(一)、数字化机床的产生演进
科学技术和社会生产力的迅速发展,数字化机床(NumericalControlMachineTools)是用数字代码形式的信息(程序指令),控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床,简称数字化机床。
数字化机床是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的,其过程大致如下:
1948年,美国提出采用数字脉冲控制机床的设想。
1952年试制成功第一台三坐标数控铣床,当时的数控装置采用电子管元件。
1959年,数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板,出现带自动换刀装置的数字化机床,称为加工中心(MC,MachiningCenter),使数控装置进人了第二代。
1965年,出现了第三代的集成电路数控装置,不仅体积小,功率消耗少,且可靠性提高,价格进一步下降,促进了数字化机床品种和产量的发展。
上世纪60年代末,先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称DNC),又称群控系统;采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称CNC),使数控装置进人了以小型计算机化为特征的第四代。
1974年,研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称MNC),这是第五代数控系统。
上世纪80年代初,随着计算机软、硬件技术的发展,出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置;数控装置愈趋小型化,可以直接安装在机床上;数字化机床的自动化程度进一步提高,具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
上世纪90年代后期,出现了PC+CNC智能数控系统,即以PC机为控制系统的硬件部分,在PC机上安装NC软件系统,此种方式系统维护方便,易于实现网络化制造。
导轨是实现支撑、导向和运动的大型机床铸件,移动件是安装在导轨顶面的运动部件。
(二)、数控机床五轴联动技术
目前,高档数控机床多是五轴联动的数控机床,五轴联动数控机床已成为航空航大、船舶制造等重工业以及精密仪器加工等精密工业最重要的加工工具。五轴联动数控机床一般采用“3+2”的结构,不仅可以实现X/Y/G三个轴的运动,还可以实现另外两个轴的回转。五轴联动数控机床主要可分为立式加工中心、卧式加工中心、摇篮式加工中心等。以立式加工中心为例,立式五轴加工中心的回转轴可分为以下两种实现方式:一是工作台回转轴;二是依靠主轴头的回转;除此以外,卧式加工中心还有通过工作台旋转和主轴头摆动结合的五轴联动结构。国外五轴联动数控机床以欧美、日本为代表,这此国家或地区的五轴联动数控机床代表了目前数控领域此项技术的最高水平。而国内由于工业基础薄弱的内部因素和国外技术封锁的外部因素,目前的整体水平还很低,不过近几年,我国五轴联动数控机床发展很快,已经技术上取得较大突破。
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