數(shù)控機(jī)床技術(shù)的最新發(fā)展成果正是雅力士加工中心的努力方向

        近年來，數(shù)控機(jī)床技術(shù)在實(shí)用性和產(chǎn)業(yè)化方面取得了可喜的成就，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

        （1）復(fù)合加工化。復(fù)合加工通過提高機(jī)床的功能，減少工件加工過程中的定位、夾緊次數(shù)和對刀時間，提高機(jī)床的生產(chǎn)率。復(fù)合加工還可以減少輔助程序、夾具和機(jī)床的數(shù)量，降低整體加工和機(jī)床維護(hù)成本。復(fù)合包括過程復(fù)合和功能復(fù)合。數(shù)控機(jī)床復(fù)合發(fā)展的趨勢是盡可能地將零件的所有過程集中在一個機(jī)床上。復(fù)合加工的另一個領(lǐng)域是非刀具切削的結(jié)合，如切削和激光加工。

        隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合加工技術(shù)越來越成熟，包括銑削-車削復(fù)合加工、車削-鉆孔-齒輪加工、車削-磨削復(fù)合加工、成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等。等，大大提高了復(fù)合加工的精度和效率。“一機(jī)一廠”和“一次裝料，一次加工”的概念越來越被人們接受，復(fù)合加工機(jī)床的發(fā)展呈現(xiàn)出多元化的趨勢。

        雅力士加工中心和雅力士數(shù)控車也在這方面做了改進(jìn)?？梢愿鶕?jù)客戶需要加裝四軸，五軸，角度頭，車銑復(fù)合機(jī)等等，盡量完成一次裝夾多工序加工。

        （2）智能化。智能處理是一種基于知識處理理論和技術(shù)的處理方法。開發(fā)智能處理的目的是解決許多需要人工干預(yù)的不確定問題。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的智能化進(jìn)程得到了推進(jìn)。

        數(shù)控加工智能化的趨勢有兩個方面：一方面，采用自適應(yīng)控制技術(shù)提高數(shù)控加工的質(zhì)量和效率。將精細(xì)程序控制與連續(xù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)相結(jié)合，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。它的主要目標(biāo)是保護(hù)刀具和工件，適應(yīng)材料變化，改進(jìn)尺寸控制，提高加工精度，保持穩(wěn)定的質(zhì)量，尋求最高的生產(chǎn)率和最低的成本消耗，簡化零件的編程，減少對操作者經(jīng)驗(yàn)的要求。經(jīng)驗(yàn)和熟練程度等。在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中，有多種監(jiān)視和檢測裝置，可對工件、刀具等進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)時監(jiān)控加工全過程，當(dāng)工件尺寸超差時立即報(bào)警，刀具發(fā)現(xiàn)磨損或刀片斷裂，并對刀具進(jìn)行補(bǔ)償或更換。在故障診斷中，除專家系統(tǒng)外，還應(yīng)用了模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，取得了良好的效果。

        （3）靈活性強(qiáng)。柔性是指機(jī)床適應(yīng)加工對象變化的能力。為了提高數(shù)控機(jī)床的柔性，主要從兩個方面著手：一是提高數(shù)控機(jī)床的單機(jī)柔性，二是開發(fā)機(jī)組柔性和系統(tǒng)柔性。

機(jī)器人使柔性組合更有效。機(jī)器人與主機(jī)的柔性結(jié)合，使機(jī)器人的柔性更加靈活，功能更加擴(kuò)展，加工效率更高。機(jī)器人與加工中心、車銑機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖床、激光加工機(jī)床等形式的柔性生產(chǎn)線，并開始應(yīng)用。

        （4）精度高。精密度是滿足高新技術(shù)發(fā)展的需要，也是提高普通機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，減輕其裝配工作量，提高裝配效率的重要手段。目前，數(shù)控機(jī)床的加工精度已由原來的線位（0.01mm）提高到目前的微米級（0.001mm），部分品種已達(dá)到0.01um左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微切削和磨削精度可達(dá)0.05um左右，形狀精度可達(dá)0.01um左右。特殊光能、電能、化學(xué)能加工精度可達(dá)納米級（0.001um），主軸旋轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.01-0.05um，加工圓度為0.1um，表面粗糙度Ra=0.003um。通過優(yōu)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、超精密加工和零件的精密裝配，采用高精度閉環(huán)控制、溫度和振動補(bǔ)償技術(shù)等動態(tài)誤差，提高了機(jī)床的幾何精度，提高了加工精度。降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進(jìn)入亞微米、納米級超精加工時代。

