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數控機床檢測裝置的發展趨勢

發布時間:2021-10-31 16:14:54

A. 數控機床常用的位置檢測裝置有哪些類型有何特點

1)從檢測信號的類型來分可分為數字式或模擬式。同一檢測原件既可以做專成數字式,也可以做成模擬屬式,主要取決於使用方式和測量線路。2)從測量方式可分為增量式與絕對式。增量式檢測的是相對位移量,增量檢測元件是反映相對機床固定參考點的增量值。增量式裝置比較簡單,應用較廣。絕對式檢測是位移的絕對位置,檢測沒有積累誤差,一旦切斷電源後位置信息也不丟失,但結構復雜。3)就檢測元件本身來說,可分為旋轉型和直線型。旋轉型可以採用檢測電動機的旋轉角度來間接測量得工作台的移動量,使用方便可靠,測量精度略低些。直線型就是對機床工作台的直線移動採用的直線檢測,直觀地反映其位移量,所構成的位置檢測系統是全閉環控制系統,其檢測裝置要與行程等長,常用於精度要求較高的中小型數控機床上。

B. 數控機床未來的發展趨勢是什麼

高速化、高精度化、高可靠性、復合化、智能化、柔性化、集成化和開放性是當今數控機床行業的主要發展方向。
數控技術的問世已有40多年的歷史,它是由機械學、控制學、電子學、計算機科學四大基礎學科發展起來的一門綜合性新型學科。技術發展的需要對21
世紀的數控技術提出了更高的要求。
一、個性化的發展趨勢
1.高速化、高精度化、高可靠性
高速化:提高進給速度與提高主軸轉速。
高精度化:其精度從微米級到亞微米級,乃至納米級(高可靠性:一般數控系統的可靠性要高於數控設備的可靠性在一個數量級以上,但也不是可靠性越高越好,因為商品受性能價格比的約束。
2.復合化
數控機床的功能復合化的發展,其核心是在一台機床上要完成車、銑、鑽、攻絲、絞孔和擴孔等多種操作工序,從而提高了機床的效率和加工精度,提高生產的柔性。
3.智能化
智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化;為提高驅動性能及使用連接方便等方面的智能化;簡化編程、簡化操作方面的智能化;還有如智能化的自動編程、智能化的人機界面等,以及智能診斷、智能監控等方面的內容,方便系統的診斷及維修。
4.柔性化、集成化
當今世界上的數控機床向柔性自動化系統發展的趨勢是:從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨立製造島FA)、體(CIMS、分布式網路集成製造系統)的方向發展,另一方面向注重應用性和經濟性方向發展。柔性自動化技術是製造業適應動態市場需求及產品迅速更新的主要手段,是各國製造業發展的主流趨勢,是先進製造領域的基礎技術。
二、個性化是市場適應性發展趨勢
當今的市場,國際合作的格局逐漸形成,產品競爭日趨激烈,高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級,用戶的個性化要求日趨強烈,專業化、專用化、高科技的機床越來越得到用戶的青睞。
三、開放性是體系結構的發展趨勢
新一代數控系統的開發核心是開放性。開放性有軟體平台和硬體平台的開放式系統,採用模塊化,層次化的結構,並通過形式向外提供統一的應用程序介面。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟體的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究,
數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平台、數控系統功能庫以及數控系統功能軟體開發工具等是當前研究的核心。網路化數控裝備是近兩年的一個新的焦點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求,也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機。

