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標題: 機床技術14大發展趨勢總覽 [打印本頁]

作者: chentenghai    時間: 2007-10-10 07:29
標題: 機床技術14大發展趨勢總覽
1.機床的高速化
) L$ P5 Y5 ?0 M4 @2 K# L  隨著汽車、航空航天等工業輕合金材料的廣泛應用,高速加工已成為制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,在模具制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高效化,機床僅是實現高效的關鍵之一,絕非全部,生產效率和效益在"刀尖"上。" Y+ ?* m! Q! |

9 m0 t& S" v# X7 k. D7 {  2.機床的精密化
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  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,還直接關系到航空航天、導彈衛星、新型武器等國防工業的現代化。
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7 b( z1 ?, b. I  3.從工序復合到完整加工
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  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",即在一臺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。由于減少裝卡次數,提高了加工精度,易于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,減少了機床臺數,簡化了物料流,提高了生產設備的柔性,生產總占地面積小,使投資更加有效。' B" U; D; r% N! U& n

( k1 i, P5 B7 D+ ~" e  4.機床的信息化: Q  a/ e4 ^% D( a8 l+ `7 j, A; Y

6 M7 _2 S+ J) t/ V  機床信息化的典型案例是Mazak 410H,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,并可以通過手機查詢。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。機床操作權限需經指紋確認。0 q# T8 W; K) s
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  5.機床的智能化-測量、監控和補償; A# Z$ U% \4 l" x

' U, s: v) h, K: t3 Z1 G. _3 S4 h  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后,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傳感器,以監控切削力、振動、熱變形等所產生的誤差,并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  c+ h) ^0 G8 f& [

* w' V  }& R9 |. r  B) a* Q  6.機床的微型化9 w% e8 h: \" s/ K

3 k6 A+ e, A4 w  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。" t$ s+ w8 J7 b1 E8 \
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  7.新的并聯機構原理' z. g( @! L" R! X8 w" W  H4 H
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  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。并聯運動機床是采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。并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。  E; \5 E0 ^+ z0 u% E& }8 ]

) w5 u8 J+ j6 D6 ]/ ]. m  8.新的工藝過程
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  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、激光直接金屬制造等應用日益廣泛。電加工、超聲波加工、疊層銑削、快速成型技術、三維打印技術各顯神通。0 {: A/ h5 n' A( O. H
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  9.新結構和新材料, R; O9 S7 e) S
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  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,借助有限元分析對機床構件進行拓撲優化,設計"箱中箱"結構,以及采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。" F  ?: _- d" Z5 y
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  10.新的設計方法和手段- }1 q3 K' A9 l$ @

$ \+ d$ N# P8 c6 [( u  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。三維建模和仿真是現代設計的基礎,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,并逐步實現產品生命周期管理。& ~) X# F2 d; E4 S' ~

" m/ f( p: Z! J  11.直接驅動技術: A  Z- J  C/ l4 _" N

2 u; @; ]0 n, [& ?! X# m  在傳統機床中,電動機和機床部件是借助耦合元件,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。* s' z- t$ H  T% C1 Z. U- F  ?
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  12.開放式數控系統8 @# R1 ^, b5 P

2 _( D8 D$ \" c' Y' `1 L: I( {2 W# O  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,即基于微機的數控系統,以微機作為平臺,采用實時操作系統,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作為人機界面和網絡通信。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Siemens 840Di和Fanuc 210i。. O8 X% F$ a0 y+ \- a

1 ], l. K# K, P0 ]2 _2 p& i: f  13.可重組制造系統  [- ?, a1 b8 |; \' a% d

6 a+ i4 ~- ], @  隨著產品更新換代速度的加快,專用機床的可重構性和制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,可以對制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、以及控制軟件的接口規范化和標準化是實現可重組性的關鍵。: r# b# e9 S2 L- ^
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  14.虛擬機床和虛擬制造
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  為了加快新機床的開發速度和質量,在設計階段借助虛擬現實技術,可以在機床還沒有制造出來以前,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。
作者: 國際化    時間: 2007-10-10 20:04
大概不是原創的,沒人頂你,好我頂你!
作者: yyh_tiger    時間: 2007-10-13 10:38
好帖,希望多些前瞻性的文章
作者: dahai2783    時間: 2007-11-20 15:19
好帖,希望多些前瞻性的文章
作者: 孫斌13754800159    時間: 2008-1-21 09:51
很好,全部閱過,有點感覺
作者: 小趙200868    時間: 2012-5-11 18:43
看完了,不錯
作者: 柳浪    時間: 2012-5-11 22:54
了解了大概,學習了
作者: 珍惜機會    時間: 2012-5-12 11:15
復制保存一個,謝樓主咯!!




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