【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 無(wú)潤(rùn)滑的解決辦法是：采用潤(rùn)滑性能優(yōu)異的 涂層物質(zhì) 、 設(shè)計(jì)有利于斷屑和排屑的刀具形狀和幾何參數(shù) 。 許多機(jī)數(shù)控床實(shí)現(xiàn)了干切削 ， 特別是齒輪加工機(jī)床很多都 是干切削的 。 干式切削要解決的問(wèn)題是刀具壽命 、 切屑的及時(shí)排走和價(jià)格問(wèn)題 。 安全分三個(gè)層次：操作者 、 機(jī)床和工件 。 ?人的安全是通過(guò)帶電子鎖的全封閉罩 （ 甚至是防彈玻璃 ） 和雙手操作按鈕來(lái)保證； ?在突然停電或遇突發(fā)故障時(shí) ， 刀具會(huì)迅速與工件分離 ， 保 證機(jī)床安全； ?工件的安全通過(guò)傳感器和安全開(kāi)關(guān)來(lái)保證 。 復(fù)合數(shù)控功能 ： 復(fù)合加工是指在同一機(jī)械上，可以進(jìn)行多種工藝的加工。如一圓柱體各部位加工：在一臺(tái)機(jī)床上車削外圓、鏜內(nèi)孔、銑圓柱面上的溝槽等，可提高生產(chǎn)率。該機(jī)床上要有進(jìn)行復(fù)合加工功能的控制系統(tǒng)。如“車銑加工中心”、 “銑車加工中心”的數(shù)控系統(tǒng)是銑、車等功能的復(fù)合。 車銑復(fù)合中心是由車削中心衍生出的車銑復(fù)合中心 。 在數(shù)控車床的托板上增加大功率 、 高轉(zhuǎn)速的電主軸動(dòng)力頭 。 電主軸頭除了隨托板作 X、 Z軸運(yùn)動(dòng)外 ， 還作垂直于 X、 Z平面的 Y軸運(yùn)動(dòng)和繞 Y軸回轉(zhuǎn)的 B軸運(yùn)動(dòng) ， 從而達(dá)到了車銑復(fù)合 。 ?奧地利 WFL公司的 Millturn系列 “ 9軸數(shù)控車銑復(fù)合中心 ”是一種集車削中心 、 五軸加工中心 、 深孔鉆和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的所有功能復(fù)合 。 整機(jī)可以進(jìn)行車 、 銑 、 鉆 、 鏜 、 插 、 滾齒等各種操作 。 ?“ 7軸兩個(gè)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控車床 ” 該機(jī)結(jié)構(gòu)為臥式雙主軸 、 單刀塔 。 雙面布置的兩個(gè)主軸每個(gè)都可作 C軸旋轉(zhuǎn)和 Z軸運(yùn)動(dòng) ，刀塔作 X軸 Y軸運(yùn)動(dòng)和 B軸旋轉(zhuǎn) ， 刀塔上可配 24把刀具 。 兩個(gè) 主軸頭可分別與刀塔實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)。 ?“ 7軸排刀數(shù)控車床 ” 其為臥式雙主軸刀排式布局 ， 雙主軸均帶 C軸控制 ， 兩個(gè)主軸分別配置動(dòng)力刀排 ， 實(shí)現(xiàn)七軸控制 。 銑車中心已系為主 ， 帶有車的功能 。 ?瑞士的銑車中心是在立式加工中心上帶棒料自動(dòng)送料器 ，以棒料為坯料復(fù)合了車削功能 。 主軸最高 轉(zhuǎn)速為 20220r/min，機(jī)床 X、 Y、 Z、 A、 B等多軸可控 。 ?德國(guó)的 Stama、 美國(guó)的 Saas也有銑車中心 。 ?數(shù)控滾－磨機(jī) 、 蝸桿－成型磨齒機(jī)及集自動(dòng)上下料 、 檢測(cè) 、刀具對(duì)中 、 磨齒及修正砂輪于一體的磨齒機(jī)均為復(fù)合機(jī)床 。 ?復(fù)合數(shù)控機(jī)床還有： 臥式鏜銑和深孔鉆的復(fù)合機(jī)床 、 板材沖和激光切割 （ 或等離子切割 、 火焰切割 ） 的復(fù)合機(jī)床 。 進(jìn)網(wǎng)通訊功能 :以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線、無(wú)線 通訊技術(shù)。 PC、 CNC對(duì)多臺(tái)機(jī)床進(jìn)行集中監(jiān)控和管理需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò) 通信。