數(shù)控加工中心關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示,，如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！前言重工業(yè)尤其是其中的裝備丁業(yè)的發(fā)展水平?jīng)Q定著一個國家的綜合國力和國民經(jīng)濟發(fā)展水平,。精工技術(shù)是當(dāng)今先進制造技術(shù)和裝備的核心技術(shù)。在現(xiàn)代丁業(yè),、制造業(yè)尤其是高精尖領(lǐng)域,，精工技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。各丁業(yè)發(fā)達國家也將精工技術(shù)視為國家的戰(zhàn)略物資,，甚至對丁業(yè)欠發(fā)達國家實施信息屏蔽和技術(shù)封鎖,。我國經(jīng)過了改革開放后幾十年的奮力追趕，在精工領(lǐng)域已取得較大成就,，并在開放式精工系統(tǒng),、嵌入式精工系統(tǒng)等方面實現(xiàn)技術(shù)突破。但是,，目前我國精工技術(shù)水平從國際上看仍處于落后水平,，與發(fā)達國家相比還有較大差距。尤其是在高速,、髙精度精工加工中心方面,，國內(nèi)大量使用進口產(chǎn)品，國產(chǎn)加工中心市場占有率不足5%,，這充分反映了我國在精工領(lǐng)域仍處于技術(shù)落后狀態(tài),。 本文通過五軸聯(lián)動技術(shù)、誤差補償技術(shù)和直線電機驅(qū)動技術(shù)等精工加工中心關(guān)鍵技術(shù),，來探討我國精工加工中心技術(shù)未來發(fā)展的方向,。二、精工加工中心應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)(一)五軸朕動技術(shù)目前,，高檔精工加工中心多是五軸聯(lián)動的精工加工中心,，五軸聯(lián)動精工加工中心已成為航空航天、船舶制造等重丁業(yè)以及精密儀器加丁等精密丁業(yè)最重要的加丁丁具,。同時,，它也是技術(shù)難度******，應(yīng)用范圍最廣的精工加工中心技術(shù),。五軸聯(lián)動精工加工中心一般采用“3+2”的結(jié)構(gòu),，不僅可以實現(xiàn)X/Y/Z三個軸的運動，還可以實現(xiàn)另外兩個軸的回轉(zhuǎn),。五軸聯(lián)動精工加工中心主要可分為立式加工中心,、臥式加T.中心,、搖籃式加T.中心等。以立式加丁中心為例,，立式五軸加丁中心的回轉(zhuǎn)軸可分為以下兩種實現(xiàn)方式：一是T作臺回轉(zhuǎn)軸;二是依靠主軸頭的回轉(zhuǎn);除此以外,，臥式加丁中心還有通過丁作臺旋轉(zhuǎn)和主軸頭擺動結(jié)合的五軸聯(lián)動結(jié)構(gòu)。國外五軸聯(lián)動精工加工中心以歐美,、日本為代表,，這些國家或地區(qū)的五軸聯(lián)動精工加工中心代表廣目前精工領(lǐng)域此項技術(shù)的最高水平。而國內(nèi)由于丁業(yè)基礎(chǔ)薄弱的內(nèi)部因素和國外技術(shù)封鎖的外部因素,，目前的整體水平還很低,，雖然，經(jīng)過了科研機構(gòu),、高校,、企業(yè)的不斷努力，但以五軸聯(lián)動精工加工中心為代表的高檔精工加工中心的穩(wěn)定性和加T.精度方面還遠遠無法與國外相比,。但近幾年,，我國五軸聯(lián)動精工加工中心發(fā)展很快，技術(shù)上已有一些突破,，并形成了一些成熟的產(chǎn)品,。(二)誤差補償技術(shù)現(xiàn)代T.業(yè)對于加丁產(chǎn)品的品質(zhì)要求越來越高，而加丁過程中的誤差正是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素,。為了消除誤差帶來的不良影響,，盡可能地提高加丁產(chǎn)品的質(zhì)量，在精工加工中心加丁方面采取誤差補償技術(shù),，來補償固有誤差,，實現(xiàn)高精加工。對精工加工中心誤差進行誤差補償,，首先要從誤差來源處著手,。由于精工加工中心一般主要由床身、立柱,、主軸和各種直線導(dǎo)軌或轉(zhuǎn)軸等幾部分組成,，以上每一部分在安裝和丁作中都會造成誤差的產(chǎn)生。談到誤差補償技術(shù),，主要有以下幾個方面：誤差建模技術(shù),、誤差測量技術(shù)及補償實施技術(shù)。