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(zhě)說(shuō)伺服(fú)係統) CNC形象點來說,就是將需要加工零件(jiàn)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(shuō)伺服係統) CNC形象點來說,就是將需要加工零件的走刀進行“數字化”。對於我們現有的最靈活的(de)五(wǔ)軸加工(gōng)中(zhōng)心來(lái)說,一個加工中心本來隻能夠進行三(sān)軸進給和兩軸旋轉,但之所(suǒ)以能夠加工出複雜(zá)曲麵,關鍵就在於軸之間的“聯動”——即軸與軸(zhóu)之間的相互配合。本質上這(zhè)種聯動,需要的是數學(xué)和編程水平。
第二個(gè)難點則是插補(bǔ),計算機是隻能走(zǒu)直線的,而我們(men)需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(jiù)需要我們有更高脈衝的步進電機(jī),這裏又涉及到PLC,然後隨著(zhe)頻率提高,進給速度的提高,我們的插補(bǔ)又要求(qiú)“實時性”和快速反饋,這(zhè)裏又涉及到控(kòng)製器的智能化,算法又不可避免的複雜化,對整個閉環的反饋響應時間又是一個巨大的挑戰。
第三個難點是反饋,有一(yī)定水平(píng)的數(shù)控機床本身一定是一個閉(bì)環係統,即對輸入端的控製,其中以全位置閉環為最,利用光柵尺輸出信號直接對絲杠(gàng)的實際位置進行控製(zhì),這裏(lǐ)就涉及到光柵尺的設計(jì)製造工藝水平了。
以上三點是對於“數控”部分的難點,基本上都是數(shù)學和計算機方麵的難點,再加上一些信(xìn)號和控製方麵的(de)問題,下麵說下純機械方(fāng)麵的困難。
純(chún)機械方(fāng)麵其實非常複(fù)雜(zá),有一門(mén)課叫做機械設計製(zhì)造(zào)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(jǐ)個重點:
1,各種軸、絲杠和導(dǎo)軌:本身製造精度——如同軸度、撓度、平直度(dù)等(děng)等(děng),這些零件(jiàn)的製造質量最影響機床的加工精度,一般(bān)需要較好的車床銑床(chuáng),特別是高精磨床,磨床一般(bān)決定了你能製造機(jī)床的精度上(shàng)限(xiàn)。
2,軸承(chéng):決定了各種軸類部件的工作質量,滾動體的(de)質量直接決(jué)定軸承的工作壽命和質量,這裏涉及到滾動體的材質及其加工工藝,好(hǎo)的材(cái)料是好軸承(chéng)的(de)一半。
3,刀具:這個和軸承類似,實際上(shàng)主要就是材料問題,而且除(chú)開材料,光是刀具(jù)的幾何形狀的選擇,就能出一本厚厚的書了。以前的大學機製專業,甚至還有刀具這門課。
4,電機:這裏(lǐ)特指伺(sì)服電機,伺服電機直接影響輸出(chū)的轉矩和轉速,伺服(fú)電機更像是一台微型機床,同(tóng)樣的,其(qí)質量分為控製器等等(軟件),永磁體、線圈等等(硬件),槽滿率等等(設計)。電機方麵了解不多,據說硬件由於我們本身是稀土大國,因此永磁體問題(tí)不(bú)算大(dà),主要難點出來控製器的程序設計等等軟件方(fāng)麵。
5,裝配:這(zhè)個我(wǒ)反倒覺得是(shì)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(yǒu)全套一流的(de)零件,一個稍微差點的裝配工人就能把這台機床打到二流。頂尖的裝配工人,能用(yòng)二流的零件裝配起一台一流機床。沒辦法,這個隻能靠時間來積累經驗。
6,其他:如各種(zhǒng)大(dà)型(xíng)零件(床身、箱體等等)的時效處理,現在我國的噴丸技術還不(bú)錯,這(zhè)也是人工時效的一個方(fāng)法,當然也(yě)有很多(duō)其他的(de)人(rén)工(gōng)時效方法,自然時效現在也就是個情懷;機床的製造(zào)使用環境(jìng)——最(zuì)大的(de)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(xiē)是我們可以(yǐ)靠砸錢砸起來的(de)。