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高精度数控车床的难点有哪些?
点击次数:160 发布时间:2019-07-02
   高精度数控车床之所以能够达到比普通机床高得多的精度,最根本的区别在于CNC和步进电机(或者说伺服系统) CNC形象点来说,就是将需要加工零件的走刀进行“数字化”。对于我们现有的最灵活的五轴加工中心来说,高精度数控车床一个加工中心本来只能够进行三轴进给和两轴旋转,但之所以能够加工出复杂曲面,关键就在于轴之间的“联动”——即轴与轴之间的相互配合。本质上这种联动,需要的是数学和编程水平。
 
  难点则是插补,计算机是只能走直线的,而我们需要的则是很多非常复杂的曲线,因此人们用“足够密集”的折线来逼近曲线,而足够密集的曲线就需要我们有更高脉冲的步进电机,这里又涉及到PLC,然后随着频率提高,进给速度的提高,我们的插补又要求“实时性”和快速反馈,这里又涉及到控制器的智能化,算法又不可避免的复杂化,对整个闭环的反馈响应时间又是一个巨大的挑战。
 
  难点是反馈,有一定水平的高精度数控车床本身一定是一个闭环系统,即对输入端的控制,其中以全位置闭环为最,利用光栅尺输出信号直接对丝杠的实际位置进行控制,这里就涉及到光栅尺的设计制造工艺水平了。
 
  以上三点是对于“数控”部分的难点,基本上都是数学和计算机方面的难点,再加上一些信号和控制方面的问题,下面说下纯机械方面的困难。
 
  纯机械方面其实非常复杂,有一门课叫做机械设计制造基础,就是专门研究机床加工中的各种误差影响,高精度数控车床这里只是简单说几个重点:
 
  1,各种轴、丝杠和导轨:本身制造精度——如同轴度、挠度、平直度等等,这些零件的制造质量影响机床的加工精度,一般需要较好的车床铣床,特别是高精磨床,磨床一般决定了你能制造机床的精度上限。
 
  2,轴承:决定了各种轴类部件的工作质量,滚动体的质量直接决定轴承的工作寿命和质量,这里涉及到滚动体的材质及其加工工艺,好的材料是好轴承的一半。
 
  3,刀具:这个和轴承类似,实际上主要就是材料问题,而且除开材料,光是刀具的几何形状的选择,就能出一本厚厚的书了。以前的大学机制专业,甚至还有刀具这门课。
 
  4,电机:这里特指伺服电机,伺服电机直接影响输出的转矩和转速,伺服电机更像是一台微型机床,同样的,其质量分为控制器等等(软件),永磁体、线圈等等(硬件),槽满率等等(设计)。电机方面了解不多,据说硬件由于我们本身是稀土大国,因此永磁体问题不算大,主要难点出来控制器的程序设计等等软件方面。
 
  5,装配:这个我反倒觉得是和国外差距最大的,优秀经验老道的装配技师太少了,就算你有全套的零件,一个稍微差点的装配工人就能把这台机床打到。顶尖的装配工人,能用的零件装配起一台机床。没办法,这个只能靠时间来积累经验。
 
  6,其他:如各种大型零件(床身、箱体等等)的时效处理,现在我国的喷丸技术还不错,这也是人工时效的一个方法,当然也有很多其他的人工时效方法,自然时效现在也就是个;机床的制造使用环境——最大的敌人就是温度,恒温车间是稍微有点野心的机床企业所必备的,再就是车间的土地平整夯实,减小振动,湿度控制等等。这些是我们可以靠砸钱砸起来的。
 
  高精度数控车床与普通机床相比,数控机床有如下特点:
 
  1、对加工对象的适应性强,适应模具等产品单件生产的特点,为模具的制造提供了合适的加工方法;
 
  2、加工精度高+/-0.005-0.01mm,具有稳定的加工质量;
 
  3、可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;
 
  4、加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;
 
  5、机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的3~5倍);
 
  6、机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;
 
  7、有利于生产管理的现代化。数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息,使用了计算机控制方法,为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础;
 
  8、高精度数控车床对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高;
 
  9、可靠性高。
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