傳送程序，監(jiān)控加工狀態(tài)，傳送維修數(shù)據(jù)、進(jìn)行遠(yuǎn) 程控制操作和診斷，傳送 CAD/CAM數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)制 造系統(tǒng)要求 CNC系統(tǒng)有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通訊功能。 高可靠性、高安全性；采取措施 ： ?采用光纖通訊，減少電纜連接； ?采用糾錯(cuò)碼（ ECC ）； ?采用雙檢措施：在 CNC內(nèi)嵌入多個(gè)處理器冗余的監(jiān)控伺服 電機(jī)、主軸電機(jī)、與安全相關(guān)的 I/O信號(hào)，并使用急停與 相關(guān)的 I/O電路，使系統(tǒng)安全的運(yùn)行和停止。 控制器的開(kāi)放性（開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)） 前面已介紹，要注意幾點(diǎn)： ?要保證實(shí)時(shí)性，不是現(xiàn)在的 PC機(jī)拿來(lái)就能用。 ?開(kāi)放性和可靠性時(shí)是有矛盾的，注意解決它們之間的關(guān)系。 ?開(kāi)放是有層次的，按模塊或組件，不能無(wú)限開(kāi)放。 STEPNC數(shù)控系統(tǒng) 有兩種方案：一是增加 STEPNC程序的編譯器、二是重 新設(shè)計(jì)開(kāi)放式 CNC系統(tǒng)。這樣才能以 STEPNC標(biāo)準(zhǔn)編制的程 序，進(jìn)行 CAD/CAM與 CNC一體化的加工。 9. 5 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展 通訊 ASIC 位置測(cè)量傳感器 位置實(shí)際值 速度實(shí)際值 電流實(shí)際值 電流測(cè)量傳感器 Gating unit 通訊 進(jìn)給控制 速度控制 電流控制 轉(zhuǎn)換器 驅(qū)動(dòng)總線 驅(qū)動(dòng)模塊 E M 1FT6 電機(jī) 編碼器 數(shù)字系統(tǒng)的進(jìn)給控制 傳動(dòng)系統(tǒng)及控制方案圖 紗架 W隨動(dòng)坐標(biāo) 主軸 C坐標(biāo) 擺頭 A坐標(biāo) 小車 Z坐標(biāo) 伸臂 X坐標(biāo) 上位機(jī) 變頻系統(tǒng)及 NC數(shù)控單元 PLC邏輯控制器 操作面板 電源及保護(hù) 空調(diào) 控制柜 操作臺(tái) 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是數(shù)控技術(shù)的重要組成部分。與數(shù)控裝置相配合，伺服系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性直接影響機(jī)床的位移速度，定位精度和加工精度?，F(xiàn)在，直流伺服系統(tǒng)被交流數(shù)字伺服系統(tǒng)所取代；伺服電機(jī)的位置，速度及電流環(huán)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化；并采用了新的控制理論，實(shí)現(xiàn)了不受機(jī)械負(fù)荷變動(dòng)影響的高速響應(yīng)系統(tǒng)。 1. 前饋控制技術(shù) 。 過(guò)去的伺服系統(tǒng) ， 是把檢測(cè)器信號(hào)與位置指令的差值乘以位置環(huán)增益作為速度指令 。 這種控制方式總是存在著跟蹤滯后誤差 ， 這使得在加工拐角及圓弧時(shí)加工精度惡化 。所謂前饋控制 ， 就是在原來(lái)的控制系統(tǒng)上加上速度指令的控制方式 ， 這樣使伺服系統(tǒng)的跟蹤滯后誤差大大減小 。 2. 機(jī)械靜止摩擦的非線性控制技術(shù) 。 對(duì)于一些具有較大靜止摩擦的數(shù)控機(jī)床 ， 新型數(shù)字伺服系統(tǒng)具有補(bǔ)償機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)靜摩擦的非線性摩擦的非線性控制功能 。 3. 伺服系統(tǒng)的位置環(huán)和速度環(huán)（包括電流環(huán)）均采用數(shù) 字閉環(huán)，軟件計(jì)算、數(shù)字調(diào)解等 。 為適應(yīng)不同類型的機(jī)床 ， 不同精度和不同速度的要求 ， 預(yù)先調(diào)整加 、 減速性能或自動(dòng)調(diào)整加 、 減速性能 。 。 