中国数控机床发展前景.doc

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1、中国数控机床：抓住机会把握未来引言从20世纪屮叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范囤使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。数控机床的发

2、展趋势高速化随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用,对数控机床加工的高速化要求越来越高。主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达200000r/min；进给率：在分辨率为O.Olum吋，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型而的精确加工；运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.lum.O.Olum吋仍能获得高达24〜240m/min

3、的进给速度；换刀速度：FI前国外先进加工屮心的刀具交换时间普遍己在Is左右，高的己达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。高精度化数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给,使CNC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到0.0

4、1um/脉冲），位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%〜80%；采用网格解码器检查和提高加工屮心的运动轨迹精度，并通过仿真预测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加工质量。功能复合化复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成站的多种要素加工。根据其结构特点可分

5、为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如锤铳钻复合——加工屮心、车铳复合——车削屮心、铳锤钻车复合——复合加丁屮心等；丁-序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削屮心等。采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助吋问以及屮间过程屮产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产站制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展。徳国Index公司最新推出的车削加工屮心是模块化结构，该加工屮心能够完成车削、铳削、钻削

6、、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序，可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高，大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。在2005年屮国国际机床展览会（CIMT2005）JL,国内外制造商展出了形式各界的多轴加工机床（包括双主轴、双刀架、9轴控制等）以及可实现4〜5轴联动的五轴高速门式加工屮心、五轴联动高速铳削屮心等。控制智能化随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以下儿个方面：加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程屮的切削力、主轴和

7、进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态，并根据这些状态实时调整加工参数（主轴转速、进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性；加工参数的智能优化与选择：将工艺专家或技师的经验、零件加工的一般与特殊规律，用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，利用它获得优化的加工参数，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的H的；智能故障鬥诊断与鬥修复技术：根

8、据己有的故障信息，应用现代智能方法实现故障的快速准确定位；智能故障回放和故障仿真技术：能够完整记录系统的各种信息，对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真，用以确定错误引起的原因，找出解决问题的办法，积累生产经验；智能化交流伺服驱