數(shù)控機床功能部件的特點與發(fā)展

1、數(shù)控機床功能部件的特點與發(fā)展摘要：機床的功能部件是機床的重要組成部分，當(dāng)前社會數(shù)控機床領(lǐng)域要求功能部件兼具高速、高效、準確、多功能等特點。本文基于此，對數(shù)控機床功能部件的發(fā)展情況加以概述，并探究了數(shù)控機床功能部件的特點及未來發(fā)展趨勢，以期為相關(guān)從業(yè)人員提供指導(dǎo)和幫助。關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；功能部件；特點；發(fā)展一、數(shù)控機床發(fā)展概述18世紀，起源于歐洲的工業(yè)革命為機床發(fā)展注入了新鮮的動力，在19世紀，各種基礎(chǔ)類型的機床在歐洲已經(jīng)投入到諸多行業(yè)聲場當(dāng)中，此時為其提供動力的是蒸汽機。機床通過三角形皮帶輪和背輪機構(gòu)相互連接，實現(xiàn)變速轉(zhuǎn)動，將材料運輸至主軸、刀架、床身等部件時完成切削等加工操作。綜合來說，機床

2、的結(jié)構(gòu)可以分為三種類型，分別是提供動力的動力機，材料傳輸和變速調(diào)整的配力機以及實施切削加工的出力機。到上世紀30年代，機床開始通過電動機來提供動力進行驅(qū)動，使得動力機和機床集成為一體。上世紀中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和成熟，美國研制出了首個數(shù)字控制機床，使作為配力機的控制裝備煥然一新，并由此產(chǎn)生了機床的驅(qū)動傳動系統(tǒng)、運動軌跡及支撐結(jié)構(gòu)等部件的重大改革。研究人員以此為基礎(chǔ)，研制出諸多結(jié)構(gòu)緊湊、功能眾多的獨立部件，有效應(yīng)對制造業(yè)快速發(fā)展背景下機床高效、高速、準確、柔性及多功能性的發(fā)展要求。二、數(shù)控機床功能部件的特點2.1機電一體化數(shù)控機床的出現(xiàn)，意味著機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)融入到人們的日常生活和工作當(dāng)中

3、。和傳統(tǒng)機床功能部件相比，數(shù)控機床功能部件具有如下特點：首先，各功能部件的聯(lián)系不是單純的機械耦合，而是借助數(shù)字化控制系統(tǒng)以及電子程序指令來完成；其次，各個部件都具備不同程度的反饋控制的能力，保障數(shù)控機床工作時的準確性。上述特點都充分彰顯了在電子信息時代數(shù)控機床的機電一體化特性，使之能夠有效適應(yīng)快節(jié)奏下的機械生產(chǎn)。2.2運行可靠及協(xié)調(diào)功能部件的發(fā)展和其功能詳細劃分為機床生產(chǎn)商提供了功能完善、質(zhì)量上乘、運行穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)標準且價格低廉的部件選擇余地，這樣機床生產(chǎn)商能夠在縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期的基礎(chǔ)上進一步提升數(shù)控機床的運行精確性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)，這對于進一步提升現(xiàn)代工業(yè)化水平以及降低數(shù)控

4、機床的價格具有顯著意義。數(shù)控機床的功能部件還能夠擴展數(shù)控機床的功能，使得其具備多功能的特點，顯著拓寬其工作范圍。因此，和不同的配套件以及附件相比，當(dāng)前數(shù)控機床的功能部件不僅需要滿足數(shù)控機床整體結(jié)構(gòu)相契合的要求，同時還要求其能夠彰顯出數(shù)控機床的個性化特征。舉例來說，將應(yīng)用電機和主軸一體化的電主軸應(yīng)用于數(shù)控機床，能夠顯著降低機床轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，同時提升傳動強度，實現(xiàn)數(shù)控機床的高速化運轉(zhuǎn)。但是現(xiàn)階段有相當(dāng)一部分電主軸商品盡管采用鋁合金作為原材料，并且用模具型面對其加工，但是在進行鋼件和鑄鐵件的加工時由于主軸最大扭矩不足，導(dǎo)致金屬切除率下降，導(dǎo)致機床盡管具備高速轉(zhuǎn)動能力，卻無法實現(xiàn)切割的高效。針對這一情

