豪华精密机床及基础制造装备科技重大专项执行管理办公室经过深入研究,科学规划,全面揭示了机床智能化发展的六大技术趋势:
1. 在机床工作状态的实时监测环节,主轴的智能化进程尤为显著,通过搭载温度传感器和载荷位移传感器的传感系统,实现了主轴的高度智能化。
2. 在此过程中,主要借助MEMS温度传感器对轴承润滑情况进行严密监控,有效预防轴承烧结现象,并对主轴热位移进行精确修正;同时,通过载荷位移传感器对加工过程中的异常载荷进行精准检测,实时监控轴承载荷,进而推算其使用寿命,从而避免轴承受损。由于主轴靠近工件加工部位,故其更适于精确监测机床加工状态。然而,在主轴有限空间内安装传感系统并非易事,仍存在诸多待解难题。例如,可尝试在结构材料中嵌入FBG传感器(应变传感器)以检测结构的热位移,据此判断并修正机床结构的热位移模式,实现主体结构温度分布的有效控制,将热变形降至最低。
3. 此外,还可利用机床结构中的多个监测点的温度及主轴运行信息,通过CNC指令对刀具与工件之间的相对热变形进行精细修正。
4. 在监测维护状态方面,智能化技术的应用有助于减轻维修作业负担。为此,我们需要建立一套能够在出现严重故障前及时采取应对措施的系统,因此定期对维修状况进行监测显得至关重要。通过收集机床工作状态的历史数据,并根据这些数据预测设备寿命,以及在工作状态下进行寿命检测,无疑将成为未来研究的重点方向。
5. 为了保障机床的安全性,智能化技术的最新成果堪称避免碰撞事故的利器。通过编制相应程序,在机床运动过程中和准备阶段即可进行干涉检查,从而确保机床的安全运行。
6. 此外,针对刀具的离心力破坏和临界安全速度等问题,部分技术可能会因为追求安全性而牺牲操作性,但这些问题有望通过智能化手段得以妥善解决。
7. 在实现节能环保方面,智能化技术同样发挥着重要作用。通过检测切屑排放状态的变化,适时调整切屑处理装置的运作方式,便能取得良好的节能效果。
8. 在工艺条件决策方面,智能化技术的应用不仅体现在自动确定加工条件上,更为关键的是要能够判断用户所选加工条件是否合理,并为实现所需加工精度制定出最优的工艺条件。目前,在如何进一步提高智能化水平方面,我们仍在不断探索和研发之中。
9. 在准备作业环节,智能化技术的应用虽然尚未取得显著成效,但我们已经开始着手研究开发相关系统。例如,对于加工铸造零部件、锻造零部件等异形材料而言,由于其质量不均衡且位置变化较大,导致在高速旋转过程中加工难度较高。因此,我们计划在进行平衡处理的同时进行加工,自动平衡装置有望解决这一难题。除此之外,关于其他准备作业的智能化系统,我们正在积极推进研发工作。