數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,并將其譯碼,用代碼化的數字表示,通過信息載體輸入數控裝置。數控機床能夠更具圖紙的要求,自動地將零件加工出來,較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題,是一種典型的機電一體化產品。在現代工業中已經被大范圍的使用,極大的提高了企業的生產效率。隨著科學技術的發展,先進制造技術的興起和不斷成熟,對數控技術提出了更高的要求,那么數控機床行業有什么發展趨勢呢?
1、多功能化
配有自動換刀機構(刀庫容量可達100把以上)的各類加工中心,能在同一臺機床上同時實現銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工,現代數控機床還采用了多主軸、多面體切削加工。數控系統實現數控機床之間的數據通信,也可以直接對多臺數控機床進行控制。
2、高速度、高精度化
速度和精度是數控機床的兩個重要指標,它直接關系到加工效率和產品質量。目前,數控系統采用位數、頻率更高的處理器,以提高系統的基本運算速度。同時,采用超大規模的集成電路和多微處理器結構,以提高系統的數據處理能力,即提高插補運算的速度和精度。并采用直線電動機直接驅動機床工作臺的直線伺服進給方式,其高速度和動態響應特性相當優越。采用前饋控制技術,使追蹤滯后誤差大大減小,從而改善拐角切削的加工精度。
3、智能化
現代數控機床將引進自適應控制技術,根據切削條件的變化,自動調節工作參數,使加工過程中能保持最佳工作狀態,從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度,同時也能提高**的使用壽命和設備的生產效率。具有自診斷、自修復功能,在整個工作狀態中,系統隨時對CNC系統本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、檢查。一旦出現故障時,立即采用停機等措施,并進行故障報警,提示發生故障的部位、原因等。還可以自動使故障模塊脫機,而接通備用模塊,以確保無人化工作環境的要求。為實現更高的故障診斷要求,其發展趨勢是采用人工智能專家診斷系統。
4、數控編程自動化
隨著計算機應用技術的發展,目前CAD/CAM圖形交互式自動編程已得到較多的應用,是數控技術發展的新趨勢。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣,再經計算機內的**軌跡數據進行計算和后置處理,從而自動生成NC零件加工程序,以實現CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術的發展,當前又出現了CAD/CAPP/CAM集成的全自動編程方式,它與CAD/CAM系統編程的最大區別是其編程所需的加工工藝參數不必由人工參與,直接從系統內的CAPP數據庫獲得。
5、可靠性最大化
數控機床的可靠性一直是用戶最關心的主要指標。數控系統將采用更高集成度的電路芯片,利用大規模或超大規模的專用及混合式集成電路,以減少元器件的數量,來提高可靠性。通過硬件功能軟件化,以適應各種控制功能的要求,同時采用硬件結構機床本體的模塊化、標準化和通用化及系列化,使得既提高硬件生產批量,又便于組織生產和質量把關。還通過自動運行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序,實現對系統內硬件、軟件和各種外部設備進行故障診斷和報警。利用報警提示,及時排除故障;利用容錯技術,對重要部件采用“冗余”設計,以實現故障自恢復;利用各種測試、監控技術,當生產超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時,自動進行相應的保護。
6、控制系統小型化
數控系統小型化便于將機、電裝置結合為一體。目前主要采用超大規模集成元件、多層印刷電路板,采用三維安裝方法,使電子元器件得以高密度安裝,較大規模縮小系統的占有空間。而利用新型的彩色液晶薄型顯示器替代傳統的陰極射線管,將使數控操作系統進一步小型化。這樣可以方便地將它安裝在機床設備上,更便于對數控機床的操作使用。
除了這些以外,中國數控機床還向網絡化方向發展、向驅動并聯化方向發展、向標準化方向發展。目前中國數控機床消費總額占全球比例高達42%,機床保有量不斷提高。伴隨中國機床行業的快速增長、結構調整以及專業化分工深化,具有多方面技術和性能優勢的電主軸將受益于下游機床工業產業升級。而進口電主軸價格高、交貨期長、維修困難,國內產品進口替代空間廣闊。此外,電主軸常因操作不當、部件磨損等原因導致故障,也會因長期使用精度下降而需要維護檢修。