数控系统的发展趋势

•高速切削加工技术的优点
(1) 切削效率高。 随着刀具切削速度的大幅提高, 工件进给速度亦相应 提高5～10倍。
(2) 加工精度高, 表面粗糙度低。 高速切削时,机床的激振频率相当高, 远离了工艺系统 的低阶固有频率, 因而工作平稳, 振动小。
(3) 切削力小, 变形小。 (4）确保零件的使用性能
开放式数控系统具有以下基本特征： （1）模块化。 （2）可互换性。 （3）可裁剪性。 （4）可扩展性。 （5）接口标准化。
பைடு நூலகம்
直线电机进给驱动系统的优点：
(1)动态性能好。由于系统采用直线电机直接驱动工作 台，机床实现“零传动”，故使整个闭环控制系统动态 响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。
(2) 速度和加速度高。最大进给速度可达80～180 m/min ，加速度可高达2～10g。
(3)定位精度高。直线电机进给驱动系统常用光栅尺作 为位置测量元件，采用闭环控制，因而定位精度可高 达0.1～0.01mm。
• HSC技术的影响因素
高速切削不只是切削速度的提高，是一项复杂的系统工 程，它的发展涉及到机床、数控系统、刀具、工艺和材 料等诸多领域的技术配合和技术创新。
• 高速切削机床的主要技术
1、高速电主轴 2、高速进给系统 当前高定位精度的高速进给系统的最佳解决方案：直 线驱动加绝对式光栅尺。
直线电机与工作台合 为一体，电机输出的推 力直接作用在工作台上 ，省掉了传统机械结构 中的丝杆，从而简化了 传动系统的结构，减小 了传动系统的误差。
(4)非接触、无摩擦、无磨损。
3、机床本体良好的刚性
数控机床是一种典型的机电一体化产品，数控机床的 品质如加工精度和动态特性，不是仅仅取决于采用什么 档次的数控系统，更取决于高质量的机械部件和优化的 装配工艺，取决于机电的密切配合，机床本体的刚性直 接影响数控机床的动态特性，优良的机械系统是一台高 品质数控机床的基础。
数控系统的发展趋势
2020年4月22日星期三
内容提要
• 8.1数控系统发展趋势 • 8.2高速高精加工机床 • 8.3开放式数控系统
8.1 数控系统发展趋势
一、高精度、高速度 1、足够高的进给加速度 2、高精度插补 3、前馈控制 4、连续轮廓前瞻控制 5、必须配备高分辨率的检测光栅
二、开放式体系 三、智能化 四、网络化 五、高可靠性 六、多轴联动化
8.2 高速高精加工机床
• 高速、高效率加工是金属切削行业的发展方向。 • 高速切削加工技术是指采用超硬材料的刀具,通过
极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除 率、加工精度和加工质量的现代加工技术。
• 高速切削加工是实现高效率制造的核心技术, 是当 代先进制造技术的一个重要发展方向，它在汽车 工业、航空航天、模具制造等行业中获得了越来 越广泛的应用，并已取得了重大的技术经济效益 。目前，高速高精数控机床正日益普及，成为数 控技术发展的主流
4、高速切削刀具技术 刀具技术是实现高速切削的重要保证。正确选择刀具 材料和设计刀具系统对于提高加工质量、延长刀具寿命 和降低加工成本都起着重要作用。 5、高速切削工艺技术
8.3 开放式数控系统
一、数控系统的开放性
1、逻辑控制的开放性 2、人机界面的开放性 3、数控系统内核的开放性
二、开放式数控系统 •开发式数控装置的概念结构
•高速切削加工(High - Speed Machining或HSM)
• 1931年德国Carl Salomon博士首先提出高速切削加工 理论：在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速 度的增大而提高。对于不同的工件材料，存在一个切削 速度范围，在这个范围中由于切削温度过高，刀具材料 无法承受而不能进行加工，故该速度区域被称为“死区” 。当切削速度超过“死区”以后, 随着切削速度的增大切 削力会下降，切削温度也会降低。 • 不同的工件材料其切削速度范围不同，目前,一般认为 ,超高速切削各种材料的切速范围为:铝合金已超过 1600m /min,铸铁为1500m /min,超耐热镍合金达300m /min,钛合金达150 ～1000m /min,纤维增强塑料为2000～ 9000m /min。