30年来中国装备制造业加工技术的四次质变

   2022-12-05 工业品商城73
核心提示:数控机床的出现预示着机床智能化发展的萌芽。回顾机床的发展历史,从1952年第一台数控机床出现至今,已经过去了50多年,其中成熟30年,大规模应用20年。特别是近年来,机床智能化功能的进一步增加,标志着机床技术在发展道路上发生了质的变化。可以说,计算机控制技术、网络技术和软件功能的扩展为机床的智能化提供了物质基

数控机床的出现预示着机床智能化发展的萌芽。回顾机床的发展历史,从1952年第一台数控机床出现至今,已经过去了50多年,其中成熟30年,大规模应用20年。特别是近年来,机床智能化功能的进一步增加,标志着机床技术在发展道路上发生了质的变化。可以说,计算机控制技术、网络技术和软件功能的扩展为机床的智能化提供了物质基础。

智能机床还没有一个全面准确的定义。简单来说就是能够对影响加工过程的各种参数和功能进行自我判断和修正,并进行自我正确选择和决策的机床。即智能机床能够对加工过程中的各种偏差进行监测、诊断、评估、补偿和修正(如刀具半径自动检测、刀具破损检测、多轴同步差等。),并能提供最优加工方案(如调整加工时间、工艺路线、选择最佳加工参数、主轴运行状态、位置补偿、精度修正、热变形补偿等。).智能控制机床最早的特点可以追溯到自适应控制电火花机床,即根据加工参数的变化,自动调节电极与工件之间的放电间隙,从而达到最佳的加工效果。

近年来,山崎马扎克公司先后研发出智能主轴振动控制、智能热障、智能防撞障、语言提示。日本大用公司开发thinc智能数字控制系统等。说明随着技术的发展,机床这种生产工具的智能化功能会越来越先进,越来越多。人类智能生产工具的发展方兴未艾,前景光明。

快速成型技术是近二十年来出现的一种加工方法。是加工方法逆向思维的重大突破,是加工原理的重大变革。与沿用至今的传统“去料”(切、冲、切、磨)方法有着本质的区别。实际上,RP技术是“材料堆积成型”或“材料堆积”的相反方法。以复合纸、聚合物、金属粉末、高温合金、复合陶瓷、铸造砂为加工原料;采用电加热、激光束和电子束作为能源,通过分层实体制造(LOM)、熔融沉积成型(FDM)、紫外激光固化(SLA)和激光区域烧结(SLS)等技术对原型零件进行造型。,从而加快对零件设计正确性和可行性的审查,大大缩短整机的开发和生产周期。除了用于制造机械零件原型、型砂制芯外,甚至用于三维艺术品造型和人体医学仿生。这是计算机科学、新材料科学和新能源科学综合发展的最新产物。

在中国这一领域,华中科技大学、清华大学、Xi交通大学、同济大学、中科院、上海联泰、北京瑞科达、武汉滨湖机电科技产业有限公司等国有和民营科研院所和企业都积极投入。开发的产品已进入世界先进行列。投入市场的产品种类很多,年产量几百台,技术已出口到新加坡。

近二十年来,世界机床设计发生了革命性的变化,出现了一种“并联结构”机床。“并联结构”完全不同于所有传统的机床结构。传统的机床结构是串联结构,即按照笛卡儿坐标沿三条坐标线运动,并围绕这三个坐标串联旋转,形成所需刀具的相对运动轨迹的机床结构。所有的结构几何精度误差、传力和刚度损失都会串联积累,成为致命的薄弱环节。并联结构机床则是通过多杆结构在空间的同时运动来移动主轴头,实现加工动作。与串联结构相比,并联结具有一系列主要优点,如结构简单、刚度高、动态性能好(包括精度保证和运动效率)等。

20年来,全球十几个国家的20多个团队从事该领域的研发,其中瑞典TRICEPT公司供货400多套,广泛应用于空客、波音、通用汽车、卡特彼勒的大型工程机械厂,其他几个团队也分别展出了试制产品。虽然近年来缺乏进一步的报道,但这种情况并没有停止。根据笔者接触到的其中一些团队(比如日本丰田机床、奥库马、德系指数),他们还在加快研究,提高性能。我国机床行业的产学研结合也有五六个,其中由哈工大量具集团和哈工大研发的五个并联结构品种(六杆结构)已批量生产,并成功应用于哈汽汽轮机厂的叶片加工生产线。齐齐哈尔第二机床集团与清华大学合作开发的龙门式“混联”机床(即串并联混联)是我国自主构思的一种机床,已成功用于哈尔滨电机厂大型水电站的设备制造。

在北京举行的最新一届中国数控机床展览会(CCMT2008)上,哈尔滨量具刀具集团数控设备厂展出了一款全新的突破性并联结构机床linkS-EXE700,该机床由瑞典TRICEPT原发明人EXCHON最新研发,哈尔滨集团在国内独家引进该技术。并在应用领域继续与企业合作。新开发的linkS-EXE700并联结构机床,结构进一步简化,加工范围扩大,动作迅速,刚性和精度显著提高,五轴联动数控编程进一步完善,易于掌握。

配置不同功能后,可广泛应用于航天、航空、机车、汽车、工程机械、模具行业进行铣、镗、磨、焊、铆、去毛刺、装配,可单机使用,也可多机配置成生产线。对于超长机翼或巨大机车车架的加工,也可以在轨道或龙门架上的移动底座上使用“并联机构”(加工时可以移动,分段自动精确定位),实现大尺寸工件的加工。

因此,为了迅速扩大应用领域,除了供应“并联结构通用机床”外,还应把“并联结构厂家”(如哈尔滨)提供的并联结构部分与用户行业设备厂家(如汽车、机车、工程机械、航空工业专用工艺设备厂)提供的不同类型的基座或移动架相结合,与愿意开发专用设备的机床厂相结合,以扩大这类机床的销售市场。

 
 
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