高精度和智能化成為數(shù)控機床主流趨勢

    高精度是數(shù)控機床的主流趨勢。在過去的30年里,世界范圍的機床技術(shù)得到了很大程度的發(fā)展,機床技術(shù)的發(fā)展趨勢也呈現(xiàn)出多元化的特點,比如高精度的趨勢、高速運動的趨勢、多運動軸的趨勢、高可靠性的趨勢、多功能復(fù)合化趨勢、可重構(gòu)的趨勢、低能耗環(huán)保的趨勢以及智能化的趨勢等,但在所有的趨勢中,最能夠體現(xiàn)發(fā)展主流的趨勢應(yīng)該是高精度和智能化的趨勢。 　　高精度是數(shù)控機床的主流趨勢。在過去的30年里,世界范圍的機床技術(shù)得到了很大程度的發(fā)展,機床技術(shù)的發(fā)展趨勢也呈現(xiàn)出多元化的特點,比如高精度的趨勢、高速運動的趨勢、多運動軸的趨勢、高可靠性的趨勢、多功能復(fù)合化趨勢、可重構(gòu)的趨勢、低能耗環(huán)保的趨勢以及智能化的趨勢等,但在所有的趨勢中,最能夠體現(xiàn)發(fā)展主流的趨勢應(yīng)該是高精度和智能化的趨勢。
    “超精密機床的研發(fā)和制造技術(shù)是一項前沿性的技術(shù),將引領(lǐng)機床的加工精度不斷向著人類未曾涉及的技術(shù)領(lǐng)域深入邁進。超精密機床技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已拓展到我們?nèi)粘Ｉ畹脑S多方面,并正在豐富和改變著我們的生活?！北本C床研究所所長劉炳業(yè)在6月19日的2014機床工具發(fā)展高端論壇上指出,“當我們滿眼于制造業(yè)繁雜的加工設(shè)備中,我們應(yīng)該知道有一類機床很少出現(xiàn)在行業(yè)展覽會中,但其卻是發(fā)達非常重視并且采取措施加以控制的機床,這就是超精密機床,而超精密機床體現(xiàn)著一個精度技術(shù)的競爭力?！?BR>    超精密加工技術(shù)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域非常豐富。在北京機床研究所30多年的研究中,針對超精密加工技術(shù)所涉及到的相關(guān)技術(shù),劉炳業(yè)系統(tǒng)地總結(jié)出了36個方面的關(guān)鍵前沿研究以及11項領(lǐng)先的核心技術(shù)。其中,關(guān)鍵前沿研究包括設(shè)計、運動件、測量分析、工藝技術(shù)、主機制造技術(shù)和機床應(yīng)用條件技術(shù)六方面內(nèi)容。領(lǐng)先的核心技術(shù)涵蓋:精密超精密主軸關(guān)鍵結(jié)構(gòu)制造技術(shù)、精密超精密直線運動件關(guān)鍵結(jié)構(gòu)制造技術(shù)、高分辨率運動驅(qū)動技術(shù)、機床關(guān)鍵零件的加工工藝制造技術(shù)、件抵御外干擾的特性技術(shù)、高穩(wěn)定性快速直線運動的結(jié)構(gòu)與制造技術(shù)、多運動軸機床的嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù),以及針對目標零件制造的機床集成制造技術(shù)等內(nèi)容。
    “在機床的精度從微米級到納米級的發(fā)展中,有三項關(guān)鍵技術(shù)無法回避,這三項技術(shù)也是納米精度機床的研究門檻?！眲⒈I(yè)分析稱,其中一項技術(shù)是無遲滯的軸承技術(shù),遲滯現(xiàn)象在機械系統(tǒng)中大量存在,遲滯現(xiàn)象不僅嚴重影響機床溜板的運動定位精度和重復(fù)定位的精度,也影響運動的高分辨率實現(xiàn),同時也影響精密零件的加工形狀精度以及表面粗糙度。而靜壓軸承技術(shù)可以很好地解決機械遲滯的現(xiàn)象,并且可以均化幾何誤差,在超精密機床中得到大量應(yīng)用。靜壓技術(shù)在過去的十年時間里取得了重大進展,自補償?shù)姆答伡夹g(shù)更為成熟。以流量控制的節(jié)流技術(shù)使靜壓軸承的剛度得到很大程度的提升,使超精密機床加工的材料硬度不斷提高。
    而另二項關(guān)鍵技術(shù)分別是高分辨率驅(qū)動技術(shù)和機械系統(tǒng)中的微振動處理技術(shù)。納米級分辨率是近十幾年來超精密機床性能的特征體現(xiàn),運動的影響因素很多。同時,大量的實驗研究發(fā)現(xiàn),10納米量級的振動信號存在于許多機械執(zhí)行機構(gòu)中,對于機械靈敏度的執(zhí)行與測定造成干擾,這種振動被稱為微振動?！皩ξ⒄駝拥臋C理深入研究,并尋求解決途徑是超精密機床通往納米精度的必經(jīng)之路。”劉炳業(yè)說道。
    工程院院士蔣莊德在該論壇上亦提出對我國超精密加工與測量技術(shù)與裝備的迫切需求。滿足超精密技術(shù)的應(yīng)用需求“我國航天航空遙感、激光核聚變、國防武器系統(tǒng)、天文探測等先進技術(shù)領(lǐng)域,對大口徑非球面光學(xué)元件的需求日益增加,但國外分高尖端光學(xué)加工設(shè)備和技術(shù)對我國實行禁運。目前,我國大口徑非球面零件加工工藝流程的相關(guān)科研工作已經(jīng)開展,但成熟度還較低。同時,自行研制的設(shè)備加工精度與國外水平相比較低,優(yōu)勢單位的有效聯(lián)合不足,還存在大口徑光學(xué)零件加工和超精密加工技術(shù)的結(jié)合程度較低等問題?！?BR>

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