现代数控机床的六大特点
时间：2022-09-25作者：佚名
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现代数控机床的六大特点，现代数控机床主要的六大特点：高速高精度、高可靠性、多功能小型化、智能化、网络化、开放性。泊头巨人重工机械有限公司是一家专业生产、立车、数控立车、数控龙门铣床、龙门加工中心、数控落地镗铣床的生产厂家。 1．高速高精度 速度和精度是数控机床的两个重要技术指标，关系到加工生产率和产品质量。单纯提高速度必会降低精度，现代数控机床必须在保持或提高精度的同时提高速度，这就对数控机床的机械结构和数控系统提出更高的要求。日前高性能的数控系统和伺服系统，其位移分辨率和进给速度已可达到lum(100～240m／min)、0. lum( 24m／min)、0. Olum(400～800mm／min). 高速度主要取决于数控系统在读人加工指令数据后的数据处理速度，采用高位数和高速CPU是提高数控系统速度的效手段。日前数控系统已普遍采用32位CPU，并向64位CPU发展，频率已提高到20～33MHz。有的系统采用多微处理器结构，减轻主CPU的负担，提高控制速度，采用专用捕补器芯片以硬件插补方式提高插补速度。 采用数字式交流伺服系统及直线电动机直接驱动机床工作台的“零传动”直线伺服进给方式，提高了进给速度和动态响应特性。应用内装式电动机主轴（简称电主轴），主轴电机和主轴连成一个整体，使主轴驸动不必经过变速齿轮，主轴转速可提高到40000～50000r／min。采用高分辨率的位置检测装置和多种补偿功能，可提高系统控制精度和补偿机械系统的误差。配置高速、强功能、具有专用CPU的内装式可编程控制器(PLC)，利用PLC的高速处理功能，使CNC和PLC之间有机结合起来，满足数控机床运行中的各种实时控制要求。 2．高可靠性 数控机床因其自动化特性而长时间在无人操作状态下运行，所以其可靠性是用户最关心的主要指标。提高可靠性，降低故障率，是数控技术的发展和研究方向之一。 采用大规模和超大规模集成电路、专用芯片及混合式集成电路，提高线路集成度，减少元器件数量，精简外部连线，降低功耗，可提高系统工作稳定性和可靠性。 数控机床硬件结构采用模块化、标准化和通用化，设计生产过程由质量保证体系监控，严格筛选元器件，全面考核系统可靠性，保证产品质量。 数控机床由于硬件、软件及操作等原因，出现故障在所难免，增强故障自诊断、自恢复和保护功能，对提高数控机床可靠性至关重要。通过自动运行启动诊断、在线诊断和离线诊断等多种自诊断程序，实现对系统软硬件及外部设备进行故障诊断和报警，自动显示故障部位和类型，以便及时排除。利用容错技术，对重要部件采用“冗余”设计，以实现故障自恢复。采用刀具破损榆测、行程范围保护和断电保护等功能，保证系统稳定可靠工作。由于采取了各种有效的可靠性措施，现代数控系统的平均*时间MTBF(Mean Time Between Failures)可达到10000～36000h。 3．多功能小型化 数控加T中心(Machining Center-MC)配有一机多能的数控系统和自动换刀系统（机械手和刀具库，刀具库可容纳16～100把刀具），工件装夹后，数控系统能控制机床自动更换刀具，连续对工件各个加工面进行多工序加工，这样多种工序甚至不同工艺加工过程集中到一台设备上完成，可避免工件多次装夹所造成的定位误差，确保零件的形位公差要求，减少设备台数，减少装夹辅助时间，节省占地面积。此外，多主轴、多面体加工及多轴联动数控机床在提高数控加工工效方面起了很大的作用，如五面体加工中心等，数控机床的控制轴数已多达15轴，同时联动的轴数已达6轴。 4．智能化 计算机软件技术的飞速发展使数控系统可充分利用软件技术，与人工智能技术相结合，使系统智能化。 在数控机床中引入自适应控制技术( Adaptive Control-AC)，其目的是面对加工过程中客观存在的各式各样的不确定性，例如毛坯余量不匀、材料硬度不一致、刀具磨损、工件和机床变形等，提供了一个适应反馈环。它不是测量直接控制变量（位置和速度），而是测量过程变量，即对系统最终切削性能有影响的工作状态和系统参量变化的信息，如零件与刀具问隙、材料特性变化、刀具变形等，这些数据经自适应控制器的处理，用来调整系统的参数 或改变加工特性，使系统始终保持所要求的工作能力。因此，一个自适应控制系统可以“适应”外界条件和系统参量的极度变化，使系统发挥工作效能。 在数控机床中采用故障自诊断、自恢复技术，利用故障诊断程序进行在线诊断、离线诊断，甚至通过通信手段进行远程诊断。日前人工智能专家诊断系统也已应用到数控系统中，这种以知识库为基础的软件系统，通过人机控制器的交互作用，按一定的推理机制诊断出故障原因及排除方法。 数控系统与CAD／CAPP／CAM系统集成，利用CAD绘制零件图，从CAPP数据库中自动获取加工工艺参数，再经过刀具轨迹数据计算和后置处理自动生成数控加工程序，提高了编程效率，降低了对编程人员技术水平的要求。 引入模式识别技术，应用图像识别和声控技术，使机器自己辨认图样，按照自然语音命令进行加工。 5．网络化 为了适应柔性制造单元( FMC)、柔性制造系统(FMS)以及进一步联网组成计算机集成制造系统( CIMS)的要求，数控机床要具有联网能力。现在数控机床都具有RS- 232C和RS- 422高速远距离串行接口，可以按照要求与上一级计算机进行多种数据交换。不同厂家不同类型数控机床，可以采用MAP 工业控制网络，从工厂自动化上层（设计信息、生产计划信息）到下层（控制信息、生产管理信息）通过信息交流，建立能够有效利用系统全部信息资源的计算机网络。 6．开放性 开放式数控的模块化。可重构、可扩允的特点可以解决过去封闭式系统的诸多问题，开放式数控系统具有标准的硬件平台和开放操作系统，可以兼容第三方软件，生产商和用户均可以通过开发专用模块实现特别功能，良好的通信和接口协议可以连接各功能模块和系统，实现系统联网。 |
