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數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)--數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)CAD化

日期：2009年09月23　來源：本站原創(chuàng)　關(guān)鍵字：0
    隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及及軟件技術(shù)的發(fā)展，CAl)(ComputerAidedDesign，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))技術(shù)得到了廣泛發(fā)展。CAD不僅可以替代人工完成浩繁的繪圖工作，更重要的是可以進(jìn)行設(shè)計(jì)方案選拔和大件整機(jī)的靜／動(dòng)態(tài)特性的分析，計(jì)算、預(yù)測(cè)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以對(duì)整機(jī)各工作部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬仿真。在模塊化的基礎(chǔ)上其設(shè)計(jì)階段就可以看到產(chǎn)品的三維幾何模型嚴(yán)逼真的色彩。采用CAD，還可以大大提高工作效率，提高設(shè)計(jì)的一次成功率，從而縮短試制周期，降低成本，增加產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)足一項(xiàng)要求較高、綜合性強(qiáng)、工作量大的工作，故更有必要采用CAD技術(shù)。
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊化
任何一類機(jī)床都是由若干基礎(chǔ)件、標(biāo)準(zhǔn)件和功能部件組成的，盡管在同一類機(jī)床中有規(guī)大小和立式、臥式之分，但功能部件大體上都是相似的。為便于發(fā)展同系列和跨系列變形品種，滿足用戶市場(chǎng)的需要，現(xiàn)在許多機(jī)床生產(chǎn)廠家都在發(fā)展自己產(chǎn)品的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(2)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新
數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)技術(shù)重大突破的突出表現(xiàn)是近年來已出現(xiàn)的所謂6條，，腿”結(jié)構(gòu)的加工中心。它采用可以伸縮的6條“腿”(伺服軸)支撐并連接上平臺(tái)(裝有主軸頭)與下平臺(tái)(裝
有工作臺(tái)的構(gòu)架結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的床身、立柱等支撐結(jié)構(gòu)，這是一種沒有任何導(dǎo)軌與滑板的竺謂“虛軸機(jī)床”(VirtualAxisMachine)。它具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單和運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算復(fù)雜化的特征，其最顯著的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)床基本性能高，精度相當(dāng)于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，比傳統(tǒng)的加工中心高2—10倍，剛度為傳統(tǒng)加工中心的5倍，在輪廓加工速度66m／min時(shí)，效率相當(dāng)于傳統(tǒng)加工中心的5～10倍。6條“腿”結(jié)構(gòu)的加工中心的實(shí)例有，英國G1DDINCS&LEWIS公司的VARIAX(變異型)加工中心，瑞士GEODETIES公司的HEXXAPOH(六足動(dòng)物)加工中心，美國INGERSOLL的OCTAHEDRAL．HEXAPOD(八面體的六足動(dòng)物)加工中心和俄羅斯LAPIK公司的TM系列加工中心。隨著這種結(jié)構(gòu)技術(shù)的成熟和發(fā)展，預(yù)示著數(shù)控機(jī)床技術(shù)將進(jìn)入一個(gè)重大變革和創(chuàng)新的時(shí)代。
(3)數(shù)控機(jī)床功能的多樣化
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的功能越來越多，具體表現(xiàn)如下。
①用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。當(dāng)前，Internet、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮／放功能的實(shí)現(xiàn)。
②科學(xué)計(jì)算可視化。科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息�？梢暬�技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD／CAM，例如，自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、多數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
3.插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化。插補(bǔ)方式有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)，空間橢圓曲面插)L、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A，B，c樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。補(bǔ)償功能有間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償功能等。
④內(nèi)裝高性能數(shù)控系統(tǒng)。內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接使用梯形囤或高級(jí)語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床、銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗�，用戶可在�?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。
⑤多媒體技術(shù)應(yīng)用。多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控拄術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面具有重大的應(yīng)用價(jià)值。

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