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2017年数控机床发展趋势预测
新闻来源:中伦精机 点击数:100 更新时间:2017-1-3 9:32:56

   中国机电产品交易预测2017年数控机床未来发展的十二种趋势,数控机床的发展日新月异龙8官网手机版,高速化龙8官网手机版龙8官网手机版、高精度化、复合化龙8官网手机版、智能化龙8官网手机版、开放化龙8官网手机版、并联驱动化、网络化龙8官网手机版、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国,主要还是依靠劳动力、价格龙8官网手机版、资源等方面的比较优势,而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大龙8官网手机版。中国的数控产业不能安于现状龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版,应该抓住机会不断发展龙8官网手机版,努力发展自己的先进技术龙8官网手机版,加大技术创新与人才培训力度,提高企业综合服务能力龙8官网手机版龙8官网手机版,努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到高端龙8官网手机版、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变龙8官网手机版,实现从中国制造到中国创造龙8官网手机版龙8官网手机版、从制造大国到制造强国的转变。

  2017年数控车床未来发展的十二种趋势

  1、高速化

  随着汽车龙8官网手机版龙8官网手机版、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用,对数控机床加工的高速化要求越来越高龙8官网手机版。

 ×8官网手机版龙8官网手机版。1)主轴转速:机床采用电主轴(内装式主轴电机),主轴最高转速达200000r/min龙8官网手机版;

 。2)进给率:在分辨率为0.01μm时龙8官网手机版,最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工龙8官网手机版;

 。3)运算速度:微处理器的迅速发展为数控系统向高速龙8官网手机版、高精度方向发展提供了保障,开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统龙8官网手机版,频率提高到几百兆赫龙8官网手机版、上千兆赫龙8官网手机版。由于运算速度的极大提高龙8官网手机版,使得当分辨率为0.1μm龙8官网手机版、0.01μm时仍能获得高达24~240m/min的进给速度;

 ×8官网手机版龙8官网手机版。4)换刀速度:目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右,高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式龙8官网手机版龙8官网手机版,以主轴为轴心龙8官网手机版,刀具在圆周布置龙8官网手机版,其刀到刀的换刀时间仅0.9s龙8官网手机版。

  2龙8官网手机版、高精度化

  数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度龙8官网手机版,机床的运动精度龙8官网手机版龙8官网手机版、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视龙8官网手机版。

 龙8官网手机版龙8官网手机版。1)提高CNC系统控制精度:采用高速插补技术龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版,以微小程序段实现连续进给龙8官网手机版,使CNC控制单位精细化龙8官网手机版,并采用高分辨率位置检测装置,提高位置检测精度(日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机龙8官网手机版龙8官网手机版,其位置检测精度可达到0.01μm/脉冲)龙8官网手机版龙8官网手机版,位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法龙8官网手机版;

 ×8官网手机版。2)采用误差补偿技术:采用反向间隙补偿龙8官网手机版龙8官网手机版、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术龙8官网手机版龙8官网手机版,对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明龙8官网手机版,综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%~80%龙8官网手机版龙8官网手机版;

 。3)采用网格检查和提高加工中心的运动轨迹精度,并通过仿真预测机床的加工精度龙8官网手机版龙8官网手机版,以保证机床的定位精度和重复定位精度龙8官网手机版龙8官网手机版,使其性能长期稳定龙8官网手机版龙8官网手机版,能够在不同运行条件下完成多种加工任务,并保证零件的加工质量。

  3龙8官网手机版龙8官网手机版、功能复合化

  复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工龙8官网手机版。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心龙8官网手机版、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等;工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等龙8官网手机版。采用复合机床进行加工,减少了工件装卸龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差,提高了零件加工精度龙8官网手机版,缩短了产品制造周期龙8官网手机版,提高了生产效率和制造商的市场反应能力,相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。

