高档数控装备的发展趋势

高档数控装备的发展趋势

王太勇1 乔志峰1 韩志国2 董靖川1 支劲章1

1.天津大学,天津,300072

2.天津轻工业职业技术学院,天津,300161

摘要:综合介绍了现今高档数控装备各关键技术的发展趋势,首先,结合机床关键功能部件的发展状况,讲述了数控机床在高速㊁高精度㊁高效率㊁高可靠性方面的主流发展动态,并进一步指出机床的可靠性是影响我国机床企业市场竞争能力的关键因素;然后,结合当前高档数控系统在智能化㊁开放式㊁网络化等方面的发展,阐述了最新的数字化控制技术对高档数控技术的重要影响及其未来发展方向,并介绍了国内外最新的相关研究成果;最后,结合国内数控技术的发展现状,提出了关于高档数控装备发展的相关建议㊂

关键词:高档数控;高速高精;智能的;网络化

中图分类号:T G 502;T P 1;T P 27 文章编号:1004 132X (2011)10 1247 06

D e v e l o p m e n t T r e n d s o fH i g h -e n dN C

E q u i p

m e n t W a n g T a i y o n g 1

Q i a oZ h i f e n g 1 H a nZ h i g u o 2 D o n g J i n g c h u a n 1 Z h i J i n z h a n g

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1.T i a n j i nU n i v e r s i t y ,T i a n j

i n ,3000722.T i a n j i nL i g h t I n d u s t r y V o c a t i o n a l a n dT e c h n i c a l C o l l e g e ,T i a n j

i n ,300161A b s t r a c t :T h i s p a p e r i n t r o d u c e d t h ek e y t e c h n o l o g y ’sd e v e l o p m e n t t r e n do f am o d e r nh i g

h g r a d e N Ce q u i p m e n t .F i r s t l y ,a c c o r d i n g w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f t h e k e y

f u n c t i o n a l u n i t s i n am a c h i n e t o o l ,t h e p a p e r d i s c u s s e d t h em a i n s t r e a md e v e l o p m e n t o f t h eN C m a c h i n e t o o l i n t h e a s p e c t o f h i

g hs p

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g hr e l i a b i l i t y ,a n df u r t

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fm a c h i n e t o o lw a s t h ek e y f a c t o r t h a ta f f e c t e dt h e m a r k e tc o m p e t i t i v e n e s so fC h i n a m a c h i n et o o l c o m p

a n i e s .S e c o n d l y ,w i t h t h e c o n t i n u o u s d e v e l o p m e n t o f h i g h -g r a d eN Cs y s t e mi n i n t e l l i g e n c e ,o p e n ,n e t w o r -

k i n g a n d o t h e r a s p e c t s ,t h e f u t u r e d e v e l o p m e n t d i r e c t i o n a n d i m p o r t a n t i m p a c t o n t h eC N C t e c h n o l o g y

o f t h e l a t e s t d i g i t a l c o n t r o l t e c h n o l o g y w

e r e d e s c r i b e d a n d t h e l a t e s t r e s e a r c h r e s u l t s b o t h a t h o m e a n d a b r o a dw e r e a l s o i n t r o d u c e d .F i n a l l y ,c o m b i n i n g w i t ht h e c u r r e n td e v e l o p

m e n t s i t u a t i o no fd o m e s t i c N C i n d u s t r y ,t h e r e l e v a n t i n d i v i d u a l r e c o mm e n d a t i o n s a b o u t t h e d e v e l o p m e n t o f h i g h -g r a d e d i g i t a l e -

q u i p m e n tw e r e p r o p

o s e d .K e y w

o r d s :h i g h -g r a d eN C ;h i g hs p e e d a n dh i g h p r e c i s i o n ;i n t e l l i g e n t ;n e t w o r k i n g 收稿日期:2010 12 30

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50975193);国家科技重大专项(2009Z X 04014-101

)0 引言

当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以

提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力㊂各工业发达国家还将数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在 高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策㊂目前,我国已经将高档数控机床与基础制造技术列入‘国家中长期科学和技术发展规划纲要

(2006~2020年)

“所确定的十六个重大专项㊂现今高档数控装备的技术呈现了以下几种发展趋势:①机床自身几何精度和控制运动轨迹的精度不断提高,机床的加工速度和效率大幅提高;②机床的加工精度㊁可重复性和可信赖度不断提高,

性能长期保持稳定,能够在不同运行条件下完成多种加工任务

[1]

;③出现许多高性能和高可靠的新型功能部件,如高频电主轴㊁直线电机㊁转矩电机㊁电滚珠丝杆等;④机床智能化水平不断提高,结合当今高档数控系统的快速发展,具有自优化㊁自监控㊁自诊断和预维护等功能的智能型㊁开放式㊁网络化的数控装备越来越多㊂

1 高速高精度高效率是主流发展趋势

高速切削是指速度高于常规速度的5~10倍

的切削方式[2

]㊂高速加工(特别是高速铣削)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㊂近十多年来,刀具㊁伺服驱动㊁数字控制和机床等技术的不断进步,使得高速加工和高精加工,特别是高速切削(H S M )已在航空㊁航天㊁模具制造业中得到了广泛应用和推广,传统的电火花加工在很多场合已被高速切削所替代㊂

通过高速铣削对一次装夹下的模具坯件进行综合加工,不仅大大提高了工件的加工精度和表面质量,大幅度缩短了加工时间,而且简化了生产工艺流程,从而显著缩短了工件的制造周期,降低了工件的生产成本㊂在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是每辆40s

,而且多品种加工是轿车装㊃

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王太勇 乔志峰 韩志国等