數控機床之所以能夠達到比普通機床高(gāo)得多的精度,最根本的區別在(zài)於CNC和步進電機(或(huò)者說伺服係統) CNC形象點來說,就是將需(xū)要(yào)加工零件的走刀進行“數字化”。
數控(kòng)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(bù)進(jìn)電機(或者說伺(sì)服係統) CNC形象點來說,就是將需要(yào)加工(gōng)零件的走刀進行“數字化”。對於我們現有的最靈活的五軸加工中心來說,一個加工(gōng)中心本來(lái)隻能(néng)夠進行三軸進給和兩軸旋轉,但之所以能夠加工出複雜曲(qǔ)麵,關鍵就在於軸之間的“聯(lián)動”——即軸(zhóu)與軸之(zhī)間的相互配合。本質上這種(zhǒng)聯動,需要的是數學和編程水平。
第(dì)二個難點則是插補,計算機是隻(zhī)能走直線的,而我們需(xū)要的則是很多非常複雜的曲線,因此(cǐ)人們(men)用“足夠密集”的折線來逼近曲線,而足夠密集的曲線就需要我們有更高脈衝的步進電機,這裏又涉及到(dào)PLC,然後隨著頻率(lǜ)提高,進給速度的提高(gāo),我(wǒ)們的插補又要求“實時性”和快速反饋,這裏又涉及到控製器的智能化,算法又不可避免的複雜化,對整個閉環的反(fǎn)饋響應時間又是一個巨大的(de)挑戰。
第三個難點是反饋,有(yǒu)一(yī)定(dìng)水平的數(shù)控機床本(běn)身一(yī)定(dìng)是一個閉環係統,即對輸入端的(de)控製,其中以全位置閉環為最,利用光柵(shān)尺輸出信號直接對絲杠的實際位置進行控製,這裏就涉及到(dào)光柵(shān)尺的設計製造工藝水平了。
以上三(sān)點是(shì)對於“數控”部分的難點,基本上都是數學和計算機方麵(miàn)的難點(diǎn),再加上一(yī)些信號和控(kòng)製方麵的問題,下麵說下純機械方麵的困難。
純機械方麵其實非常(cháng)複雜,有(yǒu)一門課叫做機(jī)械設計製造基礎,就是專門研究機(jī)床加工中的各種誤差影響,這裏隻是簡(jiǎn)單說幾個重點:
1,各種軸(zhóu)、絲杠和導軌:本身製造精度——如同軸度、撓度(dù)、平直度等等,這些零件(jiàn)的製造質(zhì)量最影響機床的加工精度,一般需要較好的車床銑床(chuáng),特別是高精(jīng)磨床,磨床一般決定了你能製造機床的精度上(shàng)限。
2,軸承:決定了各種軸類部件的(de)工作(zuò)質量,滾動(dòng)體的質(zhì)量直接決定(dìng)軸承的工作壽命和質(zhì)量,這裏涉及到滾動體的材質及其加工工藝,好的材料是(shì)好軸(zhóu)承(chéng)的一半。
3,刀具:這個和軸承類似,實(shí)際上主(zhǔ)要就是材料(liào)問題,而且除開材料,光是刀具的幾何形狀的(de)選擇(zé),就(jiù)能出一本厚厚的書了。以前的大學機製專業,甚至還有刀具(jù)這門課。
4,電機:這裏特指(zhǐ)伺服電機,伺服電機直接影響輸出的轉矩和(hé)轉速(sù),伺服電機更像是一台微型機床,同樣的,其質(zhì)量分為控製器等等(軟件),永磁體、線圈等等(硬件),槽滿率等等(設計)。電機方(fāng)麵了解不多(duō),據說硬件由(yóu)於我們本身是稀土大國,因(yīn)此永磁體問題不算大,主要難點出(chū)來控製器的程序設計等等軟件(jiàn)方麵。
5,裝配:這個(gè)我反倒覺得是和國外差距最大的,優(yōu)秀經驗老道的裝配技師太少了,就算你有全套一流的零件,一個稍(shāo)微差點的裝配工人就能把(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(yī)台一流機床。沒辦法,這個(gè)隻能靠(kào)時間來積(jī)累經驗。
6,其他(tā):如(rú)各種大型零件(床身、箱體等等)的時(shí)效處理,現(xiàn)在我國的噴丸技術(shù)還不錯,這也是人工時效的一個方法,當然也有很多其他的人工時效方法,自然時效現在也就是(shì)個情懷;機床的製造使用環(huán)境——最大的(de)敵人就是溫度(dù),恒溫(wēn)車間是稍微有點野心的機床(chuáng)企業所必備(bèi)的,再就是車間(jiān)的土地平整夯實,減小振動,濕度控製等等。這些是我們可以靠砸錢砸起來的。