高速数控技术的发展及其应用

    高速加工是指主轴的高转速和高进给速度以及高进给加速度，还有高的加速度变化率。

    高速加工机床不仅要有高的主轴转速，也应具备与主轴转速相匹配的高进给速度。为了保证加工轮廓的高精度，机床还必须具备高的进给加速度。因为一台高速机床没有足够高的进给加速度，是无法高速地进行高精度复杂曲面轮廓的加工，所以要求高速加工的机床在加工复杂曲面时，根据不同的曲率半径，在最短的时间内不断地调整进给速度。

    5.1 高速加工对数控系统的要求

    1)需要前瞻预处理，要求系统具有足够的超前路径加减速优化预处理的能力。在高速加工中，为了保证机床在高速运动条件下的精度和平稳性，系统必须估计到将要执行的一系列空间待加工路径，并根据速度预计得足够远。

    2)要求系统对高速采样截尾误差的精确预估，保证系统运行的平稳性。

    为了保证直线电机高速运行时的高精度，数控系统必须具有高速采样插补功能。

    3)要求系统具有高的抑制外部扰动力的能力即鲁棒性。

    5.2 高速加工技术的应用

    南京四开公司为汉江机床厂提供了一套数控凸轮轴磨床的数控系统。为保证磨削时恒线速切削，在国内首次采用了旋转的“零传动”技术，采用了主轴电机与机床主轴合二为一的结构形式，取消了从主电机到机床主轴之间的一切中间传动环节，把主传动链的长度缩短为零，因此加工精度更高(见图1，图2)。在2007年4月的北京机床博览会上，受到好评。

图1 采用“零传动”技术的MK8312凸轮轴磨床


图2 MK8312精磨后的产品

    另外，高速加工技术在航空航天、电子、船舶、兵器等精密机械制造领域大有作为，适合加工不锈钢、淬硬钢、石墨、石英玻璃等。

6 网络数控技术

    目前，由于国内各企业的规模与发展进程不一，其现代制造技术的应用处于单元技术的应用阶段、局部集成阶段、企业内部的全面集成化、走向网络制造、网络制造促使信息化发展等各个阶段。

    随着计算机技术、网络技术在制造业的应用，使制造业这一传统行业日益现代化，现代制造业技术的典范网络制造模式也越来越为企业接受并应用。

    网络制造能实现网络化的企业间跨地域的协同设计、协同制造、信息共享、远程监控及远程服务，企业与社会相互之间的供应、销售、服务等越来越便捷。

7 结束语

    随着计算机和网络技术的发展，使基于多媒体计算机系统和通信网络的数字化制造技术为现代制造系统的并行作业、分布式运行、虚拟协作、远程操作与监视等提供了可能。可以预见，数控技术及装备的发展趋势为：

    1)机械制造信息的数字化，将很快实现CAD／CAM／CAE／CAPP／PDM／PLM的集成应用，如产品CAD数据经过校核，可直接传送给数控机床完成加工。

    2)通过局域网实现企业内部并行工程，通过Internet建立跨地区的虚拟企业，实现资源共享，优化配置，使制造业向互联网辅助制造方向发展。