數控機床之所以能夠達到比普通機床高得多(duō)的精度,最根本的區別在於CNC和步進電機(或者說伺服係統(tǒng)) CNC形象點來說,就是將需要加工零件的走刀進(jìn)行“數字化”。
數控機床之所以能夠(gòu)達到比普通機床高得多的精度,最根本的區別在(zài)於CNC和步進電機(或者說伺服係統) CNC形象點來(lái)說,就是將需要加工零件的走(zǒu)刀進行“數字(zì)化”。對於我們現有的最靈活的五軸加(jiā)工中心來說,一個加工中心本來隻能夠進行三軸進給和兩軸旋轉,但之所(suǒ)以能夠(gòu)加工出複雜曲麵,關鍵就在於軸(zhóu)之(zhī)間的“聯動”——即軸與軸(zhóu)之間的相互配合。本質上這種聯動,需要的是數(shù)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,而我們需要的則是很多(duō)非常複(fù)雜的曲線,因此人們用“足夠密集”的折線來逼近曲(qǔ)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,這裏又涉及到PLC,然後隨著頻率提高,進給速度的(de)提高,我們的插補又要求“實時性”和(hé)快速反饋(kuì),這裏又涉及到控製器的(de)智能化,算(suàn)法又不可避免(miǎn)的複雜化,對整個閉環的反饋響應時間(jiān)又是一個巨大的挑戰。
第三個難點是反饋,有一定水平的數控機床本身一定是一(yī)個閉環係統,即對輸入端的控製,其中以全位置閉環為最,利(lì)用光柵尺輸出信號直接對絲杠的實際位置進行控製,這(zhè)裏就(jiù)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(de)難點,基本上都是數學和計算機方麵的難點,再(zài)加上一些信號和(hé)控製方麵的問題,下麵說下純機械方麵的困難。
純機械方麵其實非常複雜,有一(yī)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(wù)差影(yǐng)響,這裏隻(zhī)是(shì)簡單說幾個重點:
1,各種軸、絲杠和導軌:本身製造(zào)精度——如同軸度、撓度(dù)、平直度等等(děng),這些零件的製造質量最影響機床的(de)加工精度(dù),一般需要(yào)較好的(de)車床(chuáng)銑床,特別是高精(jīng)磨床,磨(mó)床一般決定了你能(néng)製造(zào)機床的精度上限。
2,軸承:決定了各種軸類部件的工(gōng)作(zuò)質量,滾動體的質量直接決定(dìng)軸承的工作壽命和質量,這裏涉及到滾動體的(de)材質及其加工工(gōng)藝,好的材料是好軸(zhóu)承的一半。
3,刀具:這個和軸承(chéng)類似,實際上主要就是材料(liào)問題,而且除開材料,光是刀具的幾何(hé)形狀的選擇,就能出一本厚(hòu)厚的書了。以前的(de)大學機(jī)製專業,甚至還有(yǒu)刀具這(zhè)門課。
4,電機:這裏特指伺(sì)服電機,伺服電機直接影響輸出的轉矩和轉速,伺服電機更(gèng)像是一(yī)台微型機床,同樣的,其質量分為控製器等等(軟件),永磁(cí)體、線圈等等(硬件),槽滿率等等(設計)。電機方(fāng)麵了解不多,據(jù)說硬件由於我們本身是稀土大國,因此永磁體問題不算(suàn)大,主要(yào)難點出來控製器(qì)的程序設計等等軟件方麵。
5,裝配:這個我反(fǎn)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(jiù)算你(nǐ)有全套一流(liú)的零件,一個稍微(wēi)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,能用二流(liú)的零件裝配起一台一流機床。沒辦法,這個隻能靠時間來(lái)積累經驗。
6,其他(tā):如各種大型零件(床(chuáng)身(shēn)、箱體等等)的時效處理,現在我國的噴丸技術還不錯,這也是人工(gōng)時效的(de)一個方法,當然也有很多其他的人工(gōng)時效方(fāng)法,自然時(shí)效現在也就是個情懷(huái);機床的製造使用環境——最大的敵人就是溫度,恒溫車(chē)間是稍微有點野心的機床企業(yè)所必備的,再就是車間(jiān)的土地(dì)平(píng)整夯實,減小振動,濕度控製等等。這(zhè)些是我們可以靠砸錢砸起來的。