5、況，研究人員需要從機床系統(tǒng)的整體角度入手，探究出和生產(chǎn)要求相匹配的電主軸轉(zhuǎn)速、功率及扭矩等參數(shù)，同時研發(fā)出高速小慣量的內(nèi)置變速裝置等多樣化結(jié)構(gòu)的數(shù)控機床，從而滿足不同生產(chǎn)領(lǐng)域的加工需求。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速和進給速度的提升會產(chǎn)生一些負面影響，它會使得機床結(jié)構(gòu)和熱變形以及裝置控制的跟蹤誤差隨著轉(zhuǎn)速的不斷提升而增大，因此能夠用于高速運轉(zhuǎn)的數(shù)控系統(tǒng)不僅需要能提升數(shù)據(jù)的處理能力，同時還應(yīng)具備熱誤差補償單元的功能。綜合上述內(nèi)容可知，在進行數(shù)控機床功能部件的研發(fā)時，需要給予其足夠的重視，將其看成是一項系統(tǒng)工程，通過賦予其多重功能、提升其運行性能以及運行穩(wěn)定性等指標，切實保障數(shù)控機床發(fā)揮其應(yīng)用的價值。三、數(shù)控機床功能

6、部件的未來發(fā)展由上文可知，現(xiàn)代化數(shù)控機床的功能部件是一個具備機電一體化特征的電子系統(tǒng)，在信息控制方面，它和上位數(shù)控系統(tǒng)相互補充，形成邏輯上的分布式數(shù)控體系，而在物理結(jié)構(gòu)上，又可以將其看作是執(zhí)行機床系統(tǒng)的多功能獨立單位。因此，數(shù)控機床功能部件的各項運行參數(shù)、承載能力、理化特性以及精確度等都需要和數(shù)控機床的主系統(tǒng)相匹配。想要切實提升功能部件的市場競爭能力，研發(fā)人員需要從提升其質(zhì)量、加強其服務(wù)方面入手。首先，需要切實提升功能部件的科技含量，提升其附加價值，通過拔高附加價值的措施來獲取消費者的認可以及更高的經(jīng)濟效益。一個先進的功能部件不僅僅通過批量生產(chǎn)、降低成本來占據(jù)市場，同時更以來其設(shè)計和功能的獨樹

7、一幟、遠遠領(lǐng)先其他同類型功能部件來贏得消費者的認可和青睞。在未來設(shè)計過程中，需要樹立精益求精的主導(dǎo)思想，大膽創(chuàng)新，形成強勢的拳頭產(chǎn)品。其次，建立機電一體化功能部件的集成設(shè)計技術(shù)。上文提到了，當(dāng)前數(shù)控機床的功能部件本身就是一個具備機電一體化特性的集成子系統(tǒng)，和數(shù)控機床對應(yīng)的主系統(tǒng)相輔相成，它集合了動能、廣義機械執(zhí)行裝置以及動力反饋控制三個系統(tǒng)，不僅使得三者有效結(jié)合，同時還配備了和外部系統(tǒng)連接的接口，如驅(qū)動裝置，只有在對伺服電機的動力特性以及負載能力進行調(diào)節(jié)后才能夠使得該裝置的功能最大化。第三，有利于促進數(shù)控機床朝著個性化、可重構(gòu)化方向發(fā)展。功能部件具備個性化及可重構(gòu)化等特性是其區(qū)別于一般配套件的重要特性。作為數(shù)控機床的重要子系統(tǒng)，功能部件需要實現(xiàn)提升數(shù)控機床效率和質(zhì)量的目標，而該目標的實現(xiàn)離不開更加優(yōu)質(zhì)的售前服務(wù)。相關(guān)人員不僅需要為用戶推薦合適的產(chǎn)品，還需要根據(jù)消費者的實際使用情況來對數(shù)控機床的功能部件進行效應(yīng)的改進。為了實現(xiàn)這一目標，實現(xiàn)功能部件結(jié)構(gòu)的模塊化設(shè)計非常有必要。在進行功能部件的生產(chǎn)時，需要通過定制化生產(chǎn)的方式來提升其功