数控系统的发展趋势

第8章新型数控系统介绍数控系统的发展趋势第1页内容提要8.1数控系统发展趋势8.2高速高精加工机床8.3开放式数控系统数控系统的发展趋势第2页一、高精度、高速度1、足够高进给加速度

2、高精度插补3、前馈控制

4、连续轮廓前瞻控制5、必须配置高分辨率检测光栅二、开放式体系三、智能化四、网络化五、高可靠性六、多轴联动化8.1数控系统发展趋势数控系统的发展趋势第3页8.2高速高精加工机床高速、高效率加工是金属切削行业发展方向。高速切削加工技术是指采取超硬材料刀具,经过极大地提升切削速度和进给速度来提升材料切除率、加工精度和加工质量当代加工技术。高速切削加工是实现高效率制造关键技术,是当代先进制造技术一个主要发展方向，它在汽车工业、航空航天、模具制造等行业中取得了越来越广泛应用，并已取得了重大技术经济效益。当前，高速高精数控机床正日益普及，成为数控技术发展主流数控系统的发展趋势第4页1931年德国CarlSalomon博士首先提出高速切削加工理论：在常规切削速度范围内，切削温度伴随切削速度增大而提升。对于不一样工件材料，存在一个切削速度范围，在这个范围中因为切削温度过高，刀具材料无法承受而不能进行加工，故该速度区域被称为“死区”。当切削速度超出“死区”以后,伴随切削速度增大切削力会下降，切削温度也会降低。不一样工件材料其切削速度范围不一样，当前,普通认为,超高速切削各种材料切速范围为:铝合金已超出1600m/min,铸铁为1500m/min,超耐热镍合金达300m/min,钛合金达150～1000m/min,纤维增强塑料为～9000m/min。高速切削加工(High-SpeedMachining或HSM)数控系统的发展趋势第5页切削效率高。

伴随刀具切削速度大幅提升,工件进给速度亦对应提升5～10倍。(2)加工精度高,表面粗糙度低。

高速切削时,机床激振频率相当高,远离了工艺系统低阶固有频率,因而工作平稳,振动小。(3)切削力小,变形小。(4）确保零件使用性能高速切削加工技术优点数控系统的发展趋势第6页高速切削不只是切削速度提升，是一项复杂系统工程，它发展包括到机床、数控系统、刀具、工艺和材料等很多领域技术配合和技术创新。HSC技术影响原因数控系统的发展趋势第7页1、高速电主轴2、高速进给系统当前高定位精度高速进给系统最正确处理方案：直线驱动加绝对式光栅尺。高速切削机床主要技术直线电机与工作台合为一体，电机输出推力直接作用在工作台上，省掉了传统机械结构中丝杆，从而简化了传动系统结构，减小了传动系统误差。数控系统的发展趋势第8页直线电机进给驱动系统优点：动态性能好。因为系统采取直线电机直接驱开工作台，机床实现“零传动”，故使整个闭环控制系统动态响应性能大大提升，反应异常灵敏快捷。

速度和加速度高。最大进给速度可达80～180m/min，加速度可高达2～10g。定位精度高。直线电机进给驱动系统惯用光栅尺作为位置测量元件，采取闭环控制，因而定位精度可高达0.1～0.01mm。非接触、无摩擦、无磨损。数控系统的发展趋势第9页3、机床本体良好刚性数控机床是一个经典机电一体化产品，数控机床品质如加工精度和动态特征，不是仅仅取决于采取什么档次数控系统，更取决于高质量机械部件和优化装配工艺，取决于机电亲密配合，机床本体刚性直接影响数控机床动态特征，优良机械系统是一台高品质数控机床基础。4、高速切削刀具技术刀具技术是实现高速切削主要确保。正确选择刀具材料和设计刀具系统对于提升加工质量、延长刀具寿命和降低加工成本都起着主要作用。

5、高速切削工艺技术数控系统的发展趋势第10页8.3开放式数控系统一、数控系统开放性1、逻辑控制开放性2、人机界面开放性3、数控系统内核开放性数控系统的发展趋势第11页二、开放式数控系统开发式数控装置概念结构数控系统的发展趋势第12页开放式数控系统含有以下基本特征：

（1）模块化。

（2）可交换性。

（3）可裁剪性。

（4）可扩展性。

（5）接口标准化。数控系统的发展趋势第13页伴随电子技术、计算机技术以及控制技术等发展，当代数控系统正朝高速度化、高精度化、智能化、体系开放化、网络化、高可靠性化等方向发展。高速高精加工机床是当前及最近未来最具发展潜力和应用价值发展方向，它包括了电主轴、直线驱动、高精检测、高刚性机床本体等多项技术，高速/高精/多轴加工机床代表了一个国家制造业水平。“开放”是数控和各种控制