C. 機床技術都有哪些發展趨勢

機床技術十四大發展趨勢:
1、機床的高速化
隨著汽車、航空航天等工業輕合金材料的廣泛應用,高速加工已成為製造技術的重要發展趨勢。高速加工具有縮短加工時間、提高加工精度和表面質量等優點,在模具製造等領域的應用也日益廣泛。機床的高速化需要新的數控系統、高速電主軸和高速伺服進給驅動,以及機床結構的優化和輕量化。高速加工不僅是設備本身,而是機床、刀具、刀柄、夾具和數控編程技術,以及人員素質的集成。高速化的最終目的是化,機床僅是實現的關鍵之一,絕非全部,生產效率和效益在「刀尖」上。
2、機床的精密化
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、醫療器械等工業的迫切需求,還直接關繫到航空航天、導彈衛星、新型武器等國防工業的現代化。
3、從工序復合到完整加工
70年代出現的加工中心開多工序集成之先河,現已發展到完整加工,即在一台機床上完成復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。由於減少裝卡次數,提高了加工精度,易於保證過程的高可靠性和實現零缺陷生產。此外,完整加工縮短了加工過程鏈和輔助時間,減少了機床台數,簡化了物料流,提高了生產設備的柔性,生產總佔地面積小,使投資更加有效。
4、機床的信息化
機床信息化的典型案例是Mazak410H,該機床配備有信息塔,實現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。與生產計劃調度系統聯網,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和加工進度,並可以通過手機查詢。信息塔同時進行工作地數據統計分析和刀具壽命管理,以及故障報警顯示、在線幫助排除。機床操作許可權需經指紋確認。
5、機床的智能化-測量、監控和補償
機床智能化包括在線測量、監控和補償。數控機床的位置檢測及其閉環控制就是簡單的應用案例。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後,輸入數控系統加以補償。未來的數控機床將會配備各種微型感測器,以監控切削力、振動、熱變形等所產生的誤差,並自動加以補償或調整機床工作狀態,以提高機床的工作精度和穩定性。
6、機床的微型化
隨著納米技術和微機電系統的迅速進展,開發加工微型零件的機床已經提到日程上來了。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視屏幕控制整個工廠的運作。
7、新的並聯機構原理
傳統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個坐標軸線轉動A、B、C依次串聯疊加,形成所需的刀具運動軌跡。並聯運動機床是採用各種類型的桿機構在空間移轉主軸部件,形成所需的刀具運動軌跡。並聯運動機床具有結構簡單緊湊、剛度高、動態性能好等一系列優點,應用前景廣闊。
8、新的工藝過程
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、激光直接金屬製造等應用日益廣泛。電加工、超聲波加工、疊層銑削、快速成型技術、三維列印技術各顯神通。
9、新結構和新材料
機床高速化和精密化要求機床的結構簡化和輕量化,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性能。例如,藉助有限元分析對機床構件進行拓撲優化,設計箱中箱結構,以及採用空心焊接結構或鉛合金材料已經開始從實驗室走向實用。
10、新的設計方法和手段
我國機床設計和開發手段要盡快從甩圖板的二維CAD向三維CAD過渡。三維建模和模擬是現代設計的基礎,是企業技術優勢的源泉。在此三維設計基礎上進行CAD/CAM/CAE/PDM的集成,加快新產品的開發速度,保證新產品的順利投產,並逐步實現產品生命周期管理。
11、直接驅動技術
在傳統機床中,電動機和機床部件是藉助耦合元件,如皮帶、齒輪和聯軸節等加以連接,實現部件所需的移動或旋轉,機和電是分家的。直接驅動技術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。直接驅動技術簡化了機床結構,提高了機床的剛度和動態性能,運動速度和加工精度。
12、開放式數控系統
數控系統的開放是大勢所趨。目前開放式數控系統有三種形式:1)全開放系統,即基於微機的數控系統,以微機作為平台,採用實時操作系統,開發數控系統的各種功能,通過伺服卡傳送數據,控制坐標軸電動機的運動。2)嵌入系統,即CNC+PC,CNC控制坐標軸電動機的運動,PC作為人機界面和網路通信。3)融合系統,在CNC的基礎上增加PC主板,提供鍵盤操作,提高人機界面功能,如Siemens840Di和Fanuc210i。
13、可重組製造系統
隨著產品更新換代速度的加快,專用機床的可重構性和製造系統的可重組性日益重要。通過數控加工單元和功能部件的模塊化,可以對製造系統進行快速重組和配置,以適應變型產品的生產需要。機械、電氣和電子、液和氣、以及控制軟體的介面規范化和標准化是實現可重組性的關鍵。
為了加快新機床的開發速度和質量,在設計階段藉助虛擬現實技術,可以在機床還沒有製造出來以前,就能夠評價機床設計的正確性和使用性能,在早期發現設計過程的各種失誤,減少損失,提高新機床開發的質量。

