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高性能数控机床的特点

高性能数控机床的特点

发布日期:2019/6/12 10:20:26

  为满足深圳数控车床加工厂,高性能数控机床应具备如下主要特点:
  (1)多轴联动
  一般为四轴或五轴的多轴联动,或在五轴联动控制基础上还可以实现更多轴的控制以及实现复合加工联动控制。引入A/B、A/C坐标的多轴联动可方便地解决复杂结构和型面的加工问题,如叶片、复杂型腔、泵体、多面体等的加工;在多轴联动基础上实现的复合数控加工可以大大缩短工件定位装夹等辅助工作时间,提高机床加工效率。
  (2)高速主轴
  最大主轴转速高于12000r/min,可高达42000r/min甚至更高,同时,主轴还应提供足够的功率和扭矩。高速主轴配合使用高性能刀具系统,可以实现高速切削加工,如飞机大型铝合金结构件的高速数控加工中,切削线速度一般达1000~4000m/min,最高切削线速度可达5000m/min以上,同时,高主轴转速使切削时的每齿进给量减小,从而减小了刀齿上的切削负荷。
  (3)高动态响应的进给系统
  直线进给轴速度可达30~60m/min或更高,新型数控机床的进给加速度可达到1~2g,小型的数控机床可达更高。高性能数控机床采用直线电机驱动的直线轴运动和力矩电机驱动的摆动轴运动,可大大简化机械传动结构,实现所谓“零传动”,并在轴运动控制器中对速度、加速度和加速度变化率的控制曲线(Profile)进行优化,从而抑制运动过程中的谐振,获得非常高的动态响应特性,实现复杂型面、型腔加工过程中频繁加减速条件下的高速进给。
  (4)高精度
  直线轴定位精度在微米(μm)数量级,并可实现更高的位置精度。由于进给伺服中采用直线电机驱动、高精度高刚度运动部件构成的运动控制系统,并考虑进给系统中的机电耦合作用,采用全闭环反馈控制、PID+前馈控制,甚至更复杂、先进控制算法的数字伺服控制以及补偿控制,数控机床的坐标轴运动平稳性和运动精度进一步提高。
  (5)高刚度
  主轴系统、进给系统和机床结构应具有良好的静态刚度和动态刚度以及热稳定性。足够高的静态刚度可以抵抗由于机床零部件重力和零件加工时的切削力引起的机床变形,保证刀具与工件在切削过程中的静态位移;优良的动态特性可防止和减小切削过程中由于动态切削过程产生的强迫振动和自激振动,以满足刀具与工件在切削过程中的动态位移要求;良好的热稳定性使得机床在加工过程中受到切削热、环境温度变化等作用时,热变形尽量小。最终,机床高静动态刚度和热稳定性将使零件切削加工获得好的表面质量和高的切削效率。
  (6)智能化
  深圳数控车床加工厂是新一代数控机床的重要特征。智能化主要表现在两个方面:一方面是机床控制的智能化,如在机床轴运动控制上引入前馈控制、预测控制、鲁棒控制等先进控制策略,在加工过程控制上引入自适应控制、学习控制等;另一方面是将专家系统、自动检测及自动补偿功能等嵌入数控系统,例如在数控系统中配备自动编程与仿真、机床状态监测、故障诊断、刀具自动管理及补偿、机床热变形/振动监测与补偿等功能,使数控机床具有更多的“智能”,提高数控系统的控制性能,从而实现机床和加工过程的智能化、最优化控制

文章关键词:深圳数控车床加工厂
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