        雅力士精機(jī)在精度方面的追求一直沒有止步，采用高精度C3級螺桿，P級線軌。床身自然與時效處理?？筛鶕?jù)需要加裝三軸光柵。

        （5）高速度。電動主軸的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了主軸的高速化。直線電機(jī)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了坐標(biāo)軸的高速運(yùn)動。例如， 加工主軸轉(zhuǎn)速超過10000轉(zhuǎn)/分鐘，工作臺轉(zhuǎn)速超過100米/分鐘，功能部件繼續(xù)朝著高速、高精度、高功率、智能化的方向發(fā)展，并取得了成熟的應(yīng)用。目前，我國立式加工中心的最大主軸轉(zhuǎn)速由6000-8000轉(zhuǎn)/分提高到10000-15000轉(zhuǎn)/分，達(dá)到24000轉(zhuǎn)/分，快速進(jìn)給由16米/分提高到24-40米/分，達(dá)到60米/分，直線電機(jī)驅(qū)動最高可達(dá)300米/分。加速度在3g～10g之間，數(shù)控車床最大主軸轉(zhuǎn)速由3000 r/min提高到4500 r/min，車削中心達(dá)到7000 r/min；快速進(jìn)給速度由8 m/min提高到15 m/min，最大主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到40 m/min；最大主軸轉(zhuǎn)速世界發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的高速加工中心高達(dá)20000-100000 r/min，全數(shù)字交流伺服電機(jī)及驅(qū)動裝置、高科技電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)、高性能線性滾動元件、高精度主軸單元等功能。L元件的廣泛應(yīng)用，大大提高了數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平。

        雅力士精機(jī)部分機(jī)型可根據(jù)客戶要求安裝20000-30000轉(zhuǎn)電主軸。保證加工表面粗糙度。

        （6）多功能?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采用多CPU結(jié)構(gòu)，采用分層中斷控制方式，實(shí)現(xiàn)了在數(shù)控機(jī)床上同時進(jìn)行零件加工和編程。同時，為了適應(yīng)自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和工廠自動化要求的不斷提高，為了使數(shù)控機(jī)床更容易地接入柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)，本文提出了一種新的控制方法。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的接口數(shù)據(jù)交換能力和通信能力不斷增強(qiáng)。通用數(shù)控系統(tǒng)有RS-232C和RS-422高速和遠(yuǎn)程串行接口。通過將網(wǎng)卡接入局域網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)多臺數(shù)控機(jī)床之間的數(shù)據(jù)通信，也可以直接控制多臺數(shù)控機(jī)床。例如，西門子的SINUMERIC 850/880系統(tǒng)具有SINEC H1網(wǎng)絡(luò)接口和MAP網(wǎng)絡(luò)接口，數(shù)據(jù)系統(tǒng)可通過該接口連接到SINEC H1網(wǎng)絡(luò)和MAP工業(yè)局域網(wǎng)。Fanuc的Fanuc15系統(tǒng)也有類似的網(wǎng)絡(luò)接口。為了方便訪問工業(yè)局域網(wǎng)，還可以配置MAP 3.0接口板。

        （7）性能的可靠性。由于現(xiàn)代機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化，很容易組織批量生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。大型或超大型集成電路廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中。采用專用芯片和混合集成電路，提高集成度，減少元器件數(shù)量，降低功耗，提高可靠性。通過完善的故障診斷功能，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部軟硬件和外部設(shè)備的故障診斷和報(bào)警。采用報(bào)警提示及時排除故障；采用容錯技術(shù)，對重要部件采用冗余設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)；采用監(jiān)控檢測技術(shù)，對超距離、刀具損壞、過熱、干擾等事故進(jìn)行自動保護(hù)。e、停電等，以保證數(shù)控機(jī)床的可靠工作。目前，國外數(shù)控設(shè)備的平均無故障運(yùn)行時間（MTBF）超過6000小時，驅(qū)動裝置超過30000小時，大大提高了可靠性。

