數控機床之所以能夠達到比普通機床高得多的精度,最根本的區別在於CNC和步進電機(或(huò)者說伺服係統) CNC形象點來(lái)說,就是將(jiāng)需要加(jiā)工零件的走刀進行“數字化”。
數控機床之所以能夠達到比普通機床高得多的精度,最根本的區別在於CNC和步進電機(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”。對於我(wǒ)們(men)現有的最靈活的五軸(zhóu)加工中心來說,一個加工中心(xīn)本來隻能夠進(jìn)行三軸進給和兩軸旋轉,但之所以能夠加工出複雜曲麵,關鍵就在於軸之間的(de)“聯動”——即軸與軸(zhóu)之間的相互配合。本質上(shàng)這種聯動,需要的是數學和編程水平。
第二個難點則是插補,計算機是隻能走直線的,而我們需要的則是(shì)很(hěn)多非常複雜的曲線,因此人們(men)用“足夠密集”的折線來(lái)逼近曲線,而足夠密集的曲線就需要我(wǒ)們有(yǒu)更高(gāo)脈衝的步進電機,這裏又涉及到PLC,然後隨著頻率提高,進給速度的提高,我們的插補又要求“實時性”和(hé)快速反饋,這裏(lǐ)又(yòu)涉及到(dào)控製器的(de)智能化,算法又(yòu)不可避免的複雜化,對整個閉環的反饋響應時間又是(shì)一個巨大的挑戰。
第三個難點是(shì)反饋,有一定水平的數控機(jī)床本身一定是一個閉環係統,即對輸入(rù)端的控製,其(qí)中以全位置閉環為最,利用光柵尺輸出(chū)信號直接對絲杠的實際(jì)位(wèi)置進行控製,這裏就涉及到光柵尺的設計製造工藝水平了。
以上三點是對於“數控”部分的難點,基本上都(dōu)是數學和計算機方麵的難點,再加上一(yī)些信號和控製方麵的問題,下麵說下(xià)純機械方麵的困難。
純機械方麵(miàn)其(qí)實非常複雜,有一門課叫做機械設計製造基礎,就是專門研究機床加工中的各種誤差(chà)影響,這裏隻是簡單說幾個重(chóng)點:
1,各種(zhǒng)軸、絲杠和導軌:本身(shēn)製造精度——如同軸度、撓度(dù)、平直度等等,這些零件的製造質量最影響機(jī)床的加工精(jīng)度,一般需(xū)要較(jiào)好的車床銑床,特別是高精磨床(chuáng),磨床一般決定了你能製造機床的精度上限。
2,軸承:決定了各種軸類部件的工作質(zhì)量,滾動體的質量直接決定軸承(chéng)的工作壽(shòu)命和質量,這裏涉及到滾(gǔn)動體的材質及其加工(gōng)工藝(yì),好的材料是好軸承的一半。
3,刀具:這個和軸承類似,實際(jì)上主要就是材料問題,而且除開材料,光是刀具的幾何形狀的選擇,就能出一本厚(hòu)厚的書了。以前的大學機製專(zhuān)業,甚至還有刀具這門課。
4,電機:這裏特指伺(sì)服電(diàn)機,伺服電機直接影響輸出的轉矩和轉速,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(tǐ)、線圈等等(děng)(硬件),槽滿率等等(設計)。電機方麵了解不多,據說硬件(jiàn)由(yóu)於(yú)我們本身是稀土大國(guó),因此永磁體問題不算大,主要難點出來(lái)控製器的(de)程(chéng)序設計等等軟件方麵。
5,裝配:這個我反倒覺得是和國外差距最大的,優秀經驗老道的裝配技師太少了,就算你有全套一(yī)流(liú)的零件,一個稍微(wēi)差點(diǎn)的裝配工(gōng)人就能把(bǎ)這台機床打到二流。頂尖的裝配工人,能用二流的零件裝配起一台一流(liú)機床。沒辦法(fǎ),這個(gè)隻能靠時間來積累經驗。
6,其他:如各種大型零件(床身、箱體等等)的時效處理,現(xiàn)在我國的噴丸技術還不錯,這也是人工時效的一(yī)個方法,當然也有很(hěn)多其他的人(rén)工時效方法,自然時效現在也就(jiù)是個情懷;機床的製造使用環境——最大的敵人就是溫度,恒溫車間是稍微有點野心的機床企業所必備(bèi)的,再就是車間的土地平整夯實,減小振動,濕度控製等等。這些是我們(men)可以靠砸錢砸起(qǐ)來的。