經營:加工中心,卧式加工中心,CNC加工中心,高速加工中心,數控銑床,立式加工中心
1、機床的高速化
随着汽車、航空航天等工業輕合金材料的廣泛應用,高速加工已成為制造技術的重要發展趨勢。高速加工具有縮短加工時間、提高加工精度和表面質量等優點,在模具制造等領域的應用也日益廣泛。機床的高速化需要新的數控系統、高速電主軸和高速伺服進給驅動,以及機床結構的優化和輕量化。高速加工不僅是設備本身,而是機床、刀具、刀柄、夾具和數控編程技術,以及人員素質的集成。高速化的zui終目的是化,機床僅是實現的關鍵之一,絕非全部,生産效率和效益在“刀尖”上。
2、機床的精密化
按照加工精度,機床可分為普通機床、精密機床和超精機床,加工精度大約每8年提高一倍。數控機床的定位精度即将告别微米時代而進入亞微米時代,超精密數控機床正在向納米進軍。在未來10年,精密化與高速化、智能化和微型化彙合而成新一代機床。機床的精密化不僅是汽車、電子、醫療器械等工業的迫切需求,還直接關系到航空航天、導彈衛星、新型武器等國防工業的現代化。
3、從工序複合到完整加工
70年代出現的加工中心開多工序集成之先河,現已發展到完整加工,即在一台機床上完成複雜零件的全部加工工序。完整加工通過工藝過程集成,一次裝卡就把一個零件加工過程全部完成。由于減少裝卡次數,提高了加工精度,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,減少了機床台數,簡化了物料流,提高了生産設備的柔性,生産總占地面積小,使投資更加有效。
4、機床的信息化
機床信息化的典型案例是Mazak410H,該機床配備有信息塔,實現了工作地的自主管理。信息塔具有語音、文本和視像等通訊功能。與生産計劃調度系統聯網,下載工作指令和加工程序。工件試切時,可在屏幕上觀察加工過程。信息塔實時反映機床工作狀态和加工進度,并可以通過手機查詢。信息塔同時進行工作地數據統計分析和刀具壽命管理,以及故障報警顯示、在線幫助排除。機床操作權限需經指紋确認。
5、機床的智能化-測量、監控和補償
機床智能化包括在線測量、監控和補償。數控機床的位置檢測及其閉環控制就是簡單的應用案例。為了進一步提高加工精度,機床的圓周運動精度和刀頭點的空間位置,可以通過球杆儀和激光測量後,輸入數控系統加以補償。未來的數控機床将會配備各種微型傳感器,以監控切削力、振動、熱變形等所産生的誤差,并自動加以補償或調整機床工作狀态,以提高機床的工作精度和穩定性。
6、機床的微型化
随着納米技術和微機電系統的迅速進展,開發加工微型零件的機床已經提到日程上來了。微型機床同時具有高速和精密的特點,zui小的微型機床可以放在掌心之中,一個微型工廠可以放在手提箱中。操作者通過手柄和監視屏幕控制整個工廠的運作。
7、新的并聯機構原理
傳統機床是按笛卡爾坐标将沿3個坐标軸線的移動X、Y、Z和繞3個坐标軸線轉動A、B、C依次串聯疊加,形成所需的刀具運動軌迹。并聯運動機床是采用各種類型的杆機構在空間移轉主軸部件,形成所需的刀具運動軌迹。并聯運動機床具有結構簡單緊湊、剛度高、動态性能好等一系列優點,應用前景廣闊。
8、新的工藝過程
除了金屬切削和鍛壓成形外,新的加工工藝方法和過程層出不窮,機床的概念正在變化。激光加工領域日益擴大,除激光切割、激光焊接外,激光孔加工、激光三維加工、激光熱處理、激光直接金屬制造等應用日益廣泛。電加工、超聲波加工、疊層銑削、快速成型技術、三維打印技術各顯神通。
9、新結構和新材料
機床高速化和精密化要求機床的結構簡化和輕量化,以減少機床部件運動慣量對加工精度的負面影響,大幅度提高機床的動态性能。例如,借助有限元分析對機床構件進行拓撲優化,設計箱中箱結構,以及采用空心焊接結構或鉛合金材料已經開始從實驗室走向實用。
10、新的設計方法和手段
我國機床設計和開發手段要盡快從甩圖闆的二維CAD向三維CAD過渡。三維建模和仿真是現代設計的基礎,是企業技術優勢的源泉。在此三維設計基礎上進行CAD/CAM/CAE/PDM的集成,加快新産品的開發速度,保證新産品的順利投産,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,電動機和機床部件是借助耦合元件,如皮帶、齒輪和聯軸節等加以連接,實現部件所需的移動或旋轉,機和電是分家的。直接驅動技術是将電動機與機械部件集成為一體,成為機電一體化的功能部件,如直線電動機、電主軸、電滾珠絲杆和力矩電動機等。直接驅動技術簡化了機床結構,提高了機床的剛度和動态性能,運動速度和加工精度。
12、開放式數控系統
數控系統的開放是大勢所趨。目前開放式數控系統有三種形式:1)全開放系統,即基于微機的數控系統,以微機作為平台,采用實時操作系統,開發數控系統的各種功能,通過伺服卡傳送數據,控制坐标軸電動機的運動。2)嵌入系統,即CNC+PC,CNC控制坐标軸電動機的運動,PC作為人機界面和網絡通信。3)融合系統,在CNC的基礎上增加PC主闆,提供鍵盤操作,提高人機界面功能,如Siemens840Di和Fanuc210i。
13、可重組制造系統
随着産品更新換代速度的加快,機床的可重構性和制造系統的可重組性日益重要。通過數控加工單元和功能部件的模塊化,可以對制造系統進行快速重組和配置,以适應變型産品的生産需要。機械、電氣和電子、液和氣、以及控制軟件的接口規範化和标準化是實現可重組性的關鍵。
14、虛拟機床和虛拟制造
為了加快新機床的開發速度和質量,在設計階段借助虛拟現實技術,可以在機床還沒有制造出來以前,就能夠評價機床設計的正确性和使用性能,在早期發現設計過程的各種失誤,減少損失,提高新機床開發的質量。