D. 數控機床的檢測裝置應具備哪些特點

數控機床的檢測裝置的主要特點如下:
壽命長、可靠性高、響應速度快。

E. 數控機床常用檢測裝置

數控機床位置檢測裝置的要求位置檢測裝置是數控機床伺服系統的重要組成部分回。它的作用是答檢測位移和速度,發送反饋信號,構成閉環或半閉環控制。數控機床的加工精度主要由檢測系統的精度決定。不同類型的數控機床,對位置檢測元件,檢測系統的精度要求和被測部件的最高移動速度各不相同。現在檢測元件與系統的最高水平是:被測部件的最高移動速度高至240m/min時,其檢測位移的解析度(能檢測的最小位移量)可達1μm,如24m/min時可達0.1μm。最高解析度可達到0.01μm。數控機床對位置檢測裝置有如下要求:(1)受溫度,濕度的影響小,工作可靠,能長期保持精度,抗干擾能力強。(2)在機床執行部件移動范圍內,能滿足精度和速度的要求。(3)使用維護方便,適應機床工作環境。(4)成本低。

F. 數控機床檢測裝置作用有哪些

切割是一種物理動作。狹義的切割是指用刀等利器將物體(如食物、木料等硬度較低的物體)切開;廣義的切割是指利用工具,如機床、火焰等將物體,使物體在壓力或高溫的作用下斷開。數學中也有引申出的「切割線」,是指能將一個平面分成幾個部分的直線。切割在人們的生產、生活中有著重要的作用。

G. 數控車床的發展趨勢

數控機床是50年代發展起來的新型自動化機床,較好解決了形狀復雜、精密、小批量零件的加工問題,具有適應性強、加工精度和生產效率高的優點。由於數控機床綜合了電子計算機、自動控制、伺服驅動、精密測量和新型機械結構等諸方面的先進技術,使得數控機床的發展日新月異,數控機床的功能越來越強大。數控機床的發展趨勢體現在數控功能、數控伺服系統、編程方法、數控機床的檢測和監控功能、自動調整和控制技術等方面的發展。

1. 數控功能的擴展

1)數控系統插補和聯動軸數的增加,有的數控系統能同時控制幾十根軸。
2)數控系統中微處理器處理字長的增加,目前廣泛採用32位微處理器。
3)數控系統中實現人機對話、進行互動式圖形編程。
4)基於PC的開放式數控系統的發展,使數控系統得到更多硬體和軟體的支持。

2. 數控伺服系統的發展

1)交流伺服系統替代直流伺服系統。
2)前饋控制技術的發展 增加了速度指令控制,使跟蹤滯後誤差減小。
3) 高速電主軸和程序段超前處理技術(LOOK AHEAD)使高速小線段加工得以實現。
4)多種補償技術的發展與應用 如機械靜摩擦與動摩擦非線性補償,機床精度誤差的補償和切削熱膨脹誤差的補償。
5)位置檢測裝置檢測精度的提高 採用細分電路大大提高了檢測裝置的分辧率。

3. 編程方法的發展

1)在線編程技術的發展,實現前台加工操作,後台同時編程。
2)面向車間編程方法(WOP)的發展,即輸入加工對象的加工軌跡,數控系統自動生成加工程序。
3)CAD/CAM技術的發展,實現計算機輔助設計與輔助製造。

4.數控機床的檢測和監控功能的增強

數控機床在加工過程中對刀具和工件在線檢測,發現工件超差,刀具磨損和破損及時反饋或報警處理。

5. 自動調整控制技術的應用

按加工要求,數控系統動態調整工作參數,使加工過程始終達到最佳工作狀態。

綜上所述,由於數控機床不斷採納科學技術發展中的各種新技術,使得其功能日趨完善,數控技術在機械加工中的地位也顯得越來越重要,數控機床的廣泛應用是現代製造業發展的必然趨勢。

H. 數控機床的發展有哪些新趨勢

近年來,受益於國家振興裝備製造業的大環境和強勁的市場需求拉動,國內機床工具行業出現了技術長足發展、投資熱情高漲的局面。「十二五」規劃已將振興裝備製造業作為推進工業結構優化升級的主要內容,數控機床則成為振興裝備製造業的重點之一。未來,我國將重點發展高速、精密、復合數控金切機床;重型數控金切機床;數控特種加工機床;大型數控成形沖壓設備及數控機床的相關部件等。
前瞻產業研究院發布的《中國數控機床行業產銷需求與轉型升級分析報告前瞻》顯示,2011年,中國生產機床109.84萬台,實現工業總產值6606.5億元,同比增長32.1%,其中數控機床27.21萬台,增速達15.26%,數控機床已成為機床消費的主流。尤其是高檔數控機床屬於高端裝備製造業,具有高技術含量、高技術附加值的特徵,是發展戰略性新興產業重要著力點,未來高檔數控機床市場巨大。