誤差建模誤差補償前提,，其主要可以分為誤差綜合建模和誤差元素建模;誤差測量方法可以分為直接誤差測量和間接誤差辨識,。以上工作的最終目的是為了對誤差進行合理補償，誤差補償在時間尺度上可以分為離線和實時補償,。所謂離線補償,，就是根據(jù)測量得到的誤差在后期對加工中心進行誤差補償,，但離線補償時只能針對加工中心穩(wěn)定的誤差。對于有生產(chǎn)環(huán)節(jié)重點所產(chǎn)生的誤差,，因其和所處溫度場緊密相關(guān),，因此，需要使用實時補償方法,。誤差補償實施技術(shù)研究的關(guān)鍵在于提高補償?shù)膶崟r性,、準確性、有效性和簡便性,。(:.)直線電機進給驅(qū)動技術(shù)直線電機是一種能將電能直接轉(zhuǎn)化為直線運動機械能,，而無任何中間轉(zhuǎn)換裝置的新型電機,。它具有結(jié)構(gòu)簡單,、效率高、噪音小,、磨損少,、組合性強等優(yōu)點。在高精度的精工加工中心上一般應(yīng)用交流直線電機,。交流直線電機按照其T：作原理又分為直線感應(yīng)電機和永磁直線同步電機,。直線感應(yīng)電機結(jié)構(gòu)通常有平面型和岡筒型。對于小直線行程場合,，多數(shù)使用圓筒型,。對于長行程場合則一般采用平面型結(jié)構(gòu)。直線感應(yīng)電機具有成本低,、環(huán)境因素影響小,、抗電磁干擾等優(yōu)點。7欠磁直線同步電機在應(yīng)用時兼有直線電機和永磁電機的優(yōu)點,，一般由逆變器供電,，通過PWM調(diào)制，采用PID調(diào)節(jié)控制及DSP等控制方式,。它推力能量更大,、響應(yīng)速度更快、體積同時較小,，是目前高精度直線進給系統(tǒng)的******電機類型,。目前，歐美,、日本等工業(yè)大國已普遍在精工加工中心上應(yīng)用直線電機進給驅(qū)動技術(shù),，以提高其加工效率和加丁精度。而國內(nèi)由于開始研究直線電機進給驅(qū)動技術(shù)時間較晚,，尚未能實現(xiàn)能應(yīng)用到高速加工中心上的大推力,、長行程進給,。三、精工加工中心技術(shù)發(fā)展趨勢(-)精工加工中心的高速,、高粘,、高效化效率是丁業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵，質(zhì)量是丁業(yè)生產(chǎn) 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的根本,。只有能夠高速,、高效、高精度完成加T.的精工加工中心才能符合人們越來越苛刻的要求,。通過高速CPU芯片,、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及交流數(shù)字伺服系統(tǒng),，利用五軸聯(lián)動技術(shù)和直線點進給驅(qū)動技術(shù),，精工加工中心的高速、高精,、高效化水平已大大提高,，可以滿足大部分群體的加工需要。但在航空航天,、精密儀器制造等領(lǐng)域目前的加丁精度還不能很好地完成一些復(fù)雜,、精密零件的加丁。高精度產(chǎn)品還有利于減小測量誤差,、減少機械磨損,、延長使用壽命等。比如人們在實際操作中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)切削速度提高10倍,，進給速度提高20倍,，遠遠超過傳統(tǒng)切削“禁區(qū)”后，將導(dǎo)致單位功率的金屬切除率提高30%-40%,，切削力下降30%,，切削振動幾乎消失，刀具切削壽命提高70%,。因此,，高速、高精,、高效化依然是精工加工中心發(fā)展的主要趨勢,。(二)精工加工中心的網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展給傳統(tǒng)T.業(yè)帶來了新的發(fā)展點，現(xiàn)代工業(yè)加T大多通過計算機控制,，這就給精工加工中心的網(wǎng)絡(luò)化創(chuàng)造了條件,。網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)點主要體現(xiàn)在故障診斷和遠程監(jiān)控。例如，當(dāng)加工中心發(fā)生故障時,，生產(chǎn)廠家可以通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控進行故障原因診斷以便故障的排除,，該方式不僅節(jié)省了人力資本，還促進了生產(chǎn)效率的提高,。