淺析數(shù)控機(jī)床（CNC）技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 數(shù)控機(jī)床（CNC）正朝著高速、和高精度的方向發(fā)展，為增強(qiáng)市場競爭力，各國機(jī)床制造商在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)制造中采用了許多新技術(shù)。目前這些先進(jìn)技術(shù)都應(yīng)用于新的數(shù)控機(jī)床（CNC）產(chǎn)品。 1. 網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)
zui近幾年，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為CNC機(jī)床加工中的主要通訊手段和控制工具，勢將形成一整套先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)。例如，通過開放式CNC系統(tǒng)，使用遙控 診斷系統(tǒng)，機(jī)床在加工中若出現(xiàn)問題，可自動(dòng)向設(shè)計(jì)部門發(fā)出信息，使問題得到及時(shí)解決。在機(jī)床CNC系統(tǒng)中自動(dòng)存貯、迅速處理的大量加工信息，可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行實(shí)時(shí)傳輸、交換，包括設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、圖形文件、工藝資料、加工狀態(tài)等，大大提高了生產(chǎn)效率。目前用得zui多的還是通過網(wǎng)絡(luò)改善服務(wù)，給用戶以有力的等。
在IMTS2000 上，許多機(jī)床制造廠商，展出了新近開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)。例如Cincinnati Machine公司，向用戶演示了編程人員、操作者和維修人員通過他們?cè)O(shè)計(jì)的開放式CNC系統(tǒng)和Cincinnati Machine公司的國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)制造中心，進(jìn)行聲音或圖象的交流和傳遞，同時(shí)演示了遙控診斷系統(tǒng)的使用方法等，增加了用戶使用網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)的愿望和信心。據(jù) Cincinnati Machine公司介紹，用戶只要購買所需的軟件、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)用攝像機(jī)以及耳機(jī)，即可上網(wǎng)，不需要安裝網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。通過網(wǎng)上交換多種信息，大大地提高了生產(chǎn)效率。據(jù)IAMS公司介紹，，根據(jù)用戶所輸入的加工材料、切削刀具材料等信息，即可向用戶推薦加工中應(yīng)選擇的切削速度、進(jìn)給量、切削深度等，用戶可根據(jù)推薦數(shù)據(jù)進(jìn)行編程和加工。有問題還可通過，保證加工順利進(jìn)行。
2. 開放式CNC系統(tǒng)
采用開放式CNC系統(tǒng)，能大大提高機(jī)床的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換能力、實(shí)時(shí)響應(yīng)能力和多任務(wù)并列處理能力等。日立精機(jī)機(jī)床公司開發(fā)的名為用戶接口的開放式CNC系統(tǒng)，能將機(jī)床CNC操作系統(tǒng)軟件與因特網(wǎng)聯(lián)接，兩者進(jìn)行信息交換。該系統(tǒng)除具有以上優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)，是開放式CNC系統(tǒng)中的頂端產(chǎn)品：
1. 使CNC機(jī)床的功能大大提高。例如，它可使機(jī)床具有遙控診斷功能。
2. 大大提高了CNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力，可使CNC系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)間的傳輸速度高達(dá)10MB/s。
3. 為充分發(fā)揮因特網(wǎng)的作用，他們還開發(fā)出HS-MOS操作碼。使用這種操作碼，用戶可根據(jù)實(shí)際需要，很方便地用VisualBasic或C語言匯編 出第三方軟件，例如遙控診斷與數(shù)據(jù)處理程序等。目前網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)和開放式CNC系統(tǒng)就如同電視臺(tái)與電視機(jī)，通過電視塔發(fā)射出不同頻率的信號(hào)，即能在各處電 視機(jī)上收到各種圖像和聲音。網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)就是電視臺(tái)和電視塔，而開放式CNC系統(tǒng)即是分布在全國各地的電視機(jī)。只要有一個(gè)設(shè)計(jì)或制造單位，根據(jù)不同的加工 零件需要，匯編出不同的加工控制程序，其它制造廠家即可從網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)中，提取所需要的控制程序，對(duì)零件進(jìn)行加工。這將大改變目前的機(jī)器制造方式。
3. 直線電動(dòng)機(jī)
