高速高效高精度数控机床

2012 年4 月16 －20 日，2012 年第七届中国数控机床展览会( CCMT2012) 在南京举行，国产数控系统企业积极参加本次展会，取得了很好的参展效果。

参加本次展会数控系统展团的国产数控系统企业非常踊跃，国内知名数控系统企业，如华中数控、广州数控、航天数控、沈阳高精、南京华兴、开通数控、大连光洋、大连大森、南京锐普德、南京新方达、北京凯奇等企业都积极参展

4. 北京超同步科技有限公司

(1) CTB 系列主轴驱动器，Gs 系列驱动器可以与多种数控系统良好接口，实现刚性攻丝，使数控钻、数控铣、数控车床、数控镗、加工中心等设备的功能得以充分发挥。适用机床: 数控铣床、数控车床加工中心、数控镗床龙门铣床、数控立车等数控设备主轴( 电主轴) 的驱动。技术特点:6000 转以上的精密加工，低速强力重切削加工，40 转以下的铰孔，低速螺纹加工，c 轴功能。

(2) CTB 系列主轴电机。功率范围: 1. 1 ～315kW; 额定电压: 380 /330 /310V; 防护等级:IP55; 环境温度: － 15 ～ 45℃; 结构型式: b3 /b5 /b35; 最高转速: 15000r /min; 额定频率: 16. 7 /25 /33. 3 /50 /66. 7 /100Hz; 工作制: 连续( S1 );绝缘耐压: AC1800V; 噪声: ≤70dB ( A); 环境湿度: 95%ＲH 以下( 不结露); 散热方式: 强制风冷。外形美观; 结构精巧; 封闭式散热风道; 噪声低、效率高; 优化节能设计。

(3) 组合型伺服驱动器，采用先进的硬件及软件集成技术，将多台伺服电机的驱动装置集成在一个驱动器内。该驱动器结构紧凑、安装方便，可广泛应用于数控车床、数控铣床、加工中心、立车等设备。

(4) 车床电主轴，全新一体化的风冷式车床电主轴稳定性好、震动小、噪声低，控制精度高，主轴安装简单，故障率低。

目前国产坐标镗床其精度一般为：直线坐标定位精度0.005mm，重复定位精度0.003mm。机床的快速移动速度一般≤ 10m/min。

2014 年2 月24 ～ 28 日，第八届中国数控机床展览会(CCMT2014) 在上海举行，国产数控系统企业积极参加本次展会，取得了很好的参展效果。国内知名数控系统企业，如华中数控、广州数控、航天数控、大连光洋、大连大森、沈阳高精、南京华兴、北京凯奇等企业都积极参展，参展数控系统企业达20 余家。

(1) GSK27 全数字总线式高档数控系统

技术特点: 多通道配置，标准为2 通道，最多8 通道，可同时控制32 轴，单通道最大控制轴数为8 轴，支持通道独立、同步工作功能; 2 000 段的前瞻及轨迹平滑处理能力，0． 5 ms 插补周期; 小线段压缩成样条曲线的高速高精插补，支持NURBS 格式的样条曲线插补; 加速度控制的柔性加减速，小线段平滑过渡的倒圆功能; 采用位置闭环控制，PID、速度前馈控制使定位精度高，配置高速高精伺服驱动单元; 开放式PLC，支持PLC 在线编辑、诊断、信号跟踪，配置灵活的I /O 可满足用户的二次开发要求; 丰富的通信接口: 具有RS232、USB 接口、基于TCP/IP的以太网接口; 功能强大的上位PC 机软件提供远程监控、远程诊断、远程维护、网络DNC 功能。

1)高速、高效

2)高精度

从精密加工发展到超精密加工(特高精度加工), 是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级, 乃至纳米级(<10 nm), 应用范围日趋广泛。超精密加工主要包括超精密切削(车, 铣)、超精密磨削、超精密研磨抛光以及超精密特种加工(三束加工及微细电火花加工, 微细电解加工和各种复合加工等)。随着现代科学技术的发展, 对超精密加工技术不断提出了新的要求。新材料及新零件的出现, 更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺, 大力发展新型超精密加工机床, 完善现代超精密加工技术, 以适应现代科技的发展。当前, 机械加工高精度的要求如下:普通的加工精度提高了1倍, 达到5 μm;精密加工精度提高了2个数量级;超精密加工精度进入纳米级(0.001 μm);主轴回转精度要求达到0.01 ～ 0.05 μm;加工圆度为0.1 μm;加工表面粗糙度Ra=0.003 μm等。

近10多年来, 普通级数控机床的加工精度已由±10 μm提高到±5 μm, 精密级加工中心的加工精度则从±3 ～ 5 μm提高到±1 ～ 1.5μm。

3)高可靠性

数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性1个数量级以上, 但也不是可靠性越高越好, 仍然是适度可靠, 因为是商品, 受性能价格比的约束。对于每天工作2班的无人工厂而言, 如果要求在16 h内连续正常工作, 无故障率P(t)≥99%的话, 则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3 000h。MTBF大于3 000 h, 对于由不同数量的数控机床构成的无人化工厂差别巨大, 我们只对1台数控机床而言, 如主机与数控系统的失效率之比为10∶1(数控系统的可靠比主机高1个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33 333.3 h, 而其中的数控装置, 主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万h。当前国外数控装置的MTBF值已达6 000 h以上, 驱动装置达30 000 h以上。

4)模块化、专门化与个性化机床结构模块化、数控功能专门化、机床性能价格比显著提高并加快优化。为了适应数控机床多品种, 小批量的特点, 机床结构模块化、数控功能专门化、机床性能价格比显著提高并加快优化、个性化是近几年来特别明显的发展趋势。

5)智能化

智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:

———为追求加工效率和加工质量方面的智能化, 如自适应控制, 工艺参数自动生成;

———为提高驱动性能及使用连接方便方面的智能化, 如前馈控制, 电动机参数的自适应运算, 自动识别负载自动选定模型, 自整定等;

———简化编程, 简化操作方面的智能化, 如智能化的自动编程, 智能化的人机界面等

———智能诊断, 智能监控方面的内容, 方便系统的诊断及维修等。

6)柔性化和集成化

数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是:从点(数控单机, 加工中心和数控复合加工机床), 线(FMC, FMS, FTL, FML)向面(工段车间独立制造岛,FA), 体(CIMS, 分布式网络集成制造系统)的方向发展, 另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段, 是各国制造业发展的主流趋势, 是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提, 以易于联网和集成为目标;注重加强单元技