  加工过程的复合化也导致了机床向?榛8官网手机版龙8官网手机版、多轴化发展龙8官网手机版。德国Index公司最新推出的车削加工中心是龙8官网手机版?榛峁,该加工中心能够完成车削龙8官网手机版、铣削、钻削龙8官网手机版、滚齿龙8官网手机版、磨削龙8官网手机版龙8官网手机版、激光热处理等多种工序龙8官网手机版龙8官网手机版,可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高龙8官网手机版,大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。

  4、控制智能化

  随着人工智能技术的发展,为了满足制造业生产柔性化龙8官网手机版龙8官网手机版、制造自动化的发展需求,数控机床的智能化程度在不断提高龙8官网手机版龙8官网手机版。具体体现在以下几个方面:

 ×8官网手机版龙8官网手机版。1)加工过程自适应控制技术:通过监测加工过程中的切削力龙8官网手机版、主轴和进给电机的功率龙8官网手机版、电流、电压等信息龙8官网手机版龙8官网手机版,利用传统的或现代的算法进行识别龙8官网手机版,以辩识出刀具的受力龙8官网手机版、磨损龙8官网手机版、破损状态及机床加工的稳定性状态龙8官网手机版龙8官网手机版,并根据这些状态实时调整加工参数(主轴转速龙8官网手机版龙8官网手机版、进给速度)和加工指令龙8官网手机版龙8官网手机版,使设备处于最佳运行状态,以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性;

 。2)加工参数的智能优化与选择:将工艺专家或技师的经验、零件加工的一般与特殊规律龙8官网手机版,用现代智能方法,构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”,利用它获得优化的加工参数龙8官网手机版,从而达到提高编程效率和加工工艺水平龙8官网手机版、缩短生产准备时间的目的龙8官网手机版;

 ×8官网手机版龙8官网手机版。3)智能故障自诊断与自修复技术:根据已有的故障信息,应用现代智能方法实现故障的快速准确定位龙8官网手机版;

 ×8官网手机版龙8官网手机版。4)智能故障回放和故障仿真技术:能够完整记录系统的各种信息龙8官网手机版龙8官网手机版,对数控车床发生的各种错误和事故进行回放和仿真龙8官网手机版,用以确定错误引起的原因,找出解决问题的办法龙8官网手机版,积累生产经验龙8官网手机版;

 龙8官网手机版。5)智能化交流伺服电机驱动装置:能自动识别负载龙8官网手机版龙8官网手机版,并自动调整参数的智能化伺服系统,包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置。这种驱动装置能自动识别电机及负载的转动惯量龙8官网手机版龙8官网手机版,并自动对控制系统参数进行优化和调整,使驱动系统获得最佳运行;

 ×8官网手机版。6)智能4M数控系统:在制造过程中龙8官网手机版龙8官网手机版,加工、检测一体化是实现快速制造龙8官网手机版龙8官网手机版、快速检测和快速响应的有效途径,将测量(Measurement)、建模(Modelling)龙8官网手机版、加工(Manufacturing)龙8官网手机版、机器操作(Manipulator)四者(即4M)融合在一个系统中龙8官网手机版,实现信息共享,促进测量龙8官网手机版、建模、加工龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版、装夹、操作的一体化龙8官网手机版龙8官网手机版。

  5、体系开放化

 。1)向未来技术开放:由于软硬件接口都遵循公认的标准协议龙8官网手机版,只需少量的重新设计和调整龙8官网手机版龙8官网手机版,新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容,这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期;

 ×8官网手机版龙8官网手机版。2)向用户特殊要求开放:更新产品龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求龙8官网手机版;

 ×8官网手机版。3)数控标准的建立:国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC)龙8官网手机版龙8官网手机版,以提供一种不依赖于具体系统的中性机制龙8官网手机版,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化龙8官网手机版。标准化的编程语言龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版,既方便用户使用龙8官网手机版,又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。

