数控技术
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1.3 数控机床的特点

数控机床是由普通机床发展演变而来的,与普通机床相比,数控机床具有鲜明的特点,因此数控机床的普及率越来越高。数控机床的特点主要包括以下方面:

1.自动化程度高

数控机床集中了机、电、数控、气、液等综合技术,从最初的单台数控机床发展到目前的单机多轴、柔性制造单元、柔性制造系统。自动运行控制形式,从最初单一纸带方式发展到目前的多种方式,包括分布式数字控制(Distributed Numerical Control,DNC)和远程控制方式,并且可以实现多种形式的自动上下料,加工过程能对工件和刀具进行监控和测量,并能有效地补偿和修正,排屑冷却都实现了自动化。

2.适应性强,柔性好

适应性是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。由于市场对产品的需求逐渐趋于多样化,实现单件、小批量产品的生产自动化是制造业的当务之急。当产品改变时,对数控机床来说,仅仅需要改变数控机床的输入程序就能适应新产品的生产需要,而不需要改变机械部分和控制部分的硬件,而且生产过程是自动完成的。因此,数控机床的生产准备周期短、灵活性强,为多品种小批量生产和新产品的研制提供了方便条件。

3.精度高

数控机床是按照预定程序自动工作的,工作过程一般不需要人工干预,这就消除了操作者人为产生的误差。在设计制造设备时,采取了许多措施,从而使数控机床达到较高的精度。数控装置的脉冲当量目前可达0.0001~0.01mm,同时,可以通过实时检测误差修正或补偿来获得更高的精度。

4.功能强

数控机床利用计算机的高速计算处理能力,实现了许多复杂的数控功能,如二次曲线插补运算、多轴联动、固定循环加工、坐标偏移、图形显示、刀具补偿等,使刀具在三维空间中能实现任意轨迹,完成复杂形面的加工过程。

5.可靠性高

数控机床零件程序的存储容量大,非常复杂的零件程序也可以一次输入存储器,方便进行程序调试和仿真试运行,确保加工安全。数控机床还易于设立各种诊断程序,能进行故障预检和自动查找,便于维修和减少停机时间。

6.效率高

由于数控机床可采用较大的切削用量,有效地减少了加工中的切削工时;数控机床还具有自动变速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能,并且无须工序间的检验与测量,使辅助时间大为缩短;对于多功能的加工中心,在一次装夹后几乎可以完成零件的全部加工,这样不仅可减少装夹误差,还可减少半成品的周转时间。因此,与普通机床相比,数控机床的生产率高出许多倍,对于复杂形面的加工,生产率可提高几倍,甚至十几倍。

7.减轻劳动强度、改善劳动条件

利用数控机床进行加工,只需按图样要求编制零件的加工程序单,然后输入并调试程序,安装坯件进行加工,监督加工过程并装卸零件。这样大大减轻了操作者的劳动强度和紧张程度,劳动条件也得到了相应的改善。

8.有利于生产管理的现代化

用数控机床加工零件,能准确地计算产品生产的工时,并有效地简化检验、工夹具和半成品的管理工作;采用数控信息的标准代码输入,有利于与计算机连接,构成由计算机控制和管理的生产系统,实现制造和生产管理的现代化。

9.良好的经济效益

数控机床虽然设备昂贵,分摊到每个工件的设备费用较高,但用数控机床加工工件可以节省许多其他费用,如用数控机床加工工件可以节省划线工时,减少调整、加工和检验时间,节省了直接生产的费用;数控机床加工不需设计制造专门工装夹具,节省了工艺装备费用;数控机床加工精度稳定,废品率低,使生产成本下降,另外,数控机床可以一机多用,节省厂房面积,减少建厂投资。因此,使用数控机床加工可以获得良好的经济效益。

由于数控机床的特点,使其在生产过程中得到了十分广泛的应用。能显示数控机床加工优越性的零件包括:小批量而又重复生产的零件;几何形状复杂的零件;在加工过程中必须进行多种工序加工的零件;必须严格控制公差(即公差带范围很小)的零件;工艺设计会经常变化的零件;加工过程中的错误会造成严重浪费的贵重零件;需全部检测的零件等。