數控機床和數控技術的發展
文章作者：臺翰機械 發布時間： 瀏覽次數：2025次
摘要：
制造技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術等相關技術的發展和普及，促進了數控設備的發展。數控機床和數控設備在功能和品種上都有很廣闊的前景。
(1)可靠性高。數控機床能夠充分發揮其高性能、高精度和高效率的特點，獲得良好的效益，這取決于其可靠性。衡量可靠性的一個重要定量指標是平均無故障工作時間(MTBF)。數控系統的MTBF值從20世紀70年代的3000h和80年代的10000h增加到90年代早期的30,000-36000h。
整機的可靠性水平也得到了顯著提高。整機的MTBF值從20世紀80年代初的100~200h增加到現在的500~800h。
(2)靈活性高。數控機床對加工對象的變化具有較強的適應性。目前，它正朝著進一步提高單機柔性的方向發展。FMC和FMS反映了系統的靈活性，發展迅速。美國FMC的平均安裝率為72.85%，日本FMS的平均安裝率為24.26%。
近年來，不僅中小批量生產方法也在努力提高靈活性。在大規模生產模式下，也積極轉向靈活性。如PLC控制可調組合機床、數控多軸加工中心、換刀換盒加工中心、數控三坐標電源等柔性高效加工設備、傳統自動生產線與FMS (FTL)之間的柔性自動生產線
(3)先進的數控系統。具有高精度、高速度成本、數控機床分辨率高、進給速度快等特點。例如，當分辨率為0.1 m時，進料速度為24m/min，當分辨率為1時，進料速度為100~240m/min。32位機廣泛應用于數控系統的主控計算機中，64位機已得到廣泛應用。頻率已從5MHz和10HMz增加到16HNz和20HMz。先進的數控系統采用精簡指令集操作的RISC芯片作為主CPU，進一步提高操作速度。伺服系統采用交流數字伺服系統，位置環、速度環、電流環均實現數字控制，高速響應的伺服性能不受機械負載變化的影響。此外，采用前饋控制，減少了伺服系統的跟蹤滯后誤差。高分辨率的位置編碼器，以及位置環和速度環的軟件控制，具有學習控制功能，以及各種補償功能等技術，保證了數控機床高速、高精度的兼容性。
(4)化合物。數控機床的發展模糊了粗加工和精加工的概念。它打破了傳統的工藝邊界和分工的工藝規則，使機床能夠完成多工序復合加工，并具有自動刀具交換位置(ATC)、自動工件交換位置(APC)等配套技術。近年來出現了多臺跨度較大、功能集中的復合數控機床。如美國欣欣納斯公司的汽車、銑削、鏜孔多用途制造中心;汽車、銑床、鏜床、磨床復合機床;瑞士拉斯金沖孔、成形和激光切割復合機床;惠特尼等離子加工和沖壓復合機床。
(5)自動化制造系統。自80年代中期以來,以數控機床為主體的過程自動化開發了從一個數控機床柔性制造系統和柔性制造單元,結合信息管理系統的自動化,逐漸形成整個工廠自動化,在國外已被自動計算機輔助制造工廠實體的工廠和原型。雖然這種高自動化技術還不完善，投資規模大，回收期長，但是數控機床的高自動化程度以及FMC和FMS系統集成的總體趨勢仍然是機械制造業發展的主流。除了進一步完善其自動編程、自動換刀、自動進給、自動加工等自動化、自動測量、自動監控、自動診斷、自動配刀、自動變速箱、自動調度、自動管理等方面也得到了進一步的發展。
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