高分辨率的脈沖編碼器 ， 內(nèi)有微處理器組成的細(xì)分電 路 ， 使得分辨率大大提高 ， 增量位置檢測(cè)為 10000p/r （ 脈沖數(shù) /每轉(zhuǎn) ） 以上；絕對(duì)位置檢測(cè)為 1000000p/r、 16000000以上 。 。 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都具有補(bǔ)償功能 ， 可以對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行 多種補(bǔ)償 ， 如絲杠螺距誤差補(bǔ)償 ， 齒側(cè)間隙補(bǔ)償 、 軸 向運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償 、 空間誤差補(bǔ)償和熱變形補(bǔ)償?shù)?。 。 9. 6 機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù) 為適應(yīng)數(shù)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 ， 機(jī)械結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大的變化 。為縮小體積 ， 減少占地面積 ， 更多地采用 機(jī)電一體化結(jié)構(gòu) 。 為了提高自動(dòng)化程度 ， 而采用自動(dòng)交換刀具 ， 自動(dòng)交換工件 ， 主軸立 、 臥自動(dòng)轉(zhuǎn)換 ， 工作臺(tái)立 、 臥自動(dòng)轉(zhuǎn)換 ， 主軸帶 C軸控制 ，萬(wàn)能回轉(zhuǎn)銑頭 ， 以及 “ 數(shù)控夾盤 ” ， “ 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) ” ，“ 動(dòng)力刀架 ” 和 “ 數(shù)控夾具 ” 等 。 為了提高數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性 ， 伺服系統(tǒng)和主機(jī)進(jìn)行很好的機(jī)電匹配 。 同時(shí)主機(jī)也借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行模塊化 、 優(yōu)化設(shè)計(jì) 。 設(shè)計(jì)思想的發(fā)展 機(jī)床是工作母機(jī) ， 機(jī)床制造必須連續(xù)不斷的開(kāi)發(fā)新思想 ，滿足用戶對(duì)產(chǎn)品制造質(zhì)量和效率日益提高地要求 。 單純優(yōu)化現(xiàn)有工藝和一再提高機(jī)床的功率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的 。 在新的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和運(yùn)動(dòng)學(xué)領(lǐng)域的新開(kāi)發(fā) 、 輕型化的新材料 、環(huán)保生產(chǎn) 、 機(jī)床安全 、 精度和測(cè)試技術(shù) 、 微型制造和微型裝卸技術(shù)等方面的研究值得注意 。 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分配和運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)已經(jīng)打破傳統(tǒng)的金切機(jī)床分類 : ? 不管是工件旋轉(zhuǎn)還是刀具旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng) ， 只要工件和刀具之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)就行 ， 并要求這種布置為最佳 。 ? 機(jī)床的動(dòng)力頭在同一臺(tái)機(jī)床上有時(shí)作傳統(tǒng)意義上的主軸使用 ， 有時(shí)又作動(dòng)力刀具的旋轉(zhuǎn)軸使用 。 ? 在同一次裝夾的情況下 ， 上一工步工件旋轉(zhuǎn)作為主運(yùn)動(dòng) ，下一步則是工件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 。 以 “ 完全加工 ” 的理念進(jìn)行工序復(fù)合和功能復(fù)合 。 機(jī)床功能部件 1. 