  6龙8官网手机版龙8官网手机版、驱动并联化

  并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低龙8官网手机版、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷,在机床主轴(一般为动平台)与机座(一般为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动龙8官网手机版龙8官网手机版,通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动龙8官网手机版龙8官网手机版,可实现多坐标联动数控加工龙8官网手机版、装配和测量多种功能,更能满足复杂特种零件的加工龙8官网手机版,具有现代机器人的?榛潭雀吡8官网手机版龙8官网手机版、重量轻和速度快等优点。并联机床作为一种新型的加工设备龙8官网手机版,已成为当前机床技术的一个重要研究方向龙8官网手机版,受到了国际机床行业的高度重视,被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。

  7龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版、极端化(大型化和微型化)

  国防龙8官网手机版龙8官网手机版、航空龙8官网手机版、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑龙8官网手机版。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术龙8官网手机版,需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备龙8官网手机版,所以微型机床包括微切削加工(车、铣龙8官网手机版、磨)机床龙8官网手机版、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大龙8官网手机版龙8官网手机版。

  8龙8官网手机版、信息交互网络化

  对于面临激烈竞争的企业来说,使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能龙8官网手机版,以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享,又能实现数控机床的远程监视龙8官网手机版龙8官网手机版、控制龙8官网手机版、培训龙8官网手机版龙8官网手机版、教学、管理,还可实现数控装备的数字化服务(数控机床故障的远程诊断龙8官网手机版龙8官网手机版、维护等)龙8官网手机版。例如龙8官网手机版龙8官网手机版,日本Mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔(e-Tower)的外部设备龙8官网手机版,包括计算机龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版、手机龙8官网手机版、机外和机内摄像头等,能够实现语音、图形龙8官网手机版、视像和文本的通信故障报警显示龙8官网手机版龙8官网手机版、在线帮助排除故障等功能龙8官网手机版,是独立的、自主管理的制造单元龙8官网手机版龙8官网手机版。

  9龙8官网手机版、新型功能部件

  为了提高数控机床各方面的性能龙8官网手机版龙8官网手机版,具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然龙8官网手机版龙8官网手机版。具有代表性的新型功能部件包括:

 龙8官网手机版。1)高频电主轴:高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成龙8官网手机版,具有体积小龙8官网手机版龙8官网手机版、转速高龙8官网手机版龙8官网手机版、可无级调速等一系列优点龙8官网手机版,在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用龙8官网手机版;

 龙8官网手机版。2)直线电动机:近年来龙8官网手机版,直线电动机的应用日益广泛龙8官网手机版,虽然其价格高于传统的伺服系统龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版,但由于负载变化扰动龙8官网手机版、热变形补偿龙8官网手机版、隔磁和防护等关键技术的应用龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版,机械传动结构得到简化,机床的动态性能有了提高龙8官网手机版龙8官网手机版。如:西门子公司生产的1FN1系列三相交流永磁式同步直线电动机已开始广泛应用于高速铣床龙8官网手机版、加工中心龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度要求高的机床等龙8官网手机版;德国EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机;

 ×8官网手机版。3)电滚珠丝杆:电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成龙8官网手机版,可以大大简化数控机床的结构龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版,具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点龙8官网手机版龙8官网手机版。

  10龙8官网手机版龙8官网手机版、高可靠性

  数控机床与传统机床相比龙8官网手机版龙8官网手机版,增加了数控系统和相应的监控装置等龙8官网手机版,应用了大量的电气龙8官网手机版龙8官网手机版、液压和机电装置龙8官网手机版,易于导致出现失效的概率增大龙8官网手机版;工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利龙8官网手机版,而数控机床加工的零件型面较为复杂龙8官网手机版,加工周期长,要求平均无故障时间在2万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性,就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节龙8官网手机版。国外数控系统平均无故障时间在7~10万小时以上,国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右龙8官网手机版,国外整机平均无故障工作时间达800小时以上,而国内最高只有300小时龙8官网手机版。

