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浅论数控车床的发展方向
2016-12-21  来源:长江大学文理学院  作者:王东升

      摘要:数控技术和数控装备是各个国家工业现代化的重要基础。我国数控技术与世界先进国家相比还有一定的差距,因此了解数控技术国内外的发展状况对我国数控领域的发展有非常重要的意义。它的发展和应用开创了制造业的新时代,改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式,使世界制造业的格局发生了巨大的变化。本文主要讲述了数控车床在我国的发展方向。

      关键词:数控车床发展方向

      数控车床集计算机技术,电子技术,自动控制技术,传感测量,机械制造,是典型的机电一体化产品。它使传统的制造业发生了质的变化,尤其是近年来.微电子技术和计算机技术的发展使得数控车床有了新的发展方向。国内数控车床大致发展方向表现在以下方面:

      1.智能化、高速化、高精度化方向

      新一代数控车床为提高生产效率,向超高速方向发展。计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大,计算机系统及其应用软件的复杂化,带来了机床系统及其硬件结构的简化,数控机床的智能化程度日趋提高。一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm,即一台高精度机床,在0.005mm 以下,就是超高精度机床。随着计算机辅助制造系统的发展,精密度已达到微米级。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展,数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理,不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能,而且人机界面极为友好,并具有故障诊断专家系统,使自诊断和故障监控功能更趋完善。

       2. 复合化、系统化方向

       工件一次装夹,能进行多种工序复合加工,可大大地提高生产效率和加工精度,是车床一贯追求的。由于产品开发周期愈来愈短,对制造速度的要求也相应提高,车床也朝高效能发展。车床已逐渐发展成为系统化产品,用一台电脑控制一条生产线的作业。产品对外观曲线要求的提高,机床五轴加工、六轴加工已日益普及,机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。

      在零件加工过程中,有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升速、降速上,为了尽可能降低这些无用时间,人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上,因此具有复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。车床复合加工概念是指将工件一次装夹后,车床便能按照数控加工程序自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工,完成一个复杂形状零件的主要乃至全部加工工序以达到系统化加工。

      3. 网络化、高可靠性方向

      数控系统的网络化,主要指数控系统与外部的其他控制系统或计算机进行网络连接和网络控制。数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网,然后再经由因特网通向企业外部。随着网络技术的成熟和发展,最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造是机械制造企业现代化的标志之一,也是国际先进车床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用,越来越多的国内用户在进口数控车床时要求具有远程通讯服务等功能。数控系统的网络化进一步促进了柔性自动化制造技术的发展,现代柔性制造系统从点向面的方向发展。柔性自动化技术以易于联网和集成为目标,同时注重加强单元技术的开拓、完善,向信息集成方向发展,网络系统向开放、集成和智能化方向发展。随着数控车床网络化应用广泛,数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。

      4. 多轴联动化方向

      加工自由曲面时,三轴联动控制的车床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削,进而对工件的加工质量造成破坏性影响,而五轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单,并且能使球头铣刀在铣削三维曲面的过程中始终保持合理的切速,从而显著改善加工表面的粗糙度,大幅度提高加工效率。因此多轴联动控制的加工中心和数控车床已经成为当前的一个开发热点。

      5 .设计制造绿色化方向

      绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下,系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响,从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小,资源利用率最高。数控车床在设计时要考虑:绿色材料设计、可拆卸性设计、节能性设计、可回收性设计、模块化设计、绿色包装设计等。数控车床作为装备制造业的核心,能否顺应环保趋势,加大绿色设计与制造的研制,将是影响经济发展的重要因素之一。

      我国数控产业不能安于现状,应该抓住机会不断发展,努力发展自己的先进技术,加大技术创新与人才培训力度,提高企业综合服务能力,力争早日实现数控车床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变,实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。
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