此外,，網(wǎng)絡(luò)化還有利于實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+精工加工中心”，企業(yè)可以通過網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)分析掌握市場的第一手資料,，并通過遠程操作控制更高效靈活的調(diào)整生產(chǎn)方向和生產(chǎn)內(nèi)容,。精工加工中心的網(wǎng)絡(luò)化可以使人徹底擺脫手丁輸人程序和單機輸人程序的局面，實現(xiàn)長距離自動程序傳輸和遠程控制,。通過并行傳輸程序,，可以同時控制多臺加工中心進行同種加下，提高加丁效率,。網(wǎng)絡(luò)化還可以利用精工APP簡化操作的流程,，縮短培訓(xùn)和操作時間，并使丁作人員能夠隨時對網(wǎng)絡(luò)上的精工加工中心實施管理及數(shù)據(jù)通訊,。傳輸可靠性高,、自我糾錯、操作信息實時記錄等功能更使網(wǎng)絡(luò)化的速度越來越快,。(0精工加工中心的智能化機器化是人類發(fā)展的永恒主題，機器是人類智慧的延伸,。在精工系統(tǒng)中,，人們致力于將精工系統(tǒng)功能代替人類設(shè)計師和操作者。智能化使加工中心能夠完成自動調(diào)節(jié)抑制震動,、防止干涉,、減少熱形變等功能，提高生產(chǎn)效率和加T-精度,。精工加工中心目要求具有熱補償,、振動監(jiān)測、磨損監(jiān)測,、狀態(tài)監(jiān)測與故障判斷等智能功能,，精工機場的實時智能化正是由此而產(chǎn)生的技術(shù)和發(fā)展方向。在智能精工加工中心領(lǐng)域,，智能實時控制主要有以下幾個發(fā)展方向：自適應(yīng)控制,、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,、專家控制,、學(xué)習(xí)控制、前反饋控制等。在實際應(yīng)用中,，將精工系統(tǒng)中加裝編程系統(tǒng),、故障診斷系統(tǒng)、參數(shù)設(shè)定系統(tǒng)和刀具管理系統(tǒng)以及補償調(diào)節(jié)系統(tǒng),，在精工加工中心高速運行中引人狀態(tài)預(yù)測功能,、反饋功能，對壓力,、溫度,、位置、速度等重要參數(shù)進行實時的反饋控制,，這樣將使精工系統(tǒng)的控制性能進一步提高,。伴隨著人丁智能和智能機器人的發(fā)展，目前已有一些高端的智能機器人開始用于精工加工中心的及時維護,，用來******限度的保護生產(chǎn)過程,。未來智能機器人還將在加工中心的維護維修、故障排查,、自診斷和振動,、磨損檢測等方面做川貢獻。四,、總結(jié)精工加工中心作為現(xiàn)代T.業(yè)的基石,，發(fā)展前景廣闊，發(fā)展動力充足,。目前,，通過現(xiàn)代的先進技術(shù)精工加工中心的加丁效率和加丁.質(zhì)量已大大提高，自動化發(fā)展成果豐碩,并且精工加工中心已具備一定的智能,，未來還將沿著高速,、髙精、高效化,、網(wǎng)絡(luò)化,、智能化的方向繼續(xù)發(fā)展。精工加工中心作為現(xiàn)代先進工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),，是一個國家發(fā)展機械丁業(yè)和精密丁業(yè)的關(guān)鍵,。精工加工中心作為現(xiàn)代丁業(yè)最基本技術(shù)的重要性和我國在精工領(lǐng)域落后的現(xiàn)狀都要求我們要大力發(fā)展精工技術(shù)，以改變高檔精工加工中心依賴進口,，精密工件的加丁依賴國外的被動局面,。同時，隨著精工加工中心在機械T.業(yè)中的廣泛應(yīng)用,，它的發(fā)展還將帶動我國制造業(yè)的全面提高,。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心,、鉆攻中心,、龍門加工中心、雕銑機,、石墨機,、五軸加工中心、立式加工中心,、臥式加工中心等,。我們機床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口,，其中出口到歐洲占到50%,。我們盡心、盡力,、盡意的服務(wù),！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點,，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任,！