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将来数控加工机床开展的六大趋向

数控加工机床是机械加工中常用的一种设备,也是加工自动化和智能化的具体体现。随着世界先进制造技术不断兴起,超高速切削、超精密加工等技术的应用,柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟,对数控加工技术提出了更高的要求。未来,机床的发展将呈现以下六个重要的趋势,我们将为读者做一分析。 质量可靠性最大化趋势 为了进一步提升数控机床的可靠性,未来其数控系统将减少元器件的数量,采用集成度更高的大规模或超大规模集成电路芯片。硬件功能的软件化,可以适应各种控制功能的要求。而机床本体硬件结构的模块化、标准化、通用化和系列化,既有利于硬件批量生产,又便于组织生产和质量把关。还有自动运行的启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序,可以有效对系统内的硬件、软件及各种外部设备进行故障诊断和报警,及时排除隐患。还可以利用容错技术,对重要部件采用“冗余”设计,以增强故障的自恢复能力。 控制系统小型化趋势 将数控系统占用的空间变小有利于提高机、电装置的集成度。现有方法是采用超大规模集成元件、多层印刷电路板,进行三维安装,提高电子元器件密度,缩小系统空间。未来,利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管,可以进一步缩小数控操作系统的空间。 数控加工智能化趋势 未来的数控机床将引进自适应控制技术,不需要操作人员设定,就可以根据不同的切削条件,自发地调节加工参数,既可以节约人力成本,又能够使加工过程始终保持在最佳状态。在整个加工过程中,系统随时会对数控系统本身以及与其相连的各种设备进行自我检查和自我诊断。一旦出现故障会立即停机并报警。还可以自动使故障模块脱机,而接通备用模块,以确保无人化工作环境的要求。为了确保故障诊断的精确性,人工智能专家诊断系统的采用是一种发展趋势。 数控编程自动化趋势 编程是一件让人头疼的工作,如果能够实现数控编程的自动化,将使工作过程大大简化。目前,数控机床已经开始使用CAD/CAM图形交互式自动编程方法,利用CAD绘制的零件加工图样,经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理,从而自动生成NC零件加工程序。随着CIMS技术的发展,CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式也已经出现,其最大优势是工艺参数也不比由人工来提供,而是可以直接从系统内的CAPP数据库获得。未来,这一全自动编程方法将更加完善和普及。 加工高速度、高精度趋势 加工速度和加工精度是数控机床的两个重要指标,是设备加工效率和质量的直接体现。未来,数控机床将采用由超大规模的集成电路构成,具备多微处理器结构,位数、频率更高的处理器,将系统的数据处理能力推上一个新的高度。速度更快,动态响应能力更强的直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式也将得到更加普遍的应用。前馈控制技术的使用也可以有效减小追踪滞后误差,从而改善拐角切削的机械加工精度。 数控机床多功能化趋势 未来,数控机床将不再是只使用一种刀具,只进行单一加工的设备。实际上,数控加工中心早已经通过刀库和自动换刀装置,实现了对多种不同加工的适应,而采用了多CPU结构和分级中断控制方式的数控系统,甚至还可以在一台机床上同时进行零件加工和程序编制。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求,数控可以通过联网,实现机床之间的数据通信,也可以直接对多台机床进行控制。主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式则可以更好地满足高速加工的需要。 

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