  11龙8官网手机版、加工过程绿色化

  随着日趋严格的环境与资源约束,制造加工的绿色化越来越重要龙8官网手机版,而中国的资源龙8官网手机版、环境问题尤为突出龙8官网手机版。因此龙8官网手机版,近年来不用或少用冷却液龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版、实现干切削龙8官网手机版、半干切削节能环保的机床不断出现龙8官网手机版龙8官网手机版,并在不断发展当中龙8官网手机版龙8官网手机版。在21世纪龙8官网手机版,绿色制造的大趋势将使各种节能环绷8官网手机版龙8官网手机版;布铀俜⒄沽8官网手机版,占领更多的世界市场龙8官网手机版龙8官网手机版。

  12龙8官网手机版、多媒体技术的应用

  多媒体技术集计算机龙8官网手机版、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音龙8官网手机版、文字龙8官网手机版龙8官网手机版、图像和视频信息的能力龙8官网手机版,因此也对用户界面提出了图形化的要求龙8官网手机版。合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用龙8官网手机版,人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示龙8官网手机版、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现龙8官网手机版。除此以外龙8官网手机版龙8官网手机版,在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化龙8官网手机版、智能化,应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断龙8官网手机版、生产过程参数监测等龙8官网手机版,因此有着重大的应用价值龙8官网手机版龙8官网手机版。

  国产数控车床缺乏核心技术龙8官网手机版,从高性能数控系统到关键功能部件基本都依赖进口龙8官网手机版,即使近几年有些国内制造商艰难地创出了自己的品牌龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版,但其产品的功能、性能的可靠性仍然与国外产品有一定差距。近几年国产数控机床制造商通过技术引进龙8官网手机版龙8官网手机版、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术龙8官网手机版龙8官网手机版,但缺乏对机床结构与精度龙8官网手机版、可靠性龙8官网手机版龙8官网手机版、人性化设计等基础性技术的研究,忽视了自主开发能力的培育,国产数控机床的技术水平龙8官网手机版、性能和质量与国外还有较大差距,同样难以得到大多数用户的认可龙8官网手机版。

  一些国产数控车床制造商不够重视整体工艺与制造水平的提高,加工手段基本以普通机床与低效刀具为主龙8官网手机版龙8官网手机版,装配调试完全靠手工龙8官网手机版龙8官网手机版,加工质量在生产进度的紧逼下不能得到稳定与提高龙8官网手机版龙8官网手机版。另外很多国产数控车床制造商的生产管理依然沿用原始的手工台账管理方式龙8官网手机版,工艺水平和管理效率低下使得企业无法形成足够生产规模龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版。如国外机床制造商能做到每周装调出产品,而国内的生产周期过长且很难控制龙8官网手机版。因此我们在引进技术的同时应注意加强自身工艺技术改造和管理水平的提升龙8官网手机版龙8官网手机版。

由于数控车床产业发展迅速龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版,一部分企业不顾长远利益,对提高自身的综合服务水平不够重视龙8官网手机版,甚至对服务缺乏真正的理解,只注重推销而不注重售前与售后服务。有些企业派出的人员对生产的数控车床缺乏足够了解龙8官网手机版龙8官网手机版,不会使用或使用不好数控机床龙8官网手机版龙8官网手机版,更不能指导用户使用好机床龙8官网手机版;有的对先进高效刀具缺乏基本了解龙8官网手机版,不能提供较好的工艺解决方案龙8官网手机版,用户自然对制造商缺乏信心。制造商的服务应从研究用户的加工产品、工艺龙8官网手机版、生产类型、质量要求入手龙8官网手机版,帮助用户进行设备选型龙8官网手机版龙8官网手机版龙8官网手机版,推荐先进工艺与工辅具,配备专业的培训人员和良好的培训环境龙8官网手机版,帮助用户发挥机床的最大效益龙8官网手机版、加工出高质量的最终产品,这样才能逐步得到用户的认同龙8官网手机版,提高国产数控机床的市场占有率龙8官网手机版龙8官网手机版。

信息来源:中国机电产品交易网  中伦精机宣


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