機床技[Ji]術十四大發(Fa)展趨勢

經(Jing)營：加[Jia]工中心,卧式加(Jia)工中心,CNC加工中心,高速加(Jia)工中心,數控[Kong]銑床,立式加[Jia]工中心
1、機床的高速化
  　　随着汽車、航空航天等工業(Ye)輕合金[Jin]材料的廣泛(Fan)應用[Yong]，高速加工(Gong)已成為制造技術[Shu]的[De]重要(Yao)發展趨勢(Shi)。高速加工具有縮短加工(Gong)時間、提高加(Jia)工精度和表面質量等優點，在模[Mo]具制造等領域的應[Ying]用也日益廣泛[Fan]。機床的高速化需要[Yao]新的數控系統[Tong]、高速電主軸和高速伺服進給驅動[Dong]，以及機床結構的[De]優化和輕量化。高[Gao]速加工不僅是設備本身，而是[Shi]機床、刀具(Ju)、刀柄、夾具和數控編(Bian)程技術，以及人員素(Su)質的集成[Cheng]。高速化的zui終目[Mu]的是化，機床僅[Jin]是實現的關鍵之一，絕非全部[Bu]，生産效(Xiao)率和效[Xiao]益在“刀尖[Jian]”上。 

 　　2、機床的精(Jing)密化
  　　按照加工精度，機床可分為普通[Tong]機床(Chuang)、精密機床[Chuang]和超[Chao]精機床，加工精度(Du)大(Da)約每[Mei]8年提高[Gao]一倍[Bei]。數控機床的定位[Wei]精度即将告别微米[Mi]時代[Dai]而進入亞微米時代，超[Chao]精密數控(Kong)機床正在向納米進軍。在未來10年，精密(Mi)化與高速化、智能化和微型化彙[Hui]合[He]而成新一[Yi]代機床。機床的(De)精密化不(Bu)僅是汽車、電子、醫療器械等工業的[De]迫切需求，還直接關系到航空[Kong]航天、導彈衛星、新型武器等國(Guo)防工業的現代化。 

 　　3、從工序複合到完整加(Jia)工
  　　70年(Nian)代出現的加(Jia)工中心開多(Duo)工序集成之先河，現已發展到完整[Zheng]加工，即在一台(Tai)機床[Chuang]上完成複雜零(Ling)件的(De)全部加工[Gong]工(Gong)序。完整加工通過工藝過程集成，一次裝卡(Ka)就把[Ba]一個零件加工過程(Cheng)全部完成。由于減少[Shao]裝卡次數，提高了[Le]加工精度，易于保證過程的高可靠性和實現*生産。此外，完整加工縮短了加工過程鍊和輔助時間，減少(Shao)了機(Ji)床台數，簡(Jian)化(Hua)了[Le]物料流，提高了生産設備的柔性，生産總占地面(Mian)積小(Xiao)，使投資更加有效。 

 　　4、機床的信息化
  　　機床信[Xin]息(Xi)化的典型(Xing)案例是Mazak410H，該機床配備[Bei]有信息塔，實現了工作地[Di]的自主管理。信(Xin)息塔具有(You)語音、文[Wen]本和視[Shi]像等通訊功能。與生(Sheng)産計劃調度系(Xi)統聯網，下載[Zai]工作指令和[He]加[Jia]工程序。工件試切[Qie]時，可在屏幕上觀察(Cha)加工過程。信息塔實時反映機床工作狀[Zhuang]态和加工(Gong)進度，并可[Ke]以通過[Guo]手機查詢。信息塔同時進行工(Gong)作地數據統計分析和[He]刀[Dao]具壽命管理，以[Yi]及[Ji]故障[Zhang]報警顯示[Shi]、在線幫助排除。機床(Chuang)操作權限需經指紋确認。 

 　　5、機床(Chuang)的智能化(Hua)-測量、監控(Kong)和補償
  　　機床智[Zhi]能化包括(Kuo)在線測量、監控和補償。數控機床的位[Wei]置(Zhi)檢測及其[Qi]閉環控制就[Jiu]是簡單的應(Ying)用案[An]例。為了進一步提高加工精度，機床的圓[Yuan]周運動精度和刀頭(Tou)點的空間(Jian)位置[Zhi]，可以通[Tong]過球杆儀和(He)激光測量後，輸入數控系統加以補[Bu]償。未來的(De)數控(Kong)機床将會配備各種(Zhong)微型傳感器，以監[Jian]控切削力、振動、熱變形等(Deng)所産生的誤差，并自動加以補償(Chang)或調整機床工作狀态，以提高(Gao)機床的工(Gong)作精度和穩定性。 

 　　6、機床的微型化
  　　随着納米技術[Shu]和微機(Ji)電系[Xi]統的迅速進展，開發加工微型零件[Jian]的機床已經[Jing]提(Ti)到日程上來[Lai]了。微型機床同時具有高速和精密的特點，zui小的微型[Xing]機床可以(Yi)放在掌心(Xin)之[Zhi]中，一個微型工廠可以放[Fang]在[Zai]手提箱中。操作者通過手柄和監視屏幕控制整[Zheng]個(Ge)工廠的(De)運[Yun]作。 