I. 數控機床檢測裝置的種類有哪些

1)增量式檢測方式
增量式檢測方式單純測量位移增量,移動一個測量單位就發出一個測量信號。其優點是檢測裝置比較簡單,任何一個對中點均可作為測量起點;缺點是對測量信號計數後才能讀出移距,一旦計數有誤,此後的測量結果將全錯;同時發生故障時(如斷電、斷刀等)不能再找到事故前的正確位置,事故排除後,這時必須將工作台移至起點重新計數才能找到事故前的正確位置。
2)絕對式測量方式
絕對式測量方式中,被測量的任一點的位置都以一個固定的零點作基準,每一被測點都有一個相應的測量值。這樣就避免了增量式檢測方式的缺陷,但其結構較為復雜。
2.數字式與模擬式
1)數字式測量方式
數字式檢測是將被測量單位量化以後以數字形式表示,測量信號一般為電脈沖,可以直接把它送到數控裝置進行比較、處理。數字式檢測裝置的特點是:
(1)被測量量化後轉換成脈沖個數,便於顯示和處理;
(2)測量精度取決於測量單位,與量程基本無關;
(3)檢測裝置比較簡單,脈沖信號抗干擾能力強。
2)模擬式測量方式
模擬式檢測是將被測量用連續的變數來表示,如用相位變化、電壓變化來表示。主要用於小量程測量。它的主要特點是:
(1)直接對被測量進行檢測,無需量化;
(2)在小量程內可以實現高精度測量;
(3)可用於直接檢測和間接檢測。
3.直接測量與間接測量
1)直接測量
對機床的直線位移採用直線型檢測裝置測量,稱為直接檢測。其測量精度主要取決於測量元件的精度,不受機床傳動精度的影響。但檢測裝置要與行程等長,這對大型數控機床來說,是一個很大的限制。
2)間接測量
對機床的直線位移採用回轉型檢測元件測量,稱為間接測量。間接檢測使用可靠方便,無長度限制,缺點是在檢測信號中加入了直線轉變為旋轉運動的傳動鏈誤差,從而影響檢測精度。因此為了提高定位精度,常常需要對機床的傳動誤差進行補償。

J. 簡述數控機床的發展趨勢

引言
從20世紀中葉數控技術出現以來,數控機床給機械製造業帶來了革命性的變化。數控加工具有如下特點:加工柔性好,加工精度高,生產率高,減輕操作者勞動強度、改善勞動條件,有利於生產管理的現代化以及經濟效益的提高。數控機床是一種高度機電一體化的產品,適用於加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發展的重要裝備。

進入21世紀,我國經濟與國際全面接軌,進入了一個蓬勃發展的新時期。機床製造業既面臨著機械製造業需求水平提升而引發的製造裝備發展的良機,也遭遇到加入世界貿易組織後激烈的國際市場競爭的壓力,加速推進數控機床的發展是解決機床製造業持續發展的一個關鍵。隨著製造業對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步,數控機床的應用范圍還在不斷擴大,並且不斷發展以更適應生產加工的需要。本文簡要分析了數控機床高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、網路化、多軸化、綠色化等發展趨勢,並提出了我國數控機床發展中存在的一些問題。

數控機床的發展趨勢
1、高速化
隨著汽車、國防、航空、航天等工業的高速發展以及鋁合金等新材料的應用,對數控機床加工的高速化要求越來越高。
2、主軸轉速:機床採用電主軸(內裝式主軸電機),主軸最高轉速達200000r/min;
進給率:在解析度為0.01μm時,最大進給率達到240m/min且可獲得復雜型面的精確加工;
3、運算速度:微處理器的迅速發展為數控系統向高速、高精度方向發展提供了保障,開發出CPU已發展到32位以及64位的數控系統,頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由於運算速度的極大提高,使得當解析度為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24~240m/min的進給速度;
4、換刀速度:目前國外先進加工中心的刀具交換時間普遍已在1s左右,高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設計成籃子樣式,以主軸為軸心,刀具在圓周布置,其刀到刀的換刀時間僅0.9s。