先進(jìn)的直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)已經(jīng)廣泛用于CNC銑床和CNC車床。它不僅能在f=60m/min以上進(jìn)給速度的切削條件下，對(duì)零件進(jìn)行高速切削和快速排屑，同時(shí)還能提高零件的加工精度。直線電動(dòng)機(jī)具有能加快伺服響應(yīng)速度，提高伺服控制精度和機(jī)床加工精度的特點(diǎn)，因而能*地?cái)U(kuò)大CNC機(jī)床的加工能力。通常的回轉(zhuǎn) ——直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，因其固有的質(zhì)量、慣性、超前、滯后和振動(dòng)等問題，會(huì)影響零件的加工質(zhì)量。而在CNC機(jī)床上安裝直線電動(dòng)機(jī)則不存在以上問題。目前， Mazak、森精機(jī)、大隈和Cincinnati Machine等公司都已將直線電動(dòng)機(jī)用于新型CNC機(jī)床，使機(jī)床的進(jìn)給速度達(dá)到f=60m/min以上，快速移速度達(dá)f=120m/min，機(jī)床加速度 達(dá)2g。目前，在直線電動(dòng)機(jī)的使用上還存在著如承載能力小、發(fā)熱等問題，需在今后加以改進(jìn)。
4. 、大功率主軸電動(dòng)機(jī)
為提高機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)的切削速度、快速響應(yīng)能力和控制精度，大多數(shù)CNC機(jī)床都選擇集成式主軸AC感應(yīng)主軸電動(dòng)機(jī)代替以往的由皮帶或齒輪減速的分離式主軸電動(dòng)機(jī)。而zui近隨著技術(shù)的進(jìn)步，新開發(fā)出一種含稀有材料的*磁鐵集成式主軸電動(dòng)機(jī)。由于它能更、大功率地傳遞扭矩，所以大有取代感應(yīng)式集成 主軸電動(dòng)機(jī)的趨勢。據(jù)Yamazen公司介紹，這種含鈮的*磁鐵集成式主軸電動(dòng)機(jī)與通用的感應(yīng)式集成主軸電動(dòng)機(jī)相比，具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1. 傳遞扭矩大 該公司用兩種功率為N=7.46kW，轉(zhuǎn)速n=6000r/min的電動(dòng)機(jī)所作的比較性試驗(yàn)表明，通用的感應(yīng)式集成主軸電動(dòng)機(jī)傳遞的轉(zhuǎn)矩為95N·m，而含稀有材料的*磁鐵型集成式主軸電動(dòng)機(jī)則能傳遞160N·m的轉(zhuǎn)矩。
2. 易于對(duì)使用中產(chǎn)生的溫升進(jìn)行在線控制，且使用簡單的氣冷方式即可對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，無須安裝昂貴的冷卻器。
3. 由于電動(dòng)機(jī)選用特殊的*磁鐵材料制成，所以磁性強(qiáng)，電動(dòng)機(jī)體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。這樣可使主軸孔直徑增大，大大提高機(jī)床的加工能力。例如車床，原來上料裝置能通過的棒料zui大直徑為52mm，現(xiàn)改用*磁鐵型集成式主軸電動(dòng)機(jī)后，機(jī)床便能加工zui大直徑達(dá)61mm的棒料。 5. 冷卻系統(tǒng)
對(duì)于進(jìn)行高速切削的CNC機(jī)床，各軸要在f=60m/min的進(jìn)給速度下進(jìn)行切削，這就會(huì)使采用滾珠絲杠的CNC機(jī)床在加工中產(chǎn)生高溫，嚴(yán)重影響 零件的尺寸精度和機(jī)床的定位精度。由日立精機(jī)公司開發(fā)的滾珠絲杠冷卻器，通過在中空的滾珠絲杠中傳輸冷卻液來降溫，達(dá)到冷卻絲杠和穩(wěn)定加工尺寸的目的。 Makino公司開發(fā)的電子冷卻器控制系統(tǒng)，可監(jiān)控滾珠絲杠因摩擦等產(chǎn)生的溫升，使?jié)L珠絲杠溫度保持在允許范圍內(nèi)。除對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行冷卻外，對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的主軸的溫升也要嚴(yán)格控制。Yamazen公司將壓力為p=6.89MPa的冷卻液通過主軸中心孔對(duì)機(jī)床主軸、刀具及加工零件進(jìn)行冷卻。它不但能保證工件、刀具不受溫升的影響，提高刀具使用壽命，還能使切屑順利排出，凈化加工環(huán)境。為了避免導(dǎo)軌受溫升的影響，日立公司與軸承制造商聯(lián)合開發(fā)出牌號(hào)為Eco- Eco的導(dǎo)軌潤滑脂，具有冷卻、潤滑效果好、無有害物質(zhì)、能進(jìn)行自動(dòng)潤滑以及不需要設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。許多廠家使用證明，它具有良好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益。 6. 多功能加工系統(tǒng)
一個(gè)零件在一臺(tái)機(jī)床上完成全部加工工序是制造技術(shù)進(jìn)步的必然趨勢。開發(fā)的車床都具有類似于加工中心上的4～5軸加工功能以及大功率、多功能B 軸加工系統(tǒng)和自動(dòng)換刀裝置，使車床與加工中心之間的區(qū)別日漸減少，成為多功能加工機(jī)床。多功能機(jī)床的產(chǎn)生是CNC機(jī)床技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志之一。 蘇州中航長風(fēng)數(shù)控科技有限公司主營產(chǎn)品有：線切割機(jī)床，電火花成型機(jī)，快走絲線切割，中走絲線切割，電火花線切割，電火花穿孔機(jī)，取斷絲錐機(jī)。 |
