數控機床的出現標示機床向智能化發展的萌芽。回溯機床的發展曆史,從1952年第一台數控機床出現至今50餘年,其中包括走向成熟的30年和走向大規模應用的20年,特別是近幾年,陸續出現的機床智能化功能的進一步增添,標誌著機床技術在發展道路上的質變。可以說計算機控製技術、網絡技術、軟件功能拓展為機床智能化提供了物質基礎。
智能型機床尚無全麵確切定義,簡單地說,是能對影響加工過程的多種參數及功能作出自我判斷並修正、和自我正確選擇並作出決定方案的機床;即智能型機床能夠監控、診斷、評價、補償和修正在加工過程中出現的各類偏差(如刀具半徑自動檢測、刀具破損檢測、多軸同步差異等),並能提供最優化的加工方案(如調整機床加工時間、工藝路線、選擇最佳加工參數、主軸運行狀況、位置補償、精度修正、熱變形補償等)。zuizaochuxiandejuyouzhinengkongzhijichuanggongnengtexingde,keyizhuisudaozishiyingkongzhidianhuohuajiagongjichuang,jigenjujiagongcanshubianhuaziwotiaozhengdianjiyugongjianjiandefangdianjianxi,congerqudezuijiajiagongxiaoguo。
最近幾年,日本的山崎馬紮克公司陸續開發了智能主軸振動控製、智能熱屏障、智能防撞屏障、語言提示;日本大隈公司開發了thinc智zhi能neng數shu字zi控kong製zhi係xi統tong等deng等deng。說shuo明ming隨sui著zhe技ji術shu的de發fa展zhan,機ji床chuang這zhe種zhong生sheng產chan工gong具ju智zhi能neng化hua的de功gong能neng會hui越yue來lai越yue高gao級ji,越yue來lai越yue增zeng多duo。人ren類lei智zhi能neng型xing生sheng產chan工gong具ju的de發fa展zhan方fang興xing未wei艾ai,前qian景jing光guang明ming。
加工方法逆向思維的突破
快速成型(Rapidprototyping)技術是近二十年來出現的一種加工方法,是加工方法逆向思維的重大突破,是加工原理的巨大變革,與一直沿用至今的傳統“去除材料”(切削、衝剪、切割、磨削)的方法根本不同,快速成型技術實際上是反其道而行之的以“材料堆積成型”或稱之為“材料累加”方法、“增材製造方法”來達到製造工件原型的一種方法。采用複合紙、高聚物質、金屬粉末、高溫合金、複合陶瓷、鑄造型砂等作為加工原材料;利用電熱、激光束、電子束作為能量源,按分層實體製造(LOM)、熔融沉積成型(FDM)、紫外線激光固化(SLA)、激光區域燒結(SLS)等方法來實現原型零件造型,用以加速考核零件設計的正確性與可行性,大大縮短整機開發生產周期,除了應用於製造機械零件原型、型砂製芯,甚至也進入立體藝術品型體塑形和人體醫學仿生件(如骨關節)製造等相關領域。這是計算機科學、新材料科學、新能源科學綜合集成發展的最新產物。
我國在這個領域中,有華中科技大學、清華大學、西安交通大學、同濟大學、中科院及上海聯泰、北京瑞科達、武wu漢han濱bin湖hu機ji電dian技ji術shu產chan業ye有you限xian公gong司si等deng國guo有you和he民min營ying科ke研yan單dan位wei及ji企qi業ye積ji極ji投tou入ru。所suo開kai發fa的de產chan品pin已yi進jin入ru世shi界jie先xian進jin行xing列lie。投tou入ru市shi場chang的de產chan品pin品pin種zhong繁fan多duo,年nian產chan幾ji百bai台tai,技ji術shu已yi出chu口kou新xin加jia坡po。
機床結構出現革命性變革
近二十年來世界機床設計出現了革命性的變革,一種“並聯結構”機床出現了,“並聯結構”完wan全quan不bu同tong於yu所suo有you傳chuan統tong機ji床chuang結jie構gou,傳chuan統tong機ji床chuang結jie構gou是shi串chuan聯lian結jie構gou,即ji是shi按an笛di卡ka爾er坐zuo標biao沿yan三san個ge坐zuo標biao線xian方fang向xiang運yun動dong和he繞rao這zhe三san個ge坐zuo標biao轉zhuan動dong依yi次ci串chuan聯lian疊die加jia起qi來lai,形xing成cheng所suo需xu刀dao具ju的de相xiang對dui運yun動dong軌gui跡ji的de機ji床chuang結jie構gou,其qi所suo有you的de結jie構gou幾ji何he精jing度du誤wu差cha、力li的de傳chuan遞di和he剛gang度du的de損sun失shi,都dou會hui形xing成cheng串chuan聯lian累lei積ji而er成cheng為wei致zhi命ming的de薄bo弱ruo環huan節jie。而er並bing聯lian結jie構gou機ji床chuang,是shi通tong過guo多duo杆gan結jie構gou在zai空kong間jian同tong時shi運yun動dong來lai移yi動dong主zhu軸zhou頭tou實shi現xian加jia工gong動dong作zuo,與yu串chuan聯lian結jie構gou相xiang比bi,並bing聯lian結jie構gou具ju有you更geng為wei簡jian化hua、剛度更高、動態性能(包括精度保證及運動效率)更好等一係列主要優點。
二十年來,世界範圍內大約有十幾個國家二十多個團隊在從事這方麵的研發,其中瑞典TRICEPT公司己供應商品四百餘台,廣泛應用於空客、波(bo)音(yin)及(ji)通(tong)用(yong)汽(qi)車(che)公(gong)司(si)和(he)卡(ka)特(te)彼(bi)勒(le)大(da)型(xing)工(gong)程(cheng)機(ji)械(xie)廠(chang),另(ling)外(wai)若(ruo)幹(gan)團(tuan)隊(dui)都(dou)曾(zeng)經(jing)分(fen)別(bie)展(zhan)出(chu)試(shi)製(zhi)品(pin),近(jin)幾(ji)年(nian)雖(sui)然(ran)缺(que)少(shao)進(jin)一(yi)步(bu)報(bao)導(dao),但(dan)並(bing)未(wei)停(ting)步(bu)。據(ju)作(zuo)者(zhe)與(yu)其(qi)中(zhong)某(mou)些(xie)團(tuan)隊(dui)(例如日本豐田工機、大隈、德國Index)接觸,他們仍在加快攻關,努力提高性能中,我國機床工具業也有五、六個產學研結合體在進行這方麵研發工作,其中哈爾濱量具刃具集團與哈爾濱工業大學合作研發的並聯結構品種(六杆結構)已批量生產五台,成功應用於哈爾濱汽輪機廠葉片加工生產線中;齊齊哈爾第二機床集團與清華大學合作開發的龍門式“混聯”結構(即串聯與並聯混合)機床,是我國獨立構思的品種,已成功用於哈爾濱電機廠的大型水電站設備製造中。
在最近一次北京舉辦的中國數控機床展覽會(CCMT2008)上,哈爾濱量具刃具集團數控設備廠展出了一種具有新的突破意義的並聯結構機床品種LINKS-EXE700,它是由瑞典原TRICEPT發明人新創辦的EXCHON新開發的,哈量集團是作為在中國獨家引進此項技術進行生產,並繼續合作開拓應用領域的企業,新開發的LINKS-EXE700並聯結構機床其特點是結構進一步簡化,加工範圍增大,動作快速,剛性和精度顯著提高,五軸聯動數控編程進一步改進便於掌握。
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