數(shù)控機床之所以能夠達到比普通機床高得多的精(jīng)度,最根本的區別在(zài)於CNC和步進電機(或者說伺服係(xì)統) CNC形象點來說,就是將(jiāng)需要(yào)加工零件的走刀進行“數字化(huà)”。
數控機床(chuáng)之所以能夠達到比普通機床(chuáng)高得多的(de)精(jīng)度,最根(gēn)本的(de)區別在於CNC和(hé)步進電機(或者說伺服係(xì)統(tǒng)) CNC形象點來說,就是將(jiāng)需要加工零件(jiàn)的走刀進行“數(shù)字化”。對於我們現有的最靈活的五軸加工中(zhōng)心來說,一個加工中心本來隻能夠進行(háng)三軸進給和兩軸旋(xuán)轉,但之所以能夠加工出複雜曲麵,關鍵就在(zài)於軸之間的“聯動”——即軸與軸之間的相互配合。本質(zhì)上這種聯動,需要的是數學和編程(chéng)水平(píng)。
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(shì)很多非常複(fù)雜的曲(qǔ)線,因此人們用“足夠密集”的折線來逼近曲線,而足夠密集的曲(qǔ)線(xiàn)就需要我們有更高(gāo)脈衝的步(bù)進電機,這裏又涉及(jí)到PLC,然後隨著頻(pín)率提高,進給速度的提高,我們的插補又要求“實時性”和快速反(fǎn)饋,這裏又(yòu)涉及到控製器的智能化,算法又不可避免的複雜化,對(duì)整個閉環的(de)反饋響(xiǎng)應時(shí)間又是(shì)一個巨大的挑戰。
第(dì)三個難點(diǎn)是反饋,有一定水平的數控機床本身一定是一個(gè)閉環係統,即對輸入端的控製,其中以全位置閉環為最,利用光柵尺輸出信號直接對絲杠的實際(jì)位置進行控製,這裏就涉及到光柵尺的(de)設計製造工藝水平了(le)。
以上三點是對於“數控”部(bù)分的難點,基本上都是數學(xué)和計算機方麵的難點,再加上一些信號和控製方麵的問題,下麵說下純機械方麵的困難。
純機械(xiè)方麵其實(shí)非常複雜(zá),有一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差影響,這裏隻是簡單說幾個重點:
1,各種軸、絲杠和導軌:本身製(zhì)造精度——如同(tóng)軸度、撓度、平直度等等,這些零件的製造質量最影響(xiǎng)機(jī)床(chuáng)的加工精度,一般需要較好的車床銑床,特別是高精磨床,磨床一般決定了你能製(zhì)造機床的精度上(shàng)限。
2,軸承:決定了(le)各種軸類部(bù)件的工作質(zhì)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(jí)到滾動體的材質及其加工工藝,好的材料是好軸承(chéng)的一半。
3,刀具:這(zhè)個和軸承類似,實際上(shàng)主要就是材料問題,而且除開材(cái)料,光是刀具(jù)的幾何形狀的選擇,就能出一本厚(hòu)厚的書了(le)。以前的(de)大學機製專業,甚至還有刀具這門課。
4,電機:這(zhè)裏特指伺服電(diàn)機,伺服電機直接影響輸出(chū)的轉矩和轉(zhuǎn)速,伺服電機(jī)更像是一台(tái)微型機床,同樣的,其質量分為控製器等等(軟件),永磁體、線圈等等(硬件),槽滿(mǎn)率(lǜ)等等(設計)。電機方麵了(le)解不多,據說硬件由於我們本身(shēn)是稀土大國,因此永磁體問題不算大,主(zhǔ)要難點出來(lái)控製器(qì)的程序設計等等軟件方麵。
5,裝配:這個我反倒覺得是和國外差距最大的,優秀經驗老道的裝配技師(shī)太少了,就算(suàn)你(nǐ)有全套一流的(de)零件(jiàn),一個稍微差點的裝配工人就能把這台機床打到二流。頂(dǐng)尖(jiān)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(fǎ),這個(gè)隻能靠時間來(lái)積累經驗。
6,其他:如各種(zhǒng)大型(xíng)零件(床身、箱(xiāng)體等等)的時效(xiào)處理,現在我國的噴丸(wán)技術還不錯,這也是人工時效的一個方法,當然也有很多其他的人工時效方法,自然時效現在也就是個(gè)情懷;機床的製造使用(yòng)環境(jìng)——最(zuì)大的敵人就是溫度,恒(héng)溫車間(jiān)是稍微有點野心的機床企業所必備(bèi)的,再就是車間的土地平整夯實,減(jiǎn)小振動,濕度控製等等。這些是我們可以靠(kào)砸錢砸起來的(de)。