,其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。

(4)数控编程自动化。随着计算机应用技术的发展,目前CAD/CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用,是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样,再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理,从而自动生成NC零件加工程序,以实现CAD与CAM的集成。数控磨床随着CIMS技术的发展,当前又出现了CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式,它与CAD/CAM系统编程的zui大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工给出,而直接从系统内的CAPP数据库获得。

(5)可靠性zui大化。数控机床的可靠性一直是用户zui关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片,利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路,以减少元器件的数量,提高可靠性。通过硬件功能软件化,以适应各种控制功能的要求,同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化,使得既提高硬件生产批量,又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序,实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示,及时排除故障;利用容错技术,数控磨床对重要部件采用“冗余”设计,以实现故障自恢复:利用各种测试、监控技术,当发生超程、刀损、干扰、断电等各种意外时,自动进行相应的保护。

(6)控制系统小型化。数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。刚W主要采用超人规模集成元件、多层印制电路板.采用三维安装方法,使电子元器件得以高密度安装,较大规模缩小系统的占用空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管,发热量大大减少,体积减小了三分之二,使数控操作系统进——步小型化、高度集成模块化的发展方向提供了现实可能。这样可以方便地将它安装在机床设备上,更便于对数控机床的操作使用,并且大大降低了故障率,为数控磨床的长时间、高强度的运行打下了坚实的基础。

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