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    數(shù)控機(jī)床的高速、高精度化的實(shí)現(xiàn)是由CNC控制、機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、進(jìn)給驅(qū)動及其它附助部分如排屑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、刀夾裝置及主軸等共同來完成的.這些技術(shù)并不是相互獨(dú)立的,它們之間相互,相互制約,相互促進(jìn),一個技術(shù)的進(jìn)步取決于其他技術(shù)的發(fā)展。下面具體介紹目前高速、高精度切削的2個關(guān)鍵技術(shù)：

1、提高微處理器的位數(shù)和速度

   提高微處理器的位數(shù)和速度是提高CNC速度的zui有效的手段.在超精密數(shù)控加工中,亞微米級的精度指標(biāo)要求將控制單位精細(xì)化,以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給,這使得*控制算法的引入極為必要,超精密數(shù)控加工的插補(bǔ)周期已經(jīng)達(dá)到毫秒級.對于數(shù)控系統(tǒng),高速度化首先要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀入加工指令數(shù)據(jù)后,能進(jìn)行高速處理并計(jì)算出伺服電機(jī)的位移量,然后發(fā)出指令需求伺服電動機(jī)快速地作出響應(yīng).DSP(DigitalSignalPro2cessor)的出現(xiàn)使之成為可能.DSP具有非常高的數(shù)據(jù)吞吐能力,短至幾十秒的指令周期,非常適合于大數(shù)據(jù)量的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和實(shí)時控制系統(tǒng).將DSP應(yīng)用于高性能的超精密數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)不失為一種好的策略.

   此外,DSP在*檢測、*快速伺服裝置、機(jī)床保護(hù)系統(tǒng)中也有成功的應(yīng)用。

2、提高主軸旋轉(zhuǎn)速度

   在數(shù)控車床的高速度化中,高速切削要求具有很高的轉(zhuǎn)速及相應(yīng)的功率和輸出力矩,提高主軸旋轉(zhuǎn)速度占重要地位.主軸轉(zhuǎn)速提高及進(jìn)給軸速度加快,可以縮短加工時間,提高生產(chǎn)力.同時,可以降低工件表面粗糙度,減少二次拋光加工作業(yè),而且加工中產(chǎn)生的熱量可由切削屑排除,使溫升熱變形小,故可提高加工品質(zhì),實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工.研究指出,由于主軸的高速度化,使得切削時間比過去縮短了80%。

   主軸高速度化的手段主要有

1)選用高速電主軸。高速電主軸是實(shí)現(xiàn)高速切削的基礎(chǔ),它直接將電機(jī)轉(zhuǎn)子作為機(jī)床的輸出軸,實(shí)現(xiàn)了零傳動,減少了傳動過程中的功率損耗和傳動誤差.高速主軸單元設(shè)計(jì)中一個非常關(guān)鍵的問題是如何選擇主軸支撐,即如何選擇主軸軸承.軸承的選擇要求考慮承載、潤滑、冷卻、變速、預(yù)加載若干因素,目前主要應(yīng)用的高速軸承有動液軸承、靜液軸承、磁浮軸承、陶瓷滾珠軸承等,其中磁浮軸承特別適合于超高速切削,它采用電磁控制技術(shù)使懸浮在磁場中的主軸轉(zhuǎn)于作高速旋轉(zhuǎn),具有轉(zhuǎn)速高、剛性好、壽命長、潤滑要求低、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn),是各國競相開發(fā)研究的一個*領(lǐng)域。

2)工作臺輕量化。可以減小工作臺的慣性力。

3)選用直線電機(jī)。直接直線傳動的zui突出的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)快,可得到瞬時高加速度或減速度(可達(dá)918~5818m/s2),而在傳統(tǒng)的間接式直線傳動中,由于滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度很低,因而系統(tǒng)的剛性差,在實(shí)現(xiàn)加工軌跡運(yùn)動過程中,易形成高階振蕩,所以其過渡時間長,難以得到高的瞬間加、減速度(一般只能達(dá)到0198~2194m/s2).而且采用直線伺職電機(jī)的直接驅(qū)動方式,省去了減速器(齒輪、同步齒形帶等)和滾珠絲杠等中間環(huán)節(jié),不僅筒化了機(jī)床結(jié)構(gòu),也避免了由于中間環(huán)節(jié)的彈性變形、間隙、磨損和發(fā)熱等因素帶來的運(yùn)動誤差.但直線電機(jī)具有價格昂貴,防塵要求嚴(yán)格,不適于垂直方向驅(qū)動等缺點(diǎn)。

相關(guān)產(chǎn)品：高速數(shù)控車床