【正文】 的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等，采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)算方式，特殊編程要求。（4）使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼 / 37如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá)1000m/min，加工鋁件能達(dá)5000m/min。（5）數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機(jī)械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。專家預(yù)測，機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：（1）光機(jī)電一體化方向 / 37一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。（2）柔性化方向未來機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。（3）智能化方向今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。/ 37第三章機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械加工企業(yè)中應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會對機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、精度、效率和品種的要求越來越高，單件與中小批量產(chǎn)品的比重越來越大（目前已占到以上），傳統(tǒng)的通用專用機(jī)床和工藝裝備已經(jīng)不能很好地適應(yīng)高質(zhì)量、高效率、多樣化加工的要求，因而，以微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)，將機(jī)械技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和成組技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合在一起，使機(jī)器制造行業(yè)的生產(chǎn)方式和機(jī)器制造技術(shù)發(fā)生了深刻的、革命性的變化。當(dāng)今機(jī)床行業(yè)的計(jì)算機(jī)數(shù)控化已成為技術(shù)進(jìn)步的大趨勢。數(shù)控機(jī)床是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它集現(xiàn)代精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、通訊、液壓氣動、光電等多學(xué)科有效提高了加工質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)了柔性自動化（相對于傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的大批量生產(chǎn)的剛性自動化），并向智能化、集成化方向發(fā)展。所以，可以毫不夸張地說，（計(jì)算機(jī)）數(shù)控技術(shù)，是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用（美國的數(shù)控機(jī)床已占機(jī)床總數(shù)的80%以上），是因?yàn)樗行У亟鉀Q了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和技術(shù)的趨勢與潮流，也是現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)在市場競爭激烈的條件下生存與發(fā)展的必然要求。在數(shù)控機(jī)床發(fā)展過程中，值得一提的是數(shù)控加工中心的出現(xiàn)。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)一次裝夾并進(jìn)行多工序加工。這種機(jī)床在刀庫中裝有鉆頭、絲錐、鉸刀、鏜刀等刀具，通過程序指令自動選擇刀具，并利 用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時間和換刀時間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時間和換刀時間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時間和換刀時間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在已已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一個非常重要的品種，不僅有立式、臥式等鏜銑類加工中心用于箱體類零件的加工，還有車削加工中心用于回轉(zhuǎn)體零件加工以及磨削加工中心等。這些高性能、高精度、高自動化的數(shù)控機(jī)床就組成了完整的數(shù)控機(jī)床家族隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)不僅應(yīng)用于機(jī)床的控制，還用于控制其他的設(shè)。備，諸如數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、數(shù)控沖剪機(jī)等，僅數(shù)控機(jī)床就有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床以及數(shù)控加工中心等。/ 37器機(jī)軸模塊x412PE1124x主22電W6PAPM2頭碼1VMD1銑編D62U側(cè)軸主塊模源電wk55214x塊器模碼5P11軸EMP124xP編主機(jī)2軸DMDWA電12主1V頭62U銑立塊模源電wk55B1GT41RxRC131x121xUPC CMM141x151xUPC CLP軸1111x121x131x141xC113x123x33x機(jī)電機(jī)軸電u軸W軸1W3UPC CN113x123x3x器碼編軸1園111x121x3131x141xU113x123x3機(jī)x電軸軸CcGNIE軸14RL31ZUU111x121x131x141x113x123x39xESDXAOEEMM T機(jī)IUC12141x121x131x141x113x123xRIC121x419EXE12 / 37/ 37起源于意大利的FIDIA數(shù)控系統(tǒng)是基于WINDOWS平臺的操作系統(tǒng)，由于系統(tǒng)屬于開放式系統(tǒng)，安裝使用及編程操作都非常簡單方便，由于有以上優(yōu)點(diǎn)在我國的軍事設(shè)備加工企業(yè)使用比較廣泛。