機(jī)床技術(shù)14大發(fā)展趨勢總覽

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1.機(jī)床的高速化
　　隨著汽車,、航空航天等工業(yè)輕合金材料的廣泛應(yīng)用,，高速加工已成為制造技術(shù)的重要發(fā)展趨勢,。高速加工具有縮短加工時(shí)間,、提高加工精度和表面質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn),，在模具制造等領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛,。機(jī)床的高速化需要新的數(shù)控系統(tǒng),、高速電主軸和高速伺服進(jìn)給驅(qū)動，以及機(jī)床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和輕量化,。高速加工不僅是設(shè)備本身,，而是機(jī)床、刀具,、刀柄,、夾具和數(shù)控編程技術(shù)，以及人員素質(zhì)的集成,。高速化的最終目的是高效化,，機(jī)床僅是實(shí)現(xiàn)高效的關(guān)鍵之一，絕非全部,，生產(chǎn)效率和效益在"刀尖"上,。

　　2.機(jī)床的精密化
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! }" l' I. W9 h' y" t$ o6 T　　按照加工精度,，機(jī)床可分為普通機(jī)床、精密機(jī)床和超精機(jī)床,，加工精度大約每8年提高一倍,。數(shù)控機(jī)床的定位精度即將告別微米時(shí)代而進(jìn)入亞微米時(shí)代，超精密數(shù)控機(jī)床正在向納米進(jìn)軍,。在未來10年,，精密化與高速化、智能化和微型化匯合而成新一代機(jī)床,。機(jī)床的精密化不僅是汽車,、電子、醫(yī)療器械等工業(yè)的迫切需求,，還直接關(guān)系到航空航天,、導(dǎo)彈衛(wèi)星,、新型武器等國防工業(yè)的現(xiàn)代化,。
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　　3.從工序復(fù)合到完整加工
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　　70年代出現(xiàn)的加工中心開多工序集成之先河，現(xiàn)已發(fā)展到"完整加工",，即在一臺機(jī)床上完成復(fù)雜零件的全部加工工序,。完整加工通過工藝過程集成,，一次裝卡就把一個零件加工過程全部完成。由于減少裝卡次數(shù),，提高了加工精度,，易于保證過程的高可靠性和實(shí)現(xiàn)零缺陷生產(chǎn)。此外,，完整加工縮短了加工過程鏈和輔助時(shí)間,，減少了機(jī)床臺數(shù)，簡化了物料流,，提高了生產(chǎn)設(shè)備的柔性,，生產(chǎn)總占地面積小，使投資更加有效,。
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　　4.機(jī)床的信息化
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　　機(jī)床信息化的典型案例是Mazak 410H,，該機(jī)床配備有信息塔，實(shí)現(xiàn)了工作地的自主管理,。信息塔具有語音,、文本和視像等通訊功能。與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),，下載工作指令和加工程序,。工件試切時(shí)，可在屏幕上觀察加工過程。信息塔實(shí)時(shí)反映機(jī)床工作狀態(tài)和加工進(jìn)度,，并可以通過手機(jī)查詢,。信息塔同時(shí)進(jìn)行工作地?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和刀具壽命管理，以及故障報(bào)警顯示,、在線幫助排除,。機(jī)床操作權(quán)限需經(jīng)指紋確認(rèn)。
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　　5.機(jī)床的智能化-測量,、監(jiān)控和補(bǔ)償

　　機(jī)床智能化包括在線測量,、監(jiān)控和補(bǔ)償。數(shù)控機(jī)床的位置檢測及其閉環(huán)控制就是簡單的應(yīng)用案例,。為了進(jìn)一步提高加工精度,，機(jī)床的圓周運(yùn)動精度和刀頭點(diǎn)的空間位置，可以通過球桿儀和激光測量后,，輸入數(shù)控系統(tǒng)加以補(bǔ)償,。未來的數(shù)控機(jī)床將會配備各種微型傳感器，以監(jiān)控切削力,、振動、熱變形等所產(chǎn)生的誤差,，并自動加以補(bǔ)償或調(diào)整機(jī)床工作狀態(tài),，以提高機(jī)床的工作精度和穩(wěn)定性
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. }( ^: D+ S, K3 X6 `　　6.機(jī)床的微型化
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　　隨著納米技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)的迅速進(jìn)展，開發(fā)加工微型零件的機(jī)床已經(jīng)提到日程上來了,。微型機(jī)床同時(shí)具有高速和精密的特點(diǎn),，最小的微型機(jī)床可以放在掌心之中，一個微型工廠可以放在手提箱中,。操作者通過手柄和監(jiān)視屏幕控制整個工廠的運(yùn)作,。

　　7.新的并聯(lián)機(jī)構(gòu)原理
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% P, r2 i- ?; Q: o　　傳統(tǒng)機(jī)床是按笛卡爾坐標(biāo)將沿3個坐標(biāo)軸線的移動X、Y,、Z和繞3個坐標(biāo)軸線轉(zhuǎn)動A,、B、C依次串聯(lián)疊加,，形成所需的刀具運(yùn)動軌跡,。并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床是采用各種類型的桿機(jī)構(gòu)在空間移轉(zhuǎn)主軸部件，形成所需的刀具運(yùn)動軌跡,。并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊,、剛度高、動態(tài)性能好等一系列優(yōu)點(diǎn),，應(yīng)用前景廣闊,。
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　　8.新的工藝過程

