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數控技術及裝備的發展趨勢

數控技術及裝備的發展趨勢

  數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業的使能技術和最基本的裝備。世界各國信息產業、生物產業、航空、航天等國防工業廣泛采用數控技術,以提高制造能力和水平,提高對市場的適應能力和競爭能力。工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資,不僅大力發展自己的數控技術及其產業,而且在"高精尖"數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。因此大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。   
  數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術,數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品,即所謂的數字化裝備,如數控機床等。其技術涉及多個領域:(1)機械制造技術;(2)信息處理、加工、傳輸技術;(3)自動控制技術;(4)伺服驅動技術;(5)傳感器技術;(6)軟件技術等。   
  數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化,使制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,對國計民生的一些重要行業國防、汽車等的發展起著越來越重要的作用,這些行業裝備數字化已是現代發展的大趨勢,如:橋式三、五坐標高速數控龍門銑床、龍門移動式五座標AC擺角數控龍門銑床、龍門移動式三座標數控龍門銑床等。   
  1.高速化發展新趨勢   
  目前高速加工中心進給速度最高可達80m/min,空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度****達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時,在普通銑床加工需8小時。   
  由于機構各組件分工的專業化,在專業主軸廠的開發下,主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業高速化的機種(每分鐘1.5萬轉以上的機種),現在已成為必備的機械產品要件。   
  2、精密化加工發展新趨勢:   
  由于各組件加工的精密化,微米的誤差已不是問題。以電腦輔助生產(CAM)系統的發展帶動數控控制器的功能越來越多。   
  在加工精度方面,近10年來,普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。  
  3、高效能發展新趨勢   
   對機床高速及精密化要求的提高導致了對加工工件制造速度的要求提高。同時,由于產品競爭激烈,產品生命周期快速縮短,模具的快速加工已成為縮短產品開發時間必須具備的條件。對制造速度的要求致使加工模具的機床朝著高效能專業化機種發展。  
  4.開放化發展新趨勢   
  數控機床已逐漸發展成為系統化產品。現在可以用一臺電腦控制一條生產線的作業,不但可縮短產品的開發時間,還可以提高產品的加工精度和產品質量。如前所述,開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性。美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃,并進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個****的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和技術規范的制定,預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。   
  5.復合化發展新趨勢   
  產品外觀曲線的復雜化致使模具加工技術必須不斷升級,機床五軸加工、六軸加工已日益普及,機床加工的復合化已是不可避免的發展趨勢。新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。

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