全功能数控车床发展趋势

【编者按】全功能数控车床对数控领域的发展有着重要的意义，我们应抓住机遇，不断发展创新全功能数控车床。

全功能数控车床的数控技术和数控装备是各个国家工业现代化的重要基础，数控技术应用于生产中已有二十多年的历史了。

1、控制智能化

随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，全功能数控车床的智能化程度在不断提高。

(1)加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态，提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性;

(2)智能故障自诊断与自修复技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法实现故障的快速准确定位;

(3)智能化交流伺服驱动装置：能自动识别负载，并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置;

(4)加工参数的智能优化与选择：将工艺专家或技师的经验、零件加工的一般与特殊规律，用现代智能方法，构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目的;

(5)智能故障回放和故障仿真技术：能够完整记录系统的各种信息，对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真，用以确定错误引起的原因，找出解决问题的办法，积累生产经验;

2、高速化

随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对全功能数控车床加工的高速化要求越来越高。

(1)换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右，高的已达0.5s。

(2)进给率：在分辨率为0.01μm时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工;

(3)主轴转速：车床采用电主轴(内装式主轴电机)，主轴最高转速达200000r/min;

(4)运算速度：由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～240m/min的进给速度;

3、高精度化

全功能数控车床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，车床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

(1)提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度。

(2)采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。

(3)采用网格检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真预测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度。

全功能数控车床采用高性能的主轴部件，其传递功率大、刚度高、抗振性极好，全功能数控车床的结构相对于普通车床，其结构简化了许多，精度和刚度大大提高。

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