（8）各種插補(bǔ)補(bǔ)償方法。目前，數(shù)控機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)各種插補(bǔ)方法，如線性插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、二維+2螺旋插補(bǔ)、納米插補(bǔ)、非均勻曲面插補(bǔ)等。插值、樣條插值等。同時還可以實(shí)現(xiàn)間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、速度前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶SMO的刀具半徑補(bǔ)償?shù)榷喾N補(bǔ)償功能。另一個入口和出口以及相反點(diǎn)的計(jì)算。

        （9）小型化。隨著微電子技術(shù)在科研和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用需求的不斷增加，對微電子機(jī)械和微電子機(jī)械系統(tǒng)的研究已成為必然趨勢。目前，發(fā)達(dá)國家在數(shù)控系統(tǒng)小型化方面取得了許多成就。日本Fanuc公司生產(chǎn)的Robo Onanoui五軸聯(lián)動加工中心，直徑為1 mm的表面浮雕，可在該加工中心上用微型單晶金剛石端銑刀加工。精密塑性成形技術(shù)成功地制造了各種微器件，如直徑20-50um的微螺紋。螺絲；日本還開發(fā)了一個微型機(jī)械制造廠，重量約34千克，體積為625毫米x 490毫米x 380毫米。

        （10）滿足用戶的多樣化需求。用戶界面是CNC與用戶對話的界面。由于用戶需求的不同，用戶界面的開發(fā)需要大量的工作，成為計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中最困難的部分之一。目前的互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化、多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高的要求。靈活的用戶界面大大方便了非專業(yè)用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，以便于實(shí)現(xiàn)藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形仿真、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖以及L的縮放功能。局部顯示。同時實(shí)現(xiàn)了科學(xué)計(jì)算的可視化，對縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可以應(yīng)用于CAD/CAM。在自動編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示、加工過程的可視化仿真演示等方面給用戶帶來了極大的方便。隨著多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)具有綜合處理語音、文本、圖像和視頻信息的能力。實(shí)現(xiàn)了信息處理的集成化和智能化。它在實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備故障診斷、生產(chǎn)參數(shù)監(jiān)測等方面具有重要的應(yīng)用價值。

        （11）綠色加工。隨著環(huán)境和資源約束的日益嚴(yán)格，綠色制造越來越重要，尤其是在中國。因此，近年來，在干法和半干法切削加工中，不使用或少用冷卻液實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的機(jī)床不斷涌現(xiàn)和發(fā)展。在21世紀(jì)，綠色制造的趨勢將加速節(jié)能環(huán)保機(jī)床的發(fā)展，占領(lǐng)更多的世界市場。

        （12）外形美觀。造型愉悅是一種新的設(shè)計(jì)理念和理念。它將功能設(shè)計(jì)、人體工程學(xué)和工業(yè)美學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來。它是技術(shù)與經(jīng)濟(jì)、文化與藝術(shù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。其核心是使產(chǎn)品更具吸引力，引導(dǎo)人們進(jìn)入新的工作環(huán)境。

        （13）開放的系統(tǒng)。隨著技術(shù)、市場和生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)的快速變化，對數(shù)控機(jī)床特別是數(shù)控系統(tǒng)提出了越來越高的新要求，特別是對數(shù)控系統(tǒng)的可重構(gòu)性、設(shè)計(jì)模式和開放式設(shè)計(jì)等方面的要求。為適應(yīng)新的需求，數(shù)控系統(tǒng)開放模式的形成和發(fā)展已成為必然趨勢。針對這一趨勢，歐洲、美國和日本在自動化領(lǐng)域?qū)﹂_放式體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究和開發(fā)。

為了提高制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展能力和國際市場競爭力，美國政府委托馬丁-馬里塔空間研究所于1989年至1994年開展了NGC項(xiàng)目研究。NGC項(xiàng)目的主要技術(shù)主題是開放系統(tǒng)架構(gòu)和中性語言。這表明數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了一個開放的時代。美國通用汽車、福特和CNYSLER與CNC制造商合作，開展OMAC項(xiàng)目研究。開發(fā)基于PC機(jī)的開放式模塊化數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開放性、模塊性、可塑性和可維護(hù)性。

        雅力士精機(jī)深知我們在很多地方還有不足，我們一定盡可能的學(xué)習(xí)吸收國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真實(shí)踐，一步步改善改進(jìn)設(shè)備性能。為市場生產(chǎn)更多更好的數(shù)控設(shè)備。