机床发展状况(高才).docVIP

机床发展状况 机床是先进制造技术的载体, 是装备制造业的基础设备, 主要为汽车、军工、农机、工程机械、电力设备、铁路机车、船舶等行业服务。我国已连续几年成为世界最大的机床消费国和机床进口国, 是世界第三大机床生产国。随着现代科技的进步与发展, 世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代, 数控机床就是其代表产品之一。目前数控机床已成为机床行业的主流产品, 同时也是未来机床的发展方向。数控机床作为制造业的加工母机, 在国民经济发展中占有重要的地位和作用, 它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有无限放大的经济与社会效应。 现代数控机床将综合应用机械设计与制造工艺、计算机自动控制技术、精密测量与检测、信息技术、人工智能等技术领域中的必威体育精装版成果, 使其朝着精密化、高速化、工序集约化、智能化、柔性化和开放性、极端化、网络化、绿色化、高可靠性的趋势发展。 1、我国数控机床行业的发展之路 近年来,我国的一些企业为谋求发展,不断加大自主研发的力度, 并且在技术上不断取得新的突破。但中国要从数控机床生产大国发展为数控机床生产强国, 依然任重而道远。具体可从以下几个方面着手。 1 进一步加快机床产品的结构调整 具体可以从以下几个方面着手: 压缩低端、普通产品的生产,由提供单机向提供成套成线设备方向发展。淘汰落后、高耗能、高污染产品,发展技术含量和经济附加值高的产品。 2 进一步完善产业链 从政府的层面上看, 应加大政策的扶持力度,突破数控机床产业的发展瓶颈,大力发展数控系统和功能部件, 提高数控系统、功能部件在产业中的比重。鼓励数控加工刀具、复精密量仪、高档磨具磨料和超硬材料及制品的发展。 3 实施企业结构调整 发挥骨干重点企业批量制造能力的优势,鼓励通用型主机制造适度集中生产。重点扶持具有“专、特、精”的企业, 扩大功能部件制造企业、制造技术服务企业的规模,鼓励相关企业进行资产优化重组, 推动企业向“大而强”、“小而专”的方向转变。大力发展精益管理模式和敏捷制造现代制造技术等。 4 提高制造工艺专业化的生产水平 改进企业生产组织模式, 合理配置资源,整合区域内铸造、锻造、热处理、表面处理四大基础的工艺能力, 建设专业化生产中心。推广现代制造技术和绿色制造,降低资源的利用率,提高生产效率。 5 调整行业进出口贸易的结构 不断提高进口装备和技术的门槛, 努力提高出口产品的档次,减少高耗能、高污染及资源性产品的出口, 提高中高档数控产品出口的比重,努力扩大技术服务出口,不断提高行业出口的效益。 2、超精密驱动技术的新进展 为了获得高的运动精度和运动分辨率,超精密导轨直线运动的驱动对伺服电机的要求很高,既要求有平稳的超低速运动特性,又要有大的调速范围,好的电磁兼容性。美国Parker Hannifin公司的DM和DR系列直接驱动伺服执行器,输出力矩大,位置控制分辨率高(64万分之一)。主轴驱动电机可以采用印刷板电机,它的惯性小,发热量小。俄罗斯学者也曾采用飞轮惯性储能高速主轴。在加工过程中驱动电机及传动机构是与主轴脱离的,主轴只是靠惯性运转。这种方法可以用于一些特殊场合。 精密滚珠丝杠是超精机床目前采用的驱动方法,但丝杠的安装误差、丝杆本身的弯曲、滚珠的跳动及制造上的误差、螺母的预紧程度等都会给导轨运动精度带来影响。通常超精密传动机构应特殊设计,例如丝杠螺母与气浮平台的联接器是高轴向刚度,而水平、垂直、俯仰和偏转四自由度无约束的机构,电机与丝杠的联接器采用纯扭矩、无反转间隙的联接器。 气浮丝杠和磁浮丝杠可进一步减小滚珠丝杠的跳动误差和因摩擦和反向间隙引入控制系统的非线性环节。如俄罗斯研制了气浮/磁浮丝[5],据报道电磁丝杠的传动主要指标如下: 丝杠直径62 mm,螺距和螺纹齿高4 mm,丝扣宽度1 mm,间隙D=0.1Lm,承载能力和静刚度分别为700 N、75Lm,和气浮平台联合使用时驱动装置的分辨率为0.01Lm。 直线电机适合于高速和高精度的应用场合[6],通常高速滚珠丝杠可在40 m/min的速度和0.5g加速度情况下工作,而直线电机加速度可达5g,其速度和刚度都分别可大于滚珠丝杠的30倍和7倍。目前Indramat和Anorad公司是最主要的制造商。Indramat宣称其直线电机传动定位精度为0.04Lm,分辨率为0.01Lm,速度可达200 m/s。直线电机用于超精机床首选的是发热量小的永磁电机。永磁电机的缺点是磁场强;装配和拆卸不方便,很容易吸引切屑和其他金属碎屑,机床结构也要随之改变。所以,目前直线电机主要用于半导体行业、印刷电路板制造设备、激光加工水喷射切削等高速轻载的设备上。除此之外,直线电机采用无机械减速系统的直接驱动方式,电机的特性对运动平台的动态特性影响极大,在控制上很多人正在研究新的方案。 3、机械部分改造设计