 　　7、新的并[Bing]聯機構原理
  　　傳(Chuan)統(Tong)機床(Chuang)是按笛卡爾[Er]坐标将沿3個坐标軸線的移動X、Y、Z和繞3個(Ge)坐标軸[Zhou]線轉動A、B、C依次串[Chuan]聯疊加，形成所需的刀具運動(Dong)軌迹。并聯(Lian)運動機床是采用(Yong)各種類型的杆機(Ji)構在空間移轉[Zhuan]主軸部件，形成(Cheng)所需[Xu]的刀具運動軌迹。并聯運動機[Ji]床具有結構簡單緊(Jin)湊(Cou)、剛度高、動态(Tai)性能好等一系列優點(Dian)，應用前景廣闊(Kuo)。 

 　　8、新的工[Gong]藝過程
  　　除了金(Jin)屬切削和鍛壓成形[Xing]外，新的加工工藝方法和過程層出不窮[Qiong]，機床的概念正在變[Bian]化。激光加工領域日益擴(Kuo)大，除激光[Guang]切割[Ge]、激光焊接外，激[Ji]光孔加工、激光[Guang]三維加工[Gong]、激光熱處理[Li]、激光直(Zhi)接金[Jin]屬制造等應用日(Ri)益廣泛[Fan]。電加工、超聲[Sheng]波[Bo]加工、疊層銑削[Xue]、快速成型技術[Shu]、三維打印技術各顯神通(Tong)。
  　　9、新結構和新材料
  　　機床[Chuang]高速化(Hua)和精密化要求(Qiu)機床的結構簡[Jian]化和輕量化，以[Yi]減少機床部件運動慣量對加工精度的負面影響，大幅度提高機床的[De]動态(Tai)性能(Neng)。例如，借助有限元分析對(Dui)機床構件進行拓撲優化，設計箱中[Zhong]箱結構，以及采用空[Kong]心焊接結構或鉛合[He]金材料[Liao]已經(Jing)開始從實驗室走(Zou)向[Xiang]實用。 

 　　10、新(Xin)的設計方法和[He]手段
  　　我國機床[Chuang]設計(Ji)和開發手(Shou)段要盡快[Kuai]從甩(Shuai)圖闆的二維CAD向三維CAD過渡。三維(Wei)建模(Mo)和仿真是[Shi]現代設計(Ji)的基礎，是[Shi]企業技術優勢的源(Yuan)泉。在(Zai)此三維設計基礎上[Shang]進行CAD/CAM/CAE/PDM的集[Ji]成，加快新産品的[De]開發速度，保證新産品的順(Shun)利投産[Chan]，并逐步實現産品生命周期管理。 

 　　11、直接驅動技術
  　　在傳統機床中，電(Dian)動機和機床部件(Jian)是借助耦(Ou)合元件，如皮帶、齒輪和聯(Lian)軸節(Jie)等加以連接(Jie)，實現部件所需的(De)移動或[Huo]旋轉，機(Ji)和電(Dian)是分家的[De]。直接[Jie]驅動技術(Shu)是将電動機與機械部件[Jian]集成為一體，成為機[Ji]電一體化的功能部件，如直線電動機、電主軸、電滾珠絲杆和(He)力矩電[Dian]動機等[Deng]。直接(Jie)驅動技術簡化了機床[Chuang]結構，提高了機(Ji)床(Chuang)的剛度和動态性[Xing]能，運[Yun]動速度和加工精度。 

 　　12、開放[Fang]式數控(Kong)系統
  　　數控系(Xi)統的開放是大(Da)勢所趨。目前開放式數控系統有[You]三種形式：1）全開[Kai]放系統，即基于微機的數控系統[Tong]，以微機[Ji]作為平台，采用[Yong]實(Shi)時操作系統[Tong]，開發數控系[Xi]統(Tong)的各種功(Gong)能，通過伺服卡傳送數據(Ju)，控制坐标軸電動機的運(Yun)動。2）嵌入系統，即CNC+PC，CNC控制坐标軸電動機的運(Yun)動，PC作為人機界(Jie)面和網(Wang)絡通信。3）融合(He)系統，在CNC的[De]基礎上增加PC主闆，提供鍵盤操[Cao]作，提[Ti]高人機界面功能，如Siemens840Di和Fanuc210i。 

 　　13、可(Ke)重組制造系統
  　　随着[Zhe]産品更新換代速度的加快，機床的可重(Zhong)構[Gou]性和制造系統的[De]可重組性日(Ri)益重要(Yao)。通過(Guo)數控加工單元和功能部件(Jian)的[De]模塊化，可以對(Dui)制造[Zao]系統進行快速重組和配置，以适應變(Bian)型産品的生[Sheng]産需要。機械(Xie)、電(Dian)氣和電子、液和氣、以及控制軟件的(De)接口規範化和[He]标準化是(Shi)實現[Xian]可重組性的關(Guan)鍵。 

 　　14、虛拟機(Ji)床(Chuang)和虛拟制造[Zao]
  　　為了加快新(Xin)機(Ji)床的開發速度(Du)和質量[Liang]，在設計[Ji]階段[Duan]借助虛拟現(Xian)實技術，可以在機床還沒有制造出來以前，就能夠評價機(Ji)床設計的正确[Que]性和使用性能[Neng]，在早期發現設計過程的各種失誤，減[Jian]少損失，提高新機床開(Kai)發的質量。