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分享:动态图浅析数字控制机床工作原理

时间: 2023-08-16 18:26:45 起源: 新闻资讯

  一提到工业,最基础的就是制造。而所谓制造就是把各种各样的东西从原材料变成零件再装配成产品。

  从我国数字控制机床市场看,受益于我国汽车、航空航天、船舶、电力设备、工程机械等行业加快速度进行发展,对机床市场尤其是数字控制机床产生了巨大需求,数字控制机床行业成长迅猛数字控制机床是数字控制机床,是一种装有程序控制管理系统的自动化机床。根据数字控制机床的性能、档次的不同,数字控制机床产品可分为数字控制机床、中档数字控制机床、低档数字控制机床。数字控制机床是指具有高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等功能的数字控制机床。机床作为“工业之母”,是一个国家制造业水平高低的象征。数字控制机床是由美国发明家约翰·帕森斯上个世纪发明的。随着电子信息技术的发展,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是一种能的,装有程序控制管理系统的自动化机床,能较好地解决复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,代表着现代机床控制技术的发展方向。

  既然金属零件是机器制造的,那么机器又是如何制造的呢?原来,它是通过机床完成的。

  和所有的机器一样,最初的机床包括动力装置、传动装置和执行装置,靠电机转动输入动力,通过传动装置带着被加工的工件或者刀具进行相对运动,至于在哪儿下刀、切多少、多快速度切等等问题,则由人在工艺流程中直接进行控制。

  这就要让机床成为有“脑子”的数字控制机床了。而这个脑子就是数控系统,数控系统的水平高低决定了数字控制机床能干多复杂、多精密的活儿,也决定了这台机床和他的操作者的身价。

  对于一般数控机床而言,往往包含人机控制界面、数控系统、伺服驱动装置、机床、检测装置等等,操作人员在一些计算机辅助制造软件的帮助下,将工艺流程所需的各种操作(如主轴变速等步骤以及工件的形状尺寸)用零件程序代码表示,并通过人及控制界面输入到数字控制机床,之后由数控系统对这一些信息做处理和运算,并按零件程序的要求控制伺服电机,实现刀具与工件的相对运动,以完成零件的加工。

  如果运动轨迹可以用解析式表达,则整个运动就能分解为几个坐标的独立运动的合成运动,就可以直接控制电机生成了。

  但是制作的完整过程中很多零件的形状能够说是十分“自由”的,既不圆、也不方,甚至都不知道是什么形状,例如汽车、轮船、飞机、模具、艺术品等产品常遇到不能用解析式描述的曲线曲面,这类曲线曲面称为自由曲线或自由曲面。

  流行的插补算法包括逐点比较法、数字增量法等,而利用Nurbs样条曲线进行插补因为其效率高、精度好而得到了数字控制机床的青睐。

  加工复杂曲面不光要理论上可以加工,还需要仔细考虑刀具和被加工的表面之间的相对位置关系。

  一方面如果刀具的姿态不合适会导致加工的表面上的质量低下;另一方面刀具还会和加工好的零件结构互相干涉,不调整刀具的相对姿态就没有办法加工。这就需要赋予数字控制机床更多的运动自由度,使之更为灵巧。

  中国是当今世界机床制造大国,数控系统在性能、功能和成套化应用方面均取得了长足进步。

  随着技术的进步以及机床消费市场的升级,机床智能化正在成为机床企业的发展共识。我国机床行业由于发展问题,长期徘徊于机床消费中低端市场,怎么样提高机床制造水平,在高端市场更有作为,慢慢的变成了机床企业乃至机床行业亟需解决的问题。智能化概念的出现,无疑给了中国机床发展的机遇。从各大机床生产商发布的各类智能化产品来看,智能机床一般具有以下特征。

  智能感知。机床的智能感知可大致分为对环境的感知和对加工的感知两部分。对环境的感知包括对温度的感知、对力的感知等。如装备智能感知功能的机床将对加工中产生的热进行灵活应对,降低温度对精度的影响;可以在不必要的人机接触时作出反应,避免工伤意外发生。对加工的智能感知包括对工件状态的感知、对刀具状态的感知等。具体表现为在加工中,能够对工件的尺寸、形状、位置做出准确的识别和抓取;实时监控刀具状况等。

  智能预测与维护。机床加工中会发生啥,发生了该怎么办?以前这两个问题都是交由富有经验的机床师傅解决,现在则可以交给具有智能预测和维护功能的机床解决。据了解,机床智能预测能够最终靠对程序的预读预判,提前透析加工状态。智能维护则能够最终靠加工中反馈上来的数据做出灵活调整,及时上报或自主优化。除此之外,智能机床还具有网络化、数字化、个性化等特征。

  不过,还是该看到,国际上的数控系统已经有很多成熟的产品,与世界机床强国相比,中国的机床产品在全球机床市场的竞争力差距依然很大。

  虽然时下机床产业不够景气,但作为机器的母机,在中国全力发展智能制造产业的大背景下,智能机床产业也必将有光明的未来。



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