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发布时间：2023-12-04 13:38:18
CW6163卧式车床数控化改造及横向进给设计第一章绪论1.1数控机床的发展现状数控机床正在向高精度、高速、无机、智能、环保的方向发展。高精度和高速加工对传动及其掌控明确提出了更高的动态特性和控制精度，更高的切削速度和加速度，更高的振动噪声和更大的磨损。问题的症结在传统的传动链从做为动力源的电动机至工作部件必须通过齿轮、蜗轮副，皮带、丝杠副、联轴器、离合器等中间传动环节，在这些环节中产生了很大的转动惯量、弹性变形、逆向间隙、运动落后、摩擦、振动、噪声及磨损。虽然在这些方面通过不断的改良并使传动性能有所提高，但问题很难从根本上化解，于是发生了“轻易传动”的概念，即为中止从电动机至工作部件之间的各种中间环节。随着电机及其驱动控制技术的发展，电主轴、直线电机、力矩电机的发生和技术的日益明朗，并使主轴、直线和转动座标运动的“轻易传动”概念变成现实，并日益表明其非常大的优越性。直线电机及其驱动控制技术在机床切削驱动上的应用领域，并使机床的传动结构发生了关键性变化，并使机床性能存有了代莱脱胎换骨。目前，世界先进制造技术不断兴起，超高速切削、超精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。为适应这种情况，数控机床正朝着以下几个方面发展。1.高速度、高精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器，以提高系统的基本运算速度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。在直线电机刚开始开发时，因其能实现高速加工而备受瞩目。但近年来，使用直线电机的目的已逐渐转向高精度化。也就是说，在直线电机的诸多优良特性中，很高的定位精度和圆弧插补精度尤其令人刮目相看。其原因不为接触式的驱动系统没传统伺服电机转动失速用的齿轮副、滚珠丝杠、耦合件等各种机械因素引发的误差，以及直线电机必然使用闭路掌控。采用前馈控制技术，使追踪滞后误差大大减小，从而改善拐角切削的加工精度。为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电机与机床主轴合二为一的结构形式，实现了变频电机与机床主轴一体化，主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。2.引入自适应控制技术
智能化现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较好的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对cnc系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。数控系统将使用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以增加元器件的数量去提升可靠性。通过硬件功能软件化，以适应环境各种掌控功能的建议，同时使用硬件结构机床本体的模块化、标准化、通用化及系列化，使既提升硬件生产批量、又易于非政府生产和质量严格把关。还可以通过自动运转启动确诊、在线确诊、离线确诊等多种确诊程序，同时实现对系统内硬件、软件和各种外部设备展开故障诊断和报警。利用报警提示信息，及时排除故障；利用纠错技术，对关键部件使用“缓存”设计，以同时实现故障自恢复正常；利用各种测试、监控技术，当生产超程、刀具损毁、阻碍、断电等各种不幸出现时，自动展开适当的维护。3．控制系统和数控系统小型化控制系统与数控系统小型化易于将机、电装置融合为一体。目前主要使用超大规模内置元件、多层印刷电路板，使用三维加装方法，并使电子元器件以求高密度加装，较大规模增大系统的占据空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将并使数控操作系统进一步小型化。这样可以便利地将它加装在机床设备上，更易于对数控机床的操作方式采用。1.2机床进行数控化改造的必要性由于当前市场竟之争惨烈，一个企业想存活和发展就必须快速地更新和研发出来新产品，并且以最高的价格、最出色的质量、最短的时间回去满足用户市场需求的不断变化。目前来说，普通机床已不适应环境多品种，大批量生产的建议，而数控机床则综合了数控技术，微电子技术，自动检测技术等一流技术，最适宜加工小批量、高精度、形状繁杂、生产周期短的零件。因此，必须对普通机床展开数控化改建以就是迫不得已。首先，数控机床与传统的普通机床相比有许多优点，而这些优点主要从数控机床的计算机系统来说主要表现在以下几个方面：1.计算机存有高超的运算能力，可以瞬时精确地排序出来每个坐标轴瞬时必须达至的运动量，因此可以加工出来具有曲线或曲面以及具有锥度的零件。可以同时实现加工的自动化，加工效率高。2.计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。
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