5、高精度化
數控機床精度的要求現在已經不局限於靜態的幾何精度,機床的運動精度、熱變形以及對振動的監測和補償越來越獲得重視。
6、提高CNC系統控制精度:採用高速插補技術,以微小程序段實現連續進給,使CNC控制單位精細化,並採用高解析度位置檢測裝置,提高位置檢測精度(日本已開發裝有106脈沖/轉的內藏位置檢測器的交流伺服電機,其位置檢測精度可達到0.01μm/脈沖),位置伺服系統採用前饋控制與非線性控制等方法;
7、採用誤差補償技術:採用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償等技術,對設備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結果表明,綜合誤差補償技術的應用可將加工誤差減少60%~80%;

採用網格解碼器檢查和提高加工中心的運動軌跡精度,並通過模擬預測機床的加工精度,以保證機床的定位精度和重復定位精度,使其性能長期穩定,能夠在不同運行條件下完成多種加工任務,並保證零件的加工質量。

1、功能復合化
復合機床的含義是指在一台機床上實現或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特點可分為工藝復合型和工序復合型兩類。工藝復合型機床如鏜銑鑽復合——加工中心、車銑復合——車削中心、銑鏜鑽車復合——復合加工中心等;工序復合型機床如多面多軸聯動加工的復合機床和雙主軸車削中心等。採用復合機床進行加工,減少了工件裝卸、更換和調整刀具的輔助時間以及中間過程中產生的誤差,提高了零件加工精度,縮短了產品製造周期,提高了生產效率和製造商的市場反應能力,相對於傳統的工序分散的生產方法具有明顯的優勢。
加工過程的復合化也導致了機床向模塊化、多軸化發展。德國Index公司最新推出的車削加工中心是模塊化結構,該加工中心能夠完成車削、銑削、鑽削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序,可完成復雜零件的全部加工。隨著現代機械加工要求的不斷提高,大量的多軸聯動數控機床越來越受到各大企業的歡迎。
在2005年中國國際機床展覽會(CIMT2005)上,國內外製造商展出了形式各異的多軸加工機床(包括雙主軸、雙刀架、9軸控制等)以及可實現4~5軸聯動的五軸高速門式加工中心、五軸聯動高速銑削中心等。

2、控制智能化
隨著人工智慧技術的發展,為了滿足製造業生產柔性化、製造自動化的發展需求,數控機床的智能化程度在不斷提高。具體體現在以下幾個方面:
加工過程自適應控制技術:通過監測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息,利用傳統的或現代的演算法進行識別,以辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態及機床加工的穩定性狀態,並根據這些狀態實時調整加工參數(主軸轉速、進給速度)和加工指令,使設備處於最佳運行狀態,以提高加工精度、降低加工表面粗糙度並提高設備運行的安全性;
加工參數的智能優化與選擇:將工藝專家或技師的經驗、零件加工的一般與特殊規律,用現代智能方法,構造基於專家系統或基於模型的「加工參數的智能優化與選擇器」,利用它獲得優化的加工參數,從而達到提高編程效率和加工工藝水平、縮短生產准備時間的目的;
智能故障自診斷與自修復技術:根據已有的故障信息,應用現代智能方法實現故障的快速准確定位;
智能故障回放和故障模擬技術:能夠完整記錄系統的各種信息,對數控機床發生的各種錯誤和事故進行回放和模擬,用以確定錯誤引起的原因,找出解決問題的辦法,積累生產經驗;
智能化交流伺服驅動裝置:能自動識別負載,並自動調整參數的智能化伺服系統,包括智能主軸交流驅動裝置和智能化進給伺服裝置。這種驅動裝置能自動識別電機及負載的轉動慣量,並自動對控制系統參數進行優化和調整,使驅動系統獲得最佳運行;
智能4M數控系統:在製造過程中,加工、檢測一體化是實現快速製造、快速檢測和快速響應的有效途徑,將測量(Measurement)、建模(Modelling)、加工 (Manufacturing)、機器操作(Manipulator)四者(即4M)融合在一個系統中,實現信息共享,促進測量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。

