數控機(jī)床之所以能夠達到(dào)比普通機床高得多的精(jīng)度,最根本(běn)的區別(bié)在於CNC和步(bù)進電機(或者說伺服係統) CNC形象點(diǎn)來說,就(jiù)是將需要加工零件的走刀進行“數字化”。
數控機床之所以(yǐ)能夠達到比普通機床高得多的精(jīng)度,最根本(běn)的區(qū)別在於CNC和步進電機(或者說(shuō)伺服係統) CNC形象點來說,就是(shì)將需要加工零件的走刀進行“數字化”。對於(yú)我們現有的最靈活的五軸加工中心(xīn)來說,一個加工(gōng)中心本來隻能夠進行三軸進給和兩軸旋轉,但之所以能夠加工出複雜曲麵,關鍵就在於軸之間(jiān)的“聯動”——即軸與軸之間的相互配合。本質上這種聯動,需要的是數學和編程水平。
第二個難點則(zé)是插補,計算(suàn)機是隻能走直線的,而我們(men)需要(yào)的則(zé)是很(hěn)多非常複雜的曲(qǔ)線,因此人們用“足夠密集”的折線來逼近(jìn)曲線,而足夠密集的曲線就需要我們有更高脈衝的步進電機,這裏又涉及到PLC,然後(hòu)隨著頻率提高,進給速度的提高,我們的插補又(yòu)要求“實時性”和快速反饋,這裏又涉及到控製器的智能化,算法又不可避免(miǎn)的(de)複雜化,對整個閉環的反饋響應時間又是一個巨大的挑戰。
第三個(gè)難點是反饋,有一定水(shuǐ)平的數控機床(chuáng)本身一定是一個(gè)閉環係統(tǒng),即對輸入端的控製,其(qí)中以全位置閉環為(wéi)最(zuì),利用光柵尺輸出(chū)信號直接對絲杠的實際位(wèi)置進行控製,這裏就(jiù)涉及到光柵尺的設計製造工藝水(shuǐ)平了(le)。
以上三點是(shì)對(duì)於“數控”部分的難點,基本上都是數學和(hé)計(jì)算機方麵的難點,再加上一些信號和控製(zhì)方麵(miàn)的問(wèn)題,下麵說下純(chún)機械方(fāng)麵的困難。
純機械方麵其實(shí)非常複雜,有(yǒu)一(yī)門(mén)課叫做機械(xiè)設計製造基礎(chǔ),就是專門研究機床加工(gōng)中的各種誤差影響,這裏隻是簡單說幾個重點:
1,各種軸、絲杠和導軌:本身製造精度——如同軸度、撓(náo)度、平直度等(děng)等,這些零件的製造質量最(zuì)影響機床的加工精度,一般需要較好的車床銑床,特別(bié)是高精磨床,磨床一般決定了你能製造機床的精度上限。
2,軸承:決定了各(gè)種軸類部件的工作質量,滾動體(tǐ)的質量直接(jiē)決定軸承的工作壽(shòu)命和質量,這裏涉(shè)及到滾動體(tǐ)的材質及其(qí)加工(gōng)工藝,好的材料是好軸承的(de)一半。
3,刀具:這個和軸承類似,實際上主要就是(shì)材料問題,而且除開材料,光(guāng)是刀具的幾何(hé)形狀的選擇,就能出一(yī)本厚厚的書了。以前的大學機製(zhì)專業,甚至還有刀具這門課。
4,電機:這裏特指(zhǐ)伺服電機,伺服電機直接影響輸出(chū)的轉矩和轉速,伺服電機更像是一台微型機床,同(tóng)樣的,其質量分為控製器等等(軟件),永磁體、線圈等等(硬件(jiàn)),槽滿率等等(設計)。電機方麵了解不多,據說硬件由於我們本(běn)身是(shì)稀土大國(guó),因此(cǐ)永磁體(tǐ)問題不(bú)算大,主要難點出來控製器的程序設計等(děng)等軟(ruǎn)件方麵。
5,裝配:這個我反倒(dǎo)覺得(dé)是和國外差距最大的,優秀經驗老道(dào)的裝配技師太(tài)少了,就(jiù)算你(nǐ)有全套一流的零件,一個稍微差點的裝配工人就能把這台機床打到二流。頂尖的裝配工人,能(néng)用二流(liú)的零件裝配起一台一流機床。沒(méi)辦法(fǎ),這個(gè)隻能靠時間來積累經驗。
6,其他:如各種大(dà)型零件(床身、箱體(tǐ)等等)的時效處理,現(xiàn)在我國(guó)的噴丸技術還不錯,這也是人工時(shí)效(xiào)的一個方法,當然也有很多其他的人工時效(xiào)方法,自然時效現在也就是個情(qíng)懷;機(jī)床(chuáng)的製造使用環境——最大(dà)的(de)敵人就是溫度,恒溫車間是稍微有點野心的機床企業所必備的,再就是車間的土地(dì)平整夯實(shí),減小振動,濕度控製(zhì)等等。這些是我們可以靠砸錢砸起來的(de)。