數控機床之所以能夠達(dá)到比普通(tōng)機床高得多的精度,最根本(běn)的區別在於CNC和步進電機(或者說(shuō)伺服係統(tǒng)) CNC形象點(diǎn)來說,就是(shì)將需要加工零件的走刀進行“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(zuì)根本的區別在於CNC和步進電機(或者說伺(sì)服係統) CNC形(xíng)象(xiàng)點(diǎn)來說,就是將需要加工(gōng)零件的走刀進行(háng)“數字化”。對於我們現有的(de)最靈活的五軸加工中心來說,一個加工中心本來(lái)隻能夠進行三(sān)軸進給和兩軸旋(xuán)轉,但之所以能夠加工出複雜曲麵(miàn),關鍵就在(zài)於軸(zhóu)之間的“聯動”——即軸與軸之間的(de)相互配合。本質(zhì)上這種聯動,需要的是數學和編程水(shuǐ)平。
第二個難點則是插(chā)補,計算機是隻能走直線的,而我們需要的則(zé)是(shì)很多非常複(fù)雜的曲線,因此人們用“足夠密(mì)集”的折線來逼近曲線,而足夠密(mì)集(jí)的曲(qǔ)線就需要我們有更高脈衝的步進(jìn)電機(jī),這裏又(yòu)涉及到PLC,然後隨著頻率提高,進給速度(dù)的提高,我們的插補又要求“實時性”和快速反饋,這裏又涉及到控製器(qì)的智能化,算法又不可避免的複(fù)雜化,對(duì)整個閉環的反饋響應時(shí)間又是(shì)一個巨大的挑戰。
第三個(gè)難點是反饋,有一定水平的數控機床本身一定是一個閉(bì)環係統,即對輸(shū)入端的(de)控製,其中以全位置閉環為最,利用光柵尺輸出信號直接(jiē)對絲杠的實際(jì)位置進行控製,這裏就涉及到光柵尺的(de)設計製造工藝水平了。
以(yǐ)上三點是對於“數控”部分的難點,基本上都是數學和計算機方麵的難(nán)點,再加上一些信號和控製方(fāng)麵的問題,下麵說下純機械方麵的困(kùn)難。
純機(jī)械方麵其實非常複雜,有一門課叫做機械設計製造基礎,就(jiù)是專(zhuān)門研究(jiū)機床加工中的各種誤差影(yǐng)響,這裏隻是簡單說幾個重點:
1,各種軸、絲杠和導軌:本身製造精度——如同軸度、撓度(dù)、平直度等(děng)等,這些零件的製(zhì)造質量最影響機床的(de)加工精度,一般需要(yào)較好(hǎo)的車床銑床,特別(bié)是高精磨床,磨床一般決定了你能製造機床的精度上限(xiàn)。
2,軸承:決定了各種軸(zhóu)類部件的工作質量,滾動體的質量直接決定(dìng)軸承的工(gōng)作(zuò)壽命和質量,這裏涉及到滾動體的(de)材質及(jí)其加工工藝,好的材料是好軸承(chéng)的一半。
3,刀具:這個和軸承類似,實際上主要就是材料問題,而且除開材料,光(guāng)是(shì)刀具的幾何形狀的選擇(zé),就能出一本厚厚(hòu)的書了。以前的大學機製(zhì)專業,甚至還有刀具這門課。
4,電機:這裏特指伺(sì)服電機,伺服電機(jī)直接影響輸出的轉矩和轉速,伺(sì)服電機更像是一台微(wēi)型機床,同樣的,其質量分為控(kòng)製器等等(軟件),永磁體、線圈等等(硬件),槽(cáo)滿率等等(設計)。電機方麵了解不多,據說硬件由於我們本身(shēn)是(shì)稀土大國,因此永磁(cí)體問題不算大,主要難點(diǎn)出來(lái)控製器的程序設計等等軟件方麵。
5,裝配:這個(gè)我反倒覺得是和國(guó)外差距(jù)最大的,優秀經驗(yàn)老道的裝配技師(shī)太少了,就算你有全套一(yī)流的零件,一個稍微差點的裝配工人(rén)就能把這台機床打到二流。頂尖的裝(zhuāng)配工人(rén),能(néng)用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(yàn)。
6,其他:如各種大型零件(床身、箱體等等)的(de)時效處理,現在我國的(de)噴丸技術還不(bú)錯(cuò),這也是人工時效的一個方法,當然也(yě)有很多其他的人工時效方法,自然時(shí)效現在也就是個情(qíng)懷;機床的(de)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(bì)備的,再就是車間的土地平整夯實,減小振動,濕度控製等等。這些是我們可以靠砸錢砸起來的。