電主軸； 驅(qū)動(dòng) 、 軸承 、 潤(rùn)滑 、 冷卻 、 本體 （ 動(dòng)平衡 、 減輕重量 ） 。 電機(jī)：交流同步 （ 額定轉(zhuǎn)速下 ， 橫扭矩 ） 、 交流異步 （ 高 速性好 ） 2. 直接驅(qū)動(dòng)：旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動(dòng) 、 直線直接驅(qū)動(dòng)； 旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動(dòng)：力距電機(jī) ， 低速大扭矩 。 直線直接驅(qū)動(dòng)：直線電機(jī) ， 已解決漏磁和發(fā)熱問(wèn)題 。 加速 度可達(dá) 3個(gè) g 3. 滾動(dòng)部件：滾珠絲杠副 、 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌； 精緊自潤(rùn)滑滾珠絲杠 ， 加速度可達(dá) 2g。 4. 數(shù)控刀架； 數(shù)控刀架形式多樣 （ 德國(guó) ， 意大利 ） 刀架的控制和驅(qū) 動(dòng)采用伺服電機(jī)或液壓系統(tǒng) ， 回轉(zhuǎn) 180176。 的時(shí)間安已縮 短到 。 刀架 176。 品種繁多 ， 可以為各種數(shù)控車床 、 車 削加工中心配套 。 5. 銑頭； 為數(shù)控銑床 、 加工中心 、 車銑中心等配套的各式各樣銑 頭 。 車銑中心用的 B軸銑頭 ， 可在 210176。 范圍內(nèi)擺角進(jìn)行 高精度銑切加工；數(shù)控銑床 、 加工中心用的二坐標(biāo)銑頭 能 A、 B軸 （ 立 、 臥二用 ） 擺角 ， 可加工任意空間面 。 6. 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)； 已有了二坐標(biāo)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái) ， 具有連續(xù)分度和鼠牙盤分度二 種形式 。 它具有雙耳軸 ， 平臺(tái)能傾轉(zhuǎn) ， 轉(zhuǎn)臺(tái)上配備交換 工作臺(tái)接收裝置 。 7. 刀庫(kù)； 刀庫(kù)容量增大 ， ◇ 大容量 、 刀位不動(dòng)的 “ 貨架式 ” 刀庫(kù) 用工業(yè)機(jī)器人取放 的刀具； ◇ “ 圓柱形立體刀庫(kù) ” （ 德國(guó) ） 在圓柱內(nèi)可容納 500把刀 ， 圓柱中心的工業(yè)機(jī)器人按程序預(yù)選 、 取放 、 并傳遞給機(jī) 床主軸； ◇ “ 框架式刀庫(kù) ” （ 瑞士 ） 該刀庫(kù)每個(gè)模塊可容納 96把刀 具 ， 模塊外形 1 ， 可以層層疊加擴(kuò)展容量 。 刀庫(kù)內(nèi)機(jī)械手按程序抓放刀后 ， 先傳遞給一個(gè)作為 “ 二傳 手 ” 的接接模塊 ， 再對(duì)機(jī)床換刀 。 ◇ 數(shù)控刀架形式多樣 （ 德國(guó) ， 意大利 ） 刀架的控制和驅(qū)動(dòng) 采用伺服電機(jī)或液壓系統(tǒng) ， 回轉(zhuǎn) 180176。 的時(shí)間安已縮短到 。 刀架 176。 品種繁多 ， 可以為各種數(shù)控車床 、 車削加工 中心配套 。 8. 棒料自動(dòng)送料器； 9. 潤(rùn)滑系統(tǒng) 、 排屑系統(tǒng)等等 。 塔頭的主軸有 8個(gè)等多種 ， 轉(zhuǎn)速最高可達(dá) 12022～ 18000r/min， 功率 4～ 50kW。 并聯(lián)機(jī)床進(jìn)入實(shí)用階段 并聯(lián)機(jī)床自 94年在美國(guó)芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上面市以來(lái) ， 有了很大發(fā)展 ， 結(jié)構(gòu)緊湊而且增大了工作空間 ， 機(jī)床剛度和工作精度進(jìn)一步提高 ， 已進(jìn)入實(shí)用階段 。 主要用于汽車業(yè) 、 航空業(yè)和模具業(yè) 。 在加工中心和可移動(dòng) FMC中也采用了并聯(lián)結(jié)構(gòu) 。 有六桿 、 三桿 、 立式 、 臥式并聯(lián)機(jī)床 ， 結(jié)構(gòu)形式為并聯(lián) 、 串聯(lián)和混合結(jié)構(gòu) ， 可采用直線電機(jī)和電主軸 。 并聯(lián)機(jī)床