今天的機(jī)械加工行業(yè)，競爭日趨激烈，產(chǎn)品更新加快、模具交貨期愈短、使用材料更加復(fù)雜，這些已成為機(jī)械加工中最為顯著的特征。高速銑削作為模具制造中最為重要也是最為先進(jìn)的一項(xiàng)制造技術(shù)，集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身，在機(jī)械行業(yè)中受到的重視程度不言而喻。國內(nèi)只有為數(shù)不多的機(jī)械企業(yè)，對高速銑削設(shè)備、技術(shù)有實(shí)際的應(yīng)用，而部分已使用高速銑削的企業(yè)因技術(shù)人員沒有真正掌握相關(guān)技術(shù)，造成加工效果不甚理想。而高速銑削的優(yōu)勢到底體現(xiàn)在哪？高速銑削又有哪些特點(diǎn)？高速銑削能給我們帶來哪些好處？下面結(jié)合FIDIA高速機(jī)床的特點(diǎn)簡要介紹一下。/ 37高速銑削不能按照任何特定的速度值來定義，獲得很高數(shù)值的轉(zhuǎn)速或線速度不是它本身的目標(biāo)。與之相反，高速銑削描述了使用速度的方法。在高速銑削加工里，速度是一種催化劑。當(dāng)高速主軸和高進(jìn)給下的精確定位有機(jī)結(jié)合時，高速切削開始顯現(xiàn)出實(shí)用價值。在模具加工里，高速切削讓使用小直徑刀具和小切深成為現(xiàn)實(shí)，所以槽和復(fù)雜細(xì)節(jié)的加工可通過銑削來代替EDM。此外，高速切削加工獲得的光潔表面使得取消手工拋光成為可能。高速銑削應(yīng)用要求的不僅是機(jī)床的速度，而且還在于使用的工藝。這個工藝與傳統(tǒng)切削要求有顯著區(qū)別，高速銑削涉及到CNC機(jī)床、刀柄刀具、冷卻系統(tǒng)及CAM數(shù)控編程等諸多因素。這個工藝甚至涉及到更綜合更全面地了解機(jī)床在不同速度下的行為特征。下面從刀具技術(shù)、機(jī)床技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)性能和加工工藝等幾個方面分析高速加工與普通加工的異同。高速加工用的刀具必須與工件材料的化學(xué)親和力小，具有優(yōu)良的力學(xué)性能，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，良好的抗沖擊和熱疲勞特性。普通加工的刀具夾緊技術(shù)也不再符合高速加工，F(xiàn)IDIA 機(jī)床采用HSK刀柄。刀柄錐部和端面同時與主軸內(nèi)錐孔和端面接觸雙定位，且此類刀柄采用的是內(nèi)漲式夾緊技術(shù)，保障了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。高速加工機(jī)床為了適應(yīng)高速加工時主軸轉(zhuǎn)速高，進(jìn)給速度快，機(jī)床運(yùn)動部件加速度高等要求，在主軸單元、進(jìn)給系統(tǒng)、CNC系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等方面比普通數(shù)控機(jī)床具有更高的要求。FIDIA 高速銑削加工中心具備卓越的系統(tǒng)功能和很好的機(jī)械結(jié)構(gòu)，為加工高質(zhì)量的模具提供了可靠的保證。典型的金字塔式結(jié)構(gòu)，寬的導(dǎo)軌和低的重心，適合線性軸的高速運(yùn)動。FIDIA高速機(jī)床采用FIDIA傳統(tǒng)式的工作臺固定不動。這樣機(jī)床承重比同規(guī)格的運(yùn)動式工作臺要大；機(jī)床的運(yùn)動單元的慣量是常數(shù)，線性軸電機(jī)一直在最佳的工作狀態(tài)下運(yùn)行，即不因改變加工模具/ 37的大小而改變電機(jī)的特性；還有就是考慮到高速運(yùn)動的特殊性，在保證機(jī)床足夠剛性的前提下盡量減少運(yùn)動慣量，以便最大程度提高坐標(biāo)固有頻率，從而得到更高的閉環(huán)增益，使得機(jī)床在高速加工中的跟蹤誤差趨于最小值，最終提高加工的精度和質(zhì)量。FIDIA高速加工機(jī)床在數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動擺頭及反饋光柵都應(yīng)用FIDIA技術(shù)。FIDIA作為最終用戶的源供應(yīng)商，確保了整機(jī)的質(zhì)量和可靠性。FIDIA在數(shù)控系統(tǒng)及計(jì)算、數(shù)字化仿形的系統(tǒng)集成技術(shù)、復(fù)雜型面的銑削加工等方面一直處于市場領(lǐng)先地位。從1974年開始FIDIA就致力于開發(fā)新的CNC算法以提高銑加工的性能。在過去十幾年中，F(xiàn)IDIA一直在對軸控制技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以減少加工過程中的軌跡誤差。通過這些算法從而減少了加工時的動態(tài)誤差，同時也提高了加工進(jìn)給速度和表面加工質(zhì)量。Lookahead（向前看）功能可根據(jù)不同條件進(jìn)行調(diào)整：機(jī)床類型、加工工件的類型、加工要求（粗加工、半精加工或精加工）?？梢酝ㄟ^G代碼來調(diào)用不同的動態(tài)參數(shù)從而優(yōu)化加工性能。通過Active Tuning(主動調(diào)協(xié))、Active Damping（有源阻尼）、Jerk Control(階躍控制)等功能，能優(yōu)化和增強(qiáng)高速切削機(jī)床加工性能，減少加工時間和提高工件表面加工質(zhì)量。這些功能能減小動態(tài)軌跡誤差，能在高速進(jìn)給速度的條件下提高加工精度和完美的表面加工質(zhì)量。Active Tuning和Active Damping能設(shè)置與高速機(jī)床特性相匹配的最佳數(shù)值并且不會在控制回路中產(chǎn)生失穩(wěn)?！半A躍”式的加速度會引起振蕩，F(xiàn)IDIA引入“Jerk Control（跳動控制）”技術(shù)提供漸變的坐標(biāo)加速度?？焖倨交募铀倌芴岣呒铀賲^(qū)域加工質(zhì)量。和普通加工相比，可以縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率和機(jī)床利用率，工件熱變形小，加工精度高，表面質(zhì)量好，加工工藝范圍廣，適合加工薄壁、剛性較差、容易產(chǎn)生熱變形/ 37的零件。FIDIA 高速加工機(jī)床刀具冷卻采用油霧半干式冷卻，使用非毒性的植物潤滑油，最小潤滑油供量。在工件表面形成一層薄薄的油膜，與傳統(tǒng)的使用冷卻液或氣冷的方式相比，可大大提高工件表面質(zhì)量。近十年來，F(xiàn)IDIA在驅(qū)動技術(shù)和控制系統(tǒng)的長足進(jìn)步，推動了自身高速加工中心結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新和性能的不斷提高。對提高加工中心的高速度、高動態(tài)和高精度起了決定性的作用。在模具加工機(jī)床的多種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中