3、體系開放化
向未來技術開放:由於軟硬體介面都遵循公認的標准協議,只需少量的重新設計和調整,新一代的通用軟硬體資源就可能被現有系統所採納、吸收和兼容,這就意味著系統的開發費用將大大降低而系統性能與可靠性將不斷改善並處於長生命周期;
向用戶特殊要求開放:更新產品、擴充功能、提供硬軟體產品的各種組合以滿足特殊應用要求;
數控標準的建立:國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649(STEP-NC),以提供一種不依賴於具體系統的中性機制,能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型,從而實現整個製造過程乃至各個工業領域產品信息的標准化。標准化的編程語言,既方便用戶使用,又降低了和操作效率直接有關的勞動消耗。

4、驅動並聯化
並聯運動機床克服了傳統機床串聯機構移動部件質量大、系統剛度低、刀具只能沿固定導軌進給、作業自由度偏低、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷,在機床主軸(一般為動平台)與機座(一般為靜平台)之間採用多桿並聯聯接機構驅動,通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平台獲得相應自由度的運動,可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量多種功能,更能滿足復雜特種零件的加工,具有現代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優點。
並聯機床作為一種新型的加工設備,已成為當前機床技術的一個重要研究方向,受到了國際機床行業的高度重視,被認為是「自發明數控技術以來在機床行業中最有意義的進步」和「21世紀新一代數控加工設備」。

5、端化(大型化和微型化)
國防、航空、航天事業的發展和能源等基礎產業裝備的大型化需要大型且性能良好的數控機床的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰略技術,需發展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型製造工藝和裝備,所以微型機床包括微切削加工(車、銑、磨)機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。

6、信息交互網路化
對於面臨激烈競爭的企業來說,使數控機床具有雙向、高速的聯網通訊功能,以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現網路資源共享,又能實現數控機床的遠程監視、控制、培訓、教學、管理,還可實現數控裝備的數字化服務(數控機床故障的遠程診斷、維護等)。例如,日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個稱為信息塔(e-Tower)的外部設備,包括計算機、手機、機外和機內攝像頭等,能夠實現語音、圖形、視像和文本的通信故障報警顯示、在線幫助排除故障等功能,是獨立的、自主管理的製造單元。

7、新型功能部件
為了提高數控機床各方面的性能,具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括:
高頻電主軸:高頻電主軸是高頻電動機與主軸部件的集成,具有體積小、轉速高、可無級調速等一系列優點,在各種新型數控機床中已經獲得廣泛的應用;
直線電動機:近年來,直線電動機的應用日益廣泛,雖然其價格高於傳統的伺服系統,但由於負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關鍵技術的應用,機械傳動結構得到簡化,機床的動態性能有了提高。如:西門子公司生產的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應用於高速銑床、加工中心、磨床、並聯機床以及動態性能和運動精度要求高的機床等;德國EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驅動均採用兩個直線電動機;

電滾珠絲桿:電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成,可以大大簡化數控機床的結構,具有傳動環節少、結構緊湊等一系列優點。

8、高可靠性
數控機床與傳統機床相比,增加了數控系統和相應的監控裝置等,應用了大量的電氣、液壓和機電裝置,易於導致出現失效的概率增大;工業電網電壓的波動和干擾對數控機床的可靠性極為不利,而數控機床加工的零件型面較為復雜,加工周期長,要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數控機床有高的可靠性,就要精心設計系統、嚴格製造和明確可靠性目標以及通過維修分析故障模式並找出薄弱環節。國外數控系統平均無故障時間在7~10萬小時以上,國產數控系統平均無故障時間僅為10000小時左右,國外整機平均無故障工作時間達800小時以上,而國內最高只有300小時。

9、加工過程綠色化
隨著日趨嚴格的環境與資源約束,製造加工的綠色化越來越重要,而中國的資源、環境問題尤為突出。因此,近年來不用或少用冷卻液、實現干切削、半干切削節能環保的機床不斷出現,並在不斷發展當中。在21世紀,綠色製造的大趨勢將使各種節能環保機床加速發展,佔領更多的世界市場。

10、多媒體技術的應用
多媒體技術集計算機、聲像和通信技術於一體,使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力,因此也對用戶界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用,人們可以通過窗口和菜單進行操作,便於藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和模擬、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。除此以外,在數控技術領域應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化,應用於實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等,因此有著重大的應用價值。

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