国内外数控技术的发展现状

时间:2019-04-05 01:45:31 来源:察布查尔信息网 作者:匿名



20世纪人类社会最大的科技成果是计算机的发明和应用。计算机和控制技术在机械制造设备中的应用是本世纪制造业发展中最重要的技术进步。自1952年美国第一台数控铣床问世以来,它已有50年历史。数控设备包括:汽车,铣床,加工中心,镗孔,磨削,冲压,电加工及各种专用飞机,形成庞大的数控系统制造设备,世界年产量10万至20万台,产量价值超过100亿美元。

世界制造业在20世纪后期经历了几次迭代。它曾经几乎是一个夕阳产业,所以美国人首先提出要振兴现代制造业。 20世纪90年代世界数控机床制造业经历了重大的重组。例如,美国和德国等主要制造商发生了重大变化。自20世纪90年代初以来,出现了明显的复苏,全球制造业形成了新的技术升级浪潮。例如,德国机床工业自2000年以来已接受订单合同三个月,生产任务已满。

中国数控机床制造业在20世纪80年代经历了快速发展,许多机床厂已从传统产品转变为数控产品。但是,总的来说,技术水平不高,质量不好。因此,在20世纪90年代初期,国民经济从计划经济向市场经济调整。经过几年最困难的萧条,产能下降到50%,库存超过4个月。自1995年“九五”以来,国家从扩大内需开始了机床市场,加强了进口数控设备的审批。投资重点是支持关键数控系统,设备和技术研究,极大地促进了数控设备的生产,特别是1999年以后,国家在国防工业和重点民用工业领域投入了大量技术改造资金,数控设备制造市场繁荣。从2000年8月的上海数控机床展和2001年4月的北京国际机床展览会,我们也可以看到许多品种产品的繁荣。但它也反映了以下问题:

(1)低技术含量产品竞争激烈,价格下降;(2)高科技,功能齐全的产品主要进口;

(3)配套的高品质功能部件和数控系统配件主要是进口;

(4)应用技术水平低,网络技术不全面推广;

(5)自主开发能力较差,技术水平较高的产品主要依靠引进图纸,合资生产或进口零件组装。

在当今工业国家拥有数控机床反映了该国的经济能力和国防能力。目前,中国是世界上机床数量最多的国家(近300万台),但我们机床的数控率仅为1.9%左右,远远低于西方20%的差距。工业国家。日本不到80万台机床的制造能力是我国的近10倍。数控率低,数控机床的利用率和起动率低。这是中国21世纪制造业发展中必须首先解决的最重要问题。每年,我们拥有3000-4000台全功能数控机床,日本每年拥有50,??000多台数控机床。每年,我们花费超过10亿美元进口7,000-9000台数控机床。即使在这种情况下,中国制造业也难以控制行业中的CNC。转换率大大提高。因此,国家计委和经济贸易委员会提出了“八五”和“九五”数控改造的原则。在“九五”期间,我们协会也进行了研究。当时,有人提出数控改造设备可能达到8万到10万台,需要投资80到100亿元,但经济效益将是投入的5到10倍。因此,过去两年经历过数控转型的企业数量如雨后春笋般涌现,甚至美国公司也纷纷加入。 “十五”初,国防科技工业委员会明确提出投资6.8亿元在军工企业进行数控改造1.2~18000台机床。

数控技术经过50多年的发展已经发展了20多年,经过了六代:

第1阶段:硬件CNC(NC)

第一代:1952年的管

第二代:1959晶体管分离元件

第3代:1965年的小型集成电路

阶段2:软件CNC(CNC)

第四代:1970年的小型计算机第5代:1974微处理器

第六代:1990年基于个人电脑(PC-BASEO)

第六代系统的好处主要是:

(1)元件集成度高,可靠性好,性能高,可靠性可达50,000小时以上;

(2)基于PC平台,技术进步迅速,升级简单;

(3)提供开放的基础,丰富的软硬件资源,并将数控功能扩展到广泛的领域(如CAD,CAM,CAPP,连接网卡,声卡,打印机,相机等) );

(4)对于CNC系统制造商而言,它提供了良好的开发环境并简化了硬件。

目前,世界上最大的数控系统生产厂是日本FANUC公司,该公司一年生产超过50,000套系统,约占全球市场的40%,其次是德国西门子公司占15%以上还有DeHeidehan,西班牙的头发,意大利的Fedia,法国的NUM,日本的三菱,Yaskawa。

国内数控系统制造商主要包括华中数控,北京航天机床数控集团,北京凯恩迪,北京凯奇,沉阳益田,广州数控,南京新方达,成都广泰等。国内数控厂家规模较小。年产量未超过300-400套。

近十年来,数控机床在以下技术领域取得了长足的进步,以适应加工技术的发展。

(1)高速

由于高速加工技术的普及,机床一般都提高了各方面的速度。车床主轴转速从3000~4000r/min提高到8000~10000r/min。铣床和加工中心的主轴转速从4000~8000r/min提高到12000r/min,24000r/min,40000r/min以上,快速移动速度从过去10-20m/min提高到48m/min ,60米/分钟,80米/分钟,120米/分钟。在提高速度的同时,需要增加运动部件的加速度。从一般机床的0.5G(重力加速度)到1.5到2G,高达15G,机床上使用直线电机,主轴上使用了大量的内置主轴电机。(2)精度高

数控机床的定位精度从0.01毫米增加到0.02毫米到0.008毫米,亚微米机床达到0.0005毫米,纳米机床达到0.005到0.01微米,最小分辨率为1纳米。 (0.000001mm)已有数控系统和机床。

在数控中,两轴或更多轴的插补技术得到了极大的改进。纳米级插值可以通过两个轴的圆弧实现1μ的圆度,插值前的多块预读可以大大提高插值质量,可以自动进行角点处理等。

(3)出现了大量的复合加工和新型结构机床

如5轴5面复合加工机,5轴5联动加工各种异形件。还介绍了新的机床结构,包括6轴虚拟轴机床,系列和平行铰链机床。特殊机械结构,数控专用计算方法,特殊编程要求。

(4)使用各种高效专用工具使数控机床“准备就绪”。例如,内部冷却钻头大大提高了钻深孔时的效率,因为高压冷却剂直接冷却钻头的切削刃并移除切屑。加工钢的切削速度可达1000m/min,加工铝件可达5000m/min。

(5)数控机床的开放性和网络化管理是数控机床使用的基本要求。它不仅是提高数控机床起动率和生产率的必要手段,而且是合理化和优化这些制造方法的使用的方法。因此,在数控机床的基础上开发了计算机集成制造,网络制造,远程诊断,虚拟制造,异构工程等新技术,必将成为21世纪制造业发展的主流趋势。

资料来源:机电一体化网络


  
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