% @: }1 }% @, G; r9 Q* w9 Q　　除了金屬切削和鍛壓成形外，新的加工工藝方法和過程層出不窮，機(jī)床的概念正在變化,。激光加工領(lǐng)域日益擴(kuò)大,，除激光切割、激光焊接外,，激光孔加工,、激光三維加工、激光熱處理,、激光直接金屬制造等應(yīng)用日益廣泛,。電加工、超聲波加工,、疊層銑削,、快速成型技術(shù)、三維打印技術(shù)各顯神通,。

　　9.新結(jié)構(gòu)和新材料

　　機(jī)床高速化和精密化要求機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡化和輕量化,，以減少機(jī)床部件運(yùn)動慣量對加工精度的負(fù)面影響，大幅度提高機(jī)床的動態(tài)性能,。例如,，借助有限元分析對機(jī)床構(gòu)件進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，設(shè)計(jì)"箱中箱"結(jié)構(gòu),，以及采用空心焊接結(jié)構(gòu)或鉛合金材料已經(jīng)開始從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱谩?font class="jammer"># T0 o! C* Z6 N* T' \% Z2 R

　　10.新的設(shè)計(jì)方法和手段

% `$ {0 w5 }& ]0 I8 `　　我國機(jī)床設(shè)計(jì)和開發(fā)手段要盡快從"甩圖板"的二維CAD向三維CAD過渡,。三維建模和仿真是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢的源泉,。在此三維設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行CAD/CAM/CAE/PDM的集成,，加快新產(chǎn)品的開發(fā)速度，保證新產(chǎn)品的順利投產(chǎn),，并逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期管理,。
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5 W! ~; ]) d; D, C$ q" x　　11.直接驅(qū)動技術(shù)
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( L; N; n# C5 e8 a' D, P　　在傳統(tǒng)機(jī)床中，電動機(jī)和機(jī)床部件是借助耦合元件,，如皮帶,、齒輪和聯(lián)軸節(jié)等加以連接，實(shí)現(xiàn)部件所需的移動或旋轉(zhuǎn),，"機(jī)"和"電"是分家的,。直接驅(qū)動技術(shù)是將電動機(jī)與機(jī)械部件集成為一體，成為機(jī)電一體化的功能部件,，如直線電動機(jī),、電主軸、電滾珠絲桿和力矩電動機(jī)等,。直接驅(qū)動技術(shù)簡化了機(jī)床結(jié)構(gòu),，提高了機(jī)床的剛度和動態(tài)性能,，運(yùn)動速度和加工精度。
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) Y+ P& _: y# b+ H" \' M; I% ]　　12.開放式數(shù)控系統(tǒng)

7 R, o7 ^) d7 P  R" |; U　　數(shù)控系統(tǒng)的開放是大勢所趨,。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)有三種形式：1)全開放系統(tǒng),，即基于微機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，以微機(jī)作為平臺,，采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),，開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的各種功能，通過伺服卡傳送數(shù)據(jù),，控制坐標(biāo)軸電動機(jī)的運(yùn)動,。2)嵌入系統(tǒng)，即CNC+PC,，CNC控制坐標(biāo)軸電動機(jī)的運(yùn)動,，PC作為人機(jī)界面和網(wǎng)絡(luò)通信。3)融合系統(tǒng),，在CNC的基礎(chǔ)上增加PC主板,，提供鍵盤操作，提高人機(jī)界面功能,，如Siemens 840Di和Fanuc 210i,。

　　13.可重組制造系統(tǒng)
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　　隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，專用機(jī)床的可重構(gòu)性和制造系統(tǒng)的可重組性日益重要,。通過數(shù)控加工單元和功能部件的模塊化,，可以對制造系統(tǒng)進(jìn)行快速重組和配置，以適應(yīng)變型產(chǎn)品的生產(chǎn)需要,。機(jī)械、電氣和電子,、液和氣,、以及控制軟件的接口規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)可重組性的關(guān)鍵。
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　　14.虛擬機(jī)床和虛擬制造
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　　為了加快新機(jī)床的開發(fā)速度和質(zhì)量,，在設(shè)計(jì)階段借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),，可以在機(jī)床還沒有制造出來以前，就能夠評價(jià)機(jī)床設(shè)計(jì)的正確性和使用性能,，在早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的各種失誤,，減少損失，提高新機(jī)床開發(fā)的質(zhì)量,。

國際化

大概不是原創(chuàng)的,，沒人頂你，好我頂你！

yyh_tiger

好帖,，希望多些前瞻性的文章

dahai2783

好帖,，希望多些前瞻性的文章

孫斌13754800159

很好,全部閱過,有點(diǎn)感覺

小趙200868

看完了，不錯

柳浪

了解了大概,，學(xué)習(xí)了

珍惜機(jī)會

復(fù)制保存一個,，謝樓主咯！,！