[精品]数控发展趋势

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1、先进数控设备发展摘要本文简耍介绍了数控机床各项性能的发展趋势，从机床的加工速度与加工精度方面和町靠性方面说明了提高加工效率的方法；从与软、硬件的结合方面说明了数控机床的计算机化的趋势；从开放性与复合化方面说明了机床的一体化趋势；从建立STEP-NC方面说明了建立新标准的必耍性。关键词数控技术发展应用概述数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术。数控机床是数控技术具体应川的代表，它结合了金属切削理论，信号检测与传输理论，白动控制理论，计算机的编程思想等，既是现代科学技术的结晶，乂是现代生活的物质基础，也是现代工业生产的核心。然而我国的数控技术仍与世界先

2、进水平冇一定的距离，我们必须要认清形势，努力迎头赶上。1、数控机床的速度与精密度1・1、数控机床速度高速切削是指高于常规速度的5〜10倍的切削。高速加工特别是高速铳削与新一代高速数控机床特别是高速加工中心的开发应用紧密相关。高速主轴单元(电主轴，转速15000r/min~100000r/min)＞高速且高加速度的进给运动部件(快移速度6()m/min-120m/min,切削进给速度高达60m/min).高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都岀现了新的突破，达到了新的技术水平。涂层高速钢和涂层硬质合金刀具的广泛应用，使切削速度提高到200nVmin~300m/min

3、或更高；陶瓷刀具、聚品金刚石刀具逐步实用化和普及，使切削速度高达每分钟数百至上千米。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具、大功率高速电主轴、高加速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统(含监控系统)和防护装置等一系列技术领域屮关键技术的解决，应不失时机地开发应用新一代高速数控机床。1・2、数控机床的精密度精密度与速度是密不可分的。在保证加工效率的前提下，要达到高的精密度，就必须有更快的速度。由于采用了新型刀具，车削和锥削的切削速度已达到5()()0m/min-80()0m/min以上；主轴转数在3()0()0r/min(有的高达l()(X)()(

4、)r/min)以上；工作台的移动速度(进给速度)：分辨率为lum时在l()()m/mim(有的到200m/min)以上，分辨率为0.1um时在24m/min以上；H动换刀时间在Is以内；小线段插补进给速度达到12ni/mino现代科学技术与牛产的发展，对机械加工与测量提出了越來越高的精度要求。加工精密化不只是由于发展高新技术的需要，也是为了提高普通机电产品的性能质量、寿命和可靠性的需要，同时还是为了减少机械产品装配时的修配工作量，提高装配效率的需要。近儿年來，普通级数控机床的加工精度已由原來的±10um提高到±5um和土2um；精密级从±5um提高到土1.5um,

5、最高可达±lum以内。主轴回转精度为0.02um~0.05um、加工圆度为O.lum,表面粗糙度Ra为0.003um的超精密车床，定位精度达到微米级、纳米级。1・3、数控机床的生产效率速度和精密度的人大提高,直接受影响的就是生产效率，特别是精加工和超精加工的效率。从EM0200I展会情况来看，高速加工屮心进给速度可达80m/min,空运行速度可达1OOm/min。目前1比界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司，已经采卅以高速加工中心组成的主产线部分替代组合机床。提高生产率的另一措施就是把非切削时间缩减到最短。主要体现在提高快速移动速度和缩短换刀时间与工作台交换

6、时间。现代数控机床的各坐标轴快速移动速度己由8iWmin~12m/min提高到18m/min-24m/min,30m/min~40m/min的机床也稳定用于生产。采用肓线电动机进给速度达60m/min-120m/min,加速度达1g。在缩短换刀时间和工作台交换时间方面也取得了较人进展：数控车床刀架转位时间已从1〜3s减少到0.4s〜0.6s；加工中心的换刀时间从5s~10s减少到Is〜3s,甚至小于Is。2、数控机床的可靠性数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。数控机床能否发挥其高性能、高精度、高效率，并获得良好的效益，关键取决于可靠性。衡量iij靠

7、性重要的量化指标是平均无故障工作时间(MeantimeBetweenFailuresMTBF)。作为数控机床的大脑——数控系统的MTBF已由20世纪70年代的＞300()h,80年代的＞10()0()h,提高到90年代初的＞30000ho高可靠性是指数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性一个数量级以上。但可靠性也不是越高越好，仍然要适度可靠：数控系统是商品，要受性价比的约束。对于每犬工作两班的无人工厂而言，如果要求在16h内连续正常工作，无故障率P(t)=99%以上的话，则数控机床的MTBF就必须大于3000h。MTBF人于3000h,对于由不同